提高非物理专业大学物理教学质量的方法研究

刘敏霞

(东莞理工学院 电子工程学院，广东东莞 523808)

1 现状分析

大学物理是教育部指定的理工科类专业核心课程之一，也是理工科学生应掌握的最重要的基础课之一。大学物理教学对学生的作用不仅仅限于提供物理知识，它在培养学生的科学思维方法、科学素质和创新精神以及灵活运用数学工具等方面都具有独特的优势和举足轻重的作用［1－2］。

近年来，随着高校的扩招，招聘单位对就业人才的针对性、实用性、适应性、专业性的增强，因而就业岗位实用性与专业性的竞争越来越趋向激烈。为了适应这一趋势，许多地方高等学校缩减了理工科非物理专业大学物理课程的教学课时，增加了许多与社会需求相适应的其他专业性较强的课程。然而，由于大学物理对高校理工科非物理专业学生培养的重要性，教育部对高校物理教学内容的要求不但没有减少，而且增加了现代物理与高新技术的部分内容，这就造成了理工科非物理专业大学物理课程教学资源的相对紧张。为了充分利用教学资源，地方高校非物理专业大学物理教学一般采取合班上课的方式。其次，由于地方高校生源来源的多样化，学生掌握的物理基础知识参差不齐，加上一部分学生对大学期间学习大学物理的重要性认识不够，造成一部分学生对待大学物理学习懒散，教师上课时又没有足够的学时对所有的物理问题都进行深入探讨，导致部分学生很难跟上教学进度。

因此，针对我国高等教育大众化，就业市场的实用化、专业化，学生兴趣、志向的多元化，大学不同非物理专业理工专业对大学物理教学内容的多样化等新形势，如何实现大学物理课程的教学目标，提高大学物理教学质量，是一个需要引起广泛关注的问题。

2 课堂教学手段的改革与实践

大学物理是基础课，各个理工科专业都开设了大学物理。目前大学物理教材一般涵括力学、热学、电磁学、光学及量子物理基础几个部分。由于大学专业的细分，每个专业对大学物理的侧重点不同，学生的物理与数学基础知识也不一样，统一一套教学大纲的模式难以满足不同专业的需求，因而在上大学物理的时候，应根据专业的不同而侧重点应不同。根据当前非物理专业理工专业大学物理教学的客观现状，笔者在东莞理工学院从事多年大学物理教学的基础上，结合现今地方高校教学的需要，对物理教学在思维模式、教学内容及教学方法等方面的改革有以下的见解。

在大学物理思维模式教学上，大学物理的内容不是中学内容的重复或简单的扩展，而是在概念上深化、理论上提高，螺旋式上升。在大学物理中，许多概念和规律都是用高等数学的形式进行抽象、概括和表现。用高等数学来理解和处理问题是大学物理的基本要求。笔者通过在东莞理工大学多年从事物理教学的经验发现，不少同学只会用初等数学来处理问题，往往不能正确地用高等数学特别是微积分来表达和分析物理问题，经常把矢量当标量、把变量当常量、把积分运算用代数运算来代替等等。为了让学生适应这种变化，尽快进入大学物理的学习角色，在课堂教学中，就需要在训练学生学会用微积分的思想去思考物理问题的能力、学会把物理量的矢量放到适当的坐标系中分析 (如直角坐标系，平面极坐标系，自然坐标系，球坐标系，柱坐标系等)的能力、学会常采用一些理想的模型对物理问题进行理解 (如力学中刚体模型，热学中系统模型，电磁学中点电荷、电流元、电偶极子、磁偶极子模型等等)。

在教学内容上，笔者采取了因材施教。按照专业进行分类教学的方法。比如说，土木专业，它对力学的需求比较高，后期还要学理论力学。如果在大学物理力学部分学得比较扎实，那么后期的理论力学的学习就会比较轻松。笔者认为，根据不同专业，应该实行不同部分内容具有不同的知识特点，同时每一部分也有一些学习难点。在具体教学部分，土木专业课程主线与难点安排如下:

力学部分以牛顿运动定律为主线，各部分之间联系密切，强调矢量的概念、微积分方法在力学中的运用。如由牛顿运动定律可推出动量定理、功能原理、角动量定理等，借助于对质点的研究方法可对刚体进行研究，质点、刚体的角动量，角动量定理及角动量守恒。这部分的难点主要有:

1)变力作用下牛顿定律的积分问题，在求解这类问题时要注意正确分离变量、作合适的变量替换等。

2)质点、刚体的角动量和角动量守恒，在求解这类问题时要注意角动量与动量、角动量守恒与动量守恒的区别。

电子和通讯专业，对电磁学这一块要求比较高，学生在大学物理的后期需要学习电磁场和电磁波，电子和通讯专业在讲授时要侧重电磁和电磁波，主要安排如下:

电磁学部分从场的观点阐述静电场、稳恒磁场的基本概念、基本规律，电磁现象的内在联系、物理本质。这部分的主要难点有:

1)任意带电体场强的求解，在求解这类问题时应注意带电体电荷元的划分、场强的矢量性、坐标系的合理选取等问题。

2)有导体存在时静电场的分布及导体上的电荷分布，在求解这类问题时应注意合理应用静电平衡时导体内场强、电势分布的特点及场强、电势的叠加原理。

3)由毕奥－萨伐尔定律求某载流体产生的磁场，求解这类问题时应注意定律的矢量性，与静电场强计算的相同点、不同点。

4)感生电场、位移电流的理解，要注意它们的产生条件、相互关系、存在空间等问题。

光信息专业对光学这部分要求很高，后期很多专业课都离不开光学的基础部分，光信息专业对光学进行详细讲解安排如下:

波动光学部分主要从光的波动性出发阐述光的干涉、衍射、偏振等现象的基本规律。这部分的主要难点是光栅的衍射规律，应从分析光的多缝干涉和单缝衍射规律入手理解光栅的衍射、缺级等。

有的同学认为物理很难，对物理学习失去兴趣，上课乏困打盹。因此，在物理课堂教学上，把日常生活中那些有趣的现象用物理的知识解释，让学生了解生活中的物理现象，让他们明白:学习物理不仅非常有用，而且离他们也并不是很遥远。比如说简单机械的知识，杠杆的知识，惯性的知识等等，都是和我们的生活密切相关的。学习了相关的知识，就要学会用这些知识去针对解释研究生活中的各种现象，学以致用。通过对这些现象的分析研究，会使他们感觉物理不是书本上的条条框框，而是生动有趣的。同时，在物理课堂上，可以给学生播放建立在物理基础上的科技短片，激发学生对物理的兴趣。比如现在学生对穿越剧非常感兴趣，就可以给学生播放外祖母悖论，这都涉及到相对论与量子力学。在课堂教学上，让学生亲手在课堂上做一些小实验，或者教师在课堂上多引入一些演示实验，让学生认真观察实验现象，总结实验结论，并在黑板上列出学生不同的实验结论，并让学生们对每一个实验结论进行讨论，然后列出课本上的结论、概念与规律，与学生一起分析和比较两者之间的异同，这样就可以帮助学生更好地理解和掌握这些知识。

［1］许和平.教育大众化下的大学物理教学改革探讨［J］.科技广场，2007(12):200－201.

［2］盛霞.改进大学物理教学提高教学质量［J］.广东工业大学学报:社会科学版，2007(7):62－63.