浅谈大学物理在理工科专业中的教学
[摘 要]物理学是一门研究宇宙中物体结构及其运动规律的基础学科，其基本原理与研究方法渗透于自然学科的各个领域。物理学中每一次重要的突破都会促使科学生产力的改进或导致新的科技革命。从大学物理在理工科专业中作为公共基础课的重要性出发，针对学生学习效果差、教学质量提高难等问题，剖析问题存在的主要原因，探索性地提出提高教学效果与质量的方法。
[关键词]大学物理 理工科专业 教学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0143-02
物理学是一门研究宇宙中物体结构及其运动规律的基础学科，其基本原理与研究方法渗透于自然学科的各个领域。物理学中每一次重要的突破都会促使科学生产力的改进或导致新的科技革命。另一方面，随着科学技术的不断更新与进步，又促进了物理学基础研究的发展，而产生了许多前沿交叉学科。大学物理教学对学生的作用不仅仅在于提高其物理知识，它在培养学生的科学素质包括科学思维方法、科学研究方法、创新精神及灵活运用数学工具等方面都具有独特的优势。
一、大学物理在理工科专业中的重要性
大学物理是高等院校理工科类各专业在大学阶段一门重要的基础课，在培养学生观察问题、分析问题和解决问题等方面具有其他课程所不能替代的作用。物理学是自然科学和工程技术的基础，是工程创新的源泉。因此，在理工科的大学物理教学中，我们既要强调物理学自身的研究方法与规律，又要注重物理学与各理工科专业间的有效衔接，以物理学的基础知识要点为基础，各学科专业知识应该适当的加强纵向扩充和横向联系，加强不同学科专业之间的相互渗透。对非物理专业的学生来说，物理知识并不一定能直接应用于专业工作之中，所以在物理学习过程中，应让学生懂得除了要注重大学物理对专业课程的基础作用，掌握相关的概念和物理规律，还应注重对物理思想方法的领悟和把握，提高逻辑思维能力和解决问题、分析问题的能力。通过大学物理的学习，使学生不仅对物理知识有系统的了解和掌握，而且通过学习过程要锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题等各方面的学习能力，这些对专业知识的学习和自身能力的提升有着非常重要的意义。
二、大学物理教学过程中存在的问题
近年来各高校由于扩招等诸方面的原因，导致生源质量参差不齐，给基础课程教学尤其是大学物理教学带来了一定的影响。以笔者所在学校为例，大学物理课程主要面向土木工程、资源勘测、资源规划、地球物理、环境科学、测绘工程、材料工程、机械自动化、信息与通信工程等理工科专业大一大二本科生开设。在教学过程中，笔者发现很多学生自主学习、独立性等方面表现较差，对教师的教学上的引导有很强的依赖性，许多学生课堂学习兴趣不高、学习效果差，导致教学质量难以提高。通过综合各方面的分析，存在以下几个方面的原因：
（一）部分学生物理基础较差，学习存在困难
由于近些年高考制度的改革以及高校的扩招，部分地区学生参加高考时可以选报“3+X”的科目，所以部分学生高考时未选择物理。而大学物理是所有工科专业的必修基础课程，当这部分学生进入大学学习工科专业时，就显得物理基础和理解力相对较弱，使得同专业学生对物理的学习基础和能力参差不齐。此外，部分工科专业学生在高考录取时是单招生、民族生等，也会导致部分学生物理基础不同。这些问题导致部分学生较难跟上教学进度，不能独立完成作业，甚至少数学生未能通过期末考试。
（二）部分工科学生对大学物理的学习兴趣不高
由于课时量的限制，大学物理教学课堂中教师不可能对所有的知识点都讲得特别详细。教师主要是挑重难点进行启发性的讲解，而大学物理的内容本身比较抽象、理论性比较强，且对学生高等数学功底的要求比较高，这就导致了学生在理解问题对感到较困难。在这种情况下，如果学生自己不积极钻研，不向老师、同学请教，就会因跟不上教学进度而导致消极、厌学。
（三）课程教学节奏快，学生独立思考时间少
大学物理的理论性强且内容多、抽象、深奥，在学习过程中要用到很多高等数学的知识，特别是微积分，然而，工科专业大学物理的课时量相对较少。针对这种情况，为了缓解学时少、内容多之间的矛盾，在大学物理教学过程中通常将上课内容做成电子教案进行多媒体教学，这样可以节约写黑板、画图等的时间，并且可以提供更多的信息量。值得指出的是，这种多媒体教学的方式通常进度较快，学生对物理推导过程的理解需要一定的反应时间，因而导致学生跟不上教学进度；此外，使用多媒体教学，使部分学生上课时注意力难以集中，也不做笔记，寄希望于课后拷贝电子教案作为复习使用，而导致课堂教学效率降低。
（四）课程内容面广，课时量少
大学物理所包含的内容主要有质点力学、刚体力学、电磁学、振动与波、光学、热学、相对论与量子物理等。而大学物理在工科专业中作为一门基础课程，其所开设的课时量一般为100学时左右，甚至更少。以我校（桂林理工大学）为例，如资源勘测、环境工程、化学化工等专业开设大学物理为96学时，分上下册，两学期完成，而通讯、材料等部分专业仅开设72学时。对于这些工科专业的学生来说，他们绝大部分在中学都学过物理，所以物理对于他们来说并不是一门全新课程，他们具有相当多的物理基础知识。然而，这些学生可能已经习惯于中学物理的教学方法和思维方式，对大学的教学可能还不能很好的适应。为了完成教学内容，大学教师在教授这门课程时一般对重要知识点以及难点部分进行重点讲解，而对于其他内容轻描淡写，很少有时间像中学那样进行大量的习题分析与讲解。因此，学生在学习过程中难以把重点、难点及相关知识融会贯通，无法形成较好的结构体系。
三、解决方案
鉴于大学物理在工科类专业中的教学现状及存在的问题，为了提高大学物理的教学质量，培养学生探索、创新精神，我们提出以下方法来引导基础不同的学生提高其学习兴趣与能力，以获得更多的物理知识。
（一）大学物理与中学物理的衔接
大学物理在工科专业中作为一门公共基础必修课程，一般在大一第二学期和大二第一学期开设。在这个阶段，很多学生对大学的教学模式还没有完全适应，对于物理的学习的思维方式还停留在中学物理的模式中。所以，在大学物理的教学工程中如何将学生从中学的思维模式中引入大学的思维模式是急需解决的问题。在教学过程中教师可以在开始时尽量放慢教学进度，让学生慢慢的进入到大学物理学习的氛围，掌握学习大学物理的方法和思维模式；同时在课程教学中对于与中学物理相关的物理问题可以进行对比教学。
（二）进行适当的实例讲解和演练
大学物理作为工科专业学生的一门基础课程，要求学生对课程的基本概念、基本理论及基本方法有较为系统的认识、理解与初步的应用能力即可，所以学生在学习过程中没有必要像中学一样进行题海战术。因此，在大学物理的学习过程中要求学生所做的习题必须是具有代表性的经典题，通过这些典型习题达到巩固知识的目的。例如，可以通过一些小例题来引导学生用微积分和矢量知识来进行解题，以弄清物理定律、定理及其意义与应用等。通过与中学物理解题方法的对比，让学生体会大学物理解题中应用新方法的便捷性和严谨性。
（三）引导学生具有自主学习意识，培养自学能力
自主学习和自学能力是一个合格大学生所必须具备的基本学习能力之一，是学生在学习、科研与工作中获得知识、运用知识的重要能力。所以，培养学生自学能力，引导其进行自主学习是大学课程教学中的重要环节。
具体可以从以下几个方面进行引导：1.课堂上布置自学内容，在规定时间内进行检查。2.提供相关的参考书，在平时学习中碰到的问题与困难，学生可以通过查阅参考书进行解决，以培养学生自主学习和自学能力。3.针对不同专业的学生，在教学中适当的增加大学物理中与其专业相关的知识进行讲解，以提高学生的学习兴趣。4.建设与课堂同步的网络课程，提供教学课件、习题及解答、视频等相关学习资料，以方便学生自学所需。
四、总结
本文从大学物理在理工科专业中作为公共基础课的重要性出发，分析了在教学过程中存在一些必须要解决的问题，如部分学生物理基础较差、部分学生学习兴趣不高、教学节奏快使学生独立思考时间少、课程内容面广课时量少等等。文章提出了应对这些问题的一些方法，如做好大学物理与中学物理的衔接，进行适当的实例讲解和演练，引导学生具有自主学习意识，培养自学能力等。
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[责任编辑：钟 岚]