文/潘躍武

摘 要：大學(xué)物理教育對(duì)工科學(xué)生的科技素養(yǎng)和綜合能力的提升有著重要作用。分析當(dāng)前工科院校大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐指出相應(yīng)的改革對(duì)策，對(duì)大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的提升具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：工科院校；大學(xué)物理教學(xué)；現(xiàn)狀與問(wèn)題；改革對(duì)策

高等工程教育對(duì)一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平、科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、軍事等方面的發(fā)展和綜合國(guó)力的提高都有至關(guān)重要的作用。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)訓(xùn)練的工程技術(shù)人員，是國(guó)家工業(yè)發(fā)展的人力資源財(cái)富。當(dāng)前，我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)、工業(yè)大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，每年都需要大量的工科人才。為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，我國(guó)也開(kāi)設(shè)了數(shù)量較多的工科院校，綜合院校也開(kāi)設(shè)了許多工科專業(yè)，這些都為我國(guó)工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程做出了重大貢獻(xiàn)。

物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，其研究對(duì)象具有很大的普遍性，和眾多工科專業(yè)的研究對(duì)象都有交集。它的基本理論也滲透到自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，是各門(mén)工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并對(duì)現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。因此，根據(jù)高等工程教育培養(yǎng)目標(biāo)和大學(xué)物理學(xué)自身的特點(diǎn)，大學(xué)物理在工科教育中屬于必修基礎(chǔ)課。然而，隨著高校的擴(kuò)招和開(kāi)設(shè)專業(yè)的增多，工科院系大學(xué)物理教學(xué)面臨著一系列的問(wèn)題，影響了學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。因此，研究工科院校物理教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容作出相應(yīng)的改革，尋找出適合當(dāng)前形勢(shì)的大學(xué)物理教學(xué)方法，對(duì)工科教學(xué)起著重要作用。

一、工科院校物理教學(xué)面臨的問(wèn)題

1.高校擴(kuò)招和高考改革導(dǎo)致學(xué)生物理基礎(chǔ)差別很大

近些年我國(guó)高等教育事業(yè)快速發(fā)展，在校生的數(shù)量也迅猛增加，工科生的數(shù)量基數(shù)龐大并且增長(zhǎng)很快。以徐州工程學(xué)院為例，2013年在校學(xué)生數(shù)量比2007年增長(zhǎng)了近一倍。學(xué)生數(shù)量激增，而物理教師數(shù)量的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上學(xué)生數(shù)量的增速。同時(shí)，高考的改革也對(duì)物理教學(xué)有一定的影響。理工科高考不再是傳統(tǒng)的3+物理、化學(xué)的考試模式，而是新的3+X模式，高考中物理課占分比重有不同程度的削弱，這給大學(xué)階段物理的教學(xué)帶來(lái)一定的困難。甚至在擴(kuò)招大背景下，一些高考未選考物理的學(xué)生也招進(jìn)了工科專業(yè)，這些學(xué)生物理基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，給大學(xué)物理教學(xué)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

2.高校專業(yè)設(shè)置日益增多，整齊劃一的物理教學(xué)很難滿足不同專業(yè)的需要

為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新需要，各個(gè)學(xué)校都新增了很多工科專業(yè)，盡管物理學(xué)是各個(gè)工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，但是不同專業(yè)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的側(cè)重是不同的。比如，徐州工程學(xué)院是培養(yǎng)以工為主的應(yīng)用型人才的院校，有化學(xué)化工學(xué)院、信電工程學(xué)院、土木工程學(xué)院等多個(gè)院系的非物理工科專業(yè)需要開(kāi)設(shè)大學(xué)物理課程?；ゎ悓I(yè)需要熱學(xué)知識(shí)，電子信息類專業(yè)則對(duì)電磁學(xué)部分的要求較高，土木工程類專業(yè)對(duì)力學(xué)的要求更多些。如果對(duì)不同專業(yè)學(xué)生，進(jìn)行完全一樣的物理教學(xué)，肯定不能滿足學(xué)科和學(xué)生的差異化需求。

3.一些專業(yè)對(duì)物理教學(xué)不夠重視

物理學(xué)是一門(mén)經(jīng)典的科學(xué)，工科類學(xué)生通過(guò)大學(xué)物理的學(xué)習(xí)，不僅能掌握物理知識(shí)，更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、科學(xué)觀察和思維的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這些能力的培養(yǎng)對(duì)任何工科專業(yè)都是需要的。然而，有一些專業(yè)因?yàn)閷I(yè)課程與大學(xué)物理沒(méi)有直接的交叉內(nèi)容，就壓縮物理課的學(xué)

時(shí)，部分專業(yè)將48學(xué)時(shí)的授課內(nèi)容壓縮到32學(xué)時(shí)，這對(duì)教學(xué)效果、知識(shí)體系的完整性、學(xué)生科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)的提升都是極為不利的。此外，對(duì)于剛開(kāi)始學(xué)習(xí)大學(xué)課程的非物理專業(yè)的工科學(xué)生，還不了解大學(xué)階段本專業(yè)的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)，更不清楚物理學(xué)這樣的基礎(chǔ)課程在整個(gè)知識(shí)體系起到的重要作用，因此存在對(duì)物理學(xué)不夠重視的情況。

二、大學(xué)物理教學(xué)改革對(duì)策

1.摸清學(xué)生物理水平，做好大學(xué)物理和高中物理的銜接

在第一次上課時(shí)，可以做個(gè)調(diào)查，諸如：有多少人高考時(shí)考物理了，考試分?jǐn)?shù)如何？有多少人高考是“3+大綜合”甚至“3+文綜”的等。通過(guò)調(diào)查掌握班里學(xué)生的整體物理水平，然后有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容。大學(xué)物理中的力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、近代物理部分等在中學(xué)階段都有過(guò)不同程度的學(xué)習(xí)，但大學(xué)階段的學(xué)習(xí)并不是簡(jiǎn)單的重復(fù)，而是通過(guò)微積分、考慮矢量性來(lái)分析一般情形的模式，相比中學(xué)物理只研究特殊情形的模式有了進(jìn)一步的深化。例如，在中學(xué)物理中，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程求質(zhì)點(diǎn)速度或加速度時(shí)，學(xué)生首先需要判斷這運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)，是勻速直線還是加速直線運(yùn)動(dòng)等，然后再通過(guò)這種運(yùn)動(dòng)的速度和加速度的公式來(lái)計(jì)算。而在大學(xué)物理中，并不需要判斷運(yùn)動(dòng)類型，而是通過(guò)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，利用微積分知識(shí)，對(duì)方程進(jìn)行依次求導(dǎo)數(shù)，便可得出速度和加速度。因此，應(yīng)做好大學(xué)物理和高中物理的有效銜接，培養(yǎng)學(xué)生用新的思維方式來(lái)解決物理一般性問(wèn)題。

2.根據(jù)不同專業(yè)調(diào)整物理授課內(nèi)容，做好對(duì)工科專業(yè)的服務(wù)

非物理學(xué)工科專業(yè)開(kāi)設(shè)物理課的目的是為工科專業(yè)服務(wù)，大學(xué)物理在內(nèi)容上跟工科專業(yè)知識(shí)都有交集，并且物理知識(shí)具有基礎(chǔ)性。因此在授課內(nèi)容安排上，要將物理課程與各專業(yè)的需要有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。在講課時(shí)應(yīng)注意根據(jù)具體專業(yè)情況將物理內(nèi)容進(jìn)行引申，與其他專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系和融合，充分發(fā)揮基礎(chǔ)物理學(xué)對(duì)于其他工科專業(yè)的“接口功能”。這不是將物理內(nèi)容簡(jiǎn)單地聯(lián)系一下各專業(yè)知識(shí)，而是將物理學(xué)中一些重要的思想、原理和專業(yè)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，通過(guò)這些思想和原理能夠解決一些專業(yè)實(shí)際問(wèn)題。這樣可以激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的理論基礎(chǔ)。例如，信電類專業(yè)一般都需要開(kāi)設(shè)《電路與電工技術(shù)》一類的專業(yè)課，這個(gè)課程與《半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)》有很多相同或相近的知識(shí)點(diǎn)，所以針對(duì)信電類專業(yè)講授物理課時(shí)，就可以把半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)部分作為大學(xué)物理的一個(gè)重要篇章，將半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)、載流子的輸運(yùn)、半導(dǎo)體的光電性質(zhì)和主要器件的應(yīng)用等幾部分詳細(xì)講述一下，為學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

3.傳授知識(shí)的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)思維能力

知識(shí)積累對(duì)于工科學(xué)生專業(yè)素質(zhì)提升的重要性不言而喻，但是學(xué)校學(xué)習(xí)只是學(xué)一些最基本的知識(shí)，如何通過(guò)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生養(yǎng)成勤于思考的習(xí)慣是至關(guān)重要的。例如，在講解大學(xué)物理的某些定義和定理時(shí)，可以采用先給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生將具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納、總結(jié)，進(jìn)而抽象出相應(yīng)的物理模型和物理解釋。這不僅可以使學(xué)生更深入理解其中的物理內(nèi)涵，還可以鍛煉學(xué)生的分析、思考和學(xué)習(xí)能力。在知識(shí)大爆炸的今天，僅靠學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)難以滿足工作中的需要，那么學(xué)習(xí)教學(xué)的更重要職能是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)思維能力。在美國(guó)工程院（NAE）發(fā)布的《2020工程師培養(yǎng)報(bào)告》一文中，研究者就提出“除了培養(yǎng)工程師所需的核心知識(shí)、在約束條件下界定問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力外，必須將其塑造成為終身學(xué)習(xí)者”。因此，在大學(xué)物理教學(xué)中，更要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。物理學(xué)中很多經(jīng)典的研究過(guò)程無(wú)不閃爍著科學(xué)智慧的光芒，在授課時(shí)不僅要講授知識(shí)點(diǎn)，還要將這些知識(shí)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)、總結(jié)、歸納、演繹等過(guò)程講述一下，這不但能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象，還可以讓學(xué)生通過(guò)了解物理學(xué)家的研究過(guò)程來(lái)培養(yǎng)自身的學(xué)習(xí)和思維能力，提高自身分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力，為未來(lái)的工作奠定良好的基礎(chǔ)。

工科學(xué)生的培養(yǎng)為國(guó)家的工業(yè)化和現(xiàn)代化不斷注入人才資源，大學(xué)物理是各工科專業(yè)的基礎(chǔ)，做好大學(xué)物理教學(xué)對(duì)工科學(xué)生整體素質(zhì)的培養(yǎng)有重要意義。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該注意根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和專業(yè)的實(shí)際需求，調(diào)整授課內(nèi)容和講課方式，做好高中物理與大學(xué)物理的有效銜接，做好大學(xué)物理與各專業(yè)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。在傳授物理知識(shí)的同時(shí)，注重培養(yǎng)工科學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)思維能力，真正為工科教育質(zhì)量的提高做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 馬燕萍

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