王春霞 朱 婷 韓財寶
(河海大學文天學院基礎(chǔ)部,安徽 馬鞍山 243031)
物理學是自然科學的基礎(chǔ),物理學的發(fā)展是許多新興學科、交叉學科和新技術(shù)學科產(chǎn)生、成長和發(fā)展的基礎(chǔ)和前導(dǎo)。大學物理課程作為理工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,在為學生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀,增強學生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面,具有其他課程不能替代的重要作用[1]。
作為獨立學院的河海大學文天學院,人才培養(yǎng)目標定位為“精基礎(chǔ),重實踐,強能力,好就業(yè)”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,培養(yǎng)目標面向地方和區(qū)域社會、經(jīng)濟發(fā)展的需要,特別是社會和人力資源市場的緊迫需要。因此,獨立學院所培養(yǎng)的學生與普通高校本科學生相比,有較強的動手能力、應(yīng)用技術(shù)能力;與專科(高職)學生相比,有較系統(tǒng)的學科基礎(chǔ)理論,具備一定的創(chuàng)新與技術(shù)革新的理論能力。
目前,多數(shù)應(yīng)用型本科院校還在沿用傳統(tǒng)的大學物理教學模式,文天學院的教學模式也基本復(fù)制了母體院校。在教學中,首先忽略了獨立學院學生的生源性質(zhì),基本按照母體院校制定教學計劃;其次各專業(yè)執(zhí)行的教學大綱、教學計劃完全一致,造成了各專業(yè)學生在學習大學物理課程時千篇一律,對后續(xù)專業(yè)課程的鋪墊不利;第三,只重視物理理論的講解,忽視物理在各專業(yè)工程實踐的應(yīng)用。傳授的知識不能與專業(yè)知識有效地銜接,學生普遍認為大學物理對他們專業(yè)課的學習幫助不大,學習積極性不高。這種側(cè)重理論培養(yǎng),通過知識的講解和剖析按部就班地傳授教學內(nèi)容,在應(yīng)用能力和綜合能力的培養(yǎng)方面欠缺很多,這對現(xiàn)行擴招制度下的生源素質(zhì)以及對大批涌入社會的畢業(yè)生的就業(yè)定位是不合適的。
為適應(yīng)獨立學院應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,大學物理課程應(yīng)打破原有的教學模式,更新教學觀念,在教學方法、教學內(nèi)容和考核方式上,都應(yīng)注入新元素,使教學不僅能夠讓學生學習和掌握知識,更應(yīng)讓學生學會應(yīng)用知識,注重培養(yǎng)其綜合的應(yīng)用能力。本文結(jié)合本校的實際情況,結(jié)合自身的教學體會,從以下幾方面談?wù)剬Κ毩W院大學物理課程體系的探究和構(gòu)建。
大學物理雖然是理工科專業(yè)的一門自然科學基礎(chǔ)課程,對于培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的獨立學院來說主要以服務(wù)于專業(yè)人才培養(yǎng)為教學目的。不同專業(yè)由于其自身特點和研究對象的差異,對大學物理課的教學有著不同的要求。這就要求我們制定和各專業(yè)匹配的大學物理教學體系,為此充分考慮到各專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程和學生就業(yè)后在實際工作和研究過程中對大學物理知識的需求,我們通過“模塊化”的思路整合現(xiàn)有的教學體系,使大學物理的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性能充分展現(xiàn)在學生求學和工作的整個過程中。
我們首先將大學物理劃分為力、熱、電、光和近代物理五個大模塊,其次將每個模塊細分為若干子模塊,力學模塊分為質(zhì)點運動學子模塊、質(zhì)點動力學子模塊、剛體子模塊、振動子模塊和波動子模塊;電磁學模塊細分為靜電場子模塊、靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)子模塊、穩(wěn)恒磁場子模塊、磁場中的磁介質(zhì)子模塊、電磁感應(yīng)和電磁場子模塊;熱學模塊細分為氣體動理論子模塊和熱力學基礎(chǔ)子模塊,光學模塊分為波動光學子模塊和幾何光學子模塊,近代物理模塊分為狹義相對論子模塊和量子物理基礎(chǔ)子模塊。然后將各模塊的教學內(nèi)容分發(fā)到各系各專業(yè),各系各專業(yè)教研室根據(jù)模塊,充分研究本專業(yè)后續(xù)課程和大學物理知識體系的聯(lián)系,具體確定出各專業(yè)大學物理需要學習的模塊和子模塊以及相應(yīng)的教學要求,反饋給大學物理的授課教師,再根據(jù)各專業(yè)所需要講授模塊和子模塊,編寫適應(yīng)于各專業(yè)的教學大綱,用教學大綱指導(dǎo)各專業(yè)的大學物理教學,從而為不同專業(yè)的人才培養(yǎng)打好基礎(chǔ)、做好服務(wù)。
“模塊化”課程設(shè)置改變了以單門課程為單元的教學內(nèi)容組織形式,有效地整合了課程,實現(xiàn)了相關(guān)課程的有機銜接,實現(xiàn)了教學過程的模塊化,保證了學生知識學習、技能與能力培養(yǎng)的系統(tǒng)性與連貫性,使專業(yè)培養(yǎng)計劃變得更清晰[2]。
在《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》[1]的背景下,結(jié)合獨立學院學生的情況,力求突出主干、削枝強干,對經(jīng)典的物理原理重點闡述;盡量避免大段的、煩瑣的敘述和冗長的數(shù)學推導(dǎo),做到語言準確、簡潔、透徹,重點突出,便于理解[3]。在上述課程體系分類的基礎(chǔ)上,針對不同專業(yè)的特色和各專業(yè)的需求,在完成教學基本要求的基礎(chǔ)上,設(shè)置機動學時或知識窗口橫向拓展和專業(yè)之間的聯(lián)系,突出物理學與專業(yè)的交集。例如,可以根據(jù)專業(yè)安排物理與水利水電、物理與新能源、物理與機械自動化、物理與信息技術(shù)、物理與電子技術(shù)、激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等方面的內(nèi)容,作為不同專業(yè)的特色內(nèi)容。
目前我們使用的都是面向一本二本的權(quán)威教材,此類教材系統(tǒng)性,理論性很強,教材中的實例偏向理論化。但現(xiàn)在專門面向獨立學院的權(quán)威型的大學物理教材很少,所以編寫和生活,專業(yè)息息相關(guān)的實例于教材中,比如力學中編入矢量與GPS定位,路面坡度的設(shè)計與側(cè)向摩擦,彎管設(shè)計中彎管所承受的水壓和動量改變之間的聯(lián)系等。這些實例的物理模型方可體現(xiàn)課程的應(yīng)用性。學生通過學習,有學以致用的親歷感受,從而激發(fā)了學生的學習興趣和科學探索的精神。經(jīng)過幾年的探索和實踐,結(jié)合文天學院創(chuàng)新性應(yīng)用型人才需求,我們正在和其他優(yōu)秀的獨立學院聯(lián)合編寫特色教材。
隨著教育技術(shù)的進步和教學設(shè)備的更新,大學物理的教學內(nèi)容可以采用多種形式授課,在傳統(tǒng)課堂教學的基礎(chǔ)上應(yīng)充分利用計算機、演示實驗、多媒體技術(shù),幫助學生理解物理概念、物理過程和物理規(guī)律。例如通過計算機模擬示波器上的李薩如圖形的演變過程,波形隨時間的演化等;適當引入物理學家的成長故事和物理學的發(fā)展歷史,引導(dǎo)學生樹立科學的世界觀,激發(fā)學生的求知熱情,豐富了課堂內(nèi)容。通過展示物理學前沿內(nèi)容,例如“動量守恒”和“角動量守恒”應(yīng)用于宇宙飛船的速度和方向的調(diào)整,以及星系的形成和星體的運動;運用量子力學原理制成的掃描隧道顯微鏡,實現(xiàn)了對原子的操控,廣泛應(yīng)用于表面科學、材料科學、生物學等領(lǐng)域[4]。使大學物理課堂教學更精彩,更有吸引力和說服力。
課程考試和成績評定是整個教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)[5]。但現(xiàn)行的大學物理考核方式仍然是以期末考試為主??紤]到大學物理的教學目的,我們應(yīng)從提高學生的綜合素質(zhì)出發(fā),建立多元化的考核機制,注重學生應(yīng)用能力的培養(yǎng)??己丝捎烧n堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、小論文撰寫或者小制作、卷面成績等各個教學環(huán)節(jié)的測評效果來體現(xiàn)。課堂表現(xiàn)占總成績的10%左右,由出勤表現(xiàn)和提問表現(xiàn)組成,出勤表現(xiàn)是根據(jù)學生一學期的總出勤情況給予適當?shù)姆謹?shù),可以督促一些不愛學習的學生來聽課;提問表現(xiàn)則主要考核學生對于老師課堂提問問題的回答情況,考查學生對于理論知識的理解和科技前沿的了解等,達到激發(fā)學生學習積極性和營造互動的課堂教學環(huán)境。平時作業(yè)主要用于考察學生對理論知識的掌握情況,可占總成績的10%左右;小論文的撰寫可以圍繞某些理論的實際應(yīng)用或者設(shè)計一些小發(fā)明,小制作等,考查學生的自學能力和創(chuàng)新思維能力,寫小論文的過程中,學生通過查閱相關(guān)文獻資料,從而加深其理論知識的理解,拓寬知識面、提高科學素養(yǎng)等,可占總成績的 20%左右;卷面考試則用來測試學生對于大學物理知識整體的掌握情況,考試允許學生自帶公式表(此表根據(jù)不同考試內(nèi)容具體制定),重點考查學生對知識的應(yīng)用能力。題型除傳統(tǒng)的選擇、填空、計算等題型外,多出一些和實際應(yīng)用相結(jié)合的應(yīng)用性分析題目,如通過熱力學分析空調(diào)或冰箱的工作原理、通過電磁學原理分析電磁發(fā)電機的工作原理等題型,來考察學生的知識應(yīng)用能力,該項可占總成績的60%左右;如此考核便可降低期末卷面成績的百分比,減輕學生考試壓力,同時又凸顯了學生的實際應(yīng)用能力,順應(yīng)了獨立學院人才培養(yǎng)的目標[6]。
總而言之,本文結(jié)合筆者多年的獨立學院教學反思,提出構(gòu)建面向獨立學院和專業(yè)結(jié)合的大學物理教學體系,最終希望能為獨立學院大學物理教學的應(yīng)用型教學改革起到一定的積極作用,使得應(yīng)用型獨立院校朝著更加穩(wěn)健的方向發(fā)展。
[1]教育部高等學校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學指導(dǎo)分委員會.非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求.物理與工程, 2006,16(5): 1-8.
[2]張鳴放, 竇立軍, 于雷,等.中德應(yīng)用型大學課程設(shè)置比較分析[J].現(xiàn)代教育科學.高教研究, 2011, 6: 50-55.
[3]孫厚謙, 洪林, 史友進, 等.應(yīng)用型工科“大學物理”課程教學改革的實踐與思考[J].中國大學教學, 2010, (12): 49-51.
[4]鄒艷.基于創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學物理教學內(nèi)容的構(gòu)建[J].物理與工程, 2013, 23(6): 48-50.
[5]張春華, 范仰才, 譚誠臣.應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的工科大學物理教學改革探索[J].物理與工程, 2012, 22(4): 50-52.
[6]張小娟, 張寧, 鄢澤林.獨立學院大學物理教學的改進措施研究[J].廣西物理, 2012 (2): 52-54.