《大学物理》在构建理工科学生科学素养中的实践探索

摘 要：以物理学为主要内容的《大学物理》所讲授的基本概念、基本理论和基本方法是构建理工科学生科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和工程技术人员所必备的。本文基于近年来新疆大学物理学院大学物理教学团队在树立学生学习信心、转变学生学习习惯和激发学生学习热情等方面的经验总结，探索了大学物理课程在构建理工科学生科学素养中潜移默化的作用。

关键词：大学物理 理工科学生 科学素养 实践探索

大学物理课程在帮助学生系统的掌握物理知识，提高理解科学探究过程能力和科学技术对推动人类社会生产力发展作用的认知水平等科学素养方面，具有其它课程不可替代的重要作用，普遍得到了国内外各理工科院校的重视。本文基于近年来新疆大学物理学院大学物理教学团队在树立学生学习信心、转变学生学习习惯和激发学生学习热情等方面的经验总结，探索了大学物理课程在构建理工科学生科学素养中潜移默化的作用。

一、大学物理教学团队切实提高大学物理教学效果经验总结

新疆大学物理学院大学物理教学团队基于近年来的教学实践发现，切实提高大学物理教学效果最根本需要树立学生学习信心、转变学生学习习惯和激发学生学习热情。

1.基于学生的数学物理基础，深入浅出讲授物理知识重拾学生学习信心

物理教师在授课时需要重视学生数理基础的个体差异性，深入浅出的讲授物理知识让学生逐渐树立学好物理的信心。新疆大学大学物理教学团队的经验是：第一节课最好拿出一节课的时间给学生讲解矢量、标量的概念及运算方法，切忌照本宣读。如可以这样讲，空间上各向同性的物理量是标量、各向异性的物理量是矢量，然后让同学们独立思考他们知道的物理量哪些是矢量哪些是标量，再告诉他们标量遵守代数运算法则而矢量遵守几何或解析运算法则，这样绝大多数同学既能真正理解矢量和标量的概念又能掌握它们的计算方法，不会让这一数学知识成为今后学习物理知识的拦路虎，以此类推在给学生讲解速度、加速度等物理量的时候，可以先通过对物理现象的描述让学生独立思考给出速度、加速度的定义，然后再通过分析计算具体运动过程规律加深对这些物理量的理解和实际应用，久而久之逐步让学生重拾学习物理的信心。

2.基于学生被动式学习状态，变灌输式为启发式教学转变学生学习习惯

物理教师在授课时必须变灌输式为启发式教学，逐步培养学生独立思考能力转变其学习习惯。新疆大学大学物理教学团队的经验是在给学生讲授每一个物理学中的基本概念、基本理论和基本方法时，先从物理现象或物理实验入手，通过对自然现象或实验中各物理量之间关系的分析总结得出物理规律。例如，在给学生讲解静电场时，我们会重点强调静电场的所有性质和规律都是建立在库仑定律这一实验定理的基础上，作为大学生你们自己来分析一下两个带电体之间的相互作用，让学生通过两个带电体电荷量的改变、距离的改变对相互作用力的影响分析，得出力是正比于两个电荷量的乘积而反比于距离的平方的，系数可由实验确定，在此基础上让学生独立分析一个带电体产生的场需要一个完全由其性质决定的物理量来描述，他们自然而然会想到电场强度的概念，教师只需要稍加引导让学生注意一下物理量的矢标量性及运算方法，并基于电荷连续分布和不连续分布两种情况各举一个例子讲解其具体计算过程，学生很快就理解并掌握了电场强度的概念和场强叠加原理。近年来团队的教学实践表明，变灌输式为启发式教学在培养学生独立思考能力、转变其学习习惯等方面刻不容缓。

3.基于教师独特的人格魅力，加强课内外有效沟通激发学生的学习热情

物理教师要想激发学生的学习热情需要基于个人独特的人格魅力巧妙利用课内课间时间加强与学生交流，而有效沟通的基础是师生平等、实事求是，不论是课内还是课间营造一种各抒己见的民主氛围对调动学生学习的积极性尤为重要。开学第一堂课教师留给学生的第一印象直接影响今后的交流和教学效果。因此，物理教师要足够重视这一环节，第一堂课前以最亲切、最凝练的语言通过介绍自身的学习经历或物理学的发展历程让学生对物理教师或物理学产生一定的好奇心。此外，第一堂课需要强化课堂纪律要求并在今后的教学过程中严格执行，给学生树立认真负责的良好形象。通过课前点名、批改作业和答疑机会尽快熟悉学生姓名、学习态度和掌握情况并及时给予关心和辅导，学生一旦意识到物理教师对自己的关注潜意识会帮助提高学习物理的积极性。

二、《大学物理》在构建理工科学生科学素养中的实践探索

以物理学为主要内容的《大学物理》所讲授的基本概念、基本理论和基本方法是构建理工科学生科学素养的重要组成部分，在教育教学中应引起广泛重视并在实践中不断探索。

1.基于各理工科专业的特点，理论联系实际深化学生对物理知识的理解

物理学中的每一个概念、规律都是从生产生活中提炼并建立，并且在社会活动中加以发展和完善的。各理工科学生的专业特点决定了他们对物理知识的关注点有所侧重，要想真正加深学生对物理知识的理解需要在授课过程中讲授清楚物理学的基本理论如何在其它自然科学和工程技术领域解决实际问题。例如在给生科院的学生讲授比热容概念时你可以问学生自然界什么物质的比热容最大，他们会异口同声的说是水，你再问他们为什么生物体90%以上都是水构成的呢，他们会很好奇的等待老师的解释，你再结合比热的概念告诉他们比热容是单位质量的物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量，水的比热最大意味着单位质量生物体温度升高或降低1℃需要的热量最多，换句话说主要有水构成的生物体热稳定性最好，这对自然界中的恒温生物来说是尤为重要的。

2.基于多媒体授课效率优势，引入演示性实验提高大学生科学探究能力

21世纪90年代以来兴起的多媒体技术，以其在处理信息上所具备的生动性、广泛性、集成性、可选择性和高效性及使用者可直接参与性等突出优点，迅速在包括教学在内的各种领域獲得广泛使用并取得显著的效果。将多媒体技术用于大学物理的教学工作，一方面可以保证教师在有限的时间内完成endprint

教学内容；另一方面可以通过生动形象的多媒体课件在授课过程中引入演示性实验提高学生科学探究的能力，激发学生学习的积极性和主动性，从而有效地改善大学物理的教学效果。物理学是一门实验学科，许多物理定理都是通过实验发现的，例如在讲解力是改变物体运动状态的原因就可以通过引入一个小球从一定高度滚动至无限长光滑平面的演示性实验，让学生通过分析物体的这一运动过程加深对牛顿运动定理的理解。此外，在认识简谐振动的运动规律时可以先引入弹簧振子的演示性实验，让同学们根据演示性实验过程分析弹簧振子受到的力、位移、速度、加速度的大小方向是怎样变化的，最后归纳总结得出简谐振动的运动规律。

3.基于教学相长的教育理念，提高学生对科技推动生产力发展认知水平

教学活动是一个教学相长的过程，物理教师除了讲授好书本上的物理知识外还应该调动学生的积极性让他们结合自身专业特点在课堂上给大家介绍科学技术在人类生产力的发展过程中是如何发挥作用的，提高大学生对科技推动生产力发展的认知水平。例如，在讲授热力学基础之前可以给学生布置一次课前作业，让他们利用课余时间查阅资料课堂上给大家介绍瓦特发明蒸汽机是怎样催生第一次产业革命使人类历史进入工业化时代的，然后基于学生的感性认识先从宏观上引入压强、体积、温度、内能、功和热量等描述热力学系统状态和性质的物理量，再结合气体动理论给出这些物理量的微观解释和热力学第一定理，最后通过和学生们一起举例分析热力学定理在我们的生产生活中都有哪些体现，真正做到对这些概念、定理的理解和掌握。近年来的教学实践表明这种互动式教学方法既激发了学生的学习兴趣又显著提高了学生对科技推动生产力发展的认知水平。

综上所述，大学物理所讲授的物理学知识已经渗透到自然科学和工程技术的各个领域，它在帮助学生系统的掌握科学知识，提高理解科学探究过程能力和科学技术对推动人类社会生产力发展作用认知水平等科学素养方面发挥着无可替代的作用。物理教师在教授物理学这一逻辑严谨的实验学科的过程中身上体现出来的实事求是、精益求精、诲人不倦的人格魅力和娴熟的教学技能势必会感染到学生并激发他们的学习热情，让学生体验进步的同时，重拾学习的信心，增长知识的同时，实现人格魅力和科学素养的全面发展。

参考文献

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[2]魏童龄，蒋霞.关于理工科高校加强人文教育的思考[J].福建论坛（社科教育版）.2007（04）

[3]郭伟伟.当前大学生科学素养培养探析[J].新乡教育学院学报.2008（03）

作者简介：陈恒雷（1979.04-），男，山东，博士，新疆大学物理科学与技術学院，副教授，研究方向：大学物理教学研究。endprint