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摘要：為使大學(xué)物理教學(xué)適應(yīng)新形勢下工科人才培養(yǎng)的需要，通過分析大學(xué)物理課程現(xiàn)狀及困境，在教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)手段多樣化、教師隊伍建設(shè)和考核方式的多元化方面提出了相應(yīng)的改革對策．這些策略對于改變傳統(tǒng)的"應(yīng)試教育"起到積極的推動作用．

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；工科院校；教學(xué)改革

物理學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，它是除了數(shù)學(xué)之外一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，對當(dāng)今世界的科技進(jìn)步起著不可替代的作用，它推動了社會的發(fā)展，人類歷史上的幾次重大技術(shù)革命也無不與物理學(xué)密切相關(guān)．大學(xué)物理是工科專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，對于工科大學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供了必要的支持，對提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)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(xué)物理課程存在教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)手段單一等諸多問題，已不能適應(yīng)新形勢下工科專業(yè)學(xué)生的教學(xué)需求，因此，大學(xué)物理教學(xué)改革勢在必行．

1大學(xué)物理課程現(xiàn)狀與困境

目前國內(nèi)高校使用的大學(xué)物理教材中經(jīng)典內(nèi)容（力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)）所占比例大多在80％以上，近代物理學(xué)所占比例較少，反映當(dāng)代科技前沿的物理內(nèi)容更是少見［1］，其結(jié)果導(dǎo)致大學(xué)物理的內(nèi)容與當(dāng)代科技發(fā)展脫節(jié)，學(xué)生對于物理學(xué)在現(xiàn)代高科技應(yīng)用方面的知識較為匱乏．大學(xué)物理的經(jīng)典內(nèi)容過多，并且重復(fù)了中學(xué)物理的大部分內(nèi)容，所以部分學(xué)生對大學(xué)物理興趣不大，認(rèn)為很多大學(xué)物理內(nèi)容就是中學(xué)物理加微積分．另外，缺乏與專業(yè)相適應(yīng)的教材，大學(xué)物理的教學(xué)往往與專業(yè)脫節(jié)，當(dāng)然現(xiàn)在大學(xué)里的專業(yè)非常多，很難針對各個專業(yè)都去編寫相應(yīng)教材，所以如何處理好不同專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化大學(xué)物理為專業(yè)服務(wù)功能是亟需解決的問題．大學(xué)物理課程屬于基礎(chǔ)課程，教師隊伍以教學(xué)型為主，由于大部分教師不在科研第一線，對科技前沿動態(tài)與高新技術(shù)的應(yīng)用方面不太了解，不能將物理知識與科技應(yīng)用做到很好結(jié)合，無法滿足工科學(xué)生的學(xué)習(xí)需求［2］．此外，大學(xué)物理教學(xué)中還存在教學(xué)手段單一、考核方式單一的問題．上述問題均是影響大學(xué)物理教學(xué)效果的重要因素，需要做相應(yīng)改變，以符合大學(xué)物理教學(xué)需求．

2大學(xué)物理課程教學(xué)改革對策

2．1教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該立足經(jīng)典、適當(dāng)拓展，在以經(jīng)典物理內(nèi)容為主的前提下，對物理知識進(jìn)行拓展，增加物理學(xué)前沿介紹，特別是物理學(xué)與現(xiàn)代高新技術(shù)方面相聯(lián)系的有關(guān)內(nèi)容．以相對論為例，在傳統(tǒng)大學(xué)物理中只介紹了狹義相對論的一些最基本、最基礎(chǔ)的簡單理論知識，包括時間膨脹、動尺收縮、速度合成、質(zhì)能關(guān)系式以及動量與能量關(guān)系式等．這些知識與我們的日常生活看起來關(guān)系不大，因為在宏觀低速情況下狹義相對論能夠退化為經(jīng)典力學(xué)．那么相對論的意義何在？這是課本之外的內(nèi)容需要解答的問題．比如近些年來出現(xiàn)的全球定位系統(tǒng)（GPS）就需要考慮相對論效應(yīng)，這里的效應(yīng)包括狹義相對論的動鐘變慢效應(yīng)以及廣義相對論的引力鐘慢效應(yīng)，如果不作修正，衛(wèi)星定位就不準(zhǔn)，而且這種效應(yīng)還會累積．這里面涉及到了廣義相對論，所以內(nèi)容可以適當(dāng)拓展，不需要給出具體的理論公式、定理，我們只需要把經(jīng)典力學(xué)→狹義相對論→廣義相對論的發(fā)展歷程、建立的基礎(chǔ)說清楚即可．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速物體，當(dāng)物體的運(yùn)動速度增加到一定程度就需要考慮到相對論效應(yīng)，這個時候經(jīng)典力學(xué)就不適用了．而相對論又分為狹義相對論和廣義相對論，狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)一樣只適用于慣性系，但慣性系實際上是無法定義的．牛頓是基于絕對時空定義的慣性系，而根據(jù)狹義相對論，絕對時空是不存在的，所以無法定義慣性系，因此愛因斯坦就把狹義相對論建立的基礎(chǔ)———相對性原理進(jìn)行了推廣，不是說物理規(guī)律在所有的慣性系都一樣，而是物理規(guī)律在所有的參考系都一樣，從而建立了廣義相對論．再如，2015年人類首次探測到了“引力波”，這是愛因斯坦廣義相對論的重要預(yù)言．在課堂上可以增加該方面內(nèi)容的簡要介紹，并可以據(jù)此展開討論，引力波的未來前景會有哪些？因為我們知道電磁波當(dāng)初被發(fā)現(xiàn)的時候并不知道如何去應(yīng)用，而現(xiàn)在電磁波已經(jīng)深入到我們生產(chǎn)、生活的方方面面，“引力波”也是如此，現(xiàn)階段離其應(yīng)用還有很長的路需要走．這些前沿知識的引入，不但拓寬了知識面，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣．另一方面，不同專業(yè)對于大學(xué)物理內(nèi)容的需求不同，在教材上很難體現(xiàn)，這就需要教師根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，對教學(xué)內(nèi)容作一些適當(dāng)調(diào)整，以滿足不同專業(yè)的需求．比如：機(jī)械工程專業(yè)應(yīng)重點(diǎn)講授經(jīng)典力學(xué)；計算機(jī)專業(yè)側(cè)重電磁學(xué)、光學(xué)，并可以在實際教學(xué)中結(jié)合電磁學(xué)、光學(xué)方面的有關(guān)知識，具體分析光盤、磁盤的讀寫原理以及鼠標(biāo)定位的工作原理，做到理論聯(lián)系實際［3］；對電磁場和微波技術(shù)專業(yè)側(cè)重于電磁學(xué)，可以利用電磁感應(yīng)、渦電流知識來講解電磁爐等電器的工作原理［4］；光信息科學(xué)與工程專業(yè)需要側(cè)重光學(xué)與量子力學(xué)；材料專業(yè)可以適當(dāng)增加對新材料的介紹，比如近年來非?；鸬囊环N材料石墨烯，它具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和光學(xué)性能，應(yīng)用前景非常廣泛．隨著時代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，一些新的物理知識需要補(bǔ)充進(jìn)來，教材無法做到經(jīng)常性更新，但教學(xué)內(nèi)容需要做到，在講授課本知識的同時，適當(dāng)補(bǔ)充以及更新教學(xué)內(nèi)容這是教師需要經(jīng)常去做的．另外教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)只講授定理、定律，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維模式，把“大師”思維引進(jìn)課堂．講授某個理論的時候，應(yīng)盡可能把該理論的發(fā)現(xiàn)歷程介紹清楚．比如狹義相對論的發(fā)現(xiàn)源于愛因斯坦“追光”的思想實驗，就是愛因斯坦年輕的時候曾經(jīng)思考過這樣一個問題，一個人追著光并跟著光一起跑會看到什么？那就會看到一個不隨時間變化的波場，光好像被凍結(jié)一樣，但看起來這件事情應(yīng)該不會發(fā)生，所以他意識到光相對任何人都不可能靜止，不管你相對于光如何運(yùn)動，真空中光的速度相對于觀察者都是一樣的，這就是光速不變原理，再加上相對性原理，就建立了整個狹義相對論的框架，從而顛覆了傳統(tǒng)的絕對時空觀．

2．2教學(xué)手段多樣化

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為大學(xué)物理課程教學(xué)的主流．與傳統(tǒng)的板書比較，多媒體教學(xué)改變了傳統(tǒng)教學(xué)的呆板和枯燥的教學(xué)模式，形象直觀地展現(xiàn)了物理知識．多媒體教學(xué)能夠做到圖文并茂、聲像俱佳，這是傳統(tǒng)板書教學(xué)所無法比擬的．但是單純的多媒體教學(xué)也有其缺陷，因為信息量過大，學(xué)生有時候很難跟上老師的思路，造成知識“消化不良”，特別是一些公式的推導(dǎo)、例題的分析等方面，由于節(jié)省了教師書寫的過程，導(dǎo)致講授速度變快，學(xué)生跟不上節(jié)奏，所以在講授這些內(nèi)容的時候，可以結(jié)合板書，使節(jié)奏降下來，給學(xué)生適當(dāng)?shù)乃伎紩r間．“多媒體＋板書”的教學(xué)手段由于兼顧兩者優(yōu)點(diǎn)越來越受到教師和學(xué)生的歡迎．此外，在教學(xué)上可以適當(dāng)增加一些演示實驗，通過演示實驗，一方面把理論應(yīng)用于實際，使學(xué)生對知識的印象更加深刻，另一方面可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣．同時還可以利用網(wǎng)絡(luò)資源作為課后教學(xué)輔導(dǎo)手段，比如，可以建立QQ群，利用QQ群來解答學(xué)生提出的問題，也可以在里面進(jìn)行討論．還可以把一些物理學(xué)的前沿動態(tài)、生活中的物理學(xué)小知識等內(nèi)容放到網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生課余時間去了解．最近兩年，一種全新的智慧教學(xué)工具———“雨課堂”走進(jìn)了校園．“雨課堂”利用信息手段把PPT和手機(jī)微信結(jié)合起來，實現(xiàn)了課前、課上、課后教學(xué)環(huán)節(jié)的完美結(jié)合，推動了教學(xué)模式的改革．從教學(xué)效果上看，“雨課堂”比起以往的教學(xué)手段來說，其互動性大大增加，對教學(xué)過程的把控也更好．通過“雨課堂”，課前可以推送預(yù)習(xí)課件，幫助學(xué)生做好上課準(zhǔn)備；課堂上可以發(fā)送習(xí)題，學(xué)生隨堂答題，教師可以從中隨時了解學(xué)生對知識的掌握情況，并根據(jù)學(xué)生答題結(jié)果對課堂教學(xué)作出相應(yīng)調(diào)整．同時課件中還可以插入慕課視頻、網(wǎng)絡(luò)視頻等，進(jìn)一步提升教學(xué)效果；課后也可以推送一些輔導(dǎo)資料．“雨課堂”在增加師生互動方面的效果是顯而易見的，比如有的學(xué)生有問題不愿意提問，可以通過彈幕的方式展現(xiàn)在課件上，教師可以隨時知曉學(xué)生的疑問，并進(jìn)行答疑．“雨課堂”在各個環(huán)節(jié)都給予了全新的教學(xué)體驗，促進(jìn)了教師與學(xué)生之間的多元實時互動，深受廣大師生的喜愛．

2．3教師隊伍建設(shè)

大學(xué)物理教學(xué)水平高低與教師隊伍的整體水平有著密切的關(guān)系．如何建立一支業(yè)務(wù)水平過硬的教師隊伍至關(guān)重要．大學(xué)物理的教學(xué)過程不僅僅需要把傳統(tǒng)的經(jīng)典物理知識傳授給學(xué)生，也需要適度介紹物理學(xué)的前沿動態(tài)，拓展學(xué)生的知識面．大學(xué)物理課程需要吸納科研突出的教師參與進(jìn)來，把最新最前沿的物理學(xué)課題、物理學(xué)應(yīng)用介紹給學(xué)生，增加學(xué)生對學(xué)習(xí)物理知識的興趣，增強(qiáng)學(xué)生對物理學(xué)實用價值的理解，并能夠真正意識到這門課對于人類發(fā)展，特別是當(dāng)今世界生產(chǎn)生活方面所起的巨大推動作用．科研突出的教師帶來的不僅僅是更廣的知識面，更重要的是科學(xué)的思維模式，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)地去思考問題．以研促教、教研相長，教學(xué)與科研并不沖突，兩者是相輔相成、相互促進(jìn)的．因此，大學(xué)物理教師隊伍建設(shè)的最終目標(biāo)是建立一支教學(xué)業(yè)務(wù)過硬、科研突出的團(tuán)隊．為此可以采取“外引內(nèi)培”的方式逐步建立起來．所謂“外引”就是吸引科研水平高的青年教師加入大學(xué)物理的教學(xué)團(tuán)隊，所謂“內(nèi)培”就是在現(xiàn)有的教學(xué)隊伍中提高整體的科研以及教學(xué)水平．“外引”處于科研第一線的教師以注入新鮮血液，同時這些外引教師可以對現(xiàn)有大學(xué)物理教學(xué)隊伍中科研水平較低的教師進(jìn)行科研方面的指導(dǎo)，以把握物理學(xué)前沿并把相關(guān)知識介紹給學(xué)生．而現(xiàn)有大學(xué)物理教學(xué)隊伍中又不乏教學(xué)水平高的資深老教師，這些教師又可以對年輕教師進(jìn)行教學(xué)方面的培訓(xùn)與指導(dǎo)．同時，教師還可以走出去，到教學(xué)水平更高的院校進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，吸取相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗，取長補(bǔ)短，提高自己的教學(xué)水平．

2．4考核方式多元化

傳統(tǒng)大學(xué)物理的考核方式是以期末考試成績?yōu)橹?，平時成績?yōu)檩o（主要是出勤和作業(yè)，一般分值在20％左右），可謂“一考定終身”．這種考核方式的弊端在于平時成績流于形式，只注重考試結(jié)果，忽視教學(xué)過程．往往有些學(xué)生平時不注重學(xué)習(xí)，到期末考試的時候突擊一下，只為應(yīng)付考試，在此情況下學(xué)生對知識的掌握與吸收很差，不能達(dá)到預(yù)期效果．針對這種局面需要作出改變，應(yīng)該注重“過程式考核”，即淡化期末考試的分值，強(qiáng)化過程．教學(xué)的目的不在于考試，而在于學(xué)生對于知識的獲取、吸收與應(yīng)用．為達(dá)到此目的，考核方式應(yīng)多樣化，使之貫穿整個教學(xué)過程，除了出勤與作業(yè)以外，增加課堂互動環(huán)節(jié)、小論文、專題討論等．平時成績多樣考核的結(jié)果，使得學(xué)生在課堂教學(xué)中從被動吸收轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取，增加學(xué)生課程的參與度．考核方式的多元化對于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“應(yīng)試教育”將起到積極的推動作用，以教學(xué)效果為目的的課堂教學(xué)不應(yīng)該只注重于最終考試結(jié)果，而應(yīng)該把聚焦點(diǎn)放在學(xué)生對知識的消化吸收上，如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性需要從考核方式上做出根本性的改變．當(dāng)然，面對多樣化的考核方式，教學(xué)任務(wù)與工作量將大增，在此情況下，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課大班教學(xué)模式將不能適應(yīng)這種多元考核，需要變大班為小班，堅持小班教學(xué)，提高教學(xué)效果，提升學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量．

3結(jié)語

科技日益發(fā)展，人類不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)給我們的生活帶來巨大改變．物理學(xué)對科技的發(fā)展起到了巨大推動作用．技術(shù)在進(jìn)步，知識在更新，物理學(xué)也在不斷發(fā)展，但是我們的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容在很大程度上與科技發(fā)展相脫節(jié)，所授內(nèi)容比較陳舊，需要補(bǔ)充新的、體現(xiàn)物理學(xué)與現(xiàn)代高科技發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容．另外教學(xué)手段、教師隊伍以及考核手段等方面也需要進(jìn)一步改革，以適應(yīng)新形勢下工科大學(xué)物理教學(xué)的需求．

作者:張鈺 單位:昆明理工大學(xué)