熊健　袁昌來(lái)　許積文　何珍　張小文　薛小剛

【摘 要】自21世紀(jì)以來(lái)，人類生活不斷改善，中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的新時(shí)期，這些無(wú)疑與科技創(chuàng)新息息相關(guān)。發(fā)展是第一要?jiǎng)?wù)，人才是第一資源，創(chuàng)新是第一動(dòng)力。加強(qiáng)創(chuàng)新體系建設(shè)，實(shí)施教育體制改革，培養(yǎng)大批科技創(chuàng)新人才，關(guān)乎到國(guó)家的發(fā)展和民族的復(fù)興。而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及大學(xué)物理等基礎(chǔ)課是每個(gè)理工科院校的必修課，該類課程是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它的開(kāi)設(shè)為國(guó)家培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才起著至關(guān)重要的作用。如何緊跟時(shí)代步伐，實(shí)行新時(shí)期大學(xué)物理及其實(shí)驗(yàn)改革，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論課融合，提升教育教學(xué)質(zhì)量顯得意義非凡。本文旨在探討改革思路，提供借鑒，推動(dòng)大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)改革。

【關(guān)鍵詞】《大學(xué)物理》;《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》;課程融合

中圖分類號(hào)： G642;O4-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）34-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.023

中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了發(fā)展的新時(shí)期，信息爆炸、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G技術(shù)、智能制造等名詞已經(jīng)充斥著新時(shí)期的每個(gè)角落?？萍及l(fā)展給人類生活帶來(lái)了多方面的便利[1]。2018年5月，中國(guó)科學(xué)院第十九次院士大會(huì)、中國(guó)工程院第十四次院士大會(huì)上習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，要牢固確立人才引領(lǐng)發(fā)展的戰(zhàn)略地位，全面聚集人才，著力夯實(shí)創(chuàng)新發(fā)展人才基礎(chǔ)。這突出了人才對(duì)于社會(huì)發(fā)展及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響力。大學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地，本科教育決定著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。物理科學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它是解釋一切自然現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)，很多發(fā)明創(chuàng)新都是以物理科學(xué)為基礎(chǔ)開(kāi)展的，例如：原子彈、高鐵、手機(jī)通訊、電腦等。物理學(xué)科對(duì)于人類文明的進(jìn)步起著非常重要的作用。同時(shí)物理學(xué)科還有利于人類邏輯、空間幾何、時(shí)間空間等思維潛力的開(kāi)發(fā)與培養(yǎng)。很多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)也均與物理密切相關(guān)，比如：材料科學(xué)工程與基礎(chǔ)中的力學(xué)、熱學(xué);通訊工程中的電磁場(chǎng)與電磁波;生物工程中的生物物理;航空航天領(lǐng)域中的空間物理等等?？v觀全世界，幾乎所有的理工科院校都開(kāi)設(shè)了《大學(xué)物理》及其實(shí)驗(yàn)課程。因此，每個(gè)理工科院校本科階段的《大學(xué)物理》及《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的改革意義重大。

1 《大學(xué)物理》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程改革的背景

在恢復(fù)高考后，根據(jù)國(guó)家工業(yè)發(fā)展、國(guó)防的需要，社會(huì)對(duì)理工科人才需求尤為迫切。“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”這句話被理科老師們簡(jiǎn)直奉為至理名言，時(shí)刻拿來(lái)教導(dǎo)學(xué)生數(shù)理化的重要性。然而，隨著社會(huì)多元化發(fā)展，科技、教育、娛樂(lè)、文藝都在蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)都在呈井噴式發(fā)展。相比以前，如今對(duì)于數(shù)理化的重視相對(duì)降低。

《大學(xué)物理》及《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》相對(duì)于其他課程來(lái)說(shuō)更強(qiáng)調(diào)思維的嚴(yán)密性，邏輯性，缺乏趣味性，要求學(xué)生多想、多練才能有所收獲，這對(duì)于很多學(xué)生來(lái)說(shuō)都是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因此，根據(jù)筆者們多年的教學(xué)觀察，《大學(xué)物理》成為了很多理工科學(xué)生學(xué)習(xí)路上的最大 “攔路虎”。很多同學(xué)經(jīng)過(guò)重修等方式也未能順利通過(guò)考試。除了課程安排的不合理性，多半的原因都是因?yàn)閷W(xué)生上課的專注度不足。對(duì)于授課教師安排的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，很少有同學(xué)能自覺(jué)完成。近年來(lái)，智能手機(jī)的普及已經(jīng)讓很多年輕人成為低頭族，手機(jī)的“魅力”已經(jīng)超過(guò)了傳統(tǒng)精湛的課堂。有很多老教授上課后不斷的責(zé)問(wèn)自己是不是自己上課上的不夠好。手機(jī)的多媒體功能以及讓學(xué)生隨時(shí)隨地享受科技帶來(lái)的趣味性，能讓人們不出門(mén)就能知天下事，這種科技帶來(lái)的“魅力”確實(shí)讓很多年輕人不能自拔。但是這種“魅力”給大學(xué)生帶來(lái)了很多便利的同時(shí)也占據(jù)了大家的很多寶貴時(shí)間，讓人沉醉于諸多無(wú)效信息之中。

此外，給《大學(xué)物理》及《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》學(xué)習(xí)帶來(lái)屏障的是高中和大學(xué)的銜接。在過(guò)去的幾十年中，高中的物理和大學(xué)物理沒(méi)有做好銜接，高中的諸多教材只考慮高考的重點(diǎn)，而沒(méi)有注重與大學(xué)教材的銜接問(wèn)題。當(dāng)然，大學(xué)的教材也沒(méi)有與高中的知識(shí)做好銜接。雖然近幾年大學(xué)老師也參與到高考的試卷出題中，以期加強(qiáng)高中與大學(xué)的銜接問(wèn)題，但是高中物理與大學(xué)物理的真正完美銜接還有很長(zhǎng)的路要走。同時(shí)，很多落后地區(qū)的高中孩子由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，基本沒(méi)有自己動(dòng)手做過(guò)實(shí)驗(yàn)。這些都給他們學(xué)習(xí)《大學(xué)物理》和《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》帶來(lái)了不利因素。

《大學(xué)物理》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》兩門(mén)課程之間的融合還存在一定的問(wèn)題[2]。理論與實(shí)踐應(yīng)該相輔相成，《大學(xué)物理》屬于理論課程，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)覺(jué)得枯燥。《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程屬于實(shí)踐課程，一般同學(xué)都較為感興趣。但是這兩門(mén)課程很多學(xué)校都作為兩門(mén)獨(dú)立的課程單獨(dú)進(jìn)行開(kāi)課。導(dǎo)致很多實(shí)踐上不能一致。如何讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，然后提出一些物理問(wèn)題，最后讓學(xué)生在《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的課程中得到論證，這樣形成學(xué)生認(rèn)知上的閉環(huán)，對(duì)于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣至關(guān)重要。

2 《大學(xué)物理》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程改革的策略討論

2.1 開(kāi)展基礎(chǔ)物理及前沿物理的科普展示

大學(xué)物理教學(xué)中心應(yīng)該從學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，提升學(xué)生對(duì)于科學(xué)的熱愛(ài)，激發(fā)他們的求知欲與探索欲。學(xué)校開(kāi)設(shè)專門(mén)的基礎(chǔ)物理與前沿物理展示平臺(tái)，展示一些歷史上經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)以及介紹基于這些經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的人類認(rèn)知的改變，比如：比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，陀螺儀，靜電實(shí)驗(yàn)，托馬斯·楊的光干涉試驗(yàn)，傅科鐘擺實(shí)驗(yàn)等靜電物理實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)，我們可以展示一些最新國(guó)際重大的物理學(xué)科研進(jìn)展成果，比如：量子反?；魻栃?yīng)，量子加密等進(jìn)展。經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)可以讓同學(xué)們了解人類認(rèn)知世界的過(guò)程其實(shí)就是一個(gè)個(gè)物理問(wèn)題的出現(xiàn)與論證的過(guò)程，社會(huì)的進(jìn)步的轉(zhuǎn)折也正是某些物理現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)而引發(fā)的。物理前沿成果可以讓同學(xué)們感受科技的魅力及其帶來(lái)的強(qiáng)大社會(huì)效應(yīng)，讓其對(duì)科學(xué)產(chǎn)生崇拜，愿意投身到科技創(chuàng)新以及大學(xué)物理相關(guān)課程的學(xué)習(xí)之中。

2.2 完善《大學(xué)物理》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》慕課的建設(shè)

互聯(lián)網(wǎng)與多媒體已經(jīng)深入影響到每個(gè)人的生活[3]，如何利用互聯(lián)網(wǎng)與多媒體（如：智能手機(jī)）為高校教育教學(xué)服務(wù)是一個(gè)重大課題。慕課（MOOC）的使用給我們大學(xué)教學(xué)帶來(lái)了新的活力。利用慕課平臺(tái)，針對(duì)高中與大學(xué)銜接做一個(gè)知識(shí)儲(chǔ)備銜接，在大學(xué)物理開(kāi)課時(shí)候做1-2節(jié)銜接課程，其余銜接知識(shí)讓學(xué)生利用課余時(shí)間在網(wǎng)上自行完成，幫助大家做好學(xué)習(xí)大學(xué)物理前的知識(shí)儲(chǔ)備。建立《大學(xué)物理》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》的課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)的相關(guān)慕課建設(shè)，針對(duì)即將學(xué)習(xí)的章節(jié)，搜羅一些相關(guān)的趣聞?shì)W事以及提出相關(guān)的物理問(wèn)題，讓同學(xué)們帶著這些趣聞?shì)W事以及物理問(wèn)題進(jìn)入新知識(shí)的學(xué)習(xí);同時(shí)，做一些課后知識(shí)梳理以及典型習(xí)題講解，幫助學(xué)生做好課后的鞏固。當(dāng)然，針對(duì)《大學(xué)物理》及《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》也建立慕課，彌補(bǔ)大家在課堂上學(xué)習(xí)的不足。

2.3 精心編制《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教材內(nèi)容，合理安排課程時(shí)間

《大學(xué)物理》相關(guān)的經(jīng)典教材有很多，比如：中南大學(xué)國(guó)家工科物理基礎(chǔ)教學(xué)基地楊兵初教授主編的《大學(xué)物理學(xué)》針對(duì)工科特性，便于教師教學(xué)與學(xué)生自學(xué)。然而《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》相關(guān)教材不能很好地適用于不同高校，其主要原因在于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在差異性，有的學(xué)校配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都有所側(cè)重，比如：電子類學(xué)?？赡茈姶艑W(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)偏多;有的工程類學(xué)校可能力學(xué)實(shí)驗(yàn)偏多，同時(shí)實(shí)驗(yàn)配套的實(shí)驗(yàn)人員也不盡相同。所以針對(duì)各個(gè)高校的情況，結(jié)合選擇的《大學(xué)物理教材》做好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材的編寫(xiě)。并且，《大學(xué)物理》理論授課教師要與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》授課教師做好交接，不能出現(xiàn)嚴(yán)重超前或是落后的情況。教研室的課時(shí)安排也要做好銜接，不能出現(xiàn)理論課和實(shí)驗(yàn)課不在一個(gè)學(xué)期的情況。做到實(shí)驗(yàn)和理論課密切配合，讓學(xué)生的認(rèn)知形成閉環(huán)。

3 總結(jié)

以物理科學(xué)平臺(tái)展示為基礎(chǔ)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的價(jià)值，感受科技創(chuàng)新的獨(dú)特魅力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代媒體形式嵌入課程知識(shí)銜接、課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)以及彌補(bǔ)課堂學(xué)習(xí)不足等教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)自主性與學(xué)習(xí)方式多樣性。同時(shí)做好《大學(xué)物理》理論課程與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程的有機(jī)銜接，讓學(xué)生能從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到論證問(wèn)題的過(guò)程中體會(huì)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)科學(xué)精神、鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。理論課程以及實(shí)驗(yàn)課程的教育教學(xué)改革，將能夠讓學(xué)生最大限度地掌握物理知識(shí)，培養(yǎng)物理思維模式，夯實(shí)科技創(chuàng)新基礎(chǔ)，增強(qiáng)動(dòng)手能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]羅建平.淺談3S技術(shù)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].江西建材，2016，14：131，134.

[2]郭袁俊，于景俠，霍中生，姚列明，楊宏春.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與理論融合教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2019，38（7）;188-190.

[3]王清.重慶輕工業(yè)學(xué)校遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)碩士論文，2013.