大學(xué)物理教改思考
時間:2022-04-20 11:48:51
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一、全面認(rèn)識物理基礎(chǔ)課程的功能,充分重視物理基礎(chǔ)課程,保證教學(xué)時數(shù)。
物理學(xué)是一門研究自然的科學(xué),主要研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運動形式和相互作用、轉(zhuǎn)化的規(guī)律。物理學(xué)的基本理論幾乎遍及自然科學(xué)的所有領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)活動中,對于推動當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有不可取代的作用。陳佳洱院士曾指出:沒有較為深厚的物理基礎(chǔ),卻侈談什么培養(yǎng)跨世紀(jì)的技術(shù)人才,多半只能是空話。②不僅如此,物理學(xué)發(fā)展中蘊含的物理思想、物理方法、物理學(xué)家的人文情懷和科學(xué)精神具有重大的教育價值。因此,大學(xué)物理還有幫助學(xué)生樹立科學(xué)世界觀,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識,增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力等功能。物理學(xué)不僅僅包含了豐富的科學(xué)知識,還含有具有重要教育意義的研究方法和哲理,不僅能訓(xùn)練學(xué)生的計算能力、抽象思維,更能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。③根據(jù)相關(guān)要求,非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理課程教學(xué)的學(xué)時數(shù)不得少于126學(xué)時,有條件的還應(yīng)擴展大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容,增加課時。④事實上,隨著高校畢業(yè)生就業(yè)市場競爭的日趨白熱化,高校面臨著巨大的就業(yè)率壓力,紛紛加強了專業(yè)課程的課時,大大壓縮了作為“通識性必修基礎(chǔ)課”大學(xué)物理課程的課時數(shù)。一些地方本科院校的大學(xué)物理課程課時數(shù)不足100學(xué)時(含實驗),甚至一些高校一壓再壓,壓縮到了40-70學(xué)時。⑤“我國40余年來的現(xiàn)實狀態(tài)是,每當(dāng)教學(xué)改革的呼聲高漲時,非物理專業(yè)就要求砍殺物理課程的學(xué)時?!雹揎@然,教育管理者需要充分重視物理基礎(chǔ)課程,在人才培養(yǎng)方案中給予充足的學(xué)時計劃。任課教師應(yīng)全面認(rèn)識物理基礎(chǔ)課程的教育價值,大力挖掘、實現(xiàn)該課程應(yīng)有的教育功能,以更好地服務(wù)于現(xiàn)代人才的培養(yǎng)。
二、根據(jù)學(xué)生物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及專業(yè)差異,分類分層設(shè)置物理基礎(chǔ)系列課程,合理設(shè)計課程內(nèi)容。
長期以來,高校針對非物理類理工科不同專業(yè),在物理基礎(chǔ)教育方面統(tǒng)一開設(shè)了《大學(xué)物理》必修課,這種不分專業(yè)、不管學(xué)生物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)興趣等差異,一個標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一要求、同班授課的課程設(shè)置,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,主動性不強和學(xué)習(xí)困難。很多學(xué)生主觀上認(rèn)為大學(xué)物理與自己所學(xué)專業(yè)聯(lián)系不大,學(xué)不學(xué)無所謂。由于理論性強,對物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、抽象思維能力要求高,學(xué)生普遍存在畏難情緒和抵觸心理。又由于就業(yè)形勢日趨嚴(yán)峻,學(xué)生在學(xué)習(xí)上更加關(guān)注專業(yè)技能、專業(yè)知識,對與其專業(yè)聯(lián)系不密切的課程往往不重視。傳統(tǒng)的大學(xué)物理課程在內(nèi)容設(shè)計上,分為力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理幾個部分,經(jīng)典物理占整個課程內(nèi)容的80%。其強調(diào)學(xué)科知識的系統(tǒng)性、完整性,強調(diào)概念、原理、定律推導(dǎo)和數(shù)學(xué)表達,課程內(nèi)容學(xué)科化、理論化,與當(dāng)代高新技術(shù)發(fā)展前沿脫節(jié),與實踐應(yīng)用距離遙遠,與學(xué)生生活感性經(jīng)驗脫離。隨著我國高等教育的不斷擴招和高考制度的改革,高校本科生源質(zhì)量出現(xiàn)整體下降,學(xué)生物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊。地方院校本科招生雖是屬于第二批次本科招生,但由于本科招生規(guī)模的急劇擴大,對考生的整體要求不得不降低,尤其是部分地方院校的部分本科專業(yè)因為生源不好,上線人數(shù)不足以滿足招生需求,不得不采取降分的招生政策。部分省、直轄市對高考制度進行了改革,某些省份的理科高考生高考時并不要求考物理,結(jié)果導(dǎo)致招考的一些非物理類理工科專業(yè)學(xué)生在高中時沒有重點學(xué)習(xí)物理,這部分學(xué)生的物理基礎(chǔ)特別薄弱?,F(xiàn)行的大學(xué)物理課程內(nèi)容過于學(xué)科化、理論化,課時緊張,教學(xué)進度快,學(xué)習(xí)難度大。非物理類理工科學(xué)生對大學(xué)物理的認(rèn)同度低,學(xué)習(xí)興趣不高。一項關(guān)于地方工科院校學(xué)生大學(xué)物理學(xué)習(xí)情況的調(diào)查顯示:有21.3%的學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理與自己所學(xué)專業(yè)聯(lián)系不多,開不開課無所謂。學(xué)生普遍認(rèn)為把數(shù)學(xué)知識運用到物理上很困難,教學(xué)內(nèi)容太多,跟不上教師講課進度,雖然課勉強聽得懂,但作業(yè)難做。32%的學(xué)生希望取消考試,建議根據(jù)作業(yè)完成質(zhì)量及平時表現(xiàn)決定課程成績。8.5%的學(xué)生希望寫一篇課程論文了事,哪怕不能學(xué)到什么東西。⑦隨著教育理論的發(fā)展和教育改革的深入,學(xué)生是教學(xué)的中心,是學(xué)習(xí)的主體,能否做到因材施教決定了能否取得教育實效等教育理念已廣為人知。令人遺憾的是,大學(xué)物理教學(xué)困境的根源恰恰在于未能以學(xué)生為中心,未能做到因材施教。因此,必須尊重學(xué)生的物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)興趣差異,分類、分層設(shè)置不同的課程,合理設(shè)計課程內(nèi)容。物理基礎(chǔ)課程設(shè)置和內(nèi)容設(shè)計應(yīng)從兩個維度入手。第一個維度,根據(jù)物理摸底考試成績、高等數(shù)學(xué)成績,把學(xué)生分為三個層次,在理工科專業(yè)中不分專業(yè)設(shè)置三個層次的必修公共基礎(chǔ)物理課程?;A(chǔ)較好的學(xué)生要求可以高一些,內(nèi)容可以更深一些,可以要求能運用高等數(shù)學(xué)表達物理規(guī)律,要求系統(tǒng)掌握基本知識、基本概念和基本規(guī)律,適當(dāng)增加物理理論教學(xué)。通過開設(shè)選修課的方式,開設(shè)一系列的相對更專業(yè)、更深入的物理類課程,為有興趣進一步學(xué)習(xí)物理知識的學(xué)生提供平臺?;A(chǔ)一般的學(xué)生要求可以低一些,內(nèi)容難度可適當(dāng)降低,以能基本達到相應(yīng)的要求為準(zhǔn),以夠用和能滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)需要為原則,強化實際應(yīng)用,適當(dāng)增加趣味性的物理知識。對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生,或是部分高考未選考高中物理的學(xué)生,可以增開補充高中物理知識的先修課程。在開設(shè)的大學(xué)物理課程中只要求能基本理解一般的物理概念、基本原理、基本規(guī)律,具有一定解決實際問題的能力,對難度較大的公式推導(dǎo)、習(xí)題不做要求,教學(xué)重心放在定理、定律的應(yīng)用上,增加趣味性、通俗性、應(yīng)用性強的內(nèi)容。同時,增加課時,加強習(xí)題訓(xùn)練和課后輔導(dǎo)。第二個維度,就是根據(jù)不同專業(yè)對物理基礎(chǔ)知識的需求,以專業(yè)基礎(chǔ)課的形式開設(shè)相應(yīng)的物理類課程,設(shè)計與學(xué)生專業(yè)聯(lián)系緊密的物理學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定堅實的物理基礎(chǔ)。由于不同的理工科專業(yè)對物理基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識的要求有很大差異,如化學(xué)、生物專業(yè)對熱力學(xué)等理論要求較高,數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、計算機、機械制造專業(yè)對電磁學(xué)、力學(xué)要求較高。完全依靠統(tǒng)一的一門公共基礎(chǔ)課,既難以滿足不同專業(yè)的需求,也無法使學(xué)生感受到所學(xué)的大學(xué)物理內(nèi)容與自身專業(yè)的緊密聯(lián)系。只有針對不同專業(yè)設(shè)計相應(yīng)的物理類專業(yè)基礎(chǔ)課,才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,也才能從根本上保證教學(xué)效果。
三、倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式教學(xué),充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段,增強教學(xué)藝術(shù)性,提高大學(xué)物理類課程的教學(xué)效能。
從大學(xué)物理教學(xué)實踐來看,占主導(dǎo)地位的教學(xué)模式仍是教師“滿堂灌”地講解物理概念、基本理論、公式推導(dǎo)和數(shù)學(xué)演算。很多教師認(rèn)為,衡量高校教師水平的根本因素是科學(xué)研究能力,現(xiàn)行的職稱評審制度更看重科學(xué)研究,很多從事大學(xué)物理教學(xué)的教師把更多的精力投入到研究科研課題和論文撰寫,對教學(xué)改革的研究、教學(xué)理論的學(xué)習(xí)、教學(xué)藝術(shù)性的追求則比較少。大學(xué)物理教學(xué)往往是教師讀課件、學(xué)生看課件,師生互動少,看不到啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)的蹤影,教學(xué)幾乎沒有什么藝術(shù)性。相關(guān)研究也指出,一些教師在教學(xué)中雖然制作了多媒體課件,但制作的課件缺少動畫演示,僅僅是一些文字和靜態(tài)圖像。⑧現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為,只有從問題出發(fā)、情境出發(fā)、感性經(jīng)驗出發(fā),才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。只有充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,引導(dǎo)動手動腦、積極體驗,才能真正幫助學(xué)生掌握和運用知識,才能切實培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,才能有效促進學(xué)生積極情感和價值觀的形成。由于與現(xiàn)代科技、現(xiàn)代生活、自然現(xiàn)象具有緊密的聯(lián)系,這為大學(xué)物理類課程教學(xué)的趣味性、直觀性、生動性創(chuàng)造了條件。因此,通過演示實驗、多媒體動畫課件、實驗觀察等方式,是能夠使大學(xué)物理類課程的教學(xué)做到趣味、生動、通俗易懂,富有啟發(fā)性、具有感染力、充滿藝術(shù)性的大學(xué)物理教學(xué)效果是可以達到的。例如,在講電磁場理論時可結(jié)合當(dāng)代磁懸浮列車、靜電除塵等原理,在講解動力學(xué)時可結(jié)合汽車氣囊、拳擊手套、運動護墊、跳水運動等原理,在講解經(jīng)典物理理論、定律時可介紹物理學(xué)家的探索研究歷程。這樣,不僅能使抽象的物理知識變成生動有趣、通俗易懂的直觀認(rèn)識,還能增強課堂教學(xué)的感染力。總之,只有樹立啟發(fā)式、探究式教學(xué)理念,摒棄生硬的知識灌輸,不斷改革教學(xué)方式方法,積極追求教學(xué)藝術(shù),學(xué)生才能學(xué)得輕松、學(xué)得愉快,大學(xué)物理課堂才能充滿生機和活力,也才能取得良好的教學(xué)效果。當(dāng)前,大學(xué)物理教學(xué)仍存在課程設(shè)置不合理,課程內(nèi)容過于學(xué)科化、理論化,教學(xué)理念落后,教學(xué)藝術(shù)性不強等問題,教學(xué)效果也不能令人滿意。但是,只要不斷改革、不斷探索、不斷實踐,相信大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量會得到提高,人才培養(yǎng)質(zhì)量能不斷得到提升。
作者:包秀麗劉國華工作單位:長江師范學(xué)院物理學(xué)與電子工程學(xué)院長江師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院