非物理專業《大學物理》課程教學現狀及對策研究
高坤
（濱州學院光電工程系，山東濱州256603）
摘要：近些年來，隨着社會產業結構的不斷轉型及改變，對於人才的需求與以往有了較大不同，傳統的數學、物理、地理等基礎理工類學科受到冷遇，而一些新興的航空、環境、能源等學科則發展迅速。《大學物理》作爲一門重要的通識性基礎課程，通常開設於大一或者大二階段，爲高等院校各理工科專業學生所必修。以濱州學院爲例，分析了當前非物理專業《大學物理》課程的教學現狀及存在的主要問題。結合在教學改革方面的一些做法，給出了相應的解決方案及對策，並討論了具體應用中所需要注意的一些事項。實踐證明，對於非物理專業《大學物理》課程的教學改革很有必要，本文所述教學方法不論對於教師的教還是學生的學都具有一定的促進作用。
關鍵詞：大學物理；非物理專業；教學改革
基金項目：濱州學院青年人才創新工程科研基金項目（BZXYQNLG200605）
作者簡介：高坤（1978-），男，山東高密人，講師，主要從事電路與系統、大學物理等課程的教學與研究。
一、引言
《大學物理》作爲一門重要的通識性基礎課程，通常開設於大一或者大二階段，爲高等院校各理工科專業學生所必修。《大學物理》課程中所包含的基本概念、基本理論和基本方法，對提高學生的科學素養具有重要作用，爲學生進行後續的科學及工程技術工作所必須掌握和具備。有鑑於此，對於《大學物理》課程的教學改革研究便顯得尤爲重要。近些年來，隨着社會產業結構的不斷轉型及改變，對於人才的需求與以往有了較大不同，傳統的數學、物理、地理等基礎理工類學科受到冷遇，而一些新興的航空、環境、能源等學科則發展迅速。以濱州學院爲例，依託區域、行業和自身優勢，圍繞培養應用型人才的目標，近幾年不斷優化系院佈局和學科專業結構，新上了許多諸如航空、化工、海洋、農業等應用型的專業。而對於這些非物理專業，《大學物理》課程的開設都是必不可少的。不同的專業，後續所要學習的專業知識及以後所要從事的工作大相徑庭，且不同專業之間的學生水平參差不齊，學習基礎及學習能力差距較大，這一切都爲非物理專業《大學物理》課程的開設和講授增加了困難。在非物理專業《大學物理》教學過程中，筆者也確實發現了一些問題，並針對這些問題做了一些有針對性的工作。
本文首先根據濱州學院非物理專業《大學物理》的教學情況調查，分析課程的教學現狀及教學中存在的主要問題。根據筆者在教學實踐中的一些做法，給出相應的解決方案及對策研究。結合具體應用中所出現的一些問題，探討其注意事項，以期對於非物理專業《大學物理》課程的教學改革能夠有所啓發，有所裨益。
二、非物理專業《大學物理》課程教學現狀分析
爲全方面地掌握非物理類專業《大學物理》課程的教學現狀，筆者採取了以下幾種方式進行調查分析，主要包括：（1 ）向10餘個非物理類專業的300多名學生髮放調查問卷，廣泛瞭解學生對該門課教與學兩方面的意見和建議；（2）向10餘個非物理類專業的50餘名專業課教師及教學管理人員發放調查問卷，瞭解不同專業與《大學物理》課程內容的聯繫以及對《大學物理》課程的不同需求；（3）經常開展教研活動，與不同專業的《大學物理》任課教師交流，瞭解他們對所任課專業《大學物理》課程教學現狀的看法；（4）分析非物理專業學生期末考試考覈情況，透過學生的答題情況分析學生在教學中所存在的各種問題。調查發現，當前非物理類專業《大學物理》課程教學面臨很多的壓力和困難，主要存在以下三個問題亟待解決。
1.課程內容較難，學生理解和掌握起來存在一定障礙。在與學生的交流中，每當問及學生對於《大學物理》課程的看法，聽到最多的一個字便是：難。確實，雖然課程中的力學、熱學、電磁學和光學等內容在中學階段已經學過，但在《大學物理》中卻被賦予了新的深度和廣度，有了新的研究方法和工具。非物理類專業的學生物理和數學底子相對來講較差，對於《大學物理》深奧抽象的物理概念和煩瑣複雜的解題方法在理解上自然存在一些困難。
2.概念公式多，數學推導多，學生普遍缺乏學習興趣。對於《大學物理》課程，學生另一個反映較多的問題是對於該門課程提不起興趣。枯燥乏味的物理概念及物理公式，以及冗長的數學推導，確實很難激發起學生的學習興趣。而由於理工科課程的特點，又很難像文科課程一樣講得生動活潑。因此在課堂上常常會看到，教師在上面講得熱火朝天，而下面能認真聽講或者真正能聽懂的'學生卻不多，導致課堂教學效果較差。
3.與本專業後續課程及將來工作關係小，學生普遍不重視。這是近些年影響學生學習效果越來越重要的一個因素。雖然物理學與人們的日常生活息息相關，在培養學生的科學素養和創新能力方面具有重要的意義，但由於《大學物理》與非物理專業學生後續專業課程的學習以及將來所從事的工作不存在直接的聯繫，考研時也不會考到，使許多學生抱着期末考試能夠考及格的心態和目的來學習本門課。對於某些專業，該門課程甚至只開設一學期，且被設定爲考查課，就更難引起學生的重視了。
三、非物理專業《大學物理》課程教學對策研究
濱州學院《大學物理》課程爲校級重點課程及精品課程。針對當前非物理專業《大學物理》課程教學所存在的上述問題，筆者及其他任課老師做了一些嘗試性的工作，實踐證明能夠部分地解決教學中所存在的問題。
1.加強計算機數值模擬在《大學物理》課程中的應用。物理實驗形象直觀，能夠幫助學生更好地理解抽象的物理概念和物理過程，但《大學物理實驗》課程所開設實驗普遍個數較少，且許多實驗儀器無法方便地搬進課堂。鑑於此，以數值模擬爲基礎的“計算機仿真實驗”能夠較好地解決這個問題，它可以把抽象難懂的物理知識以圖形、圖像、動畫等生動直觀的形式展現在學生面前，實現了抽象內容的可視化。筆者在教學中嘗試引入Matlab數值仿真，將複雜的物理知識點編寫成一個個Matlab小程序。學生普遍感覺比較新鮮，透過觀看仿真過程及結果，既能夠幫助學生理解深奧的物理知識，又提高了他們學習物理的興趣。
2.發展更科學更全面的《大學物理》課程考覈方式。考覈方式是指導學生學什麼及如何學的“指揮棒”，透過改革考覈內容、考覈形式及成績評定方式等，實現更全面、客觀、公正地評價學生的學業成績，無疑將大大提高教學的效果。實踐證明，傳統的作業成績加期末考試成績的考覈辦法無法充分發揮學生的主觀能動性，也不能準確客觀地反映學生的學習情況。建立多元化的考覈評價指標體系，對大學物理成績進行綜合測評，是目前較爲公正和合理的評判方法。筆者曾考慮了學生上課出勤、課堂表現、思維創新、作業情況、期末考試等評價指標，並賦予了各指標相應的權重，利用模糊數學中的綜合評判方法，對某幾個班學生的學業成績進行評判，評判成績基本能夠體現學生平時的學習水平。
3.加強《大學物理》內容與非物理專業後續專業課內容的聯繫和銜接。透過分析各非物理類專業不同的專業特點，根據後續專業課對於物理知識的要求及側重點，有的放矢地對不同專業學生選擇不同的《大學物理》知識點進行講授。比如，對於化學專業的學生，多給他們講些熱學、光學等方面的知識，對於機械及自動化等專業，多給他們補充電磁學等方面的知識，使他們認識到所學的知識對他們的專業是有用的，能促進他們後續專業課的學習，甚至對於將來的繼續深造以及工作，都是有所幫助的。
四、思考及建議
在教學實踐過程當中，我們也遇到了一些問題。下面將簡單地介紹面臨的困難以及擬解決的方法，並給出自己的思考和建議。首先，在將計算機數值模擬引入《大學物理》教學中，我們遇到了教學課時不足的問題。《大學物理》課程涉及知識點多，傳統的講授方法課時量都稍顯不足。加上需要數值運算相關知識的引入和學習，教學課時的安排更需要統籌兼顧。我們認爲，計算機數值運算的基礎知識應由學生課下自己學習，或是透過開設公選課的方式進行，不應過多佔用《大學物理》課堂教學的時間。而且，對於不同學習程度和水平的學生，要求也應該是不同的。比如，對程度好的學生可以給他們一些簡單的例子讓他們編程，程度差的只要求他們能借助數值模擬更好地理解物理知識即可。其次，考覈評價指標體系的建立需要考慮各方面因素，需大量的調研。而且，基於模糊綜合評判法的考覈評價方式，其算法要比平常使用的方法麻煩得多，操作起來需耗費大量時間及精力，筆者也只是對有限的幾個班進行過實驗。下一步可以嘗試根據模型編寫相關軟件，利用計算機進行計算處理，從而減少教師的工作量，提高工作效率。
五、結語
《大學物理》作爲一門重要的通識性基礎課程，通常開設於大一或者大二階段，爲高等院校各理工科專業學生所必修。《大學物理》課程是非物理理工科專業所必須要學習的一門重要基礎課，但目前其課程教學存在較大問題，教學改革勢在必行。筆者經廣泛調研，分析了非物理專業《大學物理》課程的教學現狀及面臨的問題，結合自己的工作給出了相應的對策及一些思考，希望能對非物理專業《大學物理》課程的教學改革起到拋磚引玉的作用。
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