摘要:結(jié)合實踐分析了建設(shè)類高職物理課程的功能,指出建設(shè)類高職各專業(yè)對物理知識結(jié)構(gòu)的要求,論述了建設(shè)類五年制高職物理課程改革的重要性和迫切性,并闡述了如何從課程體系及教學(xué)內(nèi)容兩方面進行教學(xué)改革。
關(guān)鍵詞:建設(shè)類;五年制高職;物理課程;改革
建設(shè)類高等職業(yè)技術(shù)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是為國家建筑事業(yè)培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才。物理學(xué)是一切工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ),也是建設(shè)類高職院校的基礎(chǔ)課程。為實現(xiàn)建設(shè)類高職人才的培養(yǎng)目標(biāo),以“必需、夠用”為原則,構(gòu)建高職物理課程及教學(xué)內(nèi)容體系是建設(shè)高職教學(xué)改革與建設(shè)的重要課題。筆者擬結(jié)合實踐談?wù)勱P(guān)于建設(shè)類五年制高職物理課程的改革。
建設(shè)類高職物理課程的功能
物理學(xué)是一門基礎(chǔ)自然科學(xué),它研究物質(zhì)存在的基本形式及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運動的基本規(guī)律。北京大學(xué)王義遵教授在《教學(xué)與教材研究》期刊1995年的第一期撰文指出“大學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)基礎(chǔ)物理,掌握物理的思維方法”,“物質(zhì)聯(lián)系和運動的基本規(guī)律,是學(xué)習(xí)一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)”。建設(shè)類高職物理課程具備以下幾個功能:
(一)提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)
物理學(xué)知識是人類文明的結(jié)晶,也是現(xiàn)代文明生活中不可缺少的基礎(chǔ)知識。力、熱、聲、光、電等基本的物理現(xiàn)象及知識滲透于人類的各個活動領(lǐng)域,如自然科學(xué)、工程科學(xué)、社會科學(xué)等;在日常生活中也有體現(xiàn),如相對論、能量轉(zhuǎn)換與守恒定律、量子力學(xué)等給人們提供理解自然界的思想框架。物理學(xué)的成果也對哲學(xué)、藝術(shù)和宗教產(chǎn)生巨大的影響。因此,學(xué)習(xí)必要的物理學(xué)知識有助于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),是素質(zhì)教育的必備內(nèi)容。
(二)學(xué)習(xí)專業(yè)課必需的基礎(chǔ)
建筑科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展給建筑業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)手段帶來重大的變革。未來的建筑朝著智能化、生態(tài)化、節(jié)能化方向發(fā)展,這給建筑業(yè)產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)帶來巨大的變化,對建筑職業(yè)人才的知識更新和能力素質(zhì)也提出了更高的要求。
很多新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝的利用都依賴于近代物理學(xué)的成果,建筑業(yè)的發(fā)展和完善更離不開物理學(xué),建筑領(lǐng)域中不少現(xiàn)象和規(guī)律與物理原理有著密切的聯(lián)系。例如受力分析是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ);流體力學(xué)的伯努利方程有助于在建筑中設(shè)計重力流排污水管系統(tǒng);通過分析光經(jīng)過建筑材料反射和透射特性,可以設(shè)計出人們滿意的室內(nèi)外的光環(huán)境;建筑上的聲學(xué)原理是室內(nèi)音效設(shè)計的理論基礎(chǔ),可以保證良好的音質(zhì)和隔噪聲效果;利用靜電場的物理原理可防止建筑物遭受雷擊等等。
建設(shè)類高職應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)適應(yīng)建筑業(yè)需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才,培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù),經(jīng)濟地、創(chuàng)造性地利用能源和設(shè)備。因此,建設(shè)類專業(yè)的學(xué)生必須具有一定的物理學(xué)知識,這是學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ)。
(三)培養(yǎng)和訓(xùn)練基本的實驗技能
高等技術(shù)應(yīng)用型人才的需求要求學(xué)生具有較強的動手能力。物理學(xué)是一門實驗科學(xué),實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生對物理知識獲得具體的認(rèn)識,有助于培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和使用現(xiàn)代儀器設(shè)備及信息工具的能力,有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實事求是的科學(xué)態(tài)度??傊锢韺嶒炇桥囵B(yǎng)適應(yīng)建筑業(yè)需要的高等技術(shù)應(yīng)用人型才不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
建設(shè)類高職各專業(yè)對物理知識結(jié)構(gòu)的要求
湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院(以下簡稱我院)是以培養(yǎng)三年制高職為主,兼有五年制高職的建設(shè)類高職院校,現(xiàn)設(shè)土木工程系、建筑系、管理工程系、設(shè)備工程系等4個土建類教學(xué)系,開設(shè)了建筑工程技術(shù)、建筑設(shè)計技術(shù)等16個土建類專業(yè)。由于建筑知識技能的掌握同物理知識關(guān)系密切,因此,建設(shè)類高職各專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格對物理知識有著不同層次的要求(見下表)。
根據(jù)各專業(yè)人才培養(yǎng)對物理知識的不同要求,我院不再對三年制高職單獨開設(shè)大學(xué)普通物理課程,而是將相關(guān)的物理教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)基礎(chǔ)課進行整合。例如,對于開設(shè)建筑力學(xué)、建筑電工學(xué)課程的建筑工程技術(shù)專業(yè),可將牛頓力學(xué)的內(nèi)容融入建筑力學(xué)課程進行講解,將電、磁等內(nèi)容融入電工學(xué)課程講解。至于五年制高職的培養(yǎng)方案,基本上采用2+3模式,即前兩年參照中職培養(yǎng)方案單獨開設(shè)物理課程,后三年則按照三年制高職的培養(yǎng)方案。
建設(shè)類五年制高職物理課程改革的必要性
以往的物理教學(xué)是按照《中職物理教學(xué)大綱(試行)》開設(shè)一學(xué)年(約144學(xué)時),采用的教材是國家規(guī)劃教材中職《物理》(上、下冊)。經(jīng)過2003級和2004級物理課程教學(xué)的實踐,筆者發(fā)現(xiàn)存在下列問題:(1)大多數(shù)學(xué)生對物理課不太感興趣,尤其是管理專業(yè)的學(xué)生對物理課大多沒有興趣。少數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要動力來自物理在現(xiàn)實生活中的實用性和對后續(xù)課程學(xué)習(xí)帶來的幫助。(2)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)偏少。多數(shù)教師采用“粉筆+黑板”的教學(xué)方式,很少采用演示實驗。(3)大部分學(xué)生反映聽不懂后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課,尤其是建筑力學(xué)和建筑物理兩門課程。
究其原因,一是由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較差(生源為初中畢業(yè)生中成績中、下等的學(xué)生),二是由于教學(xué)方法單一,學(xué)生對物理學(xué)習(xí)失去興趣。此外還有一個根本原因,即現(xiàn)有的物理課程體系不能適應(yīng)建設(shè)類高職人才培養(yǎng)的需求,與后續(xù)專業(yè)課不能有效銜接。因此,對于五年制高職物理課程的改革成為當(dāng)務(wù)之急。
建設(shè)類高職物理課程體系及教學(xué)內(nèi)容的改革
(一)改革課程體系
教學(xué)改革的根本目的是全面優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)和提高學(xué)生各方面的能力和素質(zhì)。要使物理課更好地適應(yīng)建設(shè)類高職的專業(yè)特點,首先要改革物理課程體系。在實踐中,我們從以下兩個方面作出了一些嘗試。
提高針對性目前我院招收五年制高職遵循系辦專業(yè)的原則,按專業(yè)大類招生,分為工程類(土木工程和設(shè)備工程)、管理類及藝術(shù)類三個專業(yè)。為了更好地服務(wù)于專業(yè)課,我們根據(jù)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)格(知識結(jié)構(gòu))制定了不同的物理教學(xué)大綱,根據(jù)教學(xué)大綱確定教學(xué)內(nèi)容。例如,對于工程類專業(yè),以力學(xué)、電學(xué)為主體進行教學(xué),其中土木工程類以靜力學(xué)為重點,而設(shè)備工程類以電學(xué)為重點,增加流體力學(xué)、熱力學(xué)知識;開設(shè)一學(xué)年,物理實驗單獨考核;每周4學(xué)時,合計144學(xué)時。對于建筑設(shè)計類專業(yè),以力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)為主體進行教學(xué);開設(shè)兩學(xué)年,物理實驗單獨考核;第一學(xué)年每周4學(xué)時,第二學(xué)年每周2學(xué)時,合計216學(xué)時。對于管理類專業(yè),以中職《物理》中最基本的、普遍適用的課程內(nèi)容進行教學(xué);開設(shè)一學(xué)年,每周4學(xué)時,合計72學(xué)時。這樣,一方面體現(xiàn)了各專業(yè)的不同特色,另一方面也保證了所學(xué)內(nèi)容與后續(xù)課程的銜接。
強化素質(zhì)教育要求教師通過知識載體,開發(fā)學(xué)生的悟性,挖掘?qū)W生的潛能。物理課的開設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié),學(xué)習(xí)物理不僅要掌握物理概念、物理規(guī)律等內(nèi)容,而且更為重要的是運用內(nèi)容所蘊含的思維方式。在物理教學(xué)中,教師應(yīng)該誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造意識,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維能力。
(二)改革教學(xué)內(nèi)容
整合傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容傳統(tǒng)中職《物理》的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系與初中物理相同,包括幾何光學(xué)、力和物體的平衡、直線運動、牛頓運動定律、曲線運動、機械能、動量、機械振動和波、熱和功、物態(tài)變化、電場、恒定電流、磁和電磁感應(yīng)、物理光學(xué)、原子核基礎(chǔ)知識等。將中職《物理》和建設(shè)類高職專業(yè)基礎(chǔ)課程相比,可見中職物理偏重于定性知識,而后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課要求學(xué)生能用微積分對物理量進行定量計算。顯然,由于知識跨度大,后續(xù)課程難以學(xué)懂。為此,我們針對不同的專業(yè),對不同的物理模塊進行了取舍、增補:將教材中與初中重復(fù)的內(nèi)容以及與專業(yè)課關(guān)系不大的內(nèi)容刪除或改為學(xué)生自學(xué),補充與專業(yè)相關(guān)的定量計算;對于與專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容精講細(xì)講,使學(xué)生學(xué)懂會算,對于其他內(nèi)容,則從物理概念、規(guī)律及研究方法等方面用定性的方法、粗講、略講。
增加現(xiàn)代物理內(nèi)容在新技術(shù)蓬勃興起的今天,與物理直接或間接有關(guān)的科學(xué)技術(shù)不斷取得突破。在物理教學(xué)中,采用專題講座形式對一些新知識如熱輻射、傳感器、激光技術(shù)、納米技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、等離子體、太陽能、核能及其發(fā)展動態(tài)進行介紹。這樣,不僅使學(xué)生對物理學(xué)現(xiàn)狀、前沿有所了解,對物理學(xué)內(nèi)容的前后交叉、相互滲透、演變過程有所認(rèn)識,而且使學(xué)生覺得物理很有應(yīng)用價值,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。
(三)改革實驗教學(xué)
為了培養(yǎng)高職學(xué)生的動手能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),我們加強了物理實驗教學(xué)改革,包括:(1)根據(jù)不同專業(yè)對物理教學(xué)的要求,制定物理實訓(xùn)大綱,并將物理實驗成績單列考核。(2)在課堂教學(xué)中加強演示實驗教學(xué),以演示實驗代替理論描述,增強教學(xué)的直觀性。(3)減少驗證性實驗,增加設(shè)計性實驗。這種實驗的基本模式是:教師給定課題,學(xué)生設(shè)計實驗步驟,組織器材,動手實驗。在實驗中觀察現(xiàn)象,主動探索,然后得出結(jié)論或規(guī)律,從而充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力及分析問題、解決問題的能力。
(四)運用多媒體教學(xué)
多媒體課件圖文聲像并茂,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此,我們運用Flash、幾何畫板等工具軟件開發(fā)了系列物理課件,將物理現(xiàn)象及其變化規(guī)律逼真地再現(xiàn),并展示出物理變化的中間或暫態(tài)過程來“定量”地研究物理問題。這樣做便于突破教材的重點和難點,優(yōu)化教學(xué)過程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,增強教學(xué)效果。
參考文獻:
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作者簡介:
李紅莉(1968—),女,物理教育碩士,湖南城建職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。