工科大学物理课程的优化与发展

张国华 陈春天 何丽娟 曹一江

摘 要：物理学是大学工科各类专业学习的很重要的一门公共基础课，该课程在培养和提供学生的科学素质、科学思维和科学研究能力方面都有很重要的作用。本文从教学观念的突破、教学内容与交叉专业的结合以及理论与实践相结合等方面进行探究，对大学物理课程的优化提出方案。

关键词：教育观念 交叉专业

中图分类号：O4-4 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2014）10-021-02

引言

在科技竞争日益激烈的现代社会，科学知识更新较快，高科技已成为最活跃的生产力。因此培养大学生的科学素质变得尤为重要。大学物理课程是工科各专业的一门重要的通识性基础课程，是很多自然科学和工程技术的基础，同时，物理学是一门应用性很强的课程，深刻地影响着人类的自然观和社会生活，从衣食住行、休闲娱乐、医疗保健到工农业生产、军事安全等各方面，都有大量的物理问题。正因如此，大学物理课程起着很多其它课程无法替代的作用。但傳统的物理教学在教学内容上以经典物理为主，理论性强；教学方法主要以讲授法为主，学生处于被动地位，所以有部分学生存在着厌学情绪，甚至认为学 《大学物理学》 没有用处。本文针对目前高等院校大学物理学中存在的问题，特别是在如何培养应用型人才方面，，结合大学物理的课程特点对该课程的教学优化进行详细论述。

一、将“以教师为中心”的教育理念转变为“以学生为中心”

（一）大学要改变传统的“以教师为中心”教育理念，确实树立“以学生为中心”的教育理念，将学生的发展作为教学的最终目标。大学生是有一定思想的人，也已经具备一定学习经验，应在学习中充分发挥主体性的作用，仅仅将学生作为知识的接受者是不合适的。因此，教师需变学术权威为引导者、对话者和合作伙伴，变灌输式教学为启发式教学，在课程实施过程中注重创设宽松、民主的教学环境，为学生提供自由发展的空间。

（二）积极开展小组讨论课。每月都开展一次讨论课，根据班级大小分成若干个小组。教师可以在课前准备好要讨论的题目，发给每个小组，然后学生一起学习和讨论。教师在巡视过程中若发现学生有难以解决的问题，可以参与讨论和引导。教师完全可以把讨论课的情况纳入教学评价体系。这种教学方式增强了学生之间的思想和学习方法的交流，培养了学生的相互协作能力，还提高了学生学习的积极性。

（三）充分发挥多媒体教学功能。现代化的多媒体包含的信息量大，图文并茂，能逼真的再现难以理解的抽象的物理过程和物理现象，使大学物理教学变得更加丰富多彩，有效地激发学生的学习兴趣。物理课程本身的信息量大，如果是传统的“黑板+粉笔”，那么教师在上课时间就将全部花在板书上，而学生也会感觉到枯燥无味，但是运用多媒体技术进行物理课堂教学，缩短授课时间，学生在课堂练习消化的时间明显增多，在完成课堂教学任务的同时也把课后作业提前在课堂完成，学生的课业负担自然就减轻了 这样，学生的学习就不再局限在教室里，而扩展到校园之外的广阔天地，教学信息量增大，涉及各方面的知识，必然扩大了视野，扩大了知识面，打破了时间和空间的限制培养了学生学会学习的能力和创新思维能力 使学生学得轻松愉快，学生也愿意学乐意学，自然也就提高了教学质量。

二、课程教学与交叉专业相协调

大学物理学是一门重要的公共基础课，而学生专业涵盖数学、电子、土木、计算机、化学、生物，机械等多种理工科专业。如何将大学物理与交叉专业相结合是提高学生学习兴趣和应用知识分析问题和解决问题的关键。教学在课堂上应因专业施教，有侧重点。电子工程专业着重讲电磁学和光学；机械专业则应该是力学；化工专业则是热学与其专业关系最密切，此外为了提高学生的学习积极性，还可以从历史角度来分析一下物理与交叉专业间的联系。例如对于数学专业的学生，可以讲述科学史上1907-1916年间，爱因斯坦（Einstein）广义相对论的建立是以黎曼（Riemann）等人建立的黎曼流形以及张量理论为基础；1925年，德国物理学家海森堡（Heisenberg）研究发现，以纯经验主义的分光镜事实为基础，原子场具有（有限维）复合代数矩阵结构，并以此为基础，建立了矩阵力学理论；此外对于化学专业的学生，法拉第本身是化学家，能够创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的。教师在课堂上讲述一下这段历史也可使得交叉专业的学生更为感兴趣。目前很多创新性的成果很少是由单一学科独立研究得出来的，通常需要相关学科间的交叉与融合。

三、教学走“理论+实践”道路

（一）物理理论来源于实验又高于实验.因此将理论与课堂外的大学物理实验结合起来或者在课堂上通过多媒体将实验逼真地模拟都可以使学生获得感性的认识，加深对知识的理解，快速地掌握所学的知识，有效地调动学生的注意力，活跃课堂气氛，激发学生的学习兴趣。但是如果在教学过程中，教师采取从理论到理论，照本宣科、生搬硬套的方法，只能使学生厌烦疲劳，昏昏欲睡，使课堂气氛沉闷而缺乏活力。因此实验是物理教学中必不可少的一个环节。

（二）实验可以激发学生探究新知识的积极性。例如在讲授光学课程的时候，关于等厚和等倾干涉的讲解中，用迈克尔干涉仪做实验，使学生更易接受新的知识点；分光计的调节与使用，示波器的使用，薄透镜焦距的测量，x射线衍射等等这些实验让同学自己亲手操作，这样可以集中学生的注意力，激发学生的兴趣，使学生在掌握物理基础知识和技能的同时，了解这些知识的实用价值，懂得在社会中如何对待和应用这些知识，培养学生的科学意识和应用能力。

结束语

通过对大学物理与交叉专业间的分析，我们可以感觉到对大学物理课程优化的必要性，为了得到更好地发展，我们提出了关于将“以教师为中心”转移到“以学生为中心”的教学理念；走“理论+实践”道路等措施，我相信将来从大学中走出来的一定会是社会与国家需要的人才。

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基金项目：本项目由黑龙江省高等教育教学改革项目（GJZ201301055）、哈尔滨理工大学教育教学研究项目（B201300025）以及哈尔滨理工大学教学综合改革（课程教学设计）项目资助。