“互联网+”背景下工科院校大学物理的“教”与“学”

王东　章敏　刘果红

【摘要】在“互联网+”背景下，传统的大学物理教学模式悄悄转变。实践良好的大学物理教学对提高工科学生的科学素养有非常重要的作用。文章针对“互联网+”背景下工科院校大学物理“教”与“学”中存在的问题，提出了相应的改进措施，提高学生学习的积极性和主动性，改善大学物理的教学。

【关键词】“互联网+” 大学物理 教学问题 教学措施

【基金项目】安徽省高校优秀青年人才基金重点项目（2013SQRL044ZD）；高等学校省级精品开放课程大学物理学（2012gkk032）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）19-0151-02

一、引言

随着互联网技术的飞速发展，“互联网+”模式已广泛应用于社会各个行业。“互联网+”背景下，大学物理教学从先前的网络公开课、远程教育到如今的慕课（MOOCs，Massive open online courses）时代，给传统的教学带来了巨大的冲击。作为素质教育的实际载体，大学物理课是对于培养和提高工科学生的综合素质有着十分重要的作用。因此，大学物理课是所有工科院校的一门重要的必修基础课。工科院校开设大学物理课，一方面在于为学生打好必要的物理基础使其对课程中的基本理论、基本知识能够正确的理解，并有初步的应用能力，为学生学习后续专业课程打下基础；另一方面注重学生的素质和能力的培养，使学生初步学会科学的思维方式和研究问题的方法，逐步提高分析问题、解决问题的能力，培养和提高学生的综合素质和科技创新能力。

“互联网+”带来了学习形式和方式变化，给工科院校的大学物理带来了“教”和“学”新挑战。

二、工科院校大学物理“教”与“学”存在的问题

作为一门重要的公共基础课，现阶段工科院校的大学物理的“教”和“学”存在着一定的问题，主要归纳如下：

（一）不能正确处理中学到大学物理的衔接。学生已经经过中学系统的物理学习，对物理的一些基本概念，定理和定律已经熟知，并掌握了一些学习物理的方法。大学物理中的力学、热学、光学和电磁学等内容，许多内容学生在中学有所了解。部分学生认为大学物理是中学物理的简单重复，产生轻视甚至厌学情绪。另一方面，中学物理教材简单并配有插图，形象化易懂。而大学物理教材公式推导较多，且加入全新的高等数学工具—微积分和矢量去研究物理，处理问题的方法和思路与先前不同，部分学生觉得非常难学产生挫败感，逐渐失去学习兴趣。

（二）不能适应大学物理学习的节奏。学生在中学学习时间非常充裕，一个知识点有大量的时间去学习和巩固。经过初中二年和高中三年的细嚼慢咽，学生习惯慢的教学进度。现阶段，工科院校大学物理课程的学时被不断的压缩，以我校为例：大学物理A分上下两学期，共120课时；大学物理B只有一个学期，共80课时。要在这么短的时间内将力学、热学、电磁学、光学和近代物理的知识点讲授完，的确是个非常大的工作量。相对中学物理而言，大学物理的授课进度快得多，每节课内容的信息量大，所以大一新生对这种进度会不太适应。

（三）没有合理有效的学习方法和态度。学生在中学长期以知识灌输为主，以教师为中心，学生自主学习能力不强。到了大学，许多同学发现在中学通过大量的课堂和课后练习来学习和巩固知识的方法，无法跟上大学物理的学习进度。而且，经过中学高强度的学习，部分同学到了大学学习陡然放松，学习的动力不足。大学物理的公共基础课不少情况下是合班教学，学生人数很多，课堂上老师没有足够的时间与学生交流，也不可能掌握到每位同学的学习程度。这就需要学生有较强的自学能力，要善于思考问题，发现问题并懂得和老师和同学交流。

三、“互联网+”背景下工科院校大学物理的“教”与“学”新措施

（一）加强学习方法的引导、打破思维定式，提高学生的自学能力

对于大部分学生，大学物理大部分内容并不陌生，但不少学生感到难学。主要原因是大学物理解决问题时引用了全新的数学工具—微积分。一般来讲，物理现象和规律的研究从最简单为基础，实际中的复杂物理，可以将它分割成许多微小空间、时间的局部问题。在质点动力学中，中学遇到的力一般是常量，而大学常遇的是变力。这就需要高等数学积分知识，将所有微量累计起来。应用微积分于大学物理，不但是数学工具的应用，也是一种思维方法的应用。遇到新的模型时，需采取对比法。例如对于转动问题，需要刚体模型。若将刚体分成许多细微部分，并把每一细微部分看成一个质点，那么刚体可以看成是有无数质点构成的质点组，而这个质点组与平动所讨论的质点组是有区别的，其特征是：构成刚体的任意二质点间的距离，在运动中恒定不变，这种看法使我们有可能在质点动力学的基础上来研究刚体情况。刚体绕定轴的转动问题可以简化成多个质点绕定轴在各自的平面内作半径不同、角速度相同的圆周运动。遇到类似的知识点，要善于总结相同点。如：电磁学中，高斯定理和安培环路定理两个非常重要的知识点，都有重要应用。在学习过程中，教师可引导学生进行归纳和总结。在大学物理的教学中，不仅是讲授知识点，还要对它们进行总结、对比和归纳，引导学生运用多种方法，培养他们的自学和思维能力，提高分析和解决问题的能力，为今后的工作和研究奠定基础。

（二）结合传统板书和多媒体教学、推进“互联网+”教学，增加物理专题讲座

由于大学物理课时紧、信息大，教师无法利用黑板板书这一传统的教学模式来完成教学。现阶段，工科院校给教室配备了多媒体设施，这为教师提供了一种全新的教学手段。利用多媒体教学，可以图文并茂，形象、生动地显示教学内容，提高教学效果。例如在光的等厚干涉牛顿环中，利用多媒体PPT能准确的画出光路，并形象的显示出明暗相间的同心条纹。同时，为了让学生更深入的了解等厚干涉原理，可通过制作PPT动画上下垂直移动牛顿环中的平凸透镜，分析条纹的变化。多媒体教学相比于传统的黑板板书教学，更能吸学生注意力，也是激发学生学习兴趣的好的手段，是传统教学方式的延伸和提高。但是，对于定理公式的数学推导及典型例题的分析，还需教师通过板书来一步步引导学生推导和分析，在和学生讲解过程中培养他们的逻辑思维、推导和分析能力。如果完全依赖多媒体教学，学生盯着不断变化的幻灯片，忙于记笔记和听课，部分学生内容消化不了，更谈不上思考和分析了。例如在光的等厚干涉牛頓环中，光程差的计算和牛顿环明暗条纹的半径大小的推导还需教师在黑板板书教学，会更有利于学生掌握相关知识。所以应把传统板书和多媒体教学结合起来，取长补短，有利于提高大学物理的教学质量。运用互联网资料信息，增加物理专题讲座，开阔学生的知识面，开展探究式教学。可在大学物理课堂介绍空间天气对人类生活的影响，让学生了解继陆地、海洋、大气之后的第四疆域，了解科学家从事的空间科学探索、空间技术研究和空间资源的开发和利用。介绍当今的科技热点和物理应用，让学生了解物理与生活是密切相关，并不是空泛枯燥的，激发学生学习物理的兴趣。

（三）改进传统大学物理“教”与“学”模式、实践翻转式课堂，促进教学相长

现阶段，许多院校延续着知识教育，按照“概念―公式―应用”模式来组织教学。这种模式突出了教师的主导作用，去忽視了学生的主体地位。大部分教师进行的是满堂灌教学，学生也被动式接受老师传授的知识。为了调动学生的学习积极性，教师在授课时要多和学生交流，采用启发式教学，增加互动，发挥教师的主导作用和学生的主体作用。例如：在进行相对论学习的过程中，由于时间膨胀，乘坐宇宙飞船运动的孪生哥哥回到地球后发现自己比在地球上的弟弟年青。带着问题去学习，原本枯燥难懂的洛伦兹变化推导得出的结果变得充满期待。这样不仅加深知识点的了解，也让学生觉得物理原来这么奇妙。同时，改变学生传统的被动性学习状态，让学生来进行物理知识的讲解，学生与老师进行角色的互换。如学生喜欢看的好莱坞科幻电影“星际穿越”中，父亲乘坐飞船离开地球进行一系列的探险，回来后依旧年青，而他的女儿已白发苍苍。学生看到这里可能产生好奇，可以根据相对论知识让学生自行进行讨论和解答。尽管大学物理是各个工科专业的基础必修课程，但授课形式是全校选课，导致每个班级的学生来自各个不同专业。大学物理班级内不同专业学生对知识点的掌握不同，以我校为例：如给排水学生，可能对热力学的知识学的更深入，可请相关同学针对大学物理学的热机效率问题进行讲解。同届选课学生的讲解，学生可能觉着更接地气，有别于教师的高高在上，达到事半功倍。现阶段，高校从事大学物理教学的教师一般具有较高学历，具备较渊博的知识和前瞻性的思维，更能接受和愿意尝试新的讨论式课堂教学。另一方面，中学物理正经历着一场新课改，教材的设计力求促进学生自主学习，力求把探究式教学模式渗透进去。在经历了新一轮的国家基础教育课程改革，大部分学生已具备初步的科学探究能力和素质，他们从思想上也接受这种能发挥主观能动性的教学方式。与此同时，现在高校开放的实验室和图书馆为学生的学习提供了很好的硬件条件，教师可以引导学生合理利用互联网资源，鼓励学生进行课堂外阅读，提高自学和获取知识的能力，增加知识面，轻松适应新的“教”与“学”模式。

四、结语

对于工科学生，大学物理课程可能是系统学习物理知识的最后一站。教师需要在教学实践中不断探索和改进，激发学生学习的主动性，让教师教得精彩，学生学得充实。

参考文献：

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[4]蒋晓龙，陈猛，唐钰琦. PPT教学对大学物理教学的影响探讨[J].课程教育研究，2015（4）：148-149.

作者简介：

王东（1981-），男，汉族，安徽省合肥人，硕士，讲师，主要研究方向：物理学。