谈科学教育专业的大学物理课程建设

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［摘要］长春师范大学科学教育专业的大学物理课程于2006年被评为吉林省省级精品课程。面向科学教育专业开设的大学物理，按照培养方案规定是专业教育中的学科基础必修课，因此在课程建设上具有自己鲜明的特色:突出专业特色，精选教学内容;发挥主观能动，探索有效教学方法;传统与现代并举，灵活运用教学手段;整合优质资源，创设实践平台;打破模块结构，重新编写教材;教学科研相促进，加强教学团队建设。

［关键词］大学物理;科学教育专业;课程建设

大学物理是为非物理专业的学生，包括理、工、农、医、经管，甚至少部分人文专业开设的一门公共必修课程［1］，其受众面相当广泛，涉及的教学层次复杂，教学人员众多。而面向科学教育专业开设的大学物理，按照培养方案规定是专业教育中的学科基础必修课，因此在课程建设上具有自己鲜明的特色。长春师范大学的科学教育专业，其前身是理科综合培养试点，在历时十五年的发展中，从教学内容、教学方法、教学手段、实践平台、教材建设、教学团队几个方面对大学物理课程进行了全方位的改革与构建，此课程于2006年被评为吉林省省级精品课程。

一、突出专业特色，精选教学内容

为了与科学教育专业的培养目标相契合，大学物理课程在教学内容的选取上舍弃了过多繁杂的公式推导，而更加注重物理思维方式的培养以及科学精神的点滴渗透。联系生活实际，以工程实例讲解物理。［2］目前大学物理教学中存在大量的理想模型，很多公式习题涉及的范围只针对理想情况，而在实际应用中，如何解决理想模型的局限则是教师需要积极探索的。例如，在热机循环的讲解上，以往较注重卡诺循环效率的推导技巧，但卡诺循环是理想循环，在工程实际中无法实现，此时，教师可以引导学生利用互联网查找相关资料，从中了解朗肯循环是实际中应用较为成熟的热机循环。注重大学物理与其他课程的相互渗透与融合。大学物理、大学化学、大学生物作为科学教育专业的三门学科基础课，形式上虽然各自独立，但内容上有着千丝万缕的联系。例如，熵增加原理描述了热力学过程进行的方向性，而任何生物体的衰老消亡也同样遵循这个规律;物理中的气体定律则在气体化学反应中有更广泛的应用。

二、发挥主观能动，探索有效教学方法

突出课后自主学习。对于这门课程90%的概念，学生都已有接触，具备了一定的自主学习基础。另外，网络的普及，高校精品课程资源实现共享，学生自主学习的便利性大大提高。特别是课后的延展性学习，激发了学生的主观能动性。学生能够自主提出问题，形成讨论小组，为课堂教学打下了良好基础。有效的课堂教学。教师在开展课堂教学时，应争取一定的课堂留白，培养学生提出问题的能力;在数学知识相对较少、科普性质较强的章节，鼓励学生事先预习并自主讲授;增设讨论课，对有争议的问题提出质疑，加强师生讨论互动，培养科学的探究精神。及时的辅导答疑。除组织集体答疑外，教师还可设立讨论小组，要求负责人及时反馈学习中遇到的困难;设立专业答疑电子邮箱，并配合网络平台定期在线答疑，随时解决课堂疑问。

三、传统与现代并举，灵活运用教学手段

传统教学与多媒体教学相结合。［3］教学中涉及的双方始终是学生与教师，多媒体只能作为辅助手段，无法完全取代人在课堂上的主体地位。认清现代多媒体辅助地位的同时，教师需要发扬传统教学的优点，循序渐进地开展教学，加强双向交流，辅以多媒体对动态物理过程的模拟，使课堂效率得到提高。演示实验与开放实验相结合。课堂演示实验既能直观揭示物理现象，又能调节课堂气氛、激发学生兴趣。对于不便携带到课堂的演示仪器，教师可以在演示实验室开放时再展示。开放实验室环节与自然科学实验平台运行相结合，学生可以根据自己的课程安排选取时间段到实验室预习，熟悉实验仪器，如对实验仍有疑问，可以再次预约反复实验。

四、整合优质资源，创设实践平台

物理学是一门以实验为基础的自然科学，在精品课建设中要始终坚持以强化实验基本技能，注重过程方法，提高科学素养为原则。［4］为了培养学生的实践创新能力，学校依托原有的物理实验中心实验室，建立了自然科学实践平台体系，内容上有物理、生物、化学、环境、地球空间五个实验模块，层次上有预备实验、基础实验、综合实验、自主设计实验四个梯度，时间跨度为大学三年的六个学期。依然保留经典实验，锻炼学生的基本实验技能，如牛顿第二定律的验证、单摆等实验;注重引入科学前沿实验方法，拓宽学生的视野，如流体热物性的高精度测试实验引入了目前最先进的热线法来测试热导率;鼓励学生积极参与科研基本训练，发挥主观能动性，自主设计实验，如学生自主完成的两种醚类物质的热导率测定、基于家居物联网的室内环境调节系统。

五、打破模块结构，重新编写教材

目前国内的大学物理教材版本众多，教材的难度、侧重各有不同，质量参差不齐。考虑到科学教育专业是一个新兴专业，从培养目标出发，直接选用其他版本的教材并不合适，因此在专业建立之初教材建设也同步开始。传统的大学物理教材以力、热、光、电、磁、量子物理为章节模块，其特点是理论推导严谨，前后衔接紧密，知识的逻辑性强［5］，但较少考虑实际应用，物理思想不够连贯，对前沿的物理进展涉及较少。针对这种现状，在编写科学教育专业的大学物理教材时，借鉴国外教材注重物理基本原理以及各模块本质联系的优点，打破原本的章节模块，以物质与时空、运动和相互作用、能量的转化与守恒、波和粒子为主线讲述物理知识，弱化数学推导，注重经典实验的讲解，并加入部分现代物理前沿知识。新编写的大学物理教材分为上下两册，适合126学时的理论教学，在实际使用中，仍可以因地制宜不断修订。六、教学科研相促进，加强教学团队建设组建一支学历结构、职称结构、年龄分布合理的高素质教学团队，是大学物理精品课程建设的前提与关键。［6］目前科学教育专业的大学物理教学团队共有10人，其中在读博士2人，博士8人;职称方面教授1人，副教授6人，讲师3人;年龄均在35—45岁之间，是一支不断进步、锐意创新的团队。团队坚持教学与科研相互促进的原则。在教学中，定期举行公开示范课，中年教师传帮带，与青年教师交流教学方法、及时反馈遇到的问题;团队在带头人领导下，积极申报科研、教研项目，发表学术论文;授课中，教师将自己的科研研究方向适时介绍给学生，并吸收学生参与到项目研究中;在科研实践中，引导学生思考研究问题的物理本质，掌握科学的思维方法。大学物理精品课程在十五年的建设中，始终坚持以学生为主体、以学科团队建设为依托，推进教学理念、方法的探索改革，促进教学与科研的协调发展，取得了有目共睹的优秀成果，获得了师生的广泛好评，为培养复合应用型人才做出了应有的贡献。随着高等教育新纲领的不断出台，大学物理课程建设会在保持原有传统的基础上进一步深化改革。

参考文献:

［1］李荣，尹学爱，刘伟波．基于卓越工程师培养目标的应用型本科大学物理教学改革［J］．物理通报，2016(1):15－16．

［2］张春梅．大学物理优秀课程建设探索［J］．教育与职业，2010(18):109－110．

［3］陈明通，翟秀云．大学物理教学方法与教学手段的探讨［J］．教育探索，2007(12):64－65．

［4］黄媛．科学教育专业“普通化学实验”设计［J］．实验室研究与探索，2009(11):149－152．

［5］张林，范中和，郭建中．我国大学物理教材建设现状分析及改革思路［J］．高等教育研究(成都)，2008(4):82－85．

［6］袁建民，陆彦文，江遴汉．《大学物理》课程建设的思路和成果［J］．高等教育研究学报，2009(4):93－95．

作者:齐海燕 刘 博 杨光敏 单位:长春师范大学物理学院