单位文秘网 2021-07-28 08:15:56 点击: 次
摘 要:随着本科教育规模的不断扩大和教育理念的转型,原有的物理教学模式僵化和教学内容陈旧的矛盾日渐突出,尤其是教育规模的扩大直接导致了地方高校学生物理基础普遍偏弱,这极大地削弱了已采用多年的两步教学(即物理基础课加专业理论课教学)模式的教学效果。为此,我们在广泛调研的基础上,充分吸取国内相关高校教学改革的成功经验,结合自己课程教学实际,提出了基础物理课程教学和理论物理课程教学采用三层次的教学模式;较好的解决了目前课程教学存在的问题。并将教学科研成果写成教材,并在多所高校中使用,取得了良好的教学效果。
关键词:物理学 教学模式 教材建设
一、概述
一般而言,我国物理学的教学模式是沿袭原苏联的教学模式,无论课程设置还是教学内容都受苏联的教学体制的影响。这种状况在上世纪90年代虽有所改变;但总体而言,其教学内容的改革还不是太明显,仅是强调现代技术的发展对物理学的教学的作用,强调把物理学的进展反映到物理教学中去。随着本科教育规模的不断扩大和教育理念的转型,原有的物理教学模式僵化和教学内容陈旧的矛盾日渐突出;一方面有许多已经明显老化的知识内容仍然占据着相当的教学空间,而另一方面又有大量实用的科技发展新成果无法及时地介绍给学生。尤为严重的是,教育规模的扩大还直接导致了地方高校学生物理基础普遍偏弱的现实,这极大地削弱了已采用多年的两步教学(即物理基础课加专业理论课教学)模式的教学效果。为此,国内外都在积极开展有关物理学教育课题的研究,特别是加强了物理学专业结构的优化与教材建设。例如,作为教材建设的一个重要部分,教育部制定了“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”,并积极推出“面向21世纪课程教材”和“‘十五’国家级规划教材”。这些教材的推广与使用,虽然在促进物理教学改革和拓宽学生物理学知识基础方面发挥了积极作用,但仍然没有解决两步教学模式中因知识跨度较大而不利于学生接受的矛盾。在两年的研究与实践过程中,我们在广泛调研的基础上,充分吸取国内相关高校教学改革的成功经验,结合自己课程教学实际,提出了基础物理课程教学和理论物理课程教学采用三层次的教学模式;较好的解决了目前课程教学存在的问题。并将教学科研成果写成教材,并在多所高校中使用,取得了良好的教学效果。
二、物理学专业推行“三层次”教学模式
我们在探索优化物理学专业结构方案的基础上,研究制定了有效的物理学教学计划,使之更有利于培养该专业学生的科学思维方法和提高他们科学研究的能力。尝试推行“三层次”教学模式,即物理基础课、物理专业理论课和高等物理理论课三步教学模式;目的在于降低物理教学的跨度,使之更有利于引导学生去系统地了解和掌握经典物理学和现代物理学的基本知识、基本概念、基本规律和基本方法。按照制定的研究计划,我们对国内物理学专业的教学改革进行全面的调研,对目前存在的问题做了分析,尝试将基础物理(力学、热学、光学、电磁学和原子物理学)课程和理论物理课程(理论力学、热力学与统计物理、电动力学和量子力学)按知识类进行贯通式教学改革。重组了力学和理论力学课程的教学内容,原子物理和量子力学课程的教学内容等,进行贯通式多步教学。为了更有利于学生对知识掌握和运用,及时了解物理学的最新进展,首先针对力学、理论力学和相关课程的教学衔接和在课堂教学如何反映当代前沿进展问题,提出将现有的教学模式整合为“三层次”教学模式的设想。将力学、理论力学和相关课程内容整合为“力学基础”、“力学原理”和“高等力学”等三个层次;将电磁学、电动力学和相关课程内容整合为“电磁学基础”、“电动力学”和“电磁场理论”等三个层次;将原子物理、量子力学和相关课程内容整合为“原子物理学”、“量子力学初步”和“高等量子力学”等三层次。重组和拓展物理教学内容,既有利于学生对经典物理内容的学习,又可帮助他们及时地了解到现代物理学的最新进展,提高物理学专业本科毕业生的培养质量。例如,在现行的力学内容教学计划中,《力学》和《理论力学》被分别安排在第一和第三学期,而其中《力学》的相对论内容和《理论力学》的分析力学内容又显然是为相应教育阶段的学生所难以理解和接受的。将整个力学教学调整为《力学基础》、《理论力学》(含相对论)和《高等理论力学》(含分析力学和当代力学研究进展)三个层次,并分别安排在第一、第二和第三学期,则不仅能够解决上述因知识跨度较大而不利于学生理解和接受的问题,而且还能够让学生及时了解到力学发展的新内容,做到了课程教学连贯性,在第三学期学生就可以学习到力学的发展前沿。根据郑州大学物理系学生学习的特点,我们仔细地确定了每个层次的学习内容,形成了自己的特色,并在2006级进行了有益尝试。
2007年,在成功的基础上,我们确定了课程内容改革的思路。即按照课程内容难易程度实施“三层次”教学课程改革,将专业基础课内容、专业课内容和选修课内容衔接,每个知识类的两步教学模式优化为“三层次”教学模式,从而降低各教学层次之间的知识跨度,把课程内容从专业基础到前沿系统化;把开设相关学科交叉课程、前沿物理讲座、科研能力训练项目等融入课程教学的一个层次,更好地在课堂教学中融入现代科技前沿的发展,实现培养学生从事物理学研究和交叉学科研究的基本素质。
三、教材建设
教材是教学内容的载体,要提高教学质量首先要有一套好的教材,既要保证物理学知识体系的完整性,又要联系现代的科学技术和科学发现。认清物理学课程的教学主线,突出其提高物理科学素质的核心,组织编写出层次化的物理学教学改革教材是我们教材建设的思路。基于上述改革思想,将该思路推广到大学物理课程的建设上,提出了对大学物理教材进行改革的新思路。我们打破了原来大学物理教学按照力学、热学、电学、光学和原子物理学的板块教学模式,强调在不同层次上阐述物理学规律,体现物理学规律在不同层次的统一。将物理学分为宏观低速物体的运动规律、宏观高速物体的、相互作用与场、微观高速物体运动的规律、大量粒子物质体系运动的规律等几部分。打破了经典和近代物理学的界限,从全新的角度上介绍物理学以及物理学的发展。根据我校的教学实际,我们编写出一套物理学教材《大学基础物理教程》,该书纳入河南省高等学校“十一五”规划重点教材,已由郑州大学出版社出版。该教材已被省内多所高校使用,如郑州轻工业学院、河南大学、南阳理工学院、中原工学院、河南教育学院等。教学效果反映很好。
四、理工科《大学物理》的多层次教学
针对全校理工科开设的《大学物理》,我们也进行了分层次教学的探索与实践。根据不同的专业需求,我们将把大学物理课程分为三个层次和五种类型课程教学;三个层次分别为:(1)基本层次--面向校本科生的大学物理必修课;(2)提高层次--面向学校较好的和合作办学的单位开展本科生进行双语层次的教学;(3)专题层次--面向本科生开展现代物理前沿专题讲座和选修课。授课学生为五种类型:(1)工科类--主要面对全校工科各专业,主要侧重于物理的基础与物理的应用。(2)理科类--主要面对物理要求较高的理科专业。(3)文科类--主要面对文、管等专业,侧重于物理思想的介绍。(4)医学类—主要面对医、药等专业;(5)远程教育—主要面对参加远程教育学习的学生。通过几年的教学改革,形成自己明显的教学特色。课程质量逐步提高,大学物理课程在全校公共基础课程中学生满意率名列前茅。2005年大学物理课程被评为校级精品课程,2007年被评为河南省省级精品课程。
根据教学条件的变化,课题组积极应对,认真制作了《大学物理学》各个层次的多媒体教学课件,电子讲稿、习题课课件和习题解答电子版。
五、结论
通过教学改革的实施,我们探索了物理类课程层次教学的模式和课程内容的重组。从而降低各教学层次之间的知识跨度,使教学内容更加适合目前的教学实际。做到把课程内容从专业基础到前沿系统化;把开设相关学科交叉课程、前沿物理讲座、科研能力训练项目等融入课程教学,更好地在课堂教学中融入现代科技前沿的发展。这种改革凸现了物理本质的教学,凸现了物理学模块和层次的教学,有助于培养学生从事物理学研究和交叉学科研究的基本素质。◆
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