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非物理专业《大学物理》课程教学现状及对策研究
非物理专业《大学物理》课程教学现状及对策研究
高坤
（滨州学院光电工程系，山东滨州256603）
摘要：近些年来，随着社会产业结构的不断转型及改变，对于人才的需求与以往有了较大不同，传统的数学、物理、地理等基础理工类学科受到冷遇，而一些新兴的航空、环境、能源等学科则发展迅速。《大学物理》作为一门重要的通识性基础课程，通常开设于大一或者大二阶段，为高等院校各理工科专业学生所必修。以滨州学院为例，分析了当前非物理专业《大学物理》课程的教学现状及存在的主要问题。结合在教学改革方面的一些做法，给出了相应的解决方案及对策，并讨论了具体应用中所需要注意的一些事项。实践证明，对于非物理专业《大学物理》课程的教学改革很有必要，本文所述教学方法不论对于教师的教还是学生的学都具有一定的促进作用。
关键词：大学物理；非物理专业；教学改革
基金项目：滨州学院青年人才创新工程科研基金项目（BZXYQNLG200605）
作者简介：高坤（1978-），男，山东高密人，讲师，主要从事电路与系统、大学物理等课程的教学与研究。
一、引言
《大学物理》作为一门重要的通识性基础课程，通常开设于大一或者大二阶段，为高等院校各理工科专业学生所必修。《大学物理》课程中所包含的基本概念、基本理论和基本方法，对提高学生的科学素养具有重要作用，为学生进行后续的科学及工程技术工作所必须掌握和具备[1]。有鉴于此，对于《大学物理》课程的教学改革研究便显得尤为重要。近些年来，随着社会产业结构的不断转型及改变，对于人才的需求与以往有了较大不同，传统的数学、物理、地理等基础理工类学科受到冷遇，而一些新兴的航空、环境、能源等学科则发展迅速。以滨州学院为例，依托区域、行业和自身优势，围绕培养应用型人才的目标，近几年不断优化系院布局和学科专业结构，新上了许多诸如航空、化工、海洋、农业等应用型的专业。而对于这些非物理专业，《大学物理》课程的开设都是必不可少的。不同的专业，后续所要学习的专业知识及以后所要从事的工作大相径庭，且不同专业之间的学生水平参差不齐，学习基础及学习能力差距较大，这一切都为非物理专业《大学物理》课程的开设和讲授增加了困难。在非物理专业《大学物理》教学过程中，笔者也确实发现了一些问题，并针对这些问题做了一些有针对性的工作。
本文首先根据滨州学院非物理专业《大学物理》的教学情况调查，分析课程的教学现状及教学中存在的主要问题。根据笔者在教学实践中的一些做法，给出相应的解决方案及对策研究。结合具体应用中所出现的一些问题，探讨其注意事项，以期对于非物理专业《大学物理》课程的教学改革能够有所启发，有所裨益。
二、非物理专业《大学物理》课程教学现状分析
为全方面地掌握非物理类专业《大学物理》课程的教学现状，笔者采取了以下几种方式进行调查分析，主要包括：（1 ）向10余个非物理类专业的300多名学生发放调查问卷，广泛了解学生对该门课教与学两方面的意见和建议；（2）向10余个非物理类专业的50余名专业课教师及教学管理人员发放调查问卷，了解不同专业与《大学物理》课程内容的联系以及对《大学物理》课程的不同需求；（3）经常开展教研活动，与不同专业的《大学物理》任课教师交流，了解他们对所任课专业《大学物理》课程教学现状的看法；（4）分析非物理专业学生期末考试考核情况，通过学生的答题情况分析学生在教学中所存在的各种问题。调查发现，当前非物理类专业《大学物理》课程教学面临很多的压力和困难，主要存在以下三个问题亟待解决。
1.课程内容较难，学生理解和掌握起来存在一定障碍。在与学生的交流中，每当问及学生对于《大学物理》课程的看法，听到最多的一个字便是：难。确实，虽然课程中的力学、热学、电磁学和光学等内容在中学阶段已经学过，但在《大学物理》中却被赋予了新的深度和广度，有了新的研究方法和工具。非物理类专业的学生物理和数学底子相对来讲较差，对于《大学物理》深奥抽象的物理概念和烦琐复杂的解题方法在理解上自然存在一些困难。
2.概念公式多，数学推导多，学生普遍缺乏学习兴趣。对于《大学物理》课程，学生另一个反映较多的问题是对于该门课程提不起兴趣。枯燥乏味的物理概念及物理公式，以及冗长的数学推导，确实很难激发起学生的学习兴趣。而由于理工科课程的特点，又很难像文科课程一样讲得生动活泼。因此在课堂上常常会看到，教师在上面讲得热火朝天，而下面能认真听讲或者真正能听懂的学生却不多，导致课堂教学效果较差。
3.与本专业后续课程及将来工作关系小，学生普遍不重视。这是近些年影响学生学习效果越来越重要的一个因素。虽然物理学与人们的日常生活息息相关，在培养学生的科学素养和创新能力方面具有重要的意义，但由于《大学物理》与非物理专业学生后续专业课程的学习以及将来所从事的工作不存在直接的联系，考研时也不会考到，使许多学生抱着期末考试能够考及格的心态和目的来学习本门课。对于某些专业，该门课程甚至只开设一学期，且被设定为考查课，就更难引起学生的重视了。
三、非物理专业《大学物理》课程教学对策研究
滨州学院《大学物理》课程为校级重点课程及精品课程。针对当前非物理专业《大学物理》课程教学所存在的上述问题，笔者及其他任课老师做了一些尝试性的工作，实践证明能够部分地解决教学中所存在的问题。
1.加强计算机数值模拟在《大学物理》课程中的应用。物理实验形象直观，能够帮助学生更好地理解抽象的物理概念和物理过程，但《大学物理实验》课程所开设实验普遍个数较少，且许多实验仪器无法方便地搬进课堂。鉴于此，以数值模拟为基础的“计算机仿真实验”能够较好地解决这个问题，它可以把抽象难懂的物理知识以图形、图像、动画等生动直观的形式展现在学生面前，实现了抽象内容的可视化[2]。笔者在教学中尝试引入Matlab数值仿真，将复杂的物理知识点编写成一个个Matlab小程序。学生普遍感觉比较新鲜，通过观看仿真过程及结果，既能够帮助学生理解深奥的物理知识，又提高了他们学习物理的兴趣。
2.发展更科学更全面的《大学物理》课程考核方式。考核方式是指导学生学什么及如何学的“指挥棒”，通过改革考核内容、考核形式及成绩评定方式等，实现更全面、客观、公正地评价学生的学业成绩，无疑将大大提高教学的效果[3]。实践证明，传统的作业成绩加期末考试成绩的考核办法无法充分发挥学生的主观能动性，也不能准确客观地反映学生的学习情况。建立多元化的考核评价指标体系，对大学物理成绩进行综合测评，是目前较为公正和合理的评判方法。笔者曾考虑了学生上课出勤、课堂表现、思维创新、作业情况、期末考试等评价指标，并赋予了各指标相应的权重，利用模糊数学中的综合评判方法，对某几个班学生的学业成绩进行评判，评判成绩基本能够体现学生平时的学习水平。
3.加强《大学物理》内容与非物理专业后续专业课内容的联系和衔接。通过分析各非物理类专业不同的专业特点，根据后续专业课对于物理知识的要求及侧重点，有的放矢地对不同专业学生选择不同的《大学物理》知识点进行讲授。比如，对于化学专业的学生，多给他们讲些热学、光学等方面的知识，对于机械及自动化等专业，多给他们补充电磁学等方面的知识，使他们认识到所学的知识对他们的专业是有用的，能促进他们后续专业课的学习，甚至对于将来的继续深造以及工作，都是有所帮助的。
四、思考及建议
在教学实践过程当中，我们也遇到了一些问题。下面将简单地介绍面临的困难以及拟解决的方法，并给出自己的思考和建议。首先，在将计算机数值模拟引入《大学物理》教学中，我们遇到了教学课时不足的问题。《大学物理》课程涉及知识点多，传统的讲授方法课时量都稍显不足。加上需要数值运算相关知识的引入和学习，教学课时的安排更需要统筹兼顾。我们认为，计算机数值运算的基础知识应由学生课下自己学习，或是通过开设公选课的方式进行，不应过多占用《大学物理》课堂教学的时间。而且，对于不同学习程度和水平的学生，要求也应该是不同的。比如，对程度好的学生可以给他们一些简单的例子让他们编程，程度差的只要求他们能借助数值模拟更好地理解物理知识即可。其次，考核评价指标体系的建立需要考虑各方面因素，需大量的调研。而且，基于模糊综合评判法的考核评价方式，其算法要比平常使用的方法麻烦得多，操作起来需耗费大量时间及精力[4]，笔者也只是对有限的几个班进行过实验。下一步可以尝试根据模型编写相关软件，利用计算机进行计算处理，从而减少教师的工作量，提高工作效率。
五、结语
《大学物理》作为一门重要的通识性基础课程，通常开设于大一或者大二阶段，为高等院校各理工科专业学生所必修。《大学物理》课程是非物理理工科专业所必须要学习的一门重要基础课，但目前其课程教学存在较大问题，教学改革势在必行。笔者经广泛调研，分析了非物理专业《大学物理》课程的教学现状及面临的问题，结合自己的工作给出了相应的对策及一些思考，希望能对非物理专业《大学物理》课程的教学改革起到抛砖引玉的作用。
参考文献：
[1]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会。理工科类大学物理课程教学基本要求（2010年版）[M].北京：高等教育出版社，2011：1-6.
[2]胡盘新，钟季康。在大学物理教材中引入计算机数值解的尝试[J].物理与工程，2006，16（2）：47-50.
[3]贾天俊，高光珍，李荣。大学物理课程考核模式改革的探索与实践[J].教育教学论坛，2014，（18）：25-26.
[4]闫珉。构建科学的大学物理课堂教学测评系统初探[J].西南民族学院学报：自然科学版，2002，28（4）：552-555.
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