論在《大學物理》課程教學中融入科研前沿知識

楚亮　王興福　毛巍威

摘要：《大學物理》課程教學中融入科研前沿知識不僅是人才培養和時代發展的要求，而且是《大學物理》教學改革的要求。本文針對《大學物理》課程教材內容過于陳舊的問題，在教學的不同階段，結合前沿科學的特點和具體例子，簡單介紹了在《大學物理》課程教學中如何融入科技前沿。

關鍵詞：大學物理；科技前沿；教學；融入

《大學物理》課程是高等院校理工科各專業一門重要的必修基礎課，它在為學生系統地打好必要的物理學基礎，培養學生初步的科學思想方法和研究問題的方法方面起著重要作用；又由于《大學物理》課程是在低年級開設的課程，它在使學生樹立正確的學習態度、掌握科學的學習方法、培養獨立獲取知識的能力、以盡快適應大學階段的學習規律等方面也有著十分重要的作用。

本文探討了在大學物理教學的不同階段如何融入科研前沿知識。其一，在教學的前言中融入科研前沿知識，其主要目的是激發學生對本課程學習的熱情和興趣。其二，在教學講授基本概念和基本原理中引入科技前沿，加深學生對基本概率和原理的理解，同時運用前沿科研的觀點和方法，延伸物理學中的基礎概念和原理，啟迪學生的思維，開闊學生的眼界。其三，在課程章節小節時融入科研前沿，啟發學生去探究先進的科技前沿問題。

一、 教學前言中融入科研前沿

《大學物理》的教學內容主要涉及力學、熱學、波動、光學、電磁學以及量子物理和相對論的基本概念和原理。如何在前言中有效融入科研前沿，引出教學的知識點，對激發學生的學習興趣和熱情大有幫助。例如，在講解力學知識的前言時，教師可以展示載人航天飛船中宇航員處于失重狀態的圖片，激發學生興趣，引發學生思考，引出力學知識。在前言階段融入科技前沿知識，應該具有以下特點：生動有趣——生動有趣才可調動學生學習的積極性和熱情；通俗易懂——通俗易懂避免了學生望而生畏，重在科技前沿中的物理思想和物理方法；熟悉的科技熱門話題——以學生熟悉的科技熱門話題引出物理問題，引發學生思考，使學生感受到物理的重要性，培養學生思考問題的能力等。教師在前言融入科技前沿，其目的主要是激發學生的學習興趣和熱情，教師還應該注意融入的技巧，不能生搬硬套，可以結合多媒體教學技術，輔助圖片、聲音、視屏等，生動的引出物理問題。

二、 教學內容中融入科研前沿

在教學講授基本概念和基本原理中引入科技前沿，其主要目的是加深學生對基本概率和原理的理解，同時運用前沿科研的觀點和方法，延伸物理學中的基礎概念和原理，啟迪學生的思維，開闊學生的眼界。該階段融入科技前沿知識，主要是找到科研前沿與物理學基本概念和原理的結合點，巧妙的融入前沿知識，使學生能夠了解前沿科技，體會到前沿科技的巨大魅力。同時，還可以根據前沿科技的特點，采用不同技巧融入前沿科學知識，如直接穿插或者習題方式融入。可抽象出物理模型的科研前沿，設計出物理習題，加深學生對物理概念和思想的理解。在講解基本概念和基本原理中，穿插一些前沿科技、或者一些引人深思的科技前沿故事，既能讓學生加深對物理基本概念和原理的理解，又能啟迪思維，開闊視野，掌握物理思想是如何發現和構建的。

三、 課程小節中融入科研前沿

課程小節安排在每章小節教學知識點結束后，向學生歸納總結本小節的主要知識點。在此部分融入科研前沿知識，教師可以點到為止，言猶未盡，留給學生思考的空間，啟發學生用基本的物理思想和原理去探究先進的科技前沿問題。同時，結合教師自己的科研背景與物理知識的結合點，教師還可以在這部分講解自己的科學研究知識，引導學生參加科學實踐，將教學課堂拓展到課外，面向學生成立課外科研興趣小組，實現“教—學—研”互動。培養學生學習能力、科研能力、創新意識、創新能力，為后繼專業課程學習打下堅實的基礎。

現代科技日新月異的發展都離不開物理學的基礎作用，《大學物理》教學中的不同階段融入科技前沿，彌補目前教材的局限性，使大學物理學習成為“充滿時代氣息的全新的物理”，物理課堂充滿著趣味和活力，讓大學生體會到物理學與科技、生活、應用等息息相關，領略到物理學在科技前沿中的重要地位，激發學生的學習和科研興趣，增強學習的主動性和積極性，進一步加深對課本知識的深入理解等。但這對教師提出了更多更高的要求。教師必須教學與科研甚至“產學研”相結合，不斷學習和接觸科技最新科技前沿的知識，調研國內外科研文獻。其次，教師要加強教學設計，巧妙恰當的引入物理科技前沿知識，使學生更好地理解物理的基本思想和方法。再次，教師要加強和學生的互動，重視對學生思維活動的誘導，注意營造寬松的、可創作思維的環境。成立科研興趣小組，有條件的教師可以增設專門的大學生創新實驗，學生直接參入科技前沿研究。

四、 結語

現代科技日新月異的發展都離不開物理學的基礎作用，在《大學物理》教學中融入科技前沿，彌補目前教材的局限性，使大學物理學習成為“充滿時代氣息的全新的物理”，物理課堂充滿著趣味和活力，讓大學生體會到物理學與科技、生活、應用等息息相關，領略到物理學在科技前沿中的重要地位，激發學生的學習和科研興趣，增強學習的主動性和積極性，進一步加深對課本知識的深入理解等，有助于思維的開拓、分析和解決問題能力的提高以及創新精神和創新意識的培養等。總之，科技前沿融入《大學物理》教學，使課堂變得豐富多彩，提高學習興趣和探索精神，培養學生創新能力和良好的科學素養。

參考文獻：

[1]馬文蔚，周雨青，謝希順改編.大學物理[M].東南大學七所工科院校編；北京：高等教育出版社，2014，8.endprint