大学物理课程适应四年制高职教育的探索

高建云

（天津职业大学基础课部，天津 300410）

1 问题的提出

四年制高职是职业教育中的技术型本科层次，是社会发展的需要，其目标是培养技术较为全面、能解决关键疑难问题的工程技术人员.我校作为天津市四年制高职的试点单位，部分重点专业将在今年秋季招收四年制高职学生.与三年制高职相比，四年制高职毕业生所应具备的职业技能的科技含量更高、技能水平更高、素质更全面.所以学校在课程设置上，在保持高职特色的同时，加大了基础课程的比例，以满足学生毕业后从事操作复杂精密仪器、设备、机器或者控制复杂生产程序等工作的需要［1］.因此，对作为理工类各专业通识性必修基础课的大学物理，以及作为理工科院校对学生进行科学实验基本训练的物理实验课程，学校给予了高度重视.从原来的个别专业选修变为理工类专业必修，课时规定为大学物理96学时，物理实验课64学时（个别有特殊需要的专业除外）.然而，大学物理和物理实验课程该如何进行改革以适应四年制高职学生的需求是摆在我们面前的十分迫切的任务.

事实上，在普通本科的物理教学中普遍存在着重理论轻实验的现象，理论和实验独立开课由不同的老师来教学，大学物理教研室和物理实验教研室各自有独立的人员配置，人为造成了理论和实验的脱节，这是职业院校教学中最忌讳的.著名物理学家密立根说过：“科学是用理论和实验两条腿走路的”，职业院校更注重实践强调动手能力，所以照搬普通本科的物理教学是不适合四年制高职学生的培养目标的.

2 改革的方向

根据四年制高职的培养目标定位和学生的认知特点，笔者认为大学物理对技术性人才来说，课程主线应为：“物理原理是什么—有什么用—怎么用”［2］.具体表现为物理的基本概念、基本理论和基本方法是什么，它们在理解技术原理和技术参量中有什么作用，怎样用物理的思想和方法去理解、吸收技术原理，怎样用物理的概念去理解技术参量的物理含义.物理实验应注重培养学生如何根据仪器说明书正确地使用实验设备，如何科学规范地记录实验数据，如何使用合适的方法处理实验数据，如何使实验效果达到仪器设计的精度要求，从而达到培养学生动手能力、观察分析能力及解决实际问题的能力.具体表现为如下方面.

2.1 注重大学物理课程的基础性

大学物理中富含生命力的经典内容不能丢，同时注意微积分在物理上的应用，否则会影响学生基本科学素质的形成和物理知识的迁移能力.但课程的侧重点不在复杂的推导和解题技巧上，而是强调物理思想和物理图像，为学生的长远发展打好物理基础.比如，通过洗衣机洗过的衣兜外翻来引入流体力学，用旋转法辨别生鸡蛋和熟鸡蛋来引入刚体力学，借用如何用冰来取火引入几何光学的应用等.

2.2 注重大学物理的应用性

在授课中特别强调物理与技术的关系，物理是自然科学的核心，是新技术的源泉.在课程设计中针对不同专业各自加设了五个专题讲座，目的是引导同学们读书，进行自主学习，期望日后可以读懂与大学物理难度相当的相关图书.操作方式是学生先行查阅资料再讲授，同学提问，老师点评的方式计入平时成绩.针对机械制造与自动化专业设置的专题讲座是：电与传感器、多普勒效应和雷达测速、光波与颜色、熵、微波与通信.

2.3 注重理论与实验相结合

理论教学与实验教学保持同步，教学过程中理论与实验穿插进行，课堂上讲解有关实验的原理，实验的目的等，在实验中让学生体会和注意有关的实验现象说明哪些物理规律，达到培养学生观察问题、思考问题和解决问题的能力，让理论与实验起到相辅相成、互相促进的作用.

利用最小偏向角法测量棱镜的折射率是一个典型的光学实验，学生做完了这个实验只知道用分光计可以测量棱镜的折射率，而对折射率测量的意义、常见测量方法知之甚少.因此，如果可以在课堂上讲清折射率是光学玻璃的重要特性参数，在生产实际中常需要测量它，测量方法又分为两类：一类是几何光学法如最小偏向角法、掠射法、全反射法和位移法等，其中最小偏向角法测量最精确；另一类是物理光学方法，如布儒斯特角法、干涉法、椭圆法等.通过这样的介绍使学生对折射率测量有了一个较为全面的认识，也会带着问题去学干涉和偏振内容.

为了使学生对折射率的测定有一个更全面的认识和拓展，可以进一步介绍折射率是有机化合物最重要的物理常数之一，它能精确而方便地测定出来，作为液体物质纯度的标准折射率比沸点更可靠.折射率也用于确定液体混合物的组成，通常用阿贝折光仪来测定，如果没有阿贝折光仪也可通过对牛顿环和迈克耳孙干涉仪的改造来实现液体折射率的测定［3，4］.经过这样的引导，学生在做牛顿环和迈克耳孙干涉仪实验时，会思考如何去改造实验，当他们发现知识欠缺是构成解决问题的障碍时，就会变“要我学”为“我要学”，此时的学习是出于学生的内在需要，会极大地提高学习的效率［5］.

2.4 注重手脑结合

教育家陶行知说过：“在用脑的时候，同时用手去实验；用手的时候，同时用脑去思考”，非常注重手脑的结合.对学生来说，每一个实验都是一项具体的工作，包括理解原理、掌握方法、调整仪器、观察现象、测量记录数据、进行数据处理和误差分析、最后形成实验报告.在实验课中所训练的动手能力、观察分析的能力、现场解决实验中所遇到问题的能力是职业院校非常看重的能力.而这些在普通本科物理实验中往往由于每一个实验的时间所限，训练得不够充分，没有充分发挥物理实验在培养学生这方面能力时应有的作用.

为了更好地实践动手和动脑的结合，自制物理演示实验装置是个不错的选择；形式为三人一组，利用课余时间，自由选择演示题目、自行设计、自备材料、自己制作和调试.考核时同学边演示现象边解释原理，老师提问并打分；激励方式是每组的成绩相同，在大学物理和物理实验课总评成绩中各占10%［6］.自制物理演示实验装置也是在课程中渗透沟通能力、合作能力和交流能力的有效举措.

3 小结

物理是一门集哲学的概括性和抽象性、数学的严密性和逻辑性、实验的实践性和操作性于一身的科学.职业教育更强调其实践性和操作性，这恰恰又是目前国内普通本科教育所欠缺的地方，普通本科的大学物理课程必须经过改革才可以适应四年制高职教育的需求，改革的重点应该体现在理论和实践的结合上，体现在物理与技术的关系上，体现在如何激发学生学习的源动力上.本文提出的注重基础性、应用性、理论和实验同步、手脑结合的大学物理课程的改革适合了职业类学生的认知特点和以后的事业发展，有一定的借鉴意义.

［1］陈宝华.关于试办四年制高职教育的思考［J］.广东教育学院学报，2002，22（1）：15～18

［2］王超，李均.在四年制高职专业设置“技术专业学位”的初步思考［J］.高等工程教育研究，2005，（4）：98～100

［3］关小泉.论牛顿环干涉法测定液体折射率［J］.五邑大学学报（自然科学版），2000，14（3）：72～77

［4］金恩培，赵海发，薛洪福.用迈克耳孙干涉仪测定液体的折射率［J］.计量技术，1995，（1）：17

［5］张健.应该提“做学教合一”［J］.职教通讯，2011，8

［6］郭力，石少波.演示实验制作促进动手动脑的大学物理探索式学习的改革尝试［J］.大学物理，2010，29（3）：50～52