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大学物理教学探究与实践
论述了工科物理教学改革的必要性,并结合教学实践对大学物理教学内容体系和教学方法手段的现代化问题进行了研究.下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。
摘要:物理学是现代科学技术日新月异发展的基础,为提升学生的科学素养和创新意识,国内众多高校在非理工类专业中开设了文科物理及相应课程,并在教学过程中进行了一些思考与探索,这对提高当代大学生的综合素质起到了积极的作用。湖北汽车工业学院也为工程管理类专业开设了文科物理课程,在多年的教学实践中取得了良好的成绩,但工管专业的物理教学仍存在许多问题,课程的改革和完善也须进行一些探讨。
一、文科类专业大学物理课程教学现状
(一)国内文科类大学物理课程教学现状
文科物理课程把人文素养与科学思想这两个风格迥异的文理学科特点融合在一起,已成为国内高校实施素质教育的一门重要课程,在北京大学、华中科技大学、东南大学等国内众多高校已相继开设,其中浙江大学的“物理学与人类文明”已经成为国家级的精品课程。同时,许多文科物理的相关教材,如«物理学概论———文科院系用大学物理教学用书»«文科物理———物理思想与人文精神的结合»«大学物理(人文、社科、经济、管理类专业适用)»等也相继编著出版并被许多课程教学所采用。文科物理课程的积极开设,对提高文科类专业学生的科学素养和创新意识起到了积极的作用,同时提升了我国的高等教育水平。传统的大学物理教学主要面向理工科的学生,其教学内容和教学模式具有一定的系统性和程序性,但在各高校中,文科物理的教学由于校情不同和授课对象的不同而各具特色。这里我们主要针对工科高等院校中工程管理类专业的文科物理教学做些探讨。
(二)湖北汽车工业学院文科物理教学情况
湖北汽车工业学院是全国唯一以汽车命名的本科院校,在汽车、机械、材料等专业方面独具优势和特色。早在2001年,该校就为工程管理类专业开设了文科物理课程。考虑到教学对象中的工业设计、经济管理和汽车营销等专业含有部分文科生源,在具体的教学中,文科物理在课程内容、教学方法以及考核方式等方面,都注重对文科生源的照顾。一个显著的特征是,课程教学中尽可能避免数学推演,甚至回避重要物理公式的使用,而是浓墨重彩地讲述物理学史和科学家事迹,给学生造成物理课变成历史课的假象。近年来,文科物理的授课对象做出了许多调整,主要是招录理科生源的工业工程和信息管理类专业,这些专业的学生将来也许在公司的决策部门或者经济领域工作,若要在相应的工作中做出正确的判断和决策,需要对技术更新和行业走向有较强的把握能力。在对文科物理进行课程体系构建与教学内容整合之前,笔者利用学校网络课堂平台征询了学生对该课程的意见。总体来看,学生对该课程持肯定态度,但也提出了许多问题和建议,如课程内容篇幅冗长,概念较多但不够深入;物理原理推导和作业较少,对公式理解不够;应增加物理理论与实际工程结合的案例讲授;等等。显然,当前带有浓厚的重文轻理色彩的文科物理教学忽略了工程管理类专业的学习需求,不符合专业的教学要求和培养目标。
二、文科物理教学改革初探
(一)课程体系构建与教学内容整合
我校文科物理课程体系的构建与教学内容的整合,应该在明确工程管理类专业人才培养规格和要求的基础上,以专业核心课程为导向,以学生工程创新意识、实践和动手能力为培养目标。
1.搭建基本的物理知识体系
文科物理教学内容的取材要符合教学的基本要求,遵循物理学科本身的系统性,有相对独立的学科范围和专业性,内容和章节应明晰,给学生构造出系统的物理学科知识框架。同时,内容章节的安排应该和物理学史的发展适当地融合,以清晰地呈现出物理学相关理论的发展过程,揭示解决问题的思维过程和逻辑主线。主要目的是使学生较好地吸收物理学相关概念和定理,在此基础上学会认识问题、分析问题,乃至解决问题,并接受科学精神的熏陶。
2.拓展物理知识的实际工程应用
工科物理侧重对基本物理规律的推导验证和例题的讲解。由于文科物理的学时一般为50个左右,文科物理的教学应在理解物理概念的基础上,大量引入现代工程案例,借工程案例对相关的物理公式进行推演和讲解。比如,从热力学第二定律出发讲解汽车发动机的效率提升途径以及效率极限。在理解相关物理原理的基础上,结合物理知识对具体工程案例进行分析,比如霍尔传感器在汽车车轮测速中的使用,角动量守恒定理在直升机螺旋桨设置中的使用,现代智能手机中的陀螺仪定位,等等。同时,在授课环节应尽量引导学生参与讨论,使其更好地掌握自然科学在工程实际中的应用,并反向引导学生对物理知识的理解,激发学生的创造力。
3.积极地涉及与物理学有关的一些热门社会论题
科技是把双刃剑,科学技术在推动社会高速发展的同时,也带来了环境污染、生态改变乃至科技伦理等一系列社会问题。人类社会的健康发展,需要民众认识科学、技术与社会之间的关系,更好地参与社会决策,承担起一个现代公民的责任。物理课程相关章节的教学可以探讨社会问题,比如讨论能量均分原理与全球变暖的关系、从热力学熵的角度认识能源危机等,用能量守恒定律认清社会上的伪科学以及广告宣传中的虚假概念等。这种授课对培养学生的社会责任感有着积极的作用,能使学生更加深入地了解物理乃至科学的社会价值以及潜在的风险,为今后社会活动的参与和科学管理打下一定的基础。
4.设计制作立体化的多媒体课件
由于各高校的校情差异和编者的知识背景不同,文科物理教材风格迥异,内容差异较大,尚没有一套标准且权威的教参。教师在选取授课内容、组织教学布局时可以充分利用多媒体教学课件,甚至实现无纸化教学。多媒体课件能直观立体化呈现学习内容,提高学生的学习兴趣和学习效率;能在较短的时间内呈现大量的教学信息,缓解知识内容增加而课时较少的矛盾;能用大量的图片资料充实文字信息,使物理知识的呈现更直观化;能灵活地组织教学,帮助学生思考所学的知识。
(二)文科物理的教学实践
1.课堂教学的实践
文科物理的课堂教学应采用多种教学方法。采用启发式教学方法引导学生学习物理知识体系,使学生理解、生成、建立知识之间的逻辑联系;采用案例教学法以提高学生独立获取知识的能力、实践能力和应用创新能力;采用参与式教学法对物理学史与科学家事迹进行讨论,实现课堂教学的师生互动,提高学生学习的效率。
2.考核方式的探索
文科物理课程的理论考试可以降低比例,突出课程测评的过程性,加强平时成绩的考核。平时考核成绩主要包括平时出勤、课上练习、课下作业及阅读笔记成绩等几方面,这些方面的综合考核作为总考核成绩的一部分。只有这样,才能提高学生学习的积极性与主动性,使教与学的双边活动各收其效,并有助于培养低年级学生的良好学习习惯。
三、结束语
“判天地之美,析万物之理”,工程管理类专业的文科物理是一门有趣、有意义的课程,需要搭建有特色的教学体系,丰富教学内容,激发学生的学习热情。教师在教学过程要不断地提高教学质量,以达到培养文科类学生的科学素养和工程创新意识的目的。
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