工科专业大学物理教学现状与改革方向研究
摘要：大学物理作为工科专业的基础课，在奠定学生物理思维与专业思维方面起着举足轻重的作用。针对此形势，本文分析了当前大学物理教学中所存在的问题，并提出了三个改革方向：专业渗透式教学、模块化教学以及网络教学。
关键词：工科；物理教学；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0129-02
一、引言
物理学的研究对象是物质的基本结构以及物质的运动规律，作为一门基础的自然学科，它是各分支学科、交叉学科和新兴学科产生和发展的基础。由于物理学的特殊地位，《大学物理》成为了理科、工科专业必修的基础课程，其内容主要包括力学、热学、电磁学、光学及现代物理学等几部分内容。[1]大学物理课程的教学内容、研究问题和解决问题的思维方法，有利于培养学生科学的思维方式，有利于培养学生的创新意识，即大学物理课程对培养学生的现代科学素质起着重要作用。在保证物理学本身的全面性与系统性的前提下，与专业特点紧密而有效的结合，利用物理学基本原理来阐述专业问题，将当代物理学的发展动态与专业发展方向相联系，是值得我们认真深入思考的问题。尤其对于高等工科院校，探讨基础课与专业结合的教学模式，使其互相促进十分必要且势在必行。[2]本文主要论述了当前大学物理教学中存在的问题，并针对这些问题，总结了一些可能的改革方向。
二、大学物理教学现状
1.教学手段与教学形式单一。多媒体技术的发展，使得教师从传统的黑板粉笔式教学手段中解放出来，但是却出现了新的问题。因此，在教学改革中首先要求教师熟悉教学内容，并制作精良的多媒体教学课件，将多媒体与板书有机结合，充分发挥多媒体和传统手段的优势，才能达到最佳教学效果。此外，教学形式也比较单一，大班教学，无法实现因材施教、因人施教，而当前高中教育中，有很多地方的学生甚至没有选修物理课程，因此学生物理基础参差不齐，教学效果下降。
2.教学课时缩减。在当前提倡学生减负，提倡素质教育的大背景下，高等学校课程教学课时大幅缩减，随之而来，大学物理课程也被大幅削减。为完成整体教学任务，许多重要内容被迫删去，只剩下经典物理学的基本内容，这导致学生的大学物理知识缺乏系统性，尤其是个别专业与删去的知识关联度很大，在大学物理课程中，学生无缘接触当前科技发展的前沿知识，无法了解物理科技的最新进展。[3]以个别工科院校为例，大学物理课时，由最初的上下两册96学时，减少为72学时，其中的刚体力学、现代物理学部分被大幅削减，甚至有些专业课缩减到48学时。鉴于此，教师要想顺利完成大学物理内容的教学，只能进行科普式教学。
3.教学内容与专业脱节。大学物理教学一方面要给学生传授系统的物理知识，从而培养学生分析和解决问题的能力，培养学生的创新和探索意识，养成良好的科学素养和科学习惯。另一方面，作为自然科学的基础，各工科专业的专业知识中都要涉及到物理学相关内容，且不同专业所需物理知识的侧重点各不相同，如果学生没有良好的物理基础，则会在专业课程的学习中遇到困难。目前，大部分高校工科专业所开设的大学物理课程，几乎全部采用统一的教学大纲，同样的教学计划，一致的考核方式。这种设置方式具有极大的局限性，无法突出大学物理作为基础课的地位，缺乏与专业知识的联系，没有达到与后续专业知识相衔接的目的。因此，处理好基础课和专业课的关系，既保持物理体系自身的完整性又兼顾专业特点，使大学物理课程实现与专业课的完美衔接是教学改革需要完成的一个重要课题。
三、大学物理教学改革方向
针对上述现状，我们认为要想保持大学物理教学的优势和先进性，教学改革势在必行。因此，结合前人的研究工作，本论文主要论述了以下三种改革方式。
1.专业渗透式教学。在大学物理教学过程中，将物理教学内容与专业知识相结合，潜移默化地进行专业思想教育则成为渗透式教学。[4]例如对机械工程专业，可以把机械设计的受力与省力规律与力学中的杠杆知识相结合，把发动机的工作原理与电磁感应定律相结合；对于计算机专业，可以把硬盘的存储记录原理与磁性材料知识结合，把鼠标定位原理与光学知识相结合；对电子技术专业，可以将常用的家用电器如冰箱、空调的工作原理与热力学知识相结合，将电磁炉、微波炉等与电磁感应涡电流的知识相结合。对通信工程专业，可以将各种信号发射器与与电磁波的知识相结合，等等。总的来说，专业渗透式教学就是要将专业课程内容融入到大学物理之中，这就要求教师在教学活动之前获得丰富的专业素材。一方面具备专业方面的理论知识，了解学生毕业后所要从事的工作领域和专业方向。另一方面，也需要具有相关的实验和实践经验，参与专业的教学实习和生产实习等活动。此外，通过采集多媒体素材，购买或者自行组装典型的演示仪器，结合大学物理课的内容充实相关实例，将此类元素加入教学中，实现全方位、立体化的大学物理教学。
2.模块化教学。不同专业若使用相同的授课计划和教学大纲，则使物理教学不能有的放矢，不能很好地为专业课程教学服务。鉴于此，有高校教师认为在教学过程中根据各个专业特点，制订差别化的授课计划和教学大纲[2]，实现因材施教，针对性教学，该方法被认为是一个很好的选择。如南京理工大学紫金学院的史建新等人提出了模块化教学，将大学物理分成力学模块、机械振动和机械波模块、热力学模块、电磁学模块、光学模块以及近代物理等几个大模块，然后每一模块根据教学计划的难易程度以及内容深度分为A、B、C三个不同的层次，对于各个专业要制订差别化的授课实施计划和教学大纲，各个专业根据自身特点与专业需求，在授课计划和教学大纲中添加不同的模块，并选择不同的层次。因此，教学大纲的确定必须由专业课老师和大学物理老师共同确定，要求必须熟悉该专业的培养计划、该专业所学的全部课程，熟悉与学生专业课程相关联的科目和内容，通过这些知识来调整大学物理课在该专业的授课计划，根据专业特点对不同内容体现教学侧重，为后续专业课程的学习做好必要的理论铺垫。
3.课堂教学与互联网辅助教学相结合。为了帮助学生更好地消化吸收课堂内容，可以应用互动教学系统开展网络辅助教学，在课堂中，通过多媒体技术实现对大学物理教学信息的收集、传输、共享，课后可以改进传统的教学模式，并突破传统物理教学模式的限制。[5]教师在授课的同时，将教学计划、教学视频等相关资料上传到网络教学平台，对学生实施网络教学，该模式可以有效弥补传统课堂教学无法解决的教学时数不足、生源质量下降等问题，此外，网络教学可以有效拓宽学生课外学习的空间，消除学生在学习大学物理课程时的时空约束。网络课程中，除了授课内容，还应专门开辟讨论与答疑空间，对于学习中的疑问，学生可以在线展开讨论，也可以开启个别辅导平台或者通过电子邮件等形式咨询教师。另一方面，在网络教学平台中，可以通过“慕课”形式引入一些国内外的大学物理精品课程，或者在一些关键知识点设置合适的“微课”。“慕课”与“微课”的引入，不仅可以调动学生积极性，激发学习热情，给学生提供聆听高水平专家的授课机会，也可以为教师提供学习机会，开拓视野，提高授课水平，从而提高大学物理课程的教学质量。[6]
四、结论
总的来说，为适应新形势下的教学要求，大学物理教学也应该做到与时俱进，及时改革，使得大学物理课程真正做到为专业课服务，成为衔接基础课与专业课的一个桥梁。
参考文献：
[1]方丽梅，祖小涛.对工科大学物理教学改革的几点思考[J].电子科技大学学报社科版，2005，7（增刊）：93-95.
[2]韩桂华，姜伟，陈志刚，等.大学物理与专业结合的教学模式探究[J].中国科技信息，2007，（15）：231-232.
[3]王军，白浪，李丹.工科专业大学物理课程教学现状及改革探讨[J].攀枝花学院学报，2016，33（2），101-103.
[4]张智伟.工科大学物理教学中专业渗透的新思路[J].科技视界，2012，（13）：138-139.
[5]张志国.中外大学物理网络教学手段比较研究[J].吉林化工學院学报，2015，32（12）：93-95.
[6]倪燕茹.基于网络教学平台的大学物理课程建设的必要性[J].科技创新导报，2015，（32）：213-214.
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