培养思维能力的分层次分模块分学时的大学物理教学改革研究

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作者简介： 宋立平（1977―）， 女， 硕士，天津工业大学理学院讲师， 研究方向：物理教育。

摘 要： 分析了当前大学物理实施分层次教学的改革背景，介绍了具体的分层次教学的实施，包括教学内容和教学方法等。大学物理课程分层次教学有利于实施因材施教，使学生最大限度地得到提高。

关键词： 大学物理；分层次；教学改革

大学物理课程是高等学校物理以及众多理科学科的基础和必修课程。该课程中具有培养理工科素质能力的基本元素，其对培养学生的综合素质和创新能力有重要的作用。深厚扎实地掌握这一课程，对于今后的学习和研究工作都具有重要的基础作用[ 1]。

一、大学物理课程教学中存在的问题

大学物理教学中目前存在的主要问题是：①现在各省区的高中采用模块教学。比如力学、热学、光学、电学等模块，有的学生没有学习过热学，或者没有学习过光学等，导致学生的层次落差较大，给物理教学带来很大困难。②物理教学与专业教学的衔接不够，不能适应不断变化的专业教学的要求。因此要尽量让物理教学与以后的专业教学相结合。③各学院学学物理的学时不够。比如纺织学院、电气与自动化学院每年仅为90学时，机械学院每年仅为105学时。在这么短的时间内，要让学生领会物理精髓很难。④各学院要求学学物理的内容不一样。比如电气与自动化学院想加强电磁学部分学习，机械学院想加强振动和热学部分的学习，这也给我们的物理教学带来困难。⑤现在的教学基本上以教师、教材、课堂为中心。教学方式上，基本采用单一传递、讲授、灌输的方式，大多采用“填鸭式”教学模式，教师“满堂灌”，严重阻碍学生学习的积极性和主动性。因此发挥物理课程在素质教育和能力培养方面的独特作用，使学生加强物理基础知识学习的同时，进一步提高科学与人文素质和创新能力，解决教学内容和课时之间的矛盾，适应现代社会对人才培养的基础需求，对物理课程的教学改革势在必行[ 2][ 3]。

二、 大学物理课程分层次教学的实施

首先我们对各专业，各年级进行问卷调查，尤其是大三、大四学生，由于他们已经学过大学物理和几门专业课，大学物理和专业课的关系，哪些大学物理的内容他们用得比较多，这样明确学生对于物理知识的需求重点。针对不同专业，进行数据统计，进行知识点分类，然后给出适应不同专业、不同层次的物理知识需求组合。其次我们还以问卷调查的方式，向各学院征求物理知识的需求重点，征求各学院任课老师在科研中用到的物理基本原理，针对不同专业，进行数据统计，进行知识点分类。最后给出适应不同专业、不同层次的物理通识知识需求组合，两组数据综合考虑各专业的物理知识需求。

在物理教学中，以不同专业偏重的物理基础不同，针对不同的专业，试行模块化教学。在教学中力求详略得当，使学生加强物理基础知识学习、培养综合素质和创新能力的同时，为以后专业课的学习打下坚实基础。为了增加学生学习的兴趣以及和以后的专业相联系，在讲课过程中应注重物理的具体应用。在“模块”教学中，很多内容大学物理教材中没有，要求每位教师选摘教学内容，自己编写补充，逐渐完善形成讲义，最终形成针对不同专业，有不同教学讲义的模式。比如：对机械自动化专业的学生，可以引入摩擦力怎样才能抵千钧？为什么弧形闸门省力？煤矿中甲烷浓度如何监测；对于材料专业的学生，可以多介绍材料的力学方面的性质（包括弹性、韧性、抗拉强度等）、热学方面的性质（包括比热、熔点、热导率、熵变等）；对于通信专业的学生，在以后的学习专业课中，专门要学习传感器。传感器就是把被测量物理量的微小变化精确转换为便于测量、显示、记录和处理的电学量。因此传感器又叫变换器、换能器、测试元件、探头等。我们可以在讲解电容器时，把这种电容式的传感器和他们以后的传感器相联系；对于光信专业的学生，我们可以增加液晶显示的原理，利用临界角法进行表面平整的探测，可以利用光电法测转速，等等。

由于内容增加了，课上时间不能完成教学内容，可以将课程体系与内容展开“层次化”，使课程内容与教学方法的实施按由浅入深、由基础到研究的秩序进行，使课程的实施逐步“递进化”。可以联系科技和生产实践提出一些问题让学生自己上网查，让学生走出课堂主动获取知识，发挥了学生的主体作用，加强学生自主性学习和研究性学习能力的培养。通过分层次教学模式有利于促进教师由单纯教学逐步向教学与科研并重的方向发展；有利于促进学生在整个阶段学习物理的主动性，引导学生确立自身的学习目标，拓宽知识面，掌握技能，敢于实践，敢于批判；有利于拓展学生的研究个性，为积极优化课程教育结构、提高教学质量提供了理论与实践依据。

在教学中，对于基础较差、学时较少的学生，以基本教学重点为主要内容。在教学中要求教师由浅易开始，力求简单说明主要内容，突出物理思想和方法论的介绍，尽量少用纯数学的理论推导，采用定性与半定量方法，减少不必要的数学推导，多采用对比、类比，培养联想和思维能力，突出理论的阐述与应用；对于数学物理基础较好、学时较多的学生，应加强锻炼应用高等数学工具解决物理问题的能力，教师应更加注重培养学生分析和解决问题的能力，对模块中的内容要多介绍新技术及其应用，鼓励学生申请学校及省级的创新实验项目，要求学生学完一部分内容后写总结。对于基础的内容，教师应点到为止，留给学生更多自我学习、自我发展的空问，对模块中物理学的新进展、新技术及其应用可再增加，同时要求学生申请学校及省级的创新实验项目并要求学生每学期撰写一篇与模块内容相关的小论文。鼓励学生参加天津市的大学生物理竞赛，并对特别好的学生鼓励他参加全国的物理竞赛及物理演讲辩论赛等，让学生走出去，活跃学生们的物理思想，强化理解和表述的能力。

大学物理课程分层次教学作为高校教学改革的一种尝试，已被广大教育工作者认同。分层次教学针对个人差异、专业差异，适应了不同层次、不同专业学生对大学物理教学内容的需要，为物理课程融于本科生教育培养过程创造了良好的教学环境，有利于激发学生学习物理课程的兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，有利于实施因材施教，使所有学生最大限度地得到提高。分层次教学对大学物理进行重新构建定位，有一定的理论创新性，预期结果有较强实用价值，符合现代大学物理教学的发展趋势，必将为全面提升大学物理在人才培养中的地位发挥重要的作用。

参考文献：

[1 ] 程守洙，江之永主编. 普通物理学（第五版） [ M ] .北京：高等教育出版社，1998.

[2 ] 姚建明.大学物理分层次教学平台 [ J ] .湖南第一师范学院学报，20l0， lO（1）：56―57.

[3 ] 张立彬，张 功，杨祖念.美国大学物理学分层次教学研究 [ J ] .大学物理，2012，31（6）：50―56.