大学物理课程教学引发的思考

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  摘 要:物理学研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律,涉猎范围极其广泛,理论体系严整而系统。以物理学基础知识为内容的大学物理课,几乎涵盖了物理学的各个组成部分,包括经典物理、近代物理和应用物理学等。但学生生源地的差异,导致学生物理基础差异较大;学生所学专业不同,专业需求也不同。面对如此窘境,我们怎样才能找到解决这些问题的突破口并寻找出相应的对策,是我们亟待解决的问题。
  关键词:大学物理;课程;思考
  中图分类号:G642
  文献标识码:A
  一、引言
  大学物理课程是高等院校理工科专业的公共必修课,也是一门重要的基础理论课。课程的学习对培养学生的科学素养,锻炼学生的思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力大有裨益,其重要作用是任何其他课程不可替代的。在高等学校中开设大学物理课程,应使学生通过课程学习,一方面系统地打好必要的物理基础,另一方面具备学习科学的思想方法和研究问题的能力。
  鉴于此,如何上好大学物理课,如何调动学生的主动学习意识和探究意识,成为摆在授课教师面前的关键问题。
  通过调研发现,各理工科院校大学物理课程设置的学时数差别很大,相当一部分学校设置学时数较少,各部分内容很难协调和取舍。在多数老师的授课中,传统的纯理论课占比较大,受学时限制,一些新的形式、新的教学方法收效不明显,有些甚至完全流于形式。大学物理实验在大学物理课程中的比重很小,授课过程中缺少演示实验、动手操作实验和仿真实验,学生没有直接观察和动手操作的真实体验,导致物理课程失去其应有的魅力,学生失去学习的兴趣。对于课程网站建设较好的学校,学生对相关网站的利用率并不高,网络并没有在学生的学习过程中发挥应用的作用。面对如此窘境,必须找到解决这些问题的突破口,寻找相应对策,让教与学协调统一起来。
  大连海事大学学院众多,专业特色鲜明,统一的课程设置不能满足专业发展的需要。以学校发展和建设“双一流”大学的目标为契机,在大学物理课程的教学中,应以专业需求和学生需求为授课导向,建设出适应本学校专业发展的有特色的课程设置体系。为此,清晰的模塊化设计将给课程的进行带来生机。
  二、设置学期模块
  将所有内容集中在一个学期完成,教师的授课体现不出物理学完美而严整的理论体系,甚至可能将很多内容分解,学生消化起来的难度很大,往往只能学到一些皮毛,并没有领会物理学的精髓。因此,学校以调整学时数和学分数为契机,将内容、学期分散,将现有的学期模块重新整合,通过反复论证,确立各个学期的教学内容及相应章节的学时分配数。
  三、按大类组建模块
  与学校的综合改革相结合,体现专业特色,将大学物理在海上专业、陆上理工科专业、文科专业等中的内容设置重新调整,优化授课对象的物理知识结构。同时,结合每位教师自身的特点和优势,明确分工,组建教师课程建设模块。在这其中,对所有专业公共需求的部分,构建公共通识模块,即设置一部分在所有学生中通用的公共模块,既深入浅出,又繁简适度。另外,对于特色专业,应结合专业的特点构建符合专业特点的特色模块。如轮机工程学院,力学、热学应为精讲内容;信息学院,力学、电磁学、波动光学为精讲内容;人文学院应着重搭建优美的“物理大厦”,体现物理学在科技发展中起到的不可替代的重要作用。
  四、仿真实验与演示实验相结合
  物理学是一门实验科学,教师必须高度重视实验在学生的学习过程中发挥的重要的、不可替代的作用。目前,实物演示困难很多,尽管如此,在可实现的情况下,应该让学生切身感知物理现象,清楚物理规律的来龙去脉,这对帮助学生学习物理原理、理解物理规律、唤起学习兴趣是非常重要的。随着计算机的普遍应用,仿真实验已走入课堂,相比传统教学,其缓解了演示不便的困扰,同时对激发学生的探究学习能力是非常有帮助的,是学生延伸课外学习的良好伴侣。通过仿真实验与真实的实验,培养学生观察和分析真实物理过程和物理现象的能力,引导学生认识掌握物理本质,了解和把握真实的自然界,有利于培养学生尊重科学的理念和勇于探求真理的精神。
  五、开设第二课堂
  科学技术日新月异,物理学起到了哪些作用?让物理贴近生活,走出理论课堂,走出物理的理论框架,让第二课堂灵活多样,会在更广阔的天地帮助学生认知物理的重要作用。如光是什么、光刻如何实现、摄影中的光学。古代兵器的设计原理与工作原理,现代工程中如何设计,运用了哪些物理知识?量子通讯如何实现,宇宙如何膨胀,时间如何延缓,粒子寿命如何测量?走进发动机、制冷机,就能认知其工作原理。发电机什么样,运用了哪些电磁学知识?还可穿插专题报告、大师报告等多种多样的方式延伸课堂。第二课堂为物理内容“增肥”和“增容”,充分体现和展示了大学物理课程的格调与特色。
  通过模块的精准划分、与实验的有机结合、第二课堂的深入延展等,定能展现大学物理课程应有的魅力,发挥其在理工科学生学习过程中重要的基础作用。学好大学物理课程,对开阔学生思路、激发学生的探索和创新精神是非常重要。学好大学物理课程,能让物理学的基本思想、逻辑思维能力在学生日后的工作舞台上产生深远的影响。
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