作者簡介:劉永皓(1980－)，男，吉林長春人，大慶師范學(xué)院機電工程學(xué)院副教授，從事物理學(xué)的教學(xué)和研究。

基金項目:大慶師范學(xué)院教育教學(xué)改革項目(JY1304)。

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095－0063.2015.03.035

0　引言

理論物理課程是本科物理學(xué)專業(yè)的主干課程，與普通物理相比，理論物理課程具有內(nèi)容抽象、邏輯推理嚴(yán)密、學(xué)習(xí)難度較大、對高等數(shù)學(xué)要求較高的特點，這就要求學(xué)習(xí)者必須具備較強的邏輯思維能力、豐富的空間想象力及堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。但是，隨著招生規(guī)模逐年增加，我國的高等教育從精英式教育模式轉(zhuǎn)化為大眾化教育模式，如何提高理論物理課程的教學(xué)質(zhì)量，一直以來是許多高等院校特別是地方院校的物理教師亟須解決的問題。根據(jù)大慶師范學(xué)院物理學(xué)專業(yè)理論物理課程教學(xué)存在的問題，提出改革措施并進行教學(xué)實踐，取得了良好的教學(xué)效果。

1　理論物理課程現(xiàn)存的問題

目前，大部分地方本科院校物理學(xué)專業(yè)的教學(xué)基本上還是采用老的教育模式，即普通物理五門課，理論物理四門課。從全國高等院校的調(diào)查和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析研究 ［1］中可以清楚地看到:這些課程的教學(xué)效果是不能令人滿意的。主要表現(xiàn)在學(xué)生厭學(xué)，沒有學(xué)習(xí)時間和精力的投入，缺乏鉆研精神。究其原因主要是:學(xué)生對理論物理課程的重要性認(rèn)識不夠;由于課程對數(shù)學(xué)要求較高，比較抽象，學(xué)習(xí)起來比較困難，存在畏難情緒;有的教材為了自身課程體系的完整，或是面面俱到或是追求“大而全”，而在目前的教學(xué)改革中，絕大部分學(xué)校都相應(yīng)減少了理論課的教學(xué)時數(shù)，二者的矛盾比較尖銳，如果教師在教材分析和教學(xué)設(shè)計時處理不當(dāng)，也會導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。因此，為了徹底改變理論物理課程教學(xué)過程中教師教學(xué)難、學(xué)生畏學(xué)的現(xiàn)狀，培養(yǎng)和造就高素質(zhì)的應(yīng)用型人才，理論物理課程的教學(xué)改革勢在必行。

2　教學(xué)內(nèi)容改革

2.1　課程內(nèi)容體系的整合

電動力學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、固體物理四門課程作為物理學(xué)專業(yè)的理論基礎(chǔ)課，是我國高校長期普遍實施的傳統(tǒng)課程體系，各部分互相融合，彼此聯(lián)系，是一個有機的整體。根據(jù)知識結(jié)構(gòu)需要，對四大力學(xué)內(nèi)容進行了合理調(diào)整。為避免過分強調(diào)單一課程的系統(tǒng)性和完整性所造成的內(nèi)容龐雜、相互重復(fù)較多的弊病，根據(jù)課程間的內(nèi)在聯(lián)系共同制定教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，落實“一綱多本”的理念，加強課程內(nèi)容的整合和優(yōu)化，在課程內(nèi)容上進行量的壓縮與質(zhì)的精選，提煉多本教材的核心先進內(nèi)容。比如，在教學(xué)內(nèi)容上，一門學(xué)科的知識哪些是最基本的知識點，它們的合理組合就形成這門學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，學(xué)生只要掌握了基本結(jié)構(gòu)，就能不斷獲取這門學(xué)科的新知識。所以，要精選教學(xué)內(nèi)容，要將教材中一些繁雜的內(nèi)容梳理清楚，在教學(xué)中給出一條清晰線索，使學(xué)生容易掌握，應(yīng)該刪除的內(nèi)容堅決刪除。同時，通過對教師主持的科研課題以及對學(xué)術(shù)前沿知識的整合轉(zhuǎn)化，將理論物理發(fā)展的最新成果納入課程，使學(xué)生及時了解學(xué)科發(fā)展的新成就、新觀點、新問題和新動向。

2.2　重物理思想輕理論推導(dǎo)

對于理論性強的一些課程內(nèi)容，不去追求繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，更多地突出物理思想的建立，對于某一個具體理論要重點講述它的建立過程與物理模型。物理模型盡量簡單，深入淺出，讓學(xué)生學(xué)會用理論物理的方法思考和處理問題。課堂授課內(nèi)容要求反映課程的主要結(jié)構(gòu)，但不求完全。將一些驗證型的推導(dǎo)留給學(xué)生自己完成，盡量把課程內(nèi)容和學(xué)科新進展、重大問題聯(lián)系起來，提供進一步相關(guān)文獻或網(wǎng)頁供學(xué)生深入調(diào)研。例如講到玻色分布時，介紹玻色－愛因斯坦凝聚實驗和教師自己的研究工作等。

2.3　增加學(xué)科前沿內(nèi)容

將科研體會和最新的科研成果融入教學(xué)，結(jié)合科研體會說明理論在實際中應(yīng)用的可能性，激發(fā)學(xué)生的應(yīng)用、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力;關(guān)注物理學(xué)前沿，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)介紹相關(guān)高新技術(shù)發(fā)展，保持教學(xué)內(nèi)容的先進性;以“窗口”和“接口”的形式與相關(guān)學(xué)科進行交叉滲透，使理論物理與基礎(chǔ)物理、與其他相關(guān)學(xué)科有機地聯(lián)系起來，形成趣味濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。鼓勵學(xué)生積極參與或參觀學(xué)院相關(guān)老師的科研實驗，多聽相關(guān)的學(xué)術(shù)報告，讓學(xué)生了解最新的學(xué)術(shù)動態(tài)，培養(yǎng)對科學(xué)研究的興趣，為部分學(xué)生將來繼續(xù)深造和終身從事科學(xué)研究事業(yè)奠定基礎(chǔ)。

在電動力學(xué)部分，在壓縮前半段教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上補充一些具有一定前沿性的內(nèi)容。如關(guān)于磁矢勢的物理效應(yīng)(A－B效應(yīng))的確認(rèn)以及由于高溫超導(dǎo)的迅速發(fā)展需要充實的電磁場的磁性質(zhì)內(nèi)容;在量子力學(xué)部分則應(yīng)注意自然科學(xué)方法論的滲透，從基本原理和基本假設(shè)出發(fā)，引進物理基本概念得出基本規(guī)律，解決一些典型問題，鑒于量子物理近年來發(fā)展迅速，適當(dāng)安排反映學(xué)科進展的新內(nèi)容，如霍爾效應(yīng)等。

3　教學(xué)方法改革

3.1　互動式教學(xué)

采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)，積極構(gòu)建互動式教學(xué)模式。改變以教師為中心、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的教學(xué)組織方式，建立以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)組織方式，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和終身學(xué)習(xí)意識。課堂講授側(cè)重于講重點、講難點、講思路、講方法，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，增加課堂討論，變一言堂為群言堂，加強師生互動和學(xué)生主動參與，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，教師在學(xué)生探討的過程中不斷啟發(fā)和引導(dǎo)。在課堂上基于知識點展開討論，向?qū)W生展示更多前沿的物理背景和一些有趣的物理問題，在教學(xué)過程中，鼓勵學(xué)生以原始問題為起點，反思前人認(rèn)識問題和解決問題的思路和方法，鼓勵學(xué)生勇于詰問任何既有的結(jié)論，并在所提出問題的基礎(chǔ)上進行更進一步的探究。在提高學(xué)生對課程學(xué)習(xí)興趣的同時，也培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力。

3.2　加強現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)的整合

隨著計算機技術(shù)的深入和普及，越來越多的教師關(guān)注如何用信息技術(shù)來提高教學(xué)效率和質(zhì)量。理論物理課程也改變了傳統(tǒng)教學(xué)方式，引進了全新的多媒體教學(xué)。在教學(xué)過程中，通過合理地運用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，不僅能將抽象枯燥的概念和原理形象化，使學(xué)生易于理解，同時還增加了信息的容量。例如量子力學(xué)中的微觀機理，非常抽象，與日常生活經(jīng)驗完全不符，教學(xué)相當(dāng)困難。這部分內(nèi)容借助多媒體手段確實是行之有效的。如在原子的結(jié)構(gòu)模型、物質(zhì)波的統(tǒng)計解釋、隧道效應(yīng)的解釋中，都采用了視頻動畫的方法，讓學(xué)生形象簡單地接受這些解釋。在教學(xué)時，適時播放某些相關(guān)技術(shù)原理的音像資料，邊播放邊講解，徹底改變傳統(tǒng)教學(xué)的單調(diào)模式，確實激發(fā)學(xué)生的興趣，拓寬了學(xué)生視野，并且切實提高工程實踐能力。總之，通過充分合理地使用現(xiàn)代多媒體信息技術(shù)，學(xué)生對基本科學(xué)原理在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用有充分的認(rèn)識和理解，真正做到學(xué)以致用。

3.3　開設(shè)專題講座

很多學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識只會背公式套公式，并沒有把學(xué)到的物理思想和理論用到生活中去。專題講座能夠大大彌補這一不足，從天文到地理，從生物到數(shù)學(xué)，甚至從文學(xué)到音樂，任何人類文明中都蘊含著物理學(xué)知識，如能傳達給學(xué)生，不僅可以讓學(xué)生體會到物理的無處不在，而且可以大大拓展學(xué)生的知識面，讓學(xué)生在以后的生活中能夠有一雙發(fā)現(xiàn)物理的眼睛。專題講座的內(nèi)容不局限于課本，只要是和理論物理知識相關(guān)的，能夠有效地吸引學(xué)生注意力，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的內(nèi)容都可以選擇，甚至可以結(jié)合當(dāng)前流行的一些熱點話題進行探討。需要注意的是，專題講座的選題非常重要，一方面應(yīng)該與學(xué)生的專業(yè)接軌，另一方面要充分體現(xiàn)實踐創(chuàng)新內(nèi)容，如近代發(fā)展，不應(yīng)涉及過多的具體技術(shù)知識，否則會讓學(xué)生無法透過現(xiàn)象看本質(zhì)，理解不了基本物理知識在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。實踐證明 ［2］［3］，對于這種輕松的教學(xué)模式，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣，課堂氣氛非?；钴S，不僅拓寬了學(xué)生的知識面，鍛煉了自學(xué)能力、思考能力和創(chuàng)新能力，還培養(yǎng)他們從多方面攝取知識營養(yǎng)的習(xí)慣。

4　課程評價改革

常規(guī)的理論課程評價考核主要是根據(jù)期末考試來判定學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因為是閉卷考試，而且理論物理課程知識復(fù)雜深奧，教師在命題時往往只能選擇學(xué)生做過的較簡單的題目，即只要求學(xué)生基本理解和掌握課本的知識，這樣做無法體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)能力，嚴(yán)重抑制大部分學(xué)生的積極性，養(yǎng)成學(xué)生不求甚解、死記硬背、考前突擊和投機取巧的壞習(xí)慣，久而久之形成教學(xué)的惡性循環(huán) ［4］，使得理論物理課程成了形式和擺設(shè)。有效的課程評價體系不僅僅是對學(xué)習(xí)結(jié)果的評價，還要包括學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)過程的評價，是一種全面和綜合的動態(tài)評價過程。理論物理課程的教學(xué)過程不僅要求學(xué)生要掌握物理學(xué)的基本概念、定律和理論知識，而且要讓學(xué)生了解得到這些知識的過程和研究方法，同時還要結(jié)合實際靈活運用這些知識。因此，采用撰寫課程論文、課堂討論等學(xué)習(xí)過程進行多次評定考核，而不再采用期末閉卷的形式。這種改革，確實全面公正地評價了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有很好的區(qū)分度，評價結(jié)果也更符合人才綜合能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

5　結(jié)語

修改和完善理論物理概論的教學(xué)講義，并請專家提出改進意見，確保教材的完備性、科學(xué)性與先進性;在教學(xué)實踐的過程中，結(jié)合兄弟院校的先進經(jīng)驗以及應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，進一步修改教學(xué)大綱，在大綱中進一步明確各教學(xué)環(huán)節(jié)的知識點。