独立学院大学物理教学与改革的初步实践

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　　摘要：经过多年积累，大学物理的改革取得了一定的成果，但是当今社会和科技的发展，对大学物理的教学提出了新的要求。本文介绍了新的社会环境下，结合我院办学特色进一步深化大学物理教学改革，在内容、形式等方面做的几点尝试。
　　关键词：大学物理；物理实验；教学改革
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）05-0067-02
　　大学物理是高等院校工科各专业重要的通识性必修基础课，课程所讲授的内容是形成学生科学素养和专业技能的重要组成部分。多年来大学物理在教学内容、手段甚至是模式等方面都进行了改革，并取得了较为显著的成绩，但是在当今的教学实践中遇到的问题也不少。
　　一、教学内容与课时之间的矛盾
　　大学物理教学内容以保持经典物理学的风貌和架构为主，以相对论和量子物理为代表的20世纪近代物理学为辅。一方面随着科学技术的发展，现代物理显得偏少，与现代科学技术接轨的内容更少[1]，为解决这一问题大学物理课上需涵盖更广泛的内容；另一方面现在教学背景是大范围缩减基础课时。这样一来内容多、课时少，课程难度越来越大，矛盾非常突出。不少学校只好在早已不满足教育部高等学校教学指导委员会规定课时的基础上继续将相关内容进行删减重组，使原本完整的内容体系显得支离破碎。另外浙江省高考制度的改革使原本学生基础参差不齐的状况更是雪上加霜，因为有些学生高中阶段未选学物理，基本没有物理基础，教学实践中为完成教学内容，势必花更多的时间用于基础内容的讲解和训练。这些现状使教学内容与课时之间的矛盾愈演愈烈，大学物理被边缘化的趋势也越来越明显[1]。
　　二、理论讲授与实验教学之间的矛盾
　　物理学的特点是通过大量的观察和实验最终得出的理论还需实验进一步予以证实或证伪，而通过反复推敲，理论与实验交叉进行论证的过程，使物理学理论可信度增加，实验精度也越来越高，所以理论和实验是相辅相成不可分割的整体。作为工科学生进入大学后的第一门入门性的基础实验课程——物理实验，其目的是使学生掌握实验的基本知识、方法和技巧，能够通过实验培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力，最终提高学生综合的科学实验的素质[2]。一般高校大学物理和物理实验课程是相互独立的两门课程，都有各自相对独立的课程特点和教学目标，也有各自独立的行政管理制度。但如果以学生为主，且从物理学规律本身来看，这种人为地把理论和实验分割的做法，使得教学内容无法有机衔接。即使如我校所有理论课教师同时承担实验教学，仍然出现不少教学的不同步现象。以至于学生对所做实验的科学内涵及其物理本质感到陌生和不可理解，而理论课由于失去了实验的支持，也就显得枯躁难懂。
　　事实上物理教学过程中还出现了其他各种各样的问题，比方说物理学习对数学基础有一定的要求，专业需求又对物理提出不同要求，课堂实践中教师教学传统缺乏新意，学生学习兴趣不高甚至厌学等等，同时面对现今社会和科技的发展，现阶段大学物理的教与学对教师和学生都提出了新的要求。
　　针对以上提到的一系列问题，只有从内容、形式等多方面入手，进一步深化物理教学改革，以期提高学生的学习热情和兴趣，顺利完成教学内容，提高学生科学素养。我们首先做的是丰富教学资源，调整教学安排，从而优化物理教学体系。
　　一、调整教学内容，必修课与公选课配套教学
　　根据教育部高等学校教学指导委员会对大学物理的要求结合我校的实际情况，我们对工科生必修的大学物理的教学内容进行了全面调整：第一，按照绝大部分学生后续课程的教学要求，重新删选确定新的教学大纲，部分内容进行合并重组，有些内容比方说近代物理甚至直接删除。虽然从表面上看内容不全面，但是以现代教育理论为指导，以整个物理学内容为基础，用近代的观点来重组物理的教学内容，不再是物理学各分支的简单组合，如最基本的概念粒子、系统、相互作用、场、波、对称与守恒等概念始终贯穿教学的各个环节[3]。这样修改后的教学大纲对课时的要求有大幅度的压缩。第二，针对我校的专业设置，对大学物理进行分类教学。在课程设置上侧重点不同，如土木类专业力学部分着力更多，机电类专业更关注电磁学部分。同时在教学实践过程中在引入知识点、例题讲解等时候不再一刀切，根据专业不同尽可能选择或较新颖的、或与相关专业问题能有联系的例子，使物理学不再高高在上，让学生有具体的、切实的感受。第三，开设各类公选课供学生自由选择，满足各类学生的不同需要。在大一第一学期针对高中没选学物理或物理基础较差的学生开设高中和大学的衔接课程，为接下来为期一年的大学物理的学习奠定一定的基础；同时我们也对全校学生包括文科生开设其他物理类公选课，在近代物理、科技物理或实验物理等方面进行补充教学，使学生除了了解和掌握必修的物理知识之外，还可以根据自身兴趣和爱好通过公选课了解到相关的物理前沿及发展。这样教学内容大幅度调整，以必修课为主公选课为辅，两者配套教学，基本保证大学物理在内容和结构上的完整。
　　二、结合互联网技术改变单一的课堂教学形式
　　课堂教学改革已经有一些积累，PPT电子教案的使用，大量节省了板书时间，但同时也有一定的弊端，就是显示时间短，学生还没有理解消化就已进入下一页。这一缺陷也在接下来的教改中一步步改进，在PPT中逐步插入图片、flash动画、小视频甚至3D动画等等，目的是使艰涩抽象的物理概念變得生动具体，方便学生理解和掌握。但在互联网+的时代，这些教学手段的使用已经不能满足现今的教学需求，所以我们在传统的教学中引入了互联网技术——雨课堂应运而生。雨课堂就是将传统的多媒体技术和当今流行的微信技术、MOOC视频相结合，建立起课外预习与课堂教学间的沟通桥梁，使课堂互动永不下线。现阶段我们选择几个试点，利用雨课堂中部分技术将一些课件、习题等教学资料推送到学生手机使学生提前进行线上预习，一般5—15分钟即可，课上进行反馈交流，课后线下进行复习，习题训练。有了线上的辅助教学，为传统课堂教学师生互动提供了新的渠道，也缓解了课堂教学过程中课时不足的难题。这种新的教学方式更符合当今社会学生的心理，能同时在课前—课上—课后全方位调动学生的学习积极性。 　　对于基础较好学习比较扎实的学生，鼓励他们利用课余时间通过微课、慕课进行自主学习，并参加各级各类物理竞赛，以竞赛促学习，使他们对知识的掌握更加全面和深刻。以这些学生为榜样，调动其他学生的学习主动性。
　　三、改变物理理论与实验人为割裂的现状
　　这几年我校致力于大学物理和物理实验两门课程的合并，并已实施。这一新的教学方式最大的好处就是更接近物理学的本质——理论与实验是相辅相成不可分割的整体，但是该改革最大的瓶颈在于教学安排上——如何在合理的时间安排好大范围学生的实验。我们的解决方案是首先把原先独立的行政管理统一起来，同时增加实验仪器，保证在短时间内能使大范围的工科学生及时完成实验内容；其次对实验进行总体分类，如力学类或电学类等，在这一基础上再细分为基础验证性实验、提高类型的综合实验或探索性、研究性实验；最后把原本两门课的教学目标、教学要求有机统一，根据理论课的教学进度把上述分类好的实验按难度要求合理安排进来，而对某些基础性的与物理理论联系不是那么地紧密，但又是必须掌握的内容（如示波器的使用），则用于平衡教学进度。同时为高效完成实验教学，组织学生利用雨课堂先进行线上预习，实验操作时更多的是注意事项的提点及数据分析的讲解。通过以上几步把大学物理和物理实验有机统一为一门完整的课程，这样的教学安排既不会使实验特别集中，也在教学上呈现一定的规律性。
　　在完成既定的教学内容之外，开放实验室，搭建实验创新平台，在指导老师的引导下进行设计性实验和课题研究，全面开发学生的创新能力。在整个教学过程中我们贯穿理论指导实践，实践检验理论的思想，理论和实验两者兼重，使合并后的大学物理课程能真正发挥提高学生的科学素养的作用。
　　四、结论
　　为应对当今社会和科技的发展，结合我校的实际情况，大学物理的教学从内容、形式等方面进一步深化改革，为培养具有科学素养的工科专门人才打下良好的基础。
　　参考文献：
　　[1]郑文珍.工科大学物理教学与改革几个两难问题的分析与讨论[J].物理通报，2015，（4）：26-29.
　　[2]付東辉，王淑玉.理工科院校大学物理实验课程考核方式的改革与思考[J].黑龙江科技信息，2012，（6）：179.
　　[3]常同钦，吴明阳，苏玉玲.如何在工科物理教学中讲授物理学应用内容[J].物理与工程，2001，（11）：54-54.
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