大學(xué)物理教學(xué)發(fā)展現狀
隨著(zhù)高校擴招，辦學(xué)規模擴大以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，高校的教學(xué)計劃也在不斷的調整，大學(xué)物理教學(xué)內容也一再壓縮。大學(xué)物理作為自然科學(xué)的基礎，除了培養學(xué)生科學(xué)素養外，也應該起著(zhù)連接基礎理論知識與實(shí)際應用技術(shù)的橋梁作用。
摘要：本文介紹了材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理教學(xué)現狀，分析了目前教學(xué)中的不足，提出了大學(xué)物理除了培養學(xué)生基本自然科學(xué)素養外，還應為專(zhuān)業(yè)課程奠定物理基礎，并針對性提出了優(yōu)化大學(xué)物理課程內容和教學(xué)方法的建議，旨在提高材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理;材料類(lèi)專(zhuān)業(yè);教學(xué)改革
1引言
物理學(xué)研究的是物質(zhì)的基本結構、基本運動(dòng)形式、相互作用及相互轉化，它的基本理論是各個(gè)自然學(xué)科工程技術(shù)的基礎，廣泛的應用于生產(chǎn)、生活實(shí)際。大學(xué)物理課程則是以物理學(xué)的基本原理和基礎應用為內容的高等學(xué)校理工科各專(zhuān)業(yè)學(xué)生一門(mén)重要的必修基礎課，該課程是養成學(xué)生科學(xué)素養的重要組成部分，對培養學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的世界觀(guān)，增強學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及探索精神和創(chuàng )新意識的培養等方面具有重要作用。
同時(shí)，各理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中都會(huì )涉及到物理學(xué)的基本原理、基本結論和基本方法，因而大學(xué)物理課程能為學(xué)生在后續的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習以及將來(lái)工作中解決生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)行技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng )新奠定重要的基礎，是合格的理工科畢業(yè)生、科技工作者和工程技術(shù)人員所必備的知識。對于不同專(zhuān)業(yè)，所需的物理知識側重點(diǎn)是不同的，如電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)側重于電磁學(xué)，化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)側重于熱學(xué)，機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)側重于力學(xué)等。要充分發(fā)揮大學(xué)物理課程的作用，就應當根據各專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，合理安排大學(xué)物理內容，在教學(xué)過(guò)程中結合學(xué)生專(zhuān)業(yè)的需求有重點(diǎn)、有選擇地進(jìn)行物理教學(xué)。我們以材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)為基礎，探討分專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的教學(xué)模式。
2大學(xué)物理教學(xué)現狀
2.1專(zhuān)業(yè)針對性不足
大學(xué)物理作為自然科學(xué)的基礎，除了培養學(xué)生科學(xué)素養外，也應該起著(zhù)連接基礎理論知識與實(shí)際應用技術(shù)的橋梁作用。然而目前很多高校各理工專(zhuān)業(yè)都采用相同或類(lèi)似的教材和大綱。這種安排雖照顧到了物理學(xué)各個(gè)基本組成部分，但是內容龐大，容易讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習的畏懼感，同時(shí)也不能體現出各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)以及對物理知識要求的側重點(diǎn)的差異，容易讓學(xué)生學(xué)無(wú)所用的感覺(jué)，從而影響學(xué)習的積極性，僅僅是應付了事。
2.2教學(xué)設計不合理
傳統的大學(xué)物理教學(xué)，更多的偏重于理論知識教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)(包括課堂演示實(shí)驗)偏少，容易造成理論和實(shí)踐的脫節教學(xué)中有很多的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和復雜繁瑣的理論推導，需要學(xué)生很好的掌握高等數學(xué)知識。然而隨著(zhù)目前高校的擴招，很大部分學(xué)生的數學(xué)基礎薄弱，學(xué)習中一旦理解不了，容易出現畏難和厭學(xué)情緒，從而影響學(xué)習效果。
2.3學(xué)時(shí)少，內容多
隨著(zhù)高校擴招，辦學(xué)規模擴大以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，高校的教學(xué)計劃也在不斷的調整，大學(xué)物理教學(xué)內容也一再壓縮。根據教育部高等學(xué)校物理基礎課程指導委員會(huì )頒布了《非物理類(lèi)理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，大學(xué)物理建議學(xué)時(shí)不少于126學(xué)時(shí)，但實(shí)際上目前各院校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理課程學(xué)時(shí)普遍少于此建議。大學(xué)物理課程內容多，難度大，學(xué)時(shí)的壓縮增大了教師教學(xué)難度，也導致學(xué)生難以在短時(shí)間內掌握如此多的知識。如何在短時(shí)間內教給學(xué)生足夠的知識，對大學(xué)物理教學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的挑戰。
2.4教學(xué)手段單一
目前大學(xué)物理教學(xué)更多的是采用教師用多媒體講授，學(xué)生被動(dòng)接受的方式。這種以教師為中心的教學(xué)方式減少了學(xué)生和老師的互動(dòng)交流，導致了學(xué)生的學(xué)習的主動(dòng)性下降，課堂注意力不集中。如何運用形式多樣的教學(xué)方法，提升學(xué)生的積極性，也是大學(xué)物理教學(xué)改革的方向。
3材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)
大學(xué)物理的分專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革基于以上大學(xué)物理在教學(xué)中所遇到的問(wèn)題和困難，筆者在本校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)中進(jìn)行了大學(xué)物理分專(zhuān)業(yè)教學(xué)的改革嘗試。所謂分專(zhuān)業(yè)教學(xué)，即在滿(mǎn)足培養學(xué)生基本物理科學(xué)素養的基礎上，根據各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，合理制定不同的教學(xué)計劃，弱化與專(zhuān)業(yè)關(guān)系不大的物理知識，加深與專(zhuān)業(yè)關(guān)系密切的部分教學(xué)，加強與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的物理前沿科技介紹，為專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習奠定良好的物理基礎。通過(guò)改革明確學(xué)生學(xué)習的目的，提高學(xué)習興趣。
3.1教學(xué)內容的調整
根據材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程特點(diǎn)，綜合考慮學(xué)生的數學(xué)基礎和專(zhuān)業(yè)培養方案，本著(zhù)科學(xué)素養培養+材料專(zhuān)業(yè)物理基礎的原則，結合材料學(xué)科發(fā)展趨勢，對大學(xué)物理知識進(jìn)行重組，形成材料類(lèi)大學(xué)物理教學(xué)體系。
3.1.1熱學(xué)
熱性能是材料學(xué)研究的重要方面，如材料熱膨脹、熱傳導等。目前的大學(xué)物理教材中只以理想氣體為對象介紹熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，對于固體和液體甚少提及。為此，筆者在講授熱力學(xué)定律時(shí)，同時(shí)介紹熱力學(xué)定律對固體、液體的簡(jiǎn)單應用，介紹熵、焓的概念，并結合具體材料介紹相變概念。在介紹分子動(dòng)理論時(shí)，以氣體為研究對象，得出氣體速率分布，并引出玻爾茲曼統計，簡(jiǎn)要介紹統計物理在材料學(xué)中的應用。
3.1.2光學(xué)
傳統大學(xué)物理中光學(xué)部分主要講解波動(dòng)光學(xué)，包括光的干涉、衍射、光柵和光的偏振，著(zhù)重在講光程差計算、條紋特點(diǎn)、光強變化等，涉及到多個(gè)實(shí)驗裝置和大量公式，學(xué)生極易混淆，學(xué)習效果不好。因此我們弱化干涉，衍射條紋計算，減少實(shí)驗裝置，重點(diǎn)在相干疊加的物理思想。適當增加材料的光學(xué)性質(zhì)介紹，如法拉第效應、光彈性效應等，增加光譜分析在材料檢測中的應用。
3.1.3力學(xué)
力學(xué)是整個(gè)物理學(xué)的基礎，材料的力學(xué)性能也是材料學(xué)研究的重要方向，而當前大學(xué)物理教學(xué)主要在質(zhì)點(diǎn)運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、機械振動(dòng)和機械波。為與材料專(zhuān)業(yè)相適應，我們引入了彈性體力學(xué)和流體力學(xué)部分基礎知識，讓學(xué)生更多了解材料的力學(xué)性能及其研究方法。質(zhì)點(diǎn)力學(xué)是力學(xué)的基礎，講授時(shí)我們特別強調物理研究的思想、物理概念和方法，如理想物理模型、矢量疊加原理、微元法等，培養學(xué)生科學(xué)的研究方法。
3.1.4電磁學(xué)
整個(gè)電磁學(xué)知識體系龐雜，學(xué)習難度大。其中靜電場(chǎng)、穩恒磁場(chǎng)和電磁感應，是整個(gè)電磁學(xué)的基本，講授時(shí)我們主要強調物理思想、概念和方法。導體和電介質(zhì)、磁介質(zhì)是描述材料的電磁性質(zhì)的基礎和基本方法，與材料專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)，為此我們做了重點(diǎn)學(xué)習，讓學(xué)生了解材料電磁性質(zhì)的描述和研究方法。
3.1.5近現代物理
近現代物理主要包括相對論和量子物理。其中相對論與材料專(zhuān)業(yè)關(guān)系不大，因此，僅作簡(jiǎn)介，讓學(xué)生了解基本的時(shí)空觀(guān)概念。量子物理是研究微觀(guān)粒子運動(dòng)規律，而任何材料總是由基本粒子構成的，是材料研究的基礎，然而量子物理知識復雜且難以理解，要求數學(xué)知識也較高，故僅介紹量子力學(xué)基本原理和原子物理的初步知識。
3.2教學(xué)方式改革
大多數大學(xué)教學(xué)中采用多媒體講授式教學(xué)模式，即教師在講臺上講，學(xué)生在下面聽(tīng)。這種模式教學(xué)課堂傳輸知識量大，知識點(diǎn)和公式都直接投影在屏幕上，可以省去教師書(shū)寫(xiě)節省時(shí)間，但教學(xué)過(guò)程中過(guò)于依賴(lài)多媒體而忽略了板書(shū)，板書(shū)書(shū)寫(xiě)可以突出關(guān)鍵性的知識難點(diǎn)，學(xué)生也可以跟上老師的思維從而理解重要的知識點(diǎn)。因此在教學(xué)實(shí)踐中，采用“多媒體+板書(shū)”的教學(xué)方式是有效的方式。物理作為一門(mén)實(shí)驗學(xué)科，所有理論都需要通過(guò)實(shí)驗驗證，因此在ppt課件中，適當引入相關(guān)的動(dòng)畫(huà)和視頻資料，可以起到事半功倍的效果，比教師枯燥的講授要生動(dòng)、深刻得多，既豐富了教學(xué)內容又開(kāi)闊了學(xué)生視野。在教學(xué)過(guò)程中，啟發(fā)式教學(xué)比滿(mǎn)堂灌更能提起學(xué)生興趣，教師要從現象引入，引導和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行積極思考，逐漸解開(kāi)難題，教會(huì )學(xué)生用科學(xué)的思維方法解決問(wèn)題。教學(xué)是個(gè)雙向的過(guò)程，一定要加強師生間的互動(dòng)，才能達到好的教學(xué)效果，教師要適時(shí)的提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考回答。
4結語(yǔ)
總之，大學(xué)物理作為理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎課，自有其重要性，我們需要重視大學(xué)物理的教學(xué)，既要培養學(xué)生自然科學(xué)的素養，又要架好和專(zhuān)業(yè)課程之間的橋梁。實(shí)踐證明，考慮到材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)自身特點(diǎn)，本文中提到的教學(xué)改革方法能有效提高學(xué)生學(xué)習興趣和物理素養，奠定專(zhuān)業(yè)學(xué)習必要的物理基礎。然而，大學(xué)物理課程改革是一個(gè)復雜的系統過(guò)程，我們需要堅持不懈的進(jìn)行研究和探索，完善教學(xué)體系，充分利用課堂時(shí)間，達到更好的教學(xué)效果。
參考文獻：
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作者：白浪 單位：攀枝花學(xué)院材料工程學(xué)院
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