黃 熙

(武漢紡織大學(xué) 電子與電氣工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

0 引言

《大學(xué)物理》是高校理工科各專業(yè)的一門(mén)非常重要的必修基礎(chǔ)理論課。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以樹(shù)立科學(xué)的世界觀和方法論，可以提高嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鰡?wèn)題、解決問(wèn)題的能力，可以培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新素質(zhì)、人文素質(zhì)。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題。在客觀上，《大學(xué)物理》課程的學(xué)時(shí)普遍比較少(以武漢紡織大學(xué)大學(xué)物理教學(xué)為例，整個(gè)大學(xué)物理課程分為大學(xué)物理1和大學(xué)物理2，總共學(xué)時(shí)112)，但是教學(xué)內(nèi)容多，涉及到力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、原子物理學(xué)、近代物理(狹義相對(duì)論和量子物理)等分支[1～4]，所以教師的教學(xué)進(jìn)度比較快，學(xué)生往往跟不上，使得教學(xué)效果比較差。在主觀上，許多學(xué)生在翻看教材時(shí)，認(rèn)為大學(xué)物理內(nèi)容與中學(xué)物理差不多，甚至認(rèn)為是中學(xué)物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，并且是個(gè)危險(xiǎn)的誤區(qū)，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理上沒(méi)有積極性，在困難上準(zhǔn)備不足，從而跟不上老師的教學(xué)節(jié)奏。另一方面，學(xué)生在中學(xué)的被動(dòng)式接受學(xué)習(xí)方式到大學(xué)的主觀式學(xué)習(xí)方式還沒(méi)有及時(shí)地轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)，沒(méi)有做到課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，這也是導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理難學(xué)，掛科率高的主要原因之一?；谀壳按髮W(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀，做好大學(xué)物理與中學(xué)物理的教學(xué)銜接，讓學(xué)生盡快地從中學(xué)物理學(xué)習(xí)過(guò)渡到大學(xué)物理學(xué)習(xí)就顯得尤為重要。

1 大學(xué)物理與中學(xué)物理的區(qū)別

做好大學(xué)物理與中學(xué)物理的教學(xué)銜接，關(guān)鍵是深入地認(rèn)知大學(xué)物理與中學(xué)物理的區(qū)別所在。下面我們就研究?jī)?nèi)容、研究對(duì)象、研究手段進(jìn)行詳細(xì)地探討。

1.1 研究?jī)?nèi)容

雖然大學(xué)物理與中學(xué)物理在內(nèi)容上都包含了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)、原子物理學(xué)、近代物理等分支，但大學(xué)物理研究得更深、更廣、更加接近實(shí)際，并且與高等數(shù)學(xué)中的微積分、常微分方程等聯(lián)系地非常緊密。比如，在中學(xué)物理中，研究拋體問(wèn)題，往往忽略了空氣阻力，而大學(xué)物理不但要考慮空氣阻力，而且還定量地給出了空氣阻力隨時(shí)間t變化的具體表達(dá)式(變力)，這種情況下就要運(yùn)用微積分知識(shí)；再比如，中學(xué)物理在力學(xué)分析中，經(jīng)常忽略定滑輪的質(zhì)量，從而不考慮滑輪的運(yùn)動(dòng)，而在大學(xué)物理，將定滑輪的運(yùn)動(dòng)視為剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且作為一章專門(mén)討論剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可見(jiàn)其重要性。具體而言，1)力學(xué)方面：中學(xué)物理僅僅討論的是“均勻問(wèn)題”——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)、勻速率圓周運(yùn)動(dòng)、恒力作功、恒力的沖量等，而大學(xué)物理討論的是“非均勻問(wèn)題”——變速直線運(yùn)動(dòng)、變速率圓周運(yùn)動(dòng)、變力作功、變力的沖量；中學(xué)物理僅僅介紹了力矩、力矩的平衡的概念，而大學(xué)物理詳細(xì)地研究了剛體的運(yùn)動(dòng)，特別是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；在振動(dòng)和波動(dòng)內(nèi)容上，大學(xué)物理引入了旋轉(zhuǎn)矢量法，這種方法對(duì)分析振動(dòng)和波動(dòng)問(wèn)題帶來(lái)了很大的方便，而且還具體地討論了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的合成問(wèn)題。2)熱學(xué)方面：中學(xué)物理簡(jiǎn)單地介紹了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律概念，并沒(méi)有深入展開(kāi)討論，而大學(xué)物理分別從宏觀上討論了熱力學(xué)現(xiàn)象，研究了熱力學(xué)第一定律在四個(gè)過(guò)程(等體、等壓、等溫和絕熱)的應(yīng)用和循環(huán)過(guò)程，特別是卡諾循環(huán)，還介紹了熵的概念，從微觀上(以氣體分子為研究對(duì)象)利用統(tǒng)計(jì)的方法討論了宏觀量壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能和氣體分子速率分布律。3)電磁學(xué)方面：中學(xué)物理僅僅討論的是“均勻問(wèn)題”——均勻的電場(chǎng)，點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)，均勻的磁場(chǎng)，載流直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和所受的安培力，而大學(xué)物理討論的是“非均勻問(wèn)題”——非均勻電場(chǎng)，形狀任意的帶電體產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，非均勻磁場(chǎng)，任意形狀的載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)(畢奧-薩伐爾定律)和所受的安培力(安培定律)，除此之外，還討論了導(dǎo)體與電介質(zhì)相互作用、磁場(chǎng)與磁介質(zhì)的相互作用，并且還研究了電場(chǎng)和磁場(chǎng)是一個(gè)不可分割的整體——麥克斯韋的兩個(gè)假設(shè)(變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生感生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)。4)光學(xué)方面：中學(xué)物理僅僅簡(jiǎn)單介紹了干涉、衍射和偏振等光學(xué)現(xiàn)象，并沒(méi)有展開(kāi)討論，而大學(xué)物理詳細(xì)地討論了楊氏雙縫干涉、薄膜干涉、單縫夫瑯禾費(fèi)衍射、圓孔衍射、光柵等[5]。表1給出了大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容上的對(duì)比。

表1 大學(xué)物理與中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容上的對(duì)比

1.2 研究對(duì)象

表2 大學(xué)物理與中學(xué)物理研究對(duì)象上的對(duì)比

1.3 研究手段

表3 大學(xué)物理研究手段

2 對(duì)策

基于上述大學(xué)物理與中學(xué)物理的區(qū)別，我們從教師方面和學(xué)生方面針對(duì)性給出應(yīng)對(duì)措施，讓學(xué)生從中學(xué)物理學(xué)習(xí)順利過(guò)渡到大學(xué)物理學(xué)習(xí)。

2.1 教師方面

2.1.1 交疊分層教學(xué) 現(xiàn)在的高等教育已經(jīng)進(jìn)入了大眾化階段，很明顯生源質(zhì)量下降，學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，再加上教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減小，為了提高教學(xué)質(zhì)量，分層式教學(xué)迫在眉睫。以武漢紡織大學(xué)大學(xué)物理教學(xué)為例，我們采取了交疊分層教學(xué)模式[6]。具體的做法是：將普本(二本)學(xué)生作為第一層次、三本和高職高專學(xué)生作為第二層次、中職和高考沒(méi)有選考物理的學(xué)生作為第三層次。在教材上，第一層次學(xué)生選取全國(guó)“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材[1～2]，第二層次學(xué)生選取我們自編教材[3～4]，該教材降低了部分內(nèi)容的難度和深度，增加了應(yīng)用性。在作業(yè)上，第一層次側(cè)重分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而第二層次側(cè)重基本概念和基本原理的應(yīng)用。在考核上，我們就這兩個(gè)層次單獨(dú)出卷，單獨(dú)評(píng)估。對(duì)于基礎(chǔ)最差的第三層次，我們采取公選課《大學(xué)物理基礎(chǔ)》的形式，主要加強(qiáng)高中物理基礎(chǔ)和高數(shù)中的矢量運(yùn)算、微積分。

2.1.2 重視第一堂課的教學(xué) 萬(wàn)事開(kāi)頭難，好的開(kāi)始是成功的一半。對(duì)于剛剛準(zhǔn)備學(xué)習(xí)大學(xué)物理的學(xué)生，教師一定要重視第一堂課的教學(xué)，除了介紹這門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)方法、考核方式，還要詳細(xì)告之大學(xué)物理與中學(xué)物理在內(nèi)容、研究對(duì)象、研究手段的區(qū)別，讓學(xué)生盡快走出“大學(xué)物理僅僅是中學(xué)物理的重復(fù)”危險(xiǎn)誤區(qū)，以一個(gè)全新的姿態(tài)去學(xué)習(xí)大學(xué)物理。

2.1.3 把握好教學(xué)節(jié)奏，采取啟發(fā)式教學(xué) 前面已經(jīng)提到大學(xué)物理課時(shí)少，但內(nèi)容多，每節(jié)課信息量很大，為了讓學(xué)生盡快從中學(xué)的慢節(jié)奏、少容量進(jìn)入到大學(xué)物理教學(xué)節(jié)奏，教師一定要把握好整個(gè)學(xué)期，甚至每節(jié)課的教學(xué)節(jié)奏。對(duì)于整個(gè)學(xué)期而言，可以采取先放慢教學(xué)進(jìn)度，使學(xué)生逐漸適應(yīng)后，再過(guò)渡到正常的教學(xué)進(jìn)度；對(duì)于每節(jié)課而言，開(kāi)始可以簡(jiǎn)明扼要回憶下上節(jié)課的主要內(nèi)容和這節(jié)課即將要講的所對(duì)應(yīng)的中學(xué)物理知識(shí)，然后自熱而然就引入了這節(jié)課要講的內(nèi)容，對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)的講解，特別是矢量的運(yùn)算、微積分的運(yùn)用，可以采取啟發(fā)式教學(xué)，師生互動(dòng)，最后通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)總結(jié)，可以再次將大學(xué)物理與中學(xué)物理進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生逐漸明白大學(xué)物理與中學(xué)物理有很多地方的不同。

2.1.4 合理運(yùn)用多媒體，適當(dāng)穿插物理學(xué)史 大學(xué)物理較中學(xué)物理更多注重理論上的推導(dǎo)，思路上的嚴(yán)謹(jǐn)，使得大學(xué)物理更加抽象、深?yuàn)W，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣，加深學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，教師可以合理地運(yùn)用多媒體教學(xué)，因?yàn)樗柚?jì)算機(jī)的文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、音頻、視頻等功能，直觀形象地展示了物理現(xiàn)象和物理過(guò)程，這有利于強(qiáng)化學(xué)生視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的刺激，深化學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。雖然多媒體教學(xué)已經(jīng)被很多高校和教師采用，是傳統(tǒng)教學(xué)的一個(gè)很有益的補(bǔ)充，但是教師也要充分認(rèn)識(shí)到它在具體的教學(xué)實(shí)踐中也存在不足，如何將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合也是我們面臨的一個(gè)新課題[7]。除了運(yùn)用多媒體教學(xué)外，教師還可以適當(dāng)?shù)卮┎逦锢韺W(xué)史，也能取到事半功倍的效果[8]。

2.2 學(xué)生方面

在教學(xué)中，畢竟學(xué)生是主體，為了能快速?gòu)谋粍?dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變到主觀式學(xué)習(xí)，適應(yīng)大學(xué)物理學(xué)習(xí)的節(jié)奏，學(xué)生本身也應(yīng)該做到1)立志;2)注重(注重自學(xué)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng));3)有三心(信心、專心、恒心);4)抓好四個(gè)環(huán)節(jié)(課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、做好練習(xí));5)做到“五勤五多”(腦勤多想、口勤多問(wèn)、眼勤多看、耳勤多聽(tīng)、手勤多練)[3]。最后，興趣是最好的老師，也是學(xué)習(xí)的源動(dòng)力，也希望學(xué)生能夠培養(yǎng)熱愛(ài)自然科學(xué)的興趣，在快樂(lè)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中得到快樂(lè)！

參考文獻(xiàn)：

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