[摘 要] “大學(xué)物理”與理工科專業(yè)學(xué)科有密切聯(lián)系，是理工科各專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的公共基礎(chǔ)課程。它對提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、分析和解決問題的能力起著重要的作用。為使學(xué)生領(lǐng)會大學(xué)物理在專業(yè)課程中的實用價值，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，在大學(xué)物理教學(xué)實踐中作者將大學(xué)物理課程內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)方向相結(jié)合，綜合考慮大學(xué)物理教學(xué)大綱要求和專業(yè)對于物理知識的需求，將專業(yè)與大學(xué)物理進(jìn)行有機(jī)融合。實踐表明，將大學(xué)物理課程與專業(yè)結(jié)合可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力，教學(xué)效果得以大幅度提升。

[關(guān)鍵詞] 大學(xué)物理;教學(xué)模式;學(xué)習(xí)興趣

[基金項目] 2018年中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項目（2018YB56）

[作者簡介] 張麗萍（1977—），女，陜西西安人，博士，中國礦業(yè)大學(xué)物理學(xué)院副教授，主要從事大學(xué)物理教學(xué)和低維材料物性等研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）29-0226-02 ? ?[收稿日期] 2019-09-30

一、引言

物理學(xué)與數(shù)學(xué)、力學(xué)、地球科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、化工、生命科學(xué)、信息科學(xué)乃至社會經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科都有著非常密切的聯(lián)系，使得大學(xué)物理學(xué)成為各專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)，也是理工科各專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程。物理能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生分析解決問題的能力，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用。但目前大學(xué)物理學(xué)課程內(nèi)容體系僅旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生物理科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)，重點講解物理概念、物理模型和科學(xué)思路，而很少將大學(xué)物理知識與專業(yè)知識相結(jié)合，使得學(xué)生并未理解該課程的應(yīng)用價值，造成學(xué)生對該課程重視程度不夠，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)動力不足，學(xué)習(xí)效果不理想。因此，如何有效地將專業(yè)知識基礎(chǔ)與大學(xué)物理課程內(nèi)容體系有機(jī)融合，改變傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，使得學(xué)生認(rèn)識其課程價值所在，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。近年來，結(jié)合授課學(xué)生的專業(yè)特點進(jìn)行大學(xué)物理課程教學(xué)過程中，將大學(xué)物理基礎(chǔ)知識融入學(xué)生專業(yè)知識中，建立適合專業(yè)特點的大學(xué)物理教學(xué)課程內(nèi)容體系和案例。在課前預(yù)習(xí)、課中、課后與專業(yè)方向融合，使得學(xué)生不僅只是課堂聽老師講授，而將學(xué)習(xí)擴(kuò)展到課后，學(xué)生由被動學(xué)習(xí)，變?yōu)橹鲃荧@取知識，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，教學(xué)效果大幅度提升。

二、與專業(yè)結(jié)合的“大學(xué)物理”教學(xué)實踐

融入專業(yè)基礎(chǔ)知識的大學(xué)物理教學(xué)是教師在熟練掌握大學(xué)物理課程教學(xué)大綱及內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合授課學(xué)生專業(yè)方向和基礎(chǔ)知識，將基本物理理論知識滲透入學(xué)生專業(yè)課知識要點中，讓學(xué)生理解和領(lǐng)會大學(xué)物理在專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中的作用。即教師設(shè)計大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容體系時，有意識地將某一知識要點進(jìn)行外延，通過專業(yè)知識舉例、選擇專業(yè)相關(guān)例題、學(xué)生自我展示等多種方式將物理科學(xué)思維和素養(yǎng)傳遞給專業(yè)知識，使得學(xué)生理解大學(xué)物理課程的實用價值，引起學(xué)生對該課程的重視，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。教學(xué)過程中將物理基礎(chǔ)知識要點滲透到學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識中，其關(guān)鍵是尋找合理的融入方式，建立起大學(xué)物理課程內(nèi)容體系。

（一）課前準(zhǔn)備

為了推廣這種教學(xué)模式，首先搜索資料編寫案例習(xí)題集以及相應(yīng)課件。在資料收集中一方面結(jié)合各專業(yè)大綱教材，尋求與大學(xué)物理知識點的聯(lián)系。結(jié)合聯(lián)系點編寫案例和例題。如對于電容器的知識點的講解，對信控專業(yè)和機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，可以結(jié)合電容式加速度傳感器講解。另一方面，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法依據(jù)授課專業(yè)進(jìn)行擴(kuò)充和刪減。同時，編制習(xí)題時，也以某專業(yè)相關(guān)的例子來進(jìn)行計算，可以將該題做相應(yīng)的修改。一些典型案例資料放在網(wǎng)上供學(xué)生瀏覽，學(xué)習(xí)。如開始講電磁學(xué)部分時授課專業(yè)布置相應(yīng)開發(fā)思考題，比如電力專業(yè)。結(jié)合大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽中磁力小火車問題，要求課前完成相應(yīng)實驗，分析其原理。若是信控專業(yè)和機(jī)械自動化專業(yè)，要求學(xué)生事先查找的基本工作原理相關(guān)資料，理解光、電、熱、力以及機(jī)械物理量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。具體實施過程中，任課教師要依據(jù)自己所授學(xué)生專業(yè)情況，僅對不同的專業(yè)特點，有側(cè)重點地選擇與專業(yè)銜接性較強(qiáng)的部分開展專業(yè)融合的大學(xué)物理教學(xué)活動。

（二）課中講授

物理通常分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、量子物理五部分

1.力學(xué)。力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是工科專業(yè)重要課程的基礎(chǔ)。在講述力學(xué)知識的時候，特別強(qiáng)調(diào)物理概念的產(chǎn)生、嚴(yán)格定義和使用范圍。重視一些重要的思想，例如矢量疊加原理、取微元再積分的思想，等等。如對于工程力學(xué)專業(yè)學(xué)生，適當(dāng)拓展材料的強(qiáng)度、剛度、撓度等概念，同時結(jié)合實際介紹風(fēng)阻尼器原理。

2.熱學(xué)。物質(zhì)的很多性質(zhì)都與熱有關(guān)，例如熱膨脹、熱傳導(dǎo)熱電等。對于熱能、機(jī)械專業(yè)學(xué)生可以拓展汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)、四沖程熱機(jī)優(yōu)越性、渦輪增壓技術(shù)原理。

3.電磁學(xué)。電磁學(xué)包括靜電場、導(dǎo)體和電介質(zhì)、穩(wěn)恒磁場、電磁感應(yīng)和電磁場等知識點。對于信控專業(yè)和機(jī)械自動化專業(yè)，可選擇在電磁感應(yīng)這一章與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，可以融入磁電型傳感器、渦流型傳感器等，通過這些傳感器的工作原理，理解光、電、熱、力之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4.光學(xué)。一般大學(xué)物理光學(xué)部分只講授波動光學(xué)，而對于光學(xué)工程專業(yè)的學(xué)生，光學(xué)部分應(yīng)該不僅要講授波動光學(xué)，也應(yīng)補(bǔ)充幾何光學(xué)知識，介紹光學(xué)儀器成像原理。同時在應(yīng)用方面進(jìn)行拓展，適當(dāng)介紹單反相機(jī)工作原理、魚眼鏡頭、全息影像等，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。

5.量子物篇。對于材料物理專業(yè)的同學(xué)，后續(xù)還要繼續(xù)學(xué)習(xí)“理論物理”“固體物理”等課程，所以量子物理部分內(nèi)容進(jìn)行拓展，補(bǔ)充納米材料的概念，以豐富學(xué)生對物質(zhì)層次的認(rèn)識。

（三）課程考核

考試的改革是教學(xué)改革的核心之一?？己藰?biāo)準(zhǔn)應(yīng)體現(xiàn)課程評價標(biāo)準(zhǔn)，考核模式將引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，考試成績也直接關(guān)系到學(xué)生獎學(xué)金評定、考研保研就業(yè)等一系列問題。學(xué)生課程總成績的評定由平時考核成績和課程期末考核成績綜合確定。在學(xué)期初或?qū)W完某些章節(jié)之后，由教師結(jié)合專業(yè)特點給出一些有意義和有價值的論文題目，題目一般都不在教材和筆記內(nèi)容之中，而是從該專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課中提取出來的相關(guān)課題。學(xué)生通過去實驗室、上網(wǎng)、查閱文獻(xiàn)資料，通過分析、歸納、綜合整理，寫成論文作為平時成績依據(jù)。在試卷命題中加入實際問題案例，同時有些題目可以分專業(yè)選做。綜合學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)給予合理公正評價，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性。

根據(jù)專業(yè)情況，采取多種教學(xué)方式相結(jié)合在教學(xué)實踐中取得了一定的效果，該法具有以下優(yōu)點：（1）通過改變大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容體系，在講授大學(xué)物理知識要點時，與學(xué)生專業(yè)方向相結(jié)合，使學(xué)生體會到大學(xué)物理課程的重要性和實用性，學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步提高。（2）在大學(xué)物理授課過程中，列舉了相關(guān)的專業(yè)實例，讓學(xué)生體會到原理的同時，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，提高了學(xué)生動手能力和解決問題能力。（3）學(xué)習(xí)效果明顯提高。改變教學(xué)內(nèi)容體系，改變枯燥的教學(xué)方式，學(xué)生學(xué)習(xí)效果明顯提高。學(xué)生學(xué)習(xí)成績有所提升，在課間學(xué)生也善于和老師溝通問題。（4）靈活運用課堂提問和練習(xí)、作業(yè)、小論文、筆試、網(wǎng)上測驗等測評方式考核學(xué)生學(xué)習(xí)狀況。一方面可以更為準(zhǔn)確掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，有針對性地去解決學(xué)生學(xué)習(xí)中存在問題;另一方面，提高了學(xué)生動手能力和實操能力，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)習(xí)慣。一些學(xué)生積極參加學(xué)校舉辦的物理學(xué)術(shù)競賽活動，還有學(xué)生主動參與到老師的科研項目中，承擔(dān)一些大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、大學(xué)生學(xué)術(shù)競賽等項目，學(xué)生綜合素質(zhì)得以提高。

將大學(xué)物理基礎(chǔ)知識與專業(yè)方向相結(jié)合，通過舉例、習(xí)題練習(xí)、報告等形式培養(yǎng)學(xué)生物理思維，使學(xué)生了解物理課程與學(xué)科專業(yè)方向的聯(lián)系。這樣做后，學(xué)生的聽課率明顯增加，學(xué)習(xí)積極性有了提高，學(xué)生由被動聽課轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和積極性大幅度提高，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生參加物理競賽和獲獎的人數(shù)大幅度增加。