摘要:磁現象和磁性材料無處不在,正因如此,磁學從物理學科向其他學科不斷滲透.磁學與化學的結合開辟了諸如分子磁學、磁性材料的制備等具有化學特色的研究新方向.現代社會對于創新人才的需要提出了更高的要求,因此,化學專業應該與時俱進,將磁學研究的先進理論和磁性測試實驗添加到教學中,為社會培養全面的綜合型人才.

關鍵詞:磁性材料;分子磁學;學科交叉

磁學本身不是新的研究領域,自古就是物理學的一個主要分支.我國古代就對磁性材料進行研究與應用.隨著人們對磁學研究的深入,磁學理論不斷完善并逐漸從物理學科向其他學科滲透,如生命磁學[1]、環境磁學[2]、醫學磁學[3]、地球磁學[4]等一系列交叉學科,開拓出包羅萬象的科學生長點.早在20世紀初,磁學就進入到化學領域.當時科學家意識到物質的磁性與物質結構之間存在著密不可分的關系,構成物質的原子內部以及原子核自旋、電子圍繞原子旋轉都會產生磁場,因此所有物質都存在磁現象.化學的研究對象也是分子和原子,是在微觀層次上研究物質的組成、性質、結構與變化規律,進而創造新物質的科學.化學和磁學都以微觀物質和微觀粒子為研究對象,因此,磁學與化學相互融合,形成一個新興的交叉科學———磁化學.

1磁學在化學領域中的發展

1977年諾貝爾物理獎得主約翰􀅰哈斯布魯克􀅰范弗累克(JohnHasbrouchvanVeckl)把物質的磁學性質與原子的結構相聯系,通過量子力學對化學元素的單個原子的磁性進行了精確的解釋,從而形成現代磁學.自此后,磁學與化學緊密結合在一起,形成了一個豐富多彩、引人入勝的研究領域———磁化學[5].經過化學家們數十年的努力,磁化學領域取得了豐厚的成果,逐步形成無機磁化學、有機磁化學、環境磁化學、高分子磁化學等多個子學科,促進化學學科整體的發展.

2磁學在化學專業教學中的現狀

我國的高校,本科生基本按照各自的或職業方向培養,從而導致學生的知識結構和知識視野比較狹窄,對其他專業的了解幾乎處于隔行如隔山的狀態,很不利于學生對今后工作的適應與發展.由于磁學是從物理學科滲透到化學專業中,受到專業的局限,雖然在20世紀八、九十年代時,已經把磁學作為教學的一部分編入化學專業的教學大綱中,但常常把磁學和電學合并在一起,作為物理化學的一個小分支在教學中一帶而過,而且電磁學的教學偏重于物理,缺乏化學的相關知識和專業特色.因此,改革化學專業的磁學教學,增加近年來的研究成果是非常必要的.

1地方本科院校大學物理實驗教學現狀

大學物理實驗是高等院校理工科專業開設的全面系統的必修課，課程獨立設置，其任務是通過實驗培養學生發現、分析和解決物理問題的能力，讓學生系統地掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能。通過該門課程的教學，不僅要加強學生實驗技能訓練，培養學生的實際動手能力，對實驗數據的處理及綜合分析能力，更主要是培養學生分析問題和解決問題的能力，科學思維和創新意識，這些都是服務地方經濟建設和社會發展所需應用型人才必須具備的素質和能力。目前大學物理實驗課程已經獨立設課，但是實驗內容仍然按照理論課體系來編寫，分為力學實驗、熱學實驗、電磁學實驗和光學實驗四部分。這樣安排大學物理實驗課程，只是考慮了物理學的理論體系，沒有充分考慮不同專業學生的學科特點和專業背景。只注重對物理原理的講解和學生動手操作能力培養，忽略了學生處理數據，分析誤差等綜合能力培養。實驗教學方式通常是先由教師講解實驗原理、實驗步驟、儀器的使用及注意事項等，然后由學生按照實驗的步驟，操作實驗儀器進行實驗和實驗數據的記錄，課后進行數據處理和誤差分析，最后完成實驗報告。期末實驗的考核，主要依據是最后完成得實驗報告。顯然，這種教學方式注重實驗由易到難、循序漸進，保證了學生掌握基礎實驗知識和技能，但卻忽略開設設計性和研究性實驗對學生綜合設計能力和創新意識的培養。結果導致學生只能按照實驗步驟完成實驗各項內容，達不到提高學生創新意識、分析問題和解決問題的能力，培養應用型人才的真正目的。另一方面，擴招制度下的生源素質下降，課程學時量的不斷削減。因此，我們有必要打破原有的教學模式和教學觀念，改革現有教學內容、教學方法和考核方式，使教學滿足應用型才培養的需要。

2大學物理實驗改革舉措

2.1建立分層次教學體系

培養地方社會發展和經濟建設所需要的高素質應用型人才，需要整合大學物理實驗的實驗內容，改革課程體系，基于專業需求，建立了分層次大學物理實驗教學體系。基礎性實驗主要訓練學生實驗技能，培養學生實際動手能力，和處理數據的綜合能力，教學對象為各專業學生。基礎性實驗包括長度和密度的測量、示波器和電位計調節與使用及分光計的調節等實驗。綜合性實驗是在基礎性實驗的基礎上，把力學、熱學、電磁學、光學的有關知識或測量儀器綜合加以應用，以綜合實驗能力鍛煉為目標，教學對象為理、工類各專業學生。綜合性實驗能夠提高學生的綜合素質和操作能力，為今后的設計性實驗和研究性實驗打下基礎。設計性和研究性實驗教學對象為物理、電子信息科學與技術各專業學生，內容為融合各分支學科和交叉學科的綜合創新性實驗。

2.2與畢業設計相結合

培養高素質應用型人才，不僅需要完善科學的課程體系，合理的實驗內容，還需要為應用型人才的培養多創造實踐和鍛煉的機會。將大學物理設計性和研究性實驗項目作為學生的畢業設計內容或者把大學物理實驗室作為完成畢業設計平臺。為完成畢業設計的各專業學生開放實驗室，學生自主選擇實驗設備，在教師的指導下完成設計性或研究性實驗內容。與畢業設計相結合可分為兩種類型，一是先給定某種主要儀器設備，讓學生根據已知原理，擬定實驗方案，選擇和組裝實驗所需儀器，完成某一物理量的測量。二是給定一個新的實驗項目，讓學生根據所學知識，自擬實驗方案，自選實驗儀器，自己組裝線路和設備，完成實驗項目所提要求。按照以上類型完成實驗后、根據實驗撰寫相關畢業論文，從而培養學生的分析解決問題能力和創新能力。

1大學物理教學存在的一些問題

1.1教學內容和授課計劃針對專業性不強

大學物理學作為一門專業基礎課，人們更多地強調它的基礎性、系統性，重視概念、原理、定律推導和數學公式的表達，忽視了不同專業學生對大學物理內容的不同需求。從而導致在大學物理教學過程中按照多年來形成的固定模式，對不同專業的學生采用統一的教學大綱和同一個授課計劃。大部分地方院校大學物理內容以經典物理為主，近現代物理內容所占比例較少，有的院校甚至不講近代物理。而實際上以量子力學和相對論為支柱的近現代物理是現代科技的先導。大部分大學生以后將在高新技術領域工作，肩負著國家未來科技發展的重任，他們不能不學習近現代物理的內容。教學內容沒有和學生的專業需求緊密聯系起來，沒有用發展的觀點來選擇、組織傳統物理教學內容，導致物理教學與時展、科技進步脫節。這種對各專業和學科不加區分的課程設置，導致學生無法體會大學物理與自身專業的密切聯系，從而很難激發學生的學習興趣。

1.2教學內容寬泛

大多數院校的培養計劃不斷增加專業課和專業實踐課的學時，壓縮大學物理的學時。而大學物理教學內容不變，從而導致學生難以在如此短的時間內消化和吸收新知識。并且不同理工科專業的大學物理課時都一樣，這樣就造成了為了完成教學大綱規定的全部內容，教師往往挑揀考試的內容講，只重視物理結論定律，很難對知識點的應用進行詳細地展開和深入地剖析。因此，如何利用最少的課時，講解更多的對學生專業有幫助的教學內容，以及如何處理好本學科知識與后續專業課知識銜接等問題，對大學物理教學提出了嚴峻的挑戰。

1.3考評方式單一

絕大部分普通院校對大學物理學的考核手段非常單一，就是簡單地采用期末考試成績為主（占總成績的80%），出勤率及課后作業完成情況（占總成績的20%）為輔的考核方式。大多數院校都是進行統考統評，老師上課時為了應付考試對一些與學生專業知識相關但又不考試的內容不敢深入講，學生也是處于考試壓力之下被動學習。這種單一的考評方式并不能真正地反應一個學生對知識的掌握和應用程度。大多數期末考試題一般都是填空、選擇和計算題，其中計算題占分較重，這種考核方式最終把學生導向用記概念公式、背定理定律的學習方式來學學物理課程。另外，有的院校甚至還規定了期末考試及格率的底線，如果及格率低于所規定的低線，學校將問責任課教師，所以教師為了提高及格率盡可能的降低考試要求，甚至于出現老師給學生劃重點，學生背試卷考試的不良現象。

一、生物類專業大學物理教學案例收集的方法與途徑

生物物理學典型教學案例的選擇和構建需要一定的針對性，只有準確地把握生物類各個專業的學科內容與專業特點，才能挑選出合適的教學案例，以便讓不同專業的學生能夠關注到生物類專業科學知識中的物理學問題，并充分認識到大學物理知識和教學方法對生物類專業學生后期學習與研究的基礎性和重要性作用。面對這樣的問題，學校應注重4個主要條件的積累。首先，學校的物理學教研室通過有計劃地加強生物物理學教師團隊的構建，讓教師團隊成員都具有一定的生物學研究經歷，對物理學和生物學的交叉學科亦有深刻的認識；其次，學校對公共基礎課程教學實施研究生助教助學的政策，這個政策有效地緩解了因“大班上課”導致的主講教師工作量大的問題，使得主講教師有更多的時間進行教學改革與課程創新設計；再次，教師的授課對象應以創新實驗學院、生命科學院、動物科技學院、動物醫學院的生物類專業學生為主，通過將課程論文和報告引入到大學物理教學環節中，讓學生最大程度地參與到教學過程中，充分展現學生的學習訴求；最后，學校要加強與相關專業教師的溝通，了解學生后續課程的教學內容以及教師的科研狀況，梳理出生物類專業學生后續學習與科研工作的重點。

綜合前期的調研，筆者有計劃地選取了生物流體力學、生物電磁學與電磁生物學、生物聲學與超聲生物學、生物光子學與激光生物學、輻射生物學等5個框架性主題，對生物學中涉及到的物理知識和研究方法作了簡單介紹。該部分內容已在2008年高等教育出版社版的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《大學物理學》中有所體現，并將在2013年的教材修訂版中有所加強，但這部分教材內容依然強調物理學基礎理論的講授。以此為基礎，任課教師根據自身的專業特長，分工合作，加強對典型案例的科學性、代表性和綜合性進行考究，在研究生助教和專業學生的協助與參與下，逐漸把5大框架性主題豐富起來，這5大框架性主題主要涉及到物理學在植物科學、動物科學、動物醫學和人體醫學方面的應用實例。而且每個專題都要注意到研究對象和教學對象的擴展問題，每個主題都有多個可以選擇的案例，方便教師在不同的專業教學中使用。

教師根據選定的案例，調整具體的教學內容與教學計劃，并據此修改通用的大學物理電子教案，教案多采用PPT（含圖片）和小短片的形式，力求做到短小精悍。為實現教學案例的動態更新并檢查案例教學的效果，筆者有針對性地制定了與調整后的教學內容和教學計劃相匹配的課后作業體系。首先，選定一些專業取向性較強的小型研究題目，考察學生獨立解決專業問題的能力；其次，在以多媒體技術為主的教學環境下，采用板書和教具演示相結合的教學模式，增加教學的互動性；再次，對新的教學方法進行及時的總結和反思，并對先前選定的教學案例和教學內容作相應的改進與完善。

二、生物類專業大學物理教學典型案例庫的構建

作為公共基礎必修課程，大學物理的基礎內容包含了力學、熱學、光學、電磁學、原子物理等內容。為體現教學案例的代表性和針對性，筆者選取了生物流體力學、生物電磁學與電磁生物學、生物聲學與超聲生物學、生物光子學與激光生物學、輻射生物學等5個主題作詳細的介紹。

（一）生物流體力學

摘要：

為了實現構建物理實驗創新教育體系，在對我校物理實驗創新特點調查問卷的基礎上，對物理實驗創新教育的原始動機有了初步的認識，新鮮事物的嘗試、滿足感、重視收獲、表現才干、獎勵刺激，這五種因素是創新最基本的原動力，希望能進一步在學習因素的關聯度上有進一步研究。

關鍵詞：

大數據；物理實驗；創新教育

1概述

從東北地區現實發展看，東北地區近幾年受傳統發展模式的影響，面臨著資源型城市主導的產業隨資源衰竭而衰退。2015年在東北調研時強調，抓創新就是抓發展，謀創新就是謀未來。不創新就要落后，創新慢了也要落后。要激發調動全社會的創新激情，持續發力，加快形成以創新為主要引領和支撐的經濟體系和發展模式。基于大數據分析的物理實驗創新教育，是培養服務于東北區域經濟人才的重要教育模式，具有深刻的應用價值。通過大數據分析物理實驗課程創新教育，對于教育者而言，有利于人才培養方案的及時調整。監測學生學習動態，是為了能讓高等教育研究者有效定型學生的進行物理實驗創新內在動力和外在表征。

2基于大數據視角物理實驗

摘要：為使大學物理教學適應新形勢下工科人才培養的需要，通過分析大學物理課程現狀及困境，在教學內容的調整、教學手段多樣化、教師隊伍建設和考核方式的多元化方面提出了相應的改革對策．這些策略對于改變傳統的"應試教育"起到積極的推動作用．

關鍵詞：大學物理；工科院校；教學改革

物理學是一門重要的基礎學科，它是除了數學之外一切自然科學的基礎，對當今世界的科技進步起著不可替代的作用，它推動了社會的發展，人類歷史上的幾次重大技術革命也無不與物理學密切相關．大學物理是工科專業重要的基礎課程，對于工科大學生后續專業課程的學習提供了必要的支持，對提高學生科學素養，培養學生創新意識、邏輯思維能力、工程實踐能力等方面起著重要的作用．但長期以來，大學物理課程存在教學內容陳舊、教學手段單一等諸多問題，已不能適應新形勢下工科專業學生的教學需求，因此，大學物理教學改革勢在必行．

1大學物理課程現狀與困境

目前國內高校使用的大學物理教材中經典內容（力學、熱學、光學、電磁學）所占比例大多在80％以上，近代物理學所占比例較少，反映當代科技前沿的物理內容更是少見［1］，其結果導致大學物理的內容與當代科技發展脫節，學生對于物理學在現代高科技應用方面的知識較為匱乏．大學物理的經典內容過多，并且重復了中學物理的大部分內容，所以部分學生對大學物理興趣不大，認為很多大學物理內容就是中學物理加微積分．另外，缺乏與專業相適應的教材，大學物理的教學往往與專業脫節，當然現在大學里的專業非常多，很難針對各個專業都去編寫相應教材，所以如何處理好不同專業的教學內容，強化大學物理為專業服務功能是亟需解決的問題．大學物理課程屬于基礎課程，教師隊伍以教學型為主，由于大部分教師不在科研第一線，對科技前沿動態與高新技術的應用方面不太了解，不能將物理知識與科技應用做到很好結合，無法滿足工科學生的學習需求［2］．此外，大學物理教學中還存在教學手段單一、考核方式單一的問題．上述問題均是影響大學物理教學效果的重要因素，需要做相應改變，以符合大學物理教學需求．

2大學物理課程教學改革對策

2．1教學內容的調整

第一篇：大學物理有效教學理論與實踐研究

一、大學物理有效教學的理論和原則

所謂有效教學，其內涵的理解具有多樣性，通過對相關文獻的分析和總結，可以將有效教學理解為在教學目標的基礎上，重視并促進學生對知識的體驗、發現和理解，關注學生學習能力的發展，將教學實踐有效融入到教學理論中，從而實現結論與過程相統一的教學活動。促進學生全面發展，這是有效教學的核心內容，也是其重要目的。

1.有效教學的理論基礎

（1）認知構建主義理論。

作為傳統行為主義以及認知主義的進一步發展，認知構建主義認為學習是一個過程，即一個不斷學習和積累經驗來改造并提升自己知識結構和水平的過程。從大學物理的角度來說，認知構建主義要求新物理知識的獲得要以之前積累的物理知識為基礎，然后在此基礎之上對原來的物理知識進行豐富、調整和改造，從而使得新知識得以構建。

（2）社會認知理論。

摘要：大學物理是醫學生的一門重要的基礎課，但是教學效果通常不甚理想。文章分析了醫學專業的大學物理教學存在的問題，并詳細介紹了幾點改進教學的新嘗試。

關鍵詞：醫學類專業；大學物理教學；醫學生；教學改革

一、引言

大學物理是醫學類專業醫學生第一學年的一門基礎課，根據我們在教學實踐中的經驗，醫學生大學物理的教學主要存在以下幾個方面的問題：（1）課時少，任務重。以我們的教學安排為例，一個學期共設72個學時，需要完成大學物理上、下兩冊所有內容的教學。大學物理本身就是難度較大的一門課，又要在有限的時間內講授較多的知識。對教師來說，難免會因為趕進度造成課堂內容的枯燥；對學生來說，沒有足夠的時間消化和吸收學到的新知識。（2）學生對物理的學習興趣不足，這是很多非物理專業學生的通病。具體到醫學類專業，很多學生認為，物理與醫學沒有關系，要做一名醫生，只要學會看病就行了，學物理沒有實際意義。有了這種想法，學生就只會機械式地應付考試，學習效果也會大打折扣。為了解決這兩個問題，我們從以下兩個方面做出了一些嘗試。

二、強調物理與醫學的聯系

大學物理作為一門基礎學科，對其他學科的發展具有推動作用，與很多學科有交叉。在醫學方面，某些疾病的病因與治療方法有其物理原理，醫學儀器大多也是根據基礎的物理原理制造和使用的。為了使學生更好地認識學學物理的意義，我們在教學過程中努力將物理與醫學結合起來，在完成基礎知識講授的前提下，介紹一些與物理原理對應的醫學應用。以下列舉幾個在教學過程中使用的例子。1.流體力學。在大學物理教學中，流體力學并不是重點。但是在醫學中，流體力學與血流關系密切。因此，我們抽出一部分時間介紹一些流體力學的醫學應用。如動脈粥樣硬化和血壓的測量，動脈粥樣硬化的形成過程可用初步的流體力學知識解釋，將血液看成在動脈中穩定流動的理想流體。由于動脈內有脂質堆積使該處動脈的橫截面積縮小，從而該處血液的流速變大、壓強變小，更多脂質再堆積，形成惡性循環，造成動脈粥樣硬化。用血壓計測量血壓則涉及湍流。液體作湍流時，會產生人耳聽覺范圍之內的聲音。測量血壓時，當血壓計袖帶中的壓強稍低于心臟的收縮壓時，血液通過被壓扁的血管形成湍流，此時在聽診器中可聽到湍流聲；當袖帶中的壓強繼續降低，血管完全恢復原狀時，湍流聲消失，這時袖帶的壓強恰好與心臟的舒張壓一致。2.聲學。提到聲學在醫學方面的應用，學生們很容易就能想到超聲成像。我們在上課時通過播放科普視頻向學生們系統介紹了超聲成像的原理。超聲在人體內傳播的時候，在兩種不同組織的界面處會發生反射和折射，在同一組織中傳播的時候也會因為人體組織的不均勻性發生折射。超聲通過不同的器官和組織就會得到不同的反射和散射信號，這些信號最后通過處理轉化為我們看到的超聲圖像。進一步學習的多普勒效應又可用于彩色多普勒超聲成像。3.光學。我們的眼睛就是一套精密的光學系統。有的同學眼睛近視，要戴近視眼鏡。這樣我們就很容易地把凸透鏡、凹透鏡以及組合透鏡的原理與學生們的專業和生活聯系起來了。此外，還有許多例子，如力學在骨骼和運動中的應用、電磁學在核磁共振成像中的應用、核物理在核醫學中的應用以及醫用直線加速器的原理和應用等。這樣可以使學生更多地了解物理在醫學中的作用和意義，也可以使教師在教學過程中更好地與學生互動，讓學生在學習物理的過程中減少恐懼感，同時提高學生的學習興趣。

三、作業形式多樣化