諶雄文　施振剛　楊朋　鄧曉鵬　張順如

【摘 要】大學物理分專業(yè)教學是地方本科院校向應用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型的必然趨勢。本文探討了按照“三模塊一案例”模式重構大學物理教學內(nèi)容的方式，確保了少課時背景下的大學物理知識體系的完整性和專業(yè)個性需求相結(jié)合，并應用到教學實踐中，取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】數(shù)理結(jié)合；專業(yè)基礎；專業(yè)拓展；應用案例庫

0 引言

近年來，地方本科院校的大學物理教學課時相繼大幅縮水已是不爭的事實。隨著地方院校的應用型人才培養(yǎng)改革的深入，要求大學物理教學與專業(yè)相結(jié)合的呼聲也越來越高。從應用層面分析，大學物理教學應該承擔培養(yǎng)學生高等數(shù)學應用能力和傳授各理工科專業(yè)必需的物理知識兩個核心教學任務。但傳統(tǒng)的大學物理教學對各個專業(yè)采用統(tǒng)一大綱，統(tǒng)一教學方式，使得大學物理教學的這兩個核心任務沒有突出專業(yè)的個性需求。這給學生造成了大學物理教學與專業(yè)課程教學脫節(jié)的感覺，慢慢降低了他們學習大學物理的積極性。從某種程度上說，這導致地方院校各理工科專業(yè)的管理者減少大學物理的教學課時，甚至取消大學物理教學。

因此，如何重構大學物理教學內(nèi)容，實現(xiàn)大學物理教學與各理工科專業(yè)課程教學需求相結(jié)合，是一個值得探討的課題。很多院校結(jié)合自身的實際情況進行了一些有價值的探索。安康學院[1]根據(jù)各理工科專業(yè)的后續(xù)專業(yè)課程的需要，精簡了大學物理課程的教學內(nèi)容，根據(jù)內(nèi)容的多少分為《大學物理》A/B/C以解決少課時問題。唐山學院[2]的大學物理理論課程也進行了有益的探討，采用了 “通用模塊”加 “專業(yè)模塊”的方式解決少課時問題。另外，針對個別專業(yè)的大學物理體現(xiàn)專業(yè)特色的改革需求，貴州民族大學醫(yī)藥專業(yè)把《醫(yī)學物理學》作為大學物理教材[3]，實現(xiàn)了大學物理與專業(yè)的高度融合。廣東藥學院基礎學院[4]也在不同的專業(yè)采取不同的教學內(nèi)容，并采取靈活多樣的考核方式。為了保持大學物理知識體系的系統(tǒng)性，我們探討了一個“三模塊一案例”的大學物理內(nèi)容分專業(yè)重構模式，并應用到具體的教學中，取得了良好的效果。

1 按照“三模塊”重構大學物理教學內(nèi)容

大學物理課程的涵蓋力、熱、光、電、近現(xiàn)代物理等共計11個部分的內(nèi)容。如全部詳細講授完76個A類核心內(nèi)容就需126個學時。我校理工科專業(yè)最多課時數(shù)為96課時，顯然無法應付如此大容量的具體內(nèi)容。因此，我們結(jié)合各專業(yè)的需求，對大學物理教學內(nèi)容進行了“三模塊”重構，確保了大學物理教學知識體系的完整性，也體現(xiàn)了各專業(yè)的專業(yè)特色。

1.1 構建“數(shù)理平臺”模塊，培養(yǎng)學生高等數(shù)學的應用能力

高等數(shù)學是各理工科專業(yè)課程的數(shù)學運算工具，各理工科專業(yè)學科的規(guī)律多以高等數(shù)學的語言表述。但，高等數(shù)學的教學多以抽象的符號為載體，培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維能力為目標。而在理工學科中，通常利用抽象的數(shù)學語言描述形象的專業(yè)模型所隱含的基本規(guī)律。因此，對于各理工科專業(yè)的學生來說，大學物理承擔了高等數(shù)學和專業(yè)課程之間的銜接任務。培養(yǎng)他們利用高等數(shù)學解決具體模型的能力是大學物理教學的重要任務之一。

高等數(shù)學中的微積分和矢量運算是各理工科專業(yè)使用的基本數(shù)學工具，而他們的應用幾乎貫穿這整個大學物理知識體系。由于力學部分（包括機械振動與機械波）的物理規(guī)律直觀明了，盡管他們是高等數(shù)學的表述形式，也容易為學生接受理解，因此，我們可以借助于這部分的物理規(guī)律的教學，重新講解微積分和矢量的思維以及他們的運算法則。構建抽象數(shù)學與具體物理模型相結(jié)合的教學平臺，可以實現(xiàn)數(shù)學的形象化和物理規(guī)律的抽象化，從而，培養(yǎng)學生數(shù)理結(jié)合的思維能力和提高學生的數(shù)學運算能力。

“數(shù)理平臺”模塊強調(diào)物理規(guī)律和數(shù)學應用能力培養(yǎng)的雙重教學目標，因此，在教學中不能顧此失彼。但針對于不同專業(yè)，也有所側(cè)重。如我校光電信息類工科專業(yè)以電子信息科學和光學知識為基礎，材料類專業(yè)以化學知識為基礎，力學的物理規(guī)律與專業(yè)知識體系結(jié)合不是很緊密，我們可以以物理規(guī)律為載體，重點側(cè)重學生數(shù)理模型結(jié)合以及數(shù)學應用能力的培養(yǎng)。但在數(shù)學類專業(yè)中，學生的數(shù)理結(jié)合的能力是培養(yǎng)的重點，因此，教學中，要采取并重原則。

1.2 構建“專業(yè)基礎”模塊，傳授學生專業(yè)學習所必需的物理知識基礎

教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會物理基礎課程教學指導分委員會制定的《 理工科類大學物理課程教學基本要求》所涉及的A類教學內(nèi)容是所有理工科專業(yè)的物理知識基礎，只是根據(jù)專業(yè)的特性和各專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格的取向，不同的專業(yè)對這些物理知識的需求有著不同側(cè)重而已。例如，我校光電信息科學與工程專業(yè)是以電子信息科學與技術以及光學學科為知識基礎的專業(yè)，因此，大學物理中的光學和電磁學部分與該專業(yè)的知識結(jié)構有直接聯(lián)系。但，光電子材料與器件以及光電照明工程是該專業(yè)的兩個方向，熱學部分的物理知識也是必不可少的。我校材料類專業(yè)以化學學科為基礎，因此，大學物理中的熱學部分與該專業(yè)知識結(jié)構有直接聯(lián)系。而光電功能材料是材料類專業(yè)方向之一，因此，光學和電磁學部分的物理知識也非常重要。由于我校是應用型二本院校，大學物理中的近代物理部分（包括相對論和量子力學）與我校各理工科專業(yè)的當前結(jié)合度不高，為此，我們?nèi)釋W、光學、電磁學為我校理工科專業(yè)的大學物理教學內(nèi)容的“專業(yè)基礎模塊”。通過該模塊的教學，為我校理工科專業(yè)的學生學習專業(yè)課程提供必要的物理知識基礎支撐。在教學中，我們以物理規(guī)律的傳授為主，高等數(shù)學的應用能力培養(yǎng)為輔。

1.3 構建“專業(yè)拓展”模塊，保持大學物理知識體系的完整性和體現(xiàn)專業(yè)的個性需求

當今，高新技術和對人類社會/生活產(chǎn)生重大影響的高科技發(fā)明都離不開物理基本原理，特別是近現(xiàn)代物理的支撐。因此，為了保證理工科學生的可持續(xù)發(fā)展，我們把大學物理中的相對論和量子力學部分納入“專業(yè)拓展”模塊，以專題講座的形式進行教學，從而保證了大學物理知識結(jié)構的完整性。

由于大學物理的教學內(nèi)容是抽取了各理工科專業(yè)的共性需求，因此，教學中，我們應該適當補充介紹物理規(guī)律在各理工科專業(yè)和工程技術領域的應用，體現(xiàn)各理工科專業(yè)的專業(yè)個性需求。我們把這部分補充內(nèi)容納入到“專業(yè)拓展”模塊。這部分的教學通過課堂補充教學小案例、專題講座、指定課外閱讀資料來實現(xiàn)。如光電信息類專業(yè)，我們在熱學中可以補充“光熱效應在光學醫(yī)用儀器中的應用”，在電磁學中可以補充“電磁干擾對激光傳播的影響”，在光學中可以補充“光電效應的太陽能電池中的應用”等專題講座；可以指定“光電傳感檢測技術”、“半導體材料的光電性質(zhì)”等為課外閱讀資料。對于材料類專業(yè)，我們可以在熱學中可以補充“光熱效應對納米結(jié)構的影響”，在電磁學中可以補充“電磁防護材料的制備與應用”，在光學中可以補充“發(fā)光材料的制備與應用”等專題講座；可以指定“發(fā)光材料的制備”等為課外閱讀資料。

2 建立專業(yè)應用案例庫，培養(yǎng)學生對大學物理的認同感

大學物理教師除了教學中主動聯(lián)系各專業(yè)需求以外，還應該鼓勵學生主動尋求所學的物理規(guī)律在其專業(yè)的應用案例，培（下轉(zhuǎn)第12頁）（上接第78頁）養(yǎng)他們對大學物理是其專業(yè)的基礎課程的認同感，從而激發(fā)他們學習大學物理的主動性。

我們在教學中，有計劃的布置了這樣的課外作業(yè)，并把學生的完成情況計入平時成績。在實踐中，學生都能通過網(wǎng)絡搜索和圖書館查閱等途徑完成任務。盡管，在大學物理課程開設時，學生還沒有系統(tǒng)的專業(yè)知識，但他們找到的案例或多或少還是與專業(yè)掛鉤的。也許學生并沒有真真理解其中的專業(yè)知識，但還是認同了大學物理的規(guī)律在其專業(yè)領域內(nèi)有著重要的應用，從而使他們不排斥大學物理的學習，這為提高大學物理的教學質(zhì)量奠定了基礎。

另外，由于大學物理教師并不具備其它專業(yè)系統(tǒng)的知識結(jié)構，因此，為了在教學中體現(xiàn)各專業(yè)的特色和個性需求，就需要投入大量的精力尋求合適的教學案例。工作量之大，使得一般教師難以堅持，這也是大學物理分專業(yè)教學難以全面落實的瓶頸所在。為了突破這一瓶頸，我們把學生所找到的案例進行了優(yōu)化整理，建立了“光電”類和“材料”類專業(yè)的大學物理應用案例庫，實現(xiàn)了案例庫的教師教學共享，減輕了教師的備課難度，為大學物理分專業(yè)實施教學奠定了直接的資源基礎。

3 結(jié)束語

大學物理分專業(yè)教學是地方本科院校向應用型轉(zhuǎn)型的必然要求。為了積累經(jīng)驗，我們選取了我?！肮怆姟鳖惡汀安牧稀鳖悓I(yè)進行了“三模塊一案例”的分專業(yè)教學模式探索。在教學內(nèi)容上，我們選擇力學部分構建了“數(shù)理平臺”模塊，以高等數(shù)學的應用為主要教學任務，培養(yǎng)學生數(shù)學與物理模型結(jié)合的能力；選擇熱學、光學、電磁學三部分構建了“專業(yè)基礎”模塊，以物理規(guī)律的傳授為主要教學任務；我們把相對論和量子力學這兩個近代物理部分以及各專業(yè)的補充知識整合在了“專業(yè)拓展”模塊，以確保物理知識體系的完整性和體現(xiàn)各專業(yè)的個性需求。我們集聚學生的智慧和力量，初步建起了“光電”類和“材料”類專業(yè)的“應用案例庫”，在培養(yǎng)學生對大學物理教學的認同感的同時，也為大學物理分專業(yè)教學積累了有價值的參考資料。

當然，由于大學物理教師缺乏其它理工科專業(yè)的系統(tǒng)知識和技能，因此，大學物理分專業(yè)教學的建設是一個系統(tǒng)而復雜的工程。我校的改革也處于初步探索階段，全面實施更有待時日，我們將繼續(xù)探討這個課題。

【參考文獻】

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[4]楊永霞，丘翠環(huán)，張薇，許靜芬，葉紅玲，黃耀庭.關于醫(yī)藥院?！洞髮W物理學》教學與考核的探討[J].新西部，2009（18）：226.

[責任編輯：田吉捷]