大学物理教学现状与课程改革方向

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摘要：大学物理是面向所有非物理专业的理工科大学生的一门重要基础课程，对于理工科学生们建立起正确的科学观与唯物主义世界观具有重大的意义，也为其后续专业课的研习奠定坚实的基础。本文列举了当前我国高校的大学物理课堂中，普遍存在的一些问题，并深度剖析了起因；进而在结合作者实际教学经验的基础上，以课堂上的实例为引导，提出了进行大学物理教学改革，提升课程教学质量的具体措施。

关键词：大学物理；教学改革；学科交叉；教育心理学

大学物理是所有非物理专业理工科学生的一门重要公共基础课程，也是理工科大学生走进大学校园最先接触到的基础性课程之一。其目标在于让学生通过对课程的学习，认识自然界物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律，培养出基本的理学素养，为后继专业课程的学习奠定必要的物理基础。大学物理课程内涵丰富，其所覆盖的知识面和信息量以及理学素养的建立是其它任何一门课程都难以比拟的。可以说，大学物理课程对于理工科学生科学素养和学习研究能力的建立起着奠基性的作用。然而，令人遗憾的是，目前国内高校的理工科院系普遍存在着只重视专业核心课，而轻视公共基础课程的现象。这一思潮自然也影响到了学习这门课程的同学们，抱有唯成绩论的思想，即仅仅为了期末成绩优秀甚至只是通过考试而学习的学生不在少数。这无疑为实现本课程的教学目标，达到最优教学效果设置了很大的障碍。我国的高等教育背负着为社会进步提供智力支持，为社会主义建设事业培养高级人才的重要使命。因此高校的教学质量好坏直接影响到国家建设者素养的高低。如何对大学物理课程进行内容乃至结构上的改革，以激发高校学生的学习热情，达成该学科的最佳教学效果，无疑是一个令人重视的问题。

一、大学物理教学中出现问题的根源

我们认为，当前国内高校中，大学物理的教学出现问题的根源可以归纳为以下几点：

（一）所学知识与学科内容相差较大

虽然学科间的交叉与整合一直是现代科学发展最主要的方向之一，但是在高校中，由于过分强调课程层次的“分离”和各门课程的“独立”，大学物理课程与后续与之联系的专业性课程在时间、形式和方法上有明显的隔膜和脱节。我们应当意识到，大学物理课程最重要的教学目的之一，在于使学生通过方法与思维的训练，熟悉和掌握“观察、归纳、推理与演绎“以及“从特殊到一般，从一般到特殊”的完整研究方法。而不应当把大学物理课程看成是刻板的知识点传授。

（二）理论知识的教授过于系统化，缺少灵活的形式

物理学经过数个世纪的发展，早已成为一门成熟完善的学科，有着严密的逻辑架构与学科体系。物理定理、理论虽然大多源于实验，但其出现在教科书与文献中的形式，却是高度数学化的，要经过严格的推演。这样相较于很多以实验为理论基础的学科（如生物、化学），大学物理课程的课堂学习可能会显得严谨有余，生动不足。而教师们往往过分强调“逻辑性”，使得大学物理的内容特别是理论部分的内容缺乏开放性和灵活性。

（三）课程内容较为分散，缺少必要的串联

出于理论体系的完整性考虑，绝大多数教材都是按照力学（包括机械波等内容）、电学、磁学、光学、热学这样的子学科分类分别介绍相应的内容。而在教学过程中，大多数教师往往只是按部就班地讲课，而不能够很好地引导其进行横向的联系及对比，同学们很容易便机械地把其看做是几个分立的体系来学习。不讲求方法与效率的学习方式会让学生感觉课程内容过杂，任务过重，从而降低学习期望与热情。

二、大学物理教学改革的策略与方法

鉴于以上情况，很多教育工作者已经在积极探寻着解决的办法。譬如“比起学到了什么，教师应更加注重怎样学习与学习者学习动力的获得”[1]“；应使学生认识到，物理已成为其他诸多自然科学和工程技术发展的基础”[2]；“将本学科内易混淆的对称知识进行比较，让学生在比较中掌握物理概念与本质”[3]“；大学物理的课程目的除了传授知识，还应培养学生学习能力、解决问题的能力，使他们能更快适应未来工作的要求”[4]等等。然而以上研究和建议大多着眼于大方向上的理论指导，而缺少具体的措施和建议以保障教学效果的达成。从自身教授大学物理课程的实际经验出发，结合平日里对于教学情况的及时调查、评估与反思，我们认为，对大学物理课程的改革可以从以下方面进行：

（一）合理地开展学科融合，以调动学生的学习积极性，激发其学学物理课程的热情

首先，我们要使得学生感受到物理学与所学专业的紧密联系[5]。优秀的大学生往往有很强的专业意识，我们应当探究如何使学生正确地认识到学习物理学对专业知识学习的基础性促进作用。物理偏重科学，专业偏重技术。我们需要让同学们牢固树立“科学为技术服务，技术需要以科学为依托”的思想，并在此思想的指导下学习。其次，学科交叉内容的引入，主旨在于激发非物理专业学生的学习动机。因此该部分内容引入的形式必须恰当，而不能影响课程本身的教学。否则反而会给同学们的学习增加负担，影响其学习热情。这就要求教师在教授某个专业的大学物理课程前，借阅该专业后续课程的教材，并检索相关文献，了解其发展趋势与学科前沿，以便上课时将不同课程的内容有机地结合。

（二）正确地处理数学与物理，以及理论与实验的关系，以突出大学物理课程的核心内容

大学物理与中学物理的一个重要区别便是从定性对规律的认识过渡到定量对现象的描述。因此高等数学工具便发挥了很重要的作用。但是也必须意识到，数学仅仅是物理学的工具而已，它所描述的物理现象都有其实在的物理内容与物理意义。在引入数学描述后，教师必须引导学生把握其背后的物理内涵。在让课堂教学变得生动和多样的同时，帮助学生抓住课程的本质，学透课程内容。除了正确处理数理之间的关系，如何适时地引入课堂上便于开展的实验，以加强对于物理内涵的认识，也是教师要认真考虑与设计的。在大多数国外的原版教材中，每涉及到一个重要定理时，都非常强调“quicklab”的思想，即可以迅速验证的简单实验。我们应当尝试将它应用到大学的课堂当中，并引导学生由实验现象自行总结、归纳定律，以培养其科研精神，训练其科研素养。

（三）教师应在教学过程中多采用启发式教学，以及联想、迁移等教育心理学方法，提高学生的学习效率

科学的教学方法会给大学物理的教学效果带来很大的提升。如前所述，由于大学物理课程内容的丰富性，不少学生会感觉负担过大。我们认为，教师应当在课堂上引导学生对所学知识进行科学编码和分类，引导学生在明晰概念、辨清区别的前提下，对存在相似性的内容大胆地运用知识迁移和联想。譬如在教授刚体绕定轴的转动时，我将其与物体的平动进行比较。每介绍一个新的物理内容前，我都会用物体平动的相应概念进行铺垫与类比。同学们很快就建立起了不同运动形式之间的联系，学习起来事半功倍。此外，有些理论体系不仅在实验室中可以得到验证，其原理也经常被应用在实际生活中。教师应当抓住这样的机会，在充分的理论铺垫后，设计由浅入深的一系列问题，启发同学们自发寻找问题的答案，以巩固对于物理定律的认知[6]。譬如在教授角动量守恒定理时，为了让同学们更好地理解转动惯量的作用，我特意选取了花滑王子普鲁申科的一小段表演视频，引导同学们找出每组动作对应的转动惯量大小与旋转快慢的关系，从而自行归纳出结论。从同学们的反馈来看，当他们发现可以利用刚刚获取的知识体系，来解决生活或者专业中的实际问题时，其兴奋与满足感是难以言喻的。合适的启发式教学对于同学们的学习动机与效率都有很大的提升。

三、讨论与总结

本文中，我们论述了在当前高校中，大学物理课程教学遇到的问题及其原因。为了提升学生们的学习兴趣，提高大学物理的教学质量，我们结合在教学中的具体实践经验，提出了进行教学改革的方向与方法。概括来说，即适当地引入学科交叉的内容，建立起物理与相应专业的联系；正确处理数学工具与物理内容，以及理论体系与实验验证的联系；在教学中应用教育心理学理论，利用联想、迁移以及启发式教学提升学生的学习效率，培养其独立思考与解决问题的能力。

参考文献：

[1]高兰香.大学物理主题式教学研究[J].物理通报，2011（6）：7-9.

[2]卞宝安.理工科大学物理课程教学研究[J].江苏教育学院学报，2010（4）：12-14.

[3]王斌.大学物理概念教学的现状分析与教学模式探讨[J].中国科教创新导刊，2009（22）：94.

[4]杨树荣.研究性教学在大学物理课程中的应用[J].通化师范学院学报，2011（12）：86-87.

[5]高.谈谈物理学领域的新兴与交叉学科[J].现代物理知识，2005（4）：15-16.

[6]赵凯华.对当前物理教学改革的几点看法———在中国物理学会教学委员会第七届第一次全体（扩大）会议上的报告[J].大学物理，2000（2）：1.

作者:于一 叶柳 单位:安徽大学