賈翠萍 張立紅 田艷杰

[中國石油大學(xué)(華東)理學(xué)院 山東 青島 266580]

1 引言

大學(xué)物理能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生分析解決問題的能力，在培養(yǎng)創(chuàng)新人才的過程中發(fā)揮著不可替代的重要作用，是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生一門重要的通識性教育必修基礎(chǔ)課[1].物理學(xué)與數(shù)學(xué)、天文學(xué)、力學(xué)、地球科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)、化工、生命科學(xué)、信息科學(xué)乃至社會經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科都有著非常密切的聯(lián)系[2]，使得大學(xué)物理學(xué)成為各專業(yè)學(xué)科的基礎(chǔ)，極易與各專業(yè)知識緊密結(jié)合.但目前大學(xué)物理學(xué)課程內(nèi)容體系僅旨在培養(yǎng)和提高學(xué)生物理科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)，重點(diǎn)講解物理概念、物理模型和科學(xué)思路，而很少將大學(xué)物理知識與專業(yè)知識相結(jié)合[3]，使得學(xué)生并未理解該課程的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，造成學(xué)生對該課程重視程度不夠，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不理想.

因此，如何有效地將專業(yè)知識基礎(chǔ)與大學(xué)物理課程內(nèi)容體系有機(jī)融合，改變傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式手段，使得學(xué)生認(rèn)識其課程應(yīng)用價(jià)值所在，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，是當(dāng)前大學(xué)物理學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié).基于此，近年來，筆者在進(jìn)行大學(xué)物理課程教學(xué)過程中，結(jié)合授課學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，將大學(xué)物理基礎(chǔ)知識融入到學(xué)生專業(yè)知識中，建立了適合專業(yè)特點(diǎn)的大學(xué)物理教學(xué)課程內(nèi)容體系.本文將對這一教學(xué)方法和模式進(jìn)行初步的探索和討論，以饗讀者.

2 融入專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)概念模式

融入專業(yè)基礎(chǔ)知識的大學(xué)物理教學(xué)主要是針對大學(xué)物理通識教育與專業(yè)實(shí)際應(yīng)用相脫離而提出來的，其概念模式及內(nèi)涵實(shí)質(zhì)是教師在熟練掌握大學(xué)物理課程教學(xué)大綱及內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合授課學(xué)生專業(yè)方向和基礎(chǔ)知識，將基本物理理論知識滲透入學(xué)生專業(yè)課知識要點(diǎn)中，讓學(xué)生理解和領(lǐng)會大學(xué)物理在專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)中的作用.即教師設(shè)計(jì)大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容體系時(shí)，有意識地將某一知識要點(diǎn)進(jìn)行外延，通過專業(yè)知識舉例、選擇專業(yè)相關(guān)例題、學(xué)生自我展示等多種方式將物理科學(xué)思維和素養(yǎng)傳遞給專業(yè)知識，使得學(xué)生理解大學(xué)物理課程的實(shí)用價(jià)值，引起學(xué)生對該課程的重視，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性(圖1).

圖1 融入專業(yè)方向的大學(xué)物理教學(xué)模式示例圖

3 融入方式探討及效果評述

融入專業(yè)的大學(xué)物理教學(xué)模式就是教學(xué)過程中將物理基礎(chǔ)知識要點(diǎn)滲透到學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識中，其關(guān)鍵是尋找合理的融入方式，建立起大學(xué)物理課程內(nèi)容體系，筆者在講授過程中，常采用的融入方式總結(jié)如下.

(1)整體融入：即根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)知識特點(diǎn)，結(jié)合大學(xué)物理所講述的各章節(jié)知識要點(diǎn)，銜接大學(xué)物理課程要點(diǎn)與專業(yè)基礎(chǔ)知識要點(diǎn)，在所有章節(jié)中盡可能地體現(xiàn)大學(xué)物理知識的專業(yè)價(jià)值應(yīng)用性.此種融入方式涉及的面較廣，容易使學(xué)生長期理解大學(xué)物理的專業(yè)應(yīng)用價(jià)值性.但工作量較大，占用的課時(shí)較多，操作性較難.

(2)專門章節(jié)融入：結(jié)合實(shí)際情況，可以選擇與專業(yè)關(guān)系較密切的章節(jié)，在這一章節(jié)里深入融入.此種融入方式所涉及的面較窄一些，具有一定的可操作性，適用于課程的初期建設(shè).如信控專業(yè)和機(jī)械自動化專業(yè)，可選擇在電磁感應(yīng)這一章與專業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，可以融入電感型傳感器、磁電型傳感器、渦流型傳感器等，通過這些傳感器的基本工作原理，理解光、電、熱、力以及機(jī)械物理量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系.而對于光電信息專業(yè)的學(xué)生，則可以選擇波動光學(xué)這一章作為融入重點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)方面的應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)，表1是僅對光電信息專業(yè)學(xué)生采取章節(jié)融入的教學(xué)相關(guān)知識點(diǎn)和融入的專業(yè)內(nèi)容.具體實(shí)施過程中，任課教師要依據(jù)自己所授學(xué)生專業(yè)情況，僅對不同的專業(yè)特點(diǎn)，有側(cè)重點(diǎn)地選擇與專業(yè)銜接性較強(qiáng)的部分章節(jié)開展專業(yè)融合的大學(xué)物理教學(xué)活動.

表1 大學(xué)物理課程光電信息專業(yè)章節(jié)融入實(shí)例

(3)課余報(bào)告融入：大學(xué)物理課時(shí)緊，教學(xué)內(nèi)容豐富，無論是整體融入還是專門章節(jié)融入，都需占用一定課時(shí)量，為不影響教學(xué)的正常進(jìn)展，也可以引導(dǎo)學(xué)生在課余時(shí)，根據(jù)自身專業(yè)特點(diǎn)，查閱相關(guān)資料，闡明大學(xué)物理思想及知識要點(diǎn)在本專業(yè)中的應(yīng)用，將全班學(xué)生分組，以報(bào)告形式進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)，表2是僅對光電信息專業(yè)學(xué)生，在波動光學(xué)這一章設(shè)置的報(bào)告題目和相關(guān)內(nèi)容.此方法不占用課時(shí)量，而且可以讓學(xué)生自由發(fā)揮，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立動手能力，但是教師引導(dǎo)的機(jī)會少，再加之大學(xué)物理課程均開設(shè)于低年級，學(xué)生對本專業(yè)知識點(diǎn)不太了解，往往造成學(xué)生匯報(bào)的內(nèi)容深度不夠.

表2 大學(xué)物理課程光電信息

(4)局部融入：這種融入方式主要是以改編習(xí)題和舉例子的方式融入.即在相關(guān)的大學(xué)物理知識要點(diǎn)講授完后，在舉例說明某知識要點(diǎn)時(shí)，盡量舉本專業(yè)的例子來闡述，如講解到電容器時(shí)，對信控專業(yè)和機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，可以結(jié)合電容式加速度傳感器講解.同時(shí)，編制習(xí)題時(shí)，也以某專業(yè)相關(guān)的例子來進(jìn)行計(jì)算，如圖2所示，僅對光電信息專業(yè)學(xué)生，可以將該題做相應(yīng)的修改.

圖2 習(xí)題改編示例

在具體實(shí)施過程中，結(jié)合專業(yè)情況，可以采取多種方式相結(jié)合的形式融入，前期筆者在教學(xué)實(shí)施過程中，取得了一定的效果，該法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)提高了學(xué)生對課程重要性的認(rèn)識，學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步增加.通過改變大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容體系，在講授大學(xué)物理知識要點(diǎn)時(shí)，與學(xué)生專業(yè)方向相結(jié)合，改變了過去枯燥地傳授物理公式、概念等方式.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，體會到大學(xué)物理課程的重要性和實(shí)用性，學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步提高.

(2)提高了學(xué)生動手能力和實(shí)際操作能力，加強(qiáng)學(xué)生物理邏輯思維能力.在大學(xué)物理授課過程中，列舉了相關(guān)的專業(yè)實(shí)例，讓學(xué)生體會到原理的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，通過小報(bào)告匯報(bào)形式，學(xué)生自主地查閱資料，培養(yǎng)了學(xué)生動手能力和實(shí)操能力.

(3)學(xué)習(xí)效果明顯提高.改變教學(xué)內(nèi)容體系，改變枯燥的教學(xué)方式，學(xué)生學(xué)習(xí)效果明顯提高.學(xué)生學(xué)習(xí)成績有所提升，上課出勤率有所提升，在課間學(xué)生也善于和老師溝通問題，學(xué)生參與科研活動的興趣變濃，一些學(xué)生主動參與到老師的科研項(xiàng)目中，爭取承擔(dān)一些大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目等.

4 配套改革探討

學(xué)生考核結(jié)果直接反映教學(xué)效果，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn).大學(xué)成績還直接關(guān)系到學(xué)生獎學(xué)金評定、擇優(yōu)選擇等一系列問題.因此，如何制定出一套合理的大學(xué)物理考核標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)中必須考慮的問題.同時(shí)，適當(dāng)?shù)乜紤]與專業(yè)融合后大學(xué)物理的學(xué)生成績考核方式是引導(dǎo)學(xué)生積極性首要考慮的問題，在考評時(shí)，要適當(dāng)加入該比例，一是在試卷中要適當(dāng)?shù)丶尤朐摬糠直壤姆种?，二是在評定學(xué)生平時(shí)成績時(shí)，要綜合考慮學(xué)生利用大學(xué)物理理解專業(yè)方向的程度.因此，在將專業(yè)基礎(chǔ)知識與大學(xué)物理課程融合時(shí)，大學(xué)教師要結(jié)合專業(yè)知識將課程內(nèi)容體系重新核定.另外，在保證滿足教學(xué)大綱內(nèi)容的同時(shí)，如何在有限的課時(shí)范圍內(nèi)設(shè)計(jì)合理的教學(xué)內(nèi)容體系是教師備課時(shí)首先思考的問題之一.

5 結(jié)論

要使專業(yè)較好地融入大學(xué)物理教學(xué)中，對教師有更進(jìn)一步的要求，教師不僅要理解大學(xué)物理思維和基礎(chǔ)知識，還要求教師了解一些專業(yè)基礎(chǔ)知識，在備課時(shí)，需要花費(fèi)一定的時(shí)間和精力.在此基礎(chǔ)上，將學(xué)生學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)知識與大學(xué)物理課程內(nèi)容相融合，該方法通過將大學(xué)物理基礎(chǔ)知識與專業(yè)方向相結(jié)合，通過舉例、習(xí)題練習(xí)、專業(yè)相關(guān)報(bào)告匯報(bào)等形式讓學(xué)生體會大學(xué)物理思維，了解大學(xué)物理課程與學(xué)科專業(yè)方向的應(yīng)用價(jià)值，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是一種值得推廣、研究和探索的教學(xué)模式.