理工科院校大学物理教学现状与思考
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摘要：文章根据目前理工科大学物理教学过程中存在的问题以及学生上课的现状，就如何提高大学物理课堂教学效果提出了几点建议。我们认为应该根据学生的知识水平以及专业特点制定相应的教学大纲和教学方案，授课过程中注意更新教学内容，提高学生学习兴趣。另外，我们需要合理安排大学物理实验与实践教学，从而更好地提升大学物理的教学效果。
关键词：大学物理；课堂教学；教学效果
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）28-0181-03
一、引言
物理学是整个近代科学技术的基础，其理论和方法被广泛地应用在其他自然科学领域[1]。作为理工科院校必修的一门基础课程，大学物理不仅是理工科学生学习本专业课程的基础，还可以培养和提高大学生素质，如在教学过程中，可以培养学生的创新意识和探索精神。大学物理课程内容非常丰富，包括力学、热学、电磁学、光学和近代物理学五个模块。然而，由于大学物理课程具有理论性强、物理量繁多以及物理概念抽象等特点，导致大部分理工科学生觉得物理难学。因此，如何有效地提高大学物理的课堂教学效果，成为目前高校非物理专业师生面临的一个难题。本文从以下几个方面分析了如何提高大学物理课堂教学效果，希望对理工科的大学物理教学能提供一定的参考价值。
二、大学物理教学现状
1.新生物理差异较大。近些年，随着高校扩招和高考制度的改革，高校招生的门槛逐步降低。部分省市参加高考的学生还可以进行不同科目的选报，上述原因导致考生的单科成绩均有不同程度的倾斜。当这些学生被录取到同一所高校的同一个专业时，高中物理基础的差别就突显出来。大学物理对理工科的学生来讲是一门必修的课程，学生学习能力的差异严重影响教学效果，给教师的授课加大了难度。大学课堂不同于中学课堂，知识点多、课时相对较少，这样就要求教师在有限的课时内讲解很多内容。因此，在讲课的时候，教师是按照教学大纲的内容来把握教学的进度。由于受到课时的限制，课堂没有足够时间来给学生做练习，导致了部分学生很难跟上教学的进度。另外，许多物理概念尽管在高中已经出现，然而高中物理主要研究的是相对简单的物理现象，大学物理则是借助着高等数学微积分对物理概念和规律做出解释和归纳，因此大学物理对学生的思维能力、逻辑推理能力以及数学知识提出较高要求，这样一来，部分物理和数学基础薄弱的学生学习有困难。
2.部分学生在学习物理课的过程中态度不端正。大学物理是针对高等院校理工科专业所开设的一门公共基础必修课，然而从许多高校反馈来看，相当一部分学生认为大学物理对以后工作没有用处，造成学生学习并不积极主动，不少学生抱着消极的态度学习大学物理，课堂上出现部分学生上课不认真听讲、玩手机、上课睡觉等不良现象。课后学生对课堂讲过的内容不复习，也没有继续探讨上课时没有弄懂的问题的动力，且抄袭作业、不做作业的现象在大学生中十分普遍。期末考试前，部分学生不愿意花时间认真复习，甚至有些学生对大学物理考试还抱着作弊等侥幸心理。所以，目前大学物理考试的整体成绩比较差。通过对一个学期所有学习大学物理的班级进行调查发现，有的自然班学生的不及格率竟然超过了50%。
3.学生不能够学以致用。正如前面所述，大学物理是利用高等数学微积分对物理概念进行理解和深化，对一般化的自然现象进行解释。然而，目前很多学生不能将所学数学知识和物理知识建立起联系，还不能把所学的微积分灵活地应用到物理上。有些学生在高等数学的学习中能够取得很好的成绩，但是在大学物理的学习中却不会建立积分表达式，更谈不上解题与应用。
三、大学物理教学建议
1.根据需求确定教学内容。目前，全国各地由于地方差异，导致高中阶段基础教育水平参差不齐，这也使得进入同一院校的学生综合素质存在一定的差异。自1999年实施扩招政策之后，当年高校扩招导致学生增长速度已经达到47.4%。高校扩招政策导致的首要的负面问题就是教育质量的下滑和基础设施的不足。同时，师资力量的短缺将再次导致教学质量的大幅下滑，师资力量的发展严重滞后于学生增长速度，但是又不能过快地扩大教师队伍，否则会影响师资的整体水平。
我国经济发展需要大批能够掌握先进生产技术、工艺的高等技术应用型人才，这些人才应该具备基本专业知识和基本技能的实际操作应用能力。大学物理等基础学科对于知识的积累和应用能力的培养发挥着重要作用。然而，在大学物理的教学过程中，每年面对的教学对象是变化的，他们的知识水平是不同的。因此，要求我们要根据学生的具体情况制订不同的教学计划，调整上课内容，这样才能使学生更好地学习大学物理这门基础课程。教师只有在教学过程中不断更新教学内容，制订合理的教学计划，才能满足学生的学习需求，才能更加有效地提高课堂教学效果。此外，作为一门基础学科，大学物理同样是部分专业课程的理论基础。因此，在教学环节中，我们应该根据教授对象的特点（比如对不同专业的学生）制订相应的教学计划，使得物理课程能够与其本专业的知识紧密结合，从而提高学生学习大学物理的兴趣，增强学生的学习主动性。
2.教授内容要不断更新，紧跟科技发展。目前，每所高校都有指定的大学物理教材，教师的常规做法是依据一本或几本教材进行讲授，每年的教学内容变化不明显，课堂教学主要采用以教师为主的传统“填鴨式”教学。我们知道，学生是学习的主体，在课堂教学过程中，教师要充分调动学生的主观能动性和激发学生学习的热情，不断地引导学生积极动脑、动手，才能打破学生一直处于被动学习的状态，把学习的主动权交给学生，以便他们能有更多自主学习时间和学习空间，才能有效地激发出学生的创造性。在课堂教学中，教师可以尝试营造一种轻松的学习氛围，多鼓励学生参与课堂教学。教师要善于创设问题情境，调动学生学习的积极性，学生只要入情入境，找到感兴趣的内容，学习的热情便会得到提高。
众所周知，物理学是一门传统学科，本科阶段学习的物理知识基本上都是相当成熟的理论，在当今和未来对人类生活和科技发展都起着至关重要的作用。大到探索宇宙的奥秘，小到物质的微观结构，上至宇宙飞船的升空，下至海洋深处的探测技术，都离不开物理学知识[2]。因此，在大学物理的教学过程中，教师应该加强对近代物理学的内容的讲解，注重用现代科技手段讲授经典的内容，让学生了解并理解经典的知识体系在过去、当今乃至未来的人类生活中所起的作用。另一方面，教师教授知识时还应重视理论与实际的结合，多给学生举些实际应用的例子（比如物理学中的伽马射线，由于其具有能量高、穿透能力强的特点，在医疗上被用作伽马刀）。作者通过对本单位过去多年大学物理教学的实际状况进行分析发现，教师在教授内容的更新和应用方面还有些欠缺。所以，在以后的教学中，教师应更加注重更新教学内容，把最新的科研成果以及科研热点补充到课堂教学中。 3.做好新课标下大学物理与中学物理的衔接环节。在中学阶段，学生对物理学已经有了初步的认识和了解，这有助于对大学物理的学习。然而，中学物理与大学物理的教学方法有明显不同的地方。中学阶段，教师主要从生活实践、演示实验等方面引入一个物理量，力求直观、形象地描述物理现象和物理规律，让学生先感知再认知[3]。相反，在大学阶段，教师会更注重理论上的分析、推导和论证，从本质上探知和解释物理现象，所以让学生感到这些物理概念、物理理论比较抽象难懂。另外，中学阶段所用到的数学知识相对比较简单，而大学物理与高等数学（尤其是微积分知识）紧密结合，大大增加了学生学习物理的难度。大学一年级的学生还不能及时适应大学物理的讲授方法和内容，不能将高数中学到的思维与方法应用到物理上。因此，在教學过程中，教师应做好新课标下大学物理与中学物理的衔接工作，这是提高大学物理课堂教学效果的必不可少的环节[4]。
在教学工作中，教师可以采用以下几种方式来实现：（1）先让学生建立微积分的思想，把中学中遇到的“常量物理”逐步转换成大学物理中的“变量物理”，让学生逐渐掌握并应用微积分的方法去处理物理问题。（2）适当放慢教学速度，先让学生适应新的教学方式，然后再过渡到正常的教学速度。（3）熟能生巧，强调并重视习题。大学物理课堂讲授内容比较多，这就要求学生一方面要进行课前预习，另一方面还要及时进行课后的总结与归纳，并重视课后习题。教师要精心选择典型的例题和习题，并给出充分的讲解和讨论，让学生巩固所学的新知识例题和习题。同时，要求学生用微积分的方法求解，逐步锻炼和提升学生解决物理问题的能力，这在学生理解物理概念和物理理论方面起着不可替代的作用。（4）向学生推荐一些有价值的参考书。让学生在学习新知识点之前，能够主动参阅参考书，从而培养学生的自学能力和主动学习的意识。（5）归纳总结。要求学生在学习完一部分内容后，自觉进行总结和概括，从而巩固所学知识。
4.实验教学与课题教学紧密结合。物理学是一门实验学科。实验是物理学发展的基础，也是检验物理学理论的唯一的手段。随着科技的发展，现代物理学的发展与实验联系变得更加密切。同时，随着现代实验技术的发展，人们不断地揭示和发现各种新的物理现象，日益加深对客观世界规律的正确认识，从而推动物理学的发展。
理工科院校在开设大学物理理论课程的同时也会开设大学物理实验课程，然而由于种种原因，有些理论教学并没有与相关的实验同步。比如，学生在做“迈克尔逊干涉仪”实验时还没有学习这方面的理论知识，致使学生在做实验过程中并不能很深入地理解相关的物理知识。这就要求我们将理论教学与实验教学相互协调，安排好相应的进度，使得二者效果达到最大化。
陶行知先生强调，“好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学”。也就是说，教育的最终目的就是教会学生学习知识的方法。大学阶段中，学生不仅要学到知识，更应该注重掌握学习方法，培养自我学习、主动学习的能力。只有这样，学生才能适应科学技术不断发展和更新，进而满足社会对人才的需求。鉴于此，新课程标准要求在物理教学中注重学生自主学习，加强科学探究。大学物理实验课程恰恰能够为学生提供这样一个平台。在目前的实验课程教学过程中，很多教师把学生做实验的时间和实验能力培养等作为评价一节实验课好坏的标准，却忽略了学生理论探究能力的培养。从物理学发展史可以看到，许多物理学家在实验条件不完全具备的条件下，合理地应用理论知识推导出了著名的物理规律。例如，“自由落体运动”规律就是逻辑思维与实验完美结合的产物。伽利略利用理想实验和科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德运动理论的内在矛盾，打开了亚里士多德运动理论的缺口，从而使物理学真正诞生。爱因斯坦曾高度评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。”在今后的实验课程教学中，教师可以先通过创设问题，生成课题，激活学生对基本物理概念的认知，然后建立物理模型，让学生抓住事物的本质，把复杂的问题简单化、抽象化、建模，从而进行深入探讨，然后再设计不同的实验方案，在实验的具体操作中，让学生把课堂上学到的理论知识转化成动态的演示实验，激发学生学习的激情，唤起学生探究新知识的欲望，最后让学生通过理论探究，验证实验结果，从而加深了学生对理论知识的理解。
四、结束语
物理学是现代科技的基础，大学物理在高等教育中发挥着重要的作用。在本文中，我们分析了当前许多理工科大学物理教学过程中存在的问题以及学生上课的现状，并希望通过优化教学内容，对各种教学方法进行优化组合、互补，实验与理论相互结合等方法，来提高学生主动获取知识和应用知识的能力，同时也激发学生的创造力，使学生养成发现问题、提出问题、解决问题的良好的学习习惯。我们深知，教学方法的改革不是一朝一夕的事情，它需要一个相当长的过程，需要在教学实践中被进一步修正和完善。我们希望通过自身的尝试使我们在大学物理教学过程中提高教学效率，推进大学物理教学改革的进程，从而提高学生的综合素质。
参考文献：
[1]吴强.光学[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]马文蔚.物理学[M].北京：第五版.高等教育出版社，2005.
[3]全日制普通高级中学教科书.物理[M].北京：人民教育出版社，2002.
[4]苗战伟，隋雁，潘晶财.大学物理与中学物理的教学衔接[J].数学教育研究，2012.
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