关于农林院校物理教学改革的思考

吴义炳

（福建农林大学 机电工程学院，福建 福州 350002）

关于农林院校物理教学改革的思考

吴义炳

（福建农林大学 机电工程学院，福建 福州 350002）

由于历史和办学定位等原因，大学物理这门重要的基础课程在农林院校中地位较低、发展缓慢、课程的学时较少，各专业对大学物理的要求不一，学生缺乏学习兴趣和积极性。针对以上情况，对大学物理课程本身的改革显得十分必要，本文将谈谈大学物理改革中值得思考的几个方面。

大学物理；教学改革；物理学史

物理学作为研究物质及其运动规律的基础科学，在培养人的科学思想方法、精神品质等方面，有着极其重要的特殊教育功能和文化价值。可以说大学物理学课程是培养和提高学生科学素养、发展学生科学思维方法和科学研究能力的一门十分必要的基础课。

然而，当今高校为了增加毕业生的就业机会，对课程设置作出较大改革，原有必修基础课的学时数大幅度地减少，以增加学生专业选修课的时间和参与社会实践活动的机会。另外，在农林院校中，大学物理的地位相对较低，学时更少；其次，随着办学规模的迅速扩大，各农林院校的格局和结构也发生了很大变化，学科专业分布更加广泛，理工类专业学生人数约占全校学生人数的 60%，有的甚至达到 80%，已不再是传统意义上的农林院校，各个专业对物理教学提出众多不同层次的要求；还有，农林院校的学生由于对大学物理认识上普遍存在片面性，认为物理与他们所学专业的关联性和实用性不大，从而缺乏学习兴趣和积极性。针对以上现象，要想改变农林院校大学物理教学的现状必须首先从学科建设自身找原因。因此，对农林院校大学物理教学的改革势在必行。

本人结合自己多年的教学实践，谈谈在大学物理课程教学改革过程中值得思考的几个方面。

1 认清大学物理的价值是教学改革的前提

1.1 大学物理课程可以传授学生基础知识与基本技能。

物理学处在自然科学金字塔的最底层，是其它学科的基础。大学物理的基本知识、基本原理与理论是学生将来学习专业课、工程技术乃至今后的长远发展的基础。一方面，物理学的基本理论、基本思想不仅成为其它自然科学的重要基础和概念；其思维方式和研究方法亦为其它科学所借鉴。另一方面，物理学的原理与现象和工程技术及日常生活都有着密切的联系，在大学物理教学过程中可以把原理与应用结合起来，其实，从原理引申到应用并不需要花费很多时间，却能让学生体会到物理学在各学科与工程技术中的实际价值。

1.2 大学物理课程有利于提高学生的综合素质。

大学物理在高素质人才的培养中有着它独特的、其它学科所无法替代的作用。因为它不仅可以培养学生的逻辑推理能力，更重要的是它可以丰富学生的想像力和增强学生的创新意识，而这些对学生今后的可持续发展尤其重要。正如爱因斯坦曾说过:“想像力比知识更重要，因为知识是有限的，而想像力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉”。[1]爱因斯坦还说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅仅是数学上或实验上的一个技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”[2]

2 优化教学内容是教学改革的基础

2.1 根据不同的专业选择不同的教学内容，以适应少学时。

在少学时的情况下，要求大学生掌握和理解“按教学大纲规定的”全部物理内容是不切实际的。试图仅仅通过改变一些教学手段来实现探究型教学的目标也只能是“海市蜃楼”。因此，首先就应该精简大学物理的教学内容，这是所说的精简不是笼统的删除一些内容，而是应在了解学生所学专业的相关课程的基础上，针对不同专业学生，讲授的内容有所侧重，可以把大学物理课程按学时或相近专业分来分类授课。例如：农学院学生认为力学和热学与专业课联系最为紧密，课时可以往这两部分倾斜；材料学院大学物理可以向力学和热学倾斜; 信息学院可以侧重于电磁学方面。诚然，教学内容的精简，绝不是一朝一夕的事。只有在每个教育工作者创造性工作的基础上相互交流、集思广益、逐渐积累、深思熟虑、反复实验，才有可能得到符合教学实际的教学内容。

2.2 从提高学生的兴趣方面来更新教学内容

2.2.1 将物理前沿技术融入经典物理的教学中

物理学是一门严谨的科学，基本观念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统。但学生同时也期望着在大学物理课程中能尽可能多的接触物理前沿。因此，作为提高学生兴趣的一种手段，在物理教学过程中应向学生适当介绍物理的前沿技术与成果，在介绍时，着重介绍新技术、新设备中的基本物理原理，将物理教学与近代科学技术有机的结合在一起；另外，基本思想和基本方法结合基础物理教学, 介绍前沿的高新科技成果的创新思维及其物理基础知识，将学生引入一个富于现代、前沿及创新气息的学习天地中, 这对于开发学生的创新思维, 激发学生的创新意识, 激发学生的学习热情和求知欲都是十分有益的。

2.2.2 将理论知识与实践相结合

在理论讲解的基础上及时引入实例，使抽象的理论知识在实践中找到相应的“着陆点”。如：通过对历史上多次发生的小鸟与飞机相撞事件，引导学生进行思考：为什么小鸟与飞机相撞后会导致飞机严重受损甚至机毁人亡呢？要求学生根据所学的动量原理，通过碰撞模型，用数据说明问题，就可加深了对动量、冲量、动量定理的实际理解。这样既能提高学生学习物理的兴趣，又有利于培养和提高他们分析和解决实际问题的能力。再如：在讲劈尖干涉时，可以举这样的例子：我们都知道固体材料热胀冷缩都是存在的，但由于变化很细微，一般的测量工具是很难测到的，现在有专门的仪器--膨胀系数测量仪可以解决这个问题，而膨胀系数测量仪的主要原理就是利用劈尖干涉。在介绍多普勒效应时，可以用汽车的测速仪来说明；在讲光的偏振时，向学生介绍利用偏振现象测溶液的浓度；在讲波的合成时，让学生根据原理设计简易消声器，有源耳罩等等。这些还可以使学生感到物理就在我们身边，很实用，无形中也培养了学生的学习兴趣。

2.2.3 在教学中引入物理学史

在新课开讲时注重物理学史的讲述，可以起到开题的作用。科学家事迹的穿插，对同学们可以起到鼓舞和示范的作用。例如：在讲到麦克斯韦方程组时，一开始就讲一大堆数学公式，那学生听起来就觉得很枯燥。可以先介绍下关于麦克斯创建电磁场方程的相关事迹，就能收到很好的效果。我们知道麦克斯韦方程组中最具有突破性意义的两个创新点是位移电流和有旋电场概念的建立。就如位移电流吧，这是麦克斯韦研究电容器充电放电时传导电流不连续性而引出的，变化电流通过电容器时，传导电流并未通过电容器。这本是一个司空见惯的电流现象，为什么只有麦克斯韦才从中提出位移电流的概念？麦克斯韦的成功说明了什么？说明了机遇只垂青有准备的头脑。同时，物理学史还可以培养学生的科学思维，使他们知识立体化。物理学史的教学将科学家们在探索过程中的“智慧之光”带给学生，可以做到“授之以渔”。

3 改进教学手段是教学改革的基本途径

3.1 运用多媒体教学

采用多媒体可以让学生在相同的时间内获得更多的与课程内容相关的信息。适当采用多媒体教学，不仅可以增加信息量，提高教学节奏，而且利用多媒体技术，通过图形显示、动画模拟、文字说明等，可形成一个全新的图文并茂、动静结合、声情融会的形象、直观、生动的教学环境。例如：在讲解波速与波线上小介质元的振动速度的区别时，通过多媒体动画来演示波沿波线的传播过程，对这两个概念的理解就会得简单而明了；在讲授杨氏双缝干涉、劈尖干涉和牛顿环时，通过多媒体动画，可以形象生动地展示当条件变化时干涉条纹的变化，促进学生对物理知识的理解和记忆。在碰撞运动中，它是一个在极短时间内完成的物理过程，如果仅通过教师的语言叙述或板书描绘，很难让学生真正理解。利用多媒体技术，可以让学生清楚地看到弹性碰撞的物体，从接触、挤压、形变、产生弹力、然后分离的全过程。

3.2 尽可能多做些课堂演示实验

在大学物理教学过程中进行演示实验，即能培养学生观察力，也容易激发同学们的兴趣，有效地加深学生对概念和原理的理解。通过一些演示实验还可以使原本很杂散、抽象和枯燥理论知识具体化、形象化。例如，光的偏振部分，内容较多，而且抽象，理解起来有一定的难度，如果用纯理论讲解，要使学生掌握至少也要四个学时。如果在课堂上采用通过偏振光演示仪来演示出偏振现象、旋光现象，然后再验证马吕斯定律和布儒斯特定律等，同时进行相应的讲解，可以使原本抽象的理论变成简单的实验现象，这样用两个学时就可以把光的偏振全部讲完，而且学生反映效果更佳。这即可提高学生的学习兴趣，又能适应当今少学时的现状。

3.3 开公选课和讲座的方式

除了开设大学物理必修课外, 可以在全校范围内开设系列化的相关选修课以满足不同专业学生对物理学知识的不同需求。选修课可以选择在工程领域中某一类应用知识,如传感器原理及应用、激光原理及应用等, 将选修课的内容与大学物理课程的内容有机地联系在一起，即可以弥补大学物理学时少的问题，也可以满足一些学生“吃不饱”的要求，还有助于培养学生的工程应用意识和创新能力, 也加强了学生对专业课内容中物理原理的运用。

另外，可以请一些资深的学者或工程技术人员开设一些物理方面讲座，可以是物理最前沿的领域，甚至近几年的物理诺贝尔奖的相关课题，即使学生不一定能完全理解，甚至哪怕只是引导学生向前沿科学望一望，都会对开阔他们的眼界，树立信心，增强兴趣，启迪他们的思维，加深他们对大学物理的理解有好处。

大学物理课程改革面临的困难很多，只有全面地认识当前的具体情况，及时进行教学改革，积极主动地探索各种提升大学物理教学质量的方法，构建有自身特色的物理课程体系和教学模式，才能真正实现大学物理作为一门基础课在农林院校应有的价值。

[1]许良英,等编译.爱因斯坦文集(第一卷)[M].北京:商务印书馆,1977:284.

[2]爱因斯坦A ,英费尔德L.物理学的进化(周肇威译)[M].上海:上海科学技术出版社,1962:66.

G642

A

1673-2219（2011）08-0042-02

2011－3－18

吴义炳（1974－），男，讲师，硕士，主要从事大学物理教学与物理材料的研究。

(责任编校：刘志壮)