理工科大学物理教学改革初探

摘 要 在工科院校大学物理教改过程中，想要实现大学物理在教学目标、教学内容、教学效果这些方面取得长足的进步，就要投入大量的精力与实践在相关的研究工作上。本文立足理工类大学物理教学现状和教改成果，从教学的各个环节出发，对大学物理教学内容与方法改革提出几点建议。

关键词 工科 大学物理 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

物理学是整个自然科学的支柱，是人类文明、现代科技和工业的根基。纵观世界科技发展史，物理学的每一次重大突破，都极大地促进了社会生产力的发展。现代原子能、激光、航天、计算机、信息等新兴产业，都利用了20世纪的最新成就。

我们关于工科学生学习物理的目的在很早以前就进行过论证。从前我们认为这是为了配合专业课需要，所以在教学过程中就相对侧重专业课需要的知识来讲解。这种思想持续了很久，现在我们发现这种思想已经不再适应21世纪培养人才的需要，我们不得不抛弃陈旧的观念，与时俱进的来寻找新的理论解释。著名的物理学家理查德·费曼说过：“科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。”作为一名诺贝尔奖得主，理查德·费曼的说法非常值得我们思索。遵照他的提议，我们逐渐认识到，大学物理不单单是对学生进行物理知识的教育，也不仅是为了工科学校学生的专业课知识掌握来服务。而是所有工科学生培养自身科学素养的法门，学生们通过学习大学物理来掌握工程技术知识，这样才能获得理工科的专业基础。大学物理这门课程的设置，是为了迎接新世纪新技术的挑战。科技和工程技术人员需要终身学习，那么大学物理这门必修课就是科技和工程技术人员在大学阶段学习的首要任务之一，也是终身学习的良好开端。唯有在大学阶段就掌握了物理学的学习方法与内容，熟悉了工作语言、概念和物理图像，了解了历史现状和前沿，才能有一个宏观的全面了解。

1 物理教学现状分析

新世纪在科学技术不断进步的推动下，各行业对高素质、技术能力强的专业人才需求迅猛增加。大学物理教学作为科学技术的基础，面临着许多新的挑战。这势必要求物理教师更新观念、增加知识，以适应社会发展和科技进步，同时把知识传播给未来的人才接班人。但现实中的物理教学还存在一些问题，主要表现在以下方面：

（1）光学、热学、力学、近代物理以及电磁学是经典物理的重要部分，目前的大学物理教材中也是以这些为主要内容。由于以上各部分内容相对独立，相互间比较独立，难以形成统一的物理系统。教学内容上没有新意，大多与中学物理课程类似。这样学生看到课本之后马上就没有了学习兴趣，或者完全按照中学生的学习方法分析问题。

（2）在物理教学中经典物理的内容达80%以上，造成近代物理和经典物理所占比例的失衡。而且这些部分没有及时吸纳近代物理发展的新成果，其理论仍旧停留在上世纪以前的成果，与近代物理相差距离甚大。这种情况下不能用发展的观点来选择、组织和审视传统物理教学内容，导致物理教学与时代发展、科技进步的脱节。由此可以见，大学物理教学改革势在必行。只有改革增加近代物理的比重，才能使学生了解更多的近代物理知识，体验上世纪以来物理科学的巨大进步，适应科技发展的要求。

（3）现代化教学设备运用偏低，总体教学手段落后。近年来，多媒体教学、模拟实验教学虽在有些课堂使用，但推广、普及率还很低。现代化教学手段的先进性不能在教学中得到体现。因此，教学手段的更新探索需要长时间的努力。

2 大学物理教学内容改革建议

（1）理工类大学中，各个专业的物理教学都要遵循人才培养的总体要求。就目前的现状看，在物理教材上，有些对理工类相关的教学内容不足、有些虽可以短学时使用但与之配套的教学参考书缺乏。因此，具体到理工类的各专业教学中，要科学组织、合理安排，制定不同的教学大纲以适应各个专业。不仅如此，还要以近代物理学发展为主导，加强各部分知识的内在联系，从而使物理学的各部分内容得到系统的讲解。同时，为帮助本专业学生应用基本定理和概念分析，提高物理学理论联系实际和解决问题的能力，编写适合本专科理工类各专业学习用的大学物理教学参考书是教研室老师需要考虑的问题。

（2）对相对论的时空观、量子理论等现代物理学发展的前沿理论介绍适量增加，近代物理内容也要添加。以近代以来物理技术发展的成果，促使学生科学视野扩大，激发学生的兴趣，促使学生的思路开阔。学生在学习基本理论、基础知识的同时，能够做到把握科技发展新动向、新信息的重要途径，就是在物理教材中补充前沿的新发展内容及物理学与相关专业的交叉，融把近代科学技术成就和前沿课题的内容。

（3）对现代物理知识和现代科技联系紧密的内容进行精选。处理经典物理部分，把一些时间久远的陈旧部分剔除，可以有效的保证与中学物理的内容有所差别。展示新成果，把经典物理扩展成贴近时代的近代物理。

（4）在大学物理教材的编写过程中，纳入相关学科的基础知识。随着科技的进步，越来越多的交叉学科出现在研究领域。为了适应新时代新科技的变化，就一定要把与专业知识紧密相关的理工类专业知识编写到教材中。在教学过程中，物理老师因材施教，调动大家的积极性，才能达到教学的最佳效果。

3 针对大学物理教学方法及手段改革的思考

（1）加强应用，减少计算。传统的物理教学中，学生几乎都是主要学习物理理论和相关计算公式，而物理概念这一方面则是一笔带过。在这样的情况下，学生只是通过数学方法来处理物理问题，只是为了解题而解题。在题海中，学生并没有获得学习乐趣，而是产生了一种畏惧心理。物理教学改革中，应该注意大力培养学生运用物理知识处理问题的能力，重视应用数学来合理的练习习题，这样才能培养学生的创新能力。

（2）进行多媒体教学的正确运用。多媒体教学是现在教育的关键一环，不仅能够培养学生的学习兴趣，提高学习效率，最大限度的发挥主观能动性。多媒体教学促进学生的个性发展，是“以学生为本”教育理念的充分体现。在大学物理教学中，教师要投入大量精力来制作多媒体电子课件。那些生动的动画还有演示实验、图示说明以及物理学相关基础模型，弥补了传统教学的缺陷。一堂生动形象的物理课，是学生动态了解并掌握物理概念的关键。

（3）对于考试，要运用多类考试方法合理结合。目前的考试形式是一种落后的不能够完全检验学习效果的考试。我们可以在考试的准备工作中建立一个试题库，然后抽取题目进行闭卷考试。或者偶尔性的书写小论文和新创意这样的手段。可以闭卷笔试，通过试题库进行考试，同时，运用书写小论文以及新想法这些手段来调动学生学习的主动性。舒缓学习压力，调动积极性，提升发现问题、探究问题的能力。

（4）要大力关注学生们动手能力的培养。物理是建立在实验基础之上的，所以学习物理离不开实验。在大量的物理实验中，学生才能自己把物理理论和实验结合到一起。只有在试验中才能加强分析问题、解决问题的能力，才能拥有良好的实验素质。在大学物理实验室中，学生拥有很多观察与具体操作的机会。学生依据自身情况，个性化的选择相关实验的观看与操作。开放实验给学生们带来的实践经验对学生来说益处多多，能够充分感受物理学知识的奥秘与自身学习成果。

（5）进行课外教学。如今的教学中强调学生的自主学习能力的提升，所以要适当减少课内学时，相应的增加课外自主学习的量与质。开设物理类和技术类专题选修课（或讲座）：如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、熵和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等。多多组织学生旁听学术报告会和文化讲座，参加各种社团活动和学科竞赛活动，在丰富多彩的课外科技文化活动中开拓学生的视野，增长学生的才干。

4 展望

本文结合大学物理教学现状和教学内容、方法就大学物理教学改革的前景进行了简要的分析，也就物理教改提出了一些意见。物理学处在不停发展之中，教学理论也在不断完善中，所以大学物理教改也要坚持与时俱进，紧跟时代步伐。大学物理老师不仅要具备相关的职业素养，还要有强大的实验能力，时刻关注理工科各个学科的学术前沿发展情况。科研和教学共举，把握教学基础，探究学术前沿。老师的教研能力越强大越能保障学生的学习效果。唯有老师在现有教学基础上，不停的探索相关知识，才能教出有创新思维，有发现问题解决问题能力的全面发展的高素质人才。