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非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀及對(duì)策研究
非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀及對(duì)策研究
高坤
（濱州學(xué)院光電工程系，山東濱州256603）
摘要：近些年來，隨著社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型及改變，對(duì)于人才的需求與以往有了較大不同，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)、物理、地理等基礎(chǔ)理工類學(xué)科受到冷遇，而一些新興的航空、環(huán)境、能源等學(xué)科則發(fā)展迅速�！洞髮W(xué)物理》作為一門重要的通識(shí)性基礎(chǔ)課程，通常開設(shè)于大一或者大二階段，為高等院校各理工科專業(yè)學(xué)生所必修。以濱州學(xué)院為例，分析了當(dāng)前非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的主要問題。結(jié)合在教學(xué)改革方面的一些做法，給出了相應(yīng)的解決方案及對(duì)策，并討論了具體應(yīng)用中所需要注意的一些事項(xiàng)。實(shí)踐證明，對(duì)于非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)改革很有必要，本文所述教學(xué)方法不論對(duì)于教師的教還是學(xué)生的學(xué)都具有一定的促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；非物理專業(yè)；教學(xué)改革
基金項(xiàng)目：濱州學(xué)院青年人才創(chuàng)新工程科研基金項(xiàng)目（BZXYQNLG200605）
作者簡(jiǎn)介：高坤（1978-），男，山東高密人，講師，主要從事電路與系統(tǒng)、大學(xué)物理等課程的教學(xué)與研究。
一、引言
《大學(xué)物理》作為一門重要的通識(shí)性基礎(chǔ)課程，通常開設(shè)于大一或者大二階段，為高等院校各理工科專業(yè)學(xué)生所必修�！洞髮W(xué)物理》課程中所包含的基本概念、基本理論和基本方法，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用，為學(xué)生進(jìn)行后續(xù)的科學(xué)及工程技術(shù)工作所必須掌握和具備[1]。有鑒于此，對(duì)于《大學(xué)物理》課程的教學(xué)改革研究便顯得尤為重要。近些年來，隨著社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型及改變，對(duì)于人才的需求與以往有了較大不同，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)、物理、地理等基礎(chǔ)理工類學(xué)科受到冷遇，而一些新興的航空、環(huán)境、能源等學(xué)科則發(fā)展迅速。以濱州學(xué)院為例，依托區(qū)域、行業(yè)和自身優(yōu)勢(shì)，圍繞培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，近幾年不斷優(yōu)化系院布局和學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)，新上了許多諸如航空、化工、海洋、農(nóng)業(yè)等應(yīng)用型的專業(yè)。而對(duì)于這些非物理專業(yè)，《大學(xué)物理》課程的開設(shè)都是必不可少的。不同的專業(yè)，后續(xù)所要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)及以后所要從事的工作大相徑庭，且不同專業(yè)之間的學(xué)生水平參差不齊，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力差距較大，這一切都為非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的開設(shè)和講授增加了困難。在非物理專業(yè)《大學(xué)物理》教學(xué)過程中，筆者也確實(shí)發(fā)現(xiàn)了一些問題，并針對(duì)這些問題做了一些有針對(duì)性的工作。
本文首先根據(jù)濱州學(xué)院非物理專業(yè)《大學(xué)物理》的教學(xué)情況調(diào)查，分析課程的教學(xué)現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的主要問題。根據(jù)筆者在教學(xué)實(shí)踐中的一些做法，給出相應(yīng)的解決方案及對(duì)策研究。結(jié)合具體應(yīng)用中所出現(xiàn)的一些問題，探討其注意事項(xiàng)，以期對(duì)于非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)改革能夠有所啟發(fā)，有所裨益。
二、非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
為全方面地掌握非物理類專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀，筆者采取了以下幾種方式進(jìn)行調(diào)查分析，主要包括：（1 ）向10余個(gè)非物理類專業(yè)的300多名學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷，廣泛了解學(xué)生對(duì)該門課教與學(xué)兩方面的意見和建議；（2）向10余個(gè)非物理類專業(yè)的50余名專業(yè)課教師及教學(xué)管理人員發(fā)放調(diào)查問卷，了解不同專業(yè)與《大學(xué)物理》課程內(nèi)容的聯(lián)系以及對(duì)《大學(xué)物理》課程的不同需求；（3）經(jīng)常開展教研活動(dòng)，與不同專業(yè)的《大學(xué)物理》任課教師交流，了解他們對(duì)所任課專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)現(xiàn)狀的看法；（4）分析非物理專業(yè)學(xué)生期末考試考核情況，通過學(xué)生的答題情況分析學(xué)生在教學(xué)中所存在的各種問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前非物理類專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)面臨很多的壓力和困難，主要存在以下三個(gè)問題亟待解決。
1.課程內(nèi)容較難，學(xué)生理解和掌握起來存在一定障礙。在與學(xué)生的交流中，每當(dāng)問及學(xué)生對(duì)于《大學(xué)物理》課程的看法，聽到最多的一個(gè)字便是：難。確實(shí)，雖然課程中的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)等內(nèi)容在中學(xué)階段已經(jīng)學(xué)過，但在《大學(xué)物理》中卻被賦予了新的深度和廣度，有了新的研究方法和工具。非物理類專業(yè)的學(xué)生物理和數(shù)學(xué)底子相對(duì)來講較差，對(duì)于《大學(xué)物理》深?yuàn)W抽象的物理概念和煩瑣復(fù)雜的解題方法在理解上自然存在一些困難。
2.概念公式多，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多，學(xué)生普遍缺乏學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于《大學(xué)物理》課程，學(xué)生另一個(gè)反映較多的問題是對(duì)于該門課程提不起興趣�？菰锓ξ兜奈锢砀拍罴拔锢砉剑约叭唛L(zhǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，確實(shí)很難激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而由于理工科課程的特點(diǎn)，又很難像文科課程一樣講得生動(dòng)活潑。因此在課堂上常常會(huì)看到，教師在上面講得熱火朝天，而下面能認(rèn)真聽講或者真正能聽懂的學(xué)生卻不多，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果較差。
3.與本專業(yè)后續(xù)課程及將來工作關(guān)系小，學(xué)生普遍不重視。這是近些年影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果越來越重要的一個(gè)因素。雖然物理學(xué)與人們的日常生活息息相關(guān)，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力方面具有重要的意義，但由于《大學(xué)物理》與非物理專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及將來所從事的工作不存在直接的聯(lián)系，考研時(shí)也不會(huì)考到，使許多學(xué)生抱著期末考試能夠考及格的心態(tài)和目的來學(xué)習(xí)本門課。對(duì)于某些專業(yè)，該門課程甚至只開設(shè)一學(xué)期，且被設(shè)定為考查課，就更難引起學(xué)生的重視了。
三、非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)對(duì)策研究
濱州學(xué)院《大學(xué)物理》課程為校級(jí)重點(diǎn)課程及精品課程。針對(duì)當(dāng)前非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程教學(xué)所存在的上述問題，筆者及其他任課老師做了一些嘗試性的工作，實(shí)踐證明能夠部分地解決教學(xué)中所存在的問題。
1.加強(qiáng)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬在《大學(xué)物理》課程中的應(yīng)用。物理實(shí)驗(yàn)形象直觀，能夠幫助學(xué)生更好地理解抽象的物理概念和物理過程，但《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程所開設(shè)實(shí)驗(yàn)普遍個(gè)數(shù)較少，且許多實(shí)驗(yàn)儀器無法方便地搬進(jìn)課堂。鑒于此，以數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的“計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)”能夠較好地解決這個(gè)問題，它可以把抽象難懂的物理知識(shí)以圖形、圖像、動(dòng)畫等生動(dòng)直觀的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，實(shí)現(xiàn)了抽象內(nèi)容的可視化[2]。筆者在教學(xué)中嘗試引入Matlab數(shù)值仿真，將復(fù)雜的物理知識(shí)點(diǎn)編寫成一個(gè)個(gè)Matlab小程序。學(xué)生普遍感覺比較新鮮，通過觀看仿真過程及結(jié)果，既能夠幫助學(xué)生理解深?yuàn)W的物理知識(shí)，又提高了他們學(xué)習(xí)物理的興趣。
2.發(fā)展更科學(xué)更全面的《大學(xué)物理》課程考核方式。考核方式是指導(dǎo)學(xué)生學(xué)什么及如何學(xué)的“指揮棒”，通過改革考核內(nèi)容、考核形式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式等，實(shí)現(xiàn)更全面、客觀、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，無疑將大大提高教學(xué)的效果[3]。實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的作業(yè)成績(jī)加期末考試成績(jī)的考核辦法無法充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，也不能準(zhǔn)確客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。建立多元化的考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)大學(xué)物理成績(jī)進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，是目前較為公正和合理的評(píng)判方法。筆者曾考慮了學(xué)生上課出勤、課堂表現(xiàn)、思維創(chuàng)新、作業(yè)情況、期末考試等評(píng)價(jià)指標(biāo)，并賦予了各指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重，利用模糊數(shù)學(xué)中的綜合評(píng)判方法，對(duì)某幾個(gè)班學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)進(jìn)行評(píng)判，評(píng)判成績(jī)基本能夠體現(xiàn)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)水平。
3.加強(qiáng)《大學(xué)物理》內(nèi)容與非物理專業(yè)后續(xù)專業(yè)課內(nèi)容的聯(lián)系和銜接。通過分析各非物理類專業(yè)不同的專業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)后續(xù)專業(yè)課對(duì)于物理知識(shí)的要求及側(cè)重點(diǎn)，有的放矢地對(duì)不同專業(yè)學(xué)生選擇不同的《大學(xué)物理》知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授。比如，對(duì)于化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，多給他們講些熱學(xué)、光學(xué)等方面的知識(shí)，對(duì)于機(jī)械及自動(dòng)化等專業(yè)，多給他們補(bǔ)充電磁學(xué)等方面的知識(shí)，使他們認(rèn)識(shí)到所學(xué)的知識(shí)對(duì)他們的專業(yè)是有用的，能促進(jìn)他們后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，甚至對(duì)于將來的繼續(xù)深造以及工作，都是有所幫助的。
四、思考及建議
在教學(xué)實(shí)踐過程當(dāng)中，我們也遇到了一些問題。下面將簡(jiǎn)單地介紹面臨的困難以及擬解決的方法，并給出自己的思考和建議。首先，在將計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬引入《大學(xué)物理》教學(xué)中，我們遇到了教學(xué)課時(shí)不足的問題�！洞髮W(xué)物理》課程涉及知識(shí)點(diǎn)多，傳統(tǒng)的講授方法課時(shí)量都稍顯不足。加上需要數(shù)值運(yùn)算相關(guān)知識(shí)的引入和學(xué)習(xí)，教學(xué)課時(shí)的安排更需要統(tǒng)籌兼顧。我們認(rèn)為，計(jì)算機(jī)數(shù)值運(yùn)算的基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)由學(xué)生課下自己學(xué)習(xí)，或是通過開設(shè)公選課的方式進(jìn)行，不應(yīng)過多占用《大學(xué)物理》課堂教學(xué)的時(shí)間。而且，對(duì)于不同學(xué)習(xí)程度和水平的學(xué)生，要求也應(yīng)該是不同的。比如，對(duì)程度好的學(xué)生可以給他們一些簡(jiǎn)單的例子讓他們編程，程度差的只要求他們能借助數(shù)值模擬更好地理解物理知識(shí)即可。其次，考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立需要考慮各方面因素，需大量的調(diào)研。而且，基于模糊綜合評(píng)判法的考核評(píng)價(jià)方式，其算法要比平常使用的方法麻煩得多，操作起來需耗費(fèi)大量時(shí)間及精力[4]，筆者也只是對(duì)有限的幾個(gè)班進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)。下一步可以嘗試根據(jù)模型編寫相關(guān)軟件，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，從而減少教師的工作量，提高工作效率。
五、結(jié)語
《大學(xué)物理》作為一門重要的通識(shí)性基礎(chǔ)課程，通常開設(shè)于大一或者大二階段，為高等院校各理工科專業(yè)學(xué)生所必修�！洞髮W(xué)物理》課程是非物理理工科專業(yè)所必須要學(xué)習(xí)的一門重要基礎(chǔ)課，但目前其課程教學(xué)存在較大問題，教學(xué)改革勢(shì)在必行。筆者經(jīng)廣泛調(diào)研，分析了非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀及面臨的問題，結(jié)合自己的工作給出了相應(yīng)的對(duì)策及一些思考，希望能對(duì)非物理專業(yè)《大學(xué)物理》課程的教學(xué)改革起到拋磚引玉的作用。
參考文獻(xiàn)：
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