新时期《大学物理》与《大学物理实验》课程改革浅谈

熊健　袁昌来　许积文　何珍　张小文　薛小刚

【摘 要】自21世纪以来，人类生活不断改善，中国已经进入了发展的新时期，这些无疑与科技创新息息相关。发展是第一要务，人才是第一资源，创新是第一动力。加强创新体系建设，实施教育体制改革，培养大批科技创新人才，关乎到国家的发展和民族的复兴。而大学物理实验及大学物理等基础课是每个理工科院校的必修课，该类课程是自然科学的基础，它的开设为国家培养科技创新人才起着至关重要的作用。如何紧跟时代步伐，实行新时期大学物理及其实验改革，加强实验和理论课融合，提升教育教学质量显得意义非凡。本文旨在探讨改革思路，提供借鉴，推动大学物理及实验改革。

【关键词】《大学物理》;《大学物理实验》;课程融合

中图分类号： G642;O4-4文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）34-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.023

中国已经进入了发展的新时期，信息爆炸、大数据、区块链、5G技术、智能制造等名词已经充斥着新时期的每个角落。科技发展给人类生活带来了多方面的便利[1]。2018年5月，中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上***总书记强调，要牢固确立人才引领发展的战略地位，全面聚集人才，着力夯实创新发展人才基础。这突出了人才对于社会发展及国民经济的影响力。大学是培养创新人才的重要基地，本科教育决定着人才培养的质量。物理科学是一切自然科学的基础，它是解释一切自然现象的理论基础，很多发明创新都是以物理科学为基础开展的，例如：原子弹、高铁、手机通讯、电脑等。物理学科对于人类文明的进步起着非常重要的作用。同时物理学科还有利于人类逻辑、空间几何、时间空间等思维潜力的开发与培养。很多学科的专业知识也均与物理密切相关，比如：材料科学工程与基础中的力学、热学;通讯工程中的电磁场与电磁波;生物工程中的生物物理;航空航天领域中的空间物理等等。纵观全世界，几乎所有的理工科院校都开设了《大学物理》及其实验课程。因此，每个理工科院校本科阶段的《大学物理》及《大学物理实验》教学的改革意义重大。

1 《大学物理》与《大学物理实验》课程改革的背景

在恢复高考后，根据国家工业发展、国防的需要，社会对理工科人才需求尤为迫切。“学好数理化，走遍天下都不怕”这句话被理科老师们简直奉为至理名言，时刻拿来教导学生数理化的重要性。然而，随着社会多元化发展，科技、教育、娱乐、文艺都在蓬勃发展，各行各业都在呈井喷式发展。相比以前，如今对于数理化的重视相对降低。

《大学物理》及《大学物理实验》相对于其他课程来说更强调思维的严密性，逻辑性，缺乏趣味性，要求学生多想、多练才能有所收获，这对于很多学生来说都是一个巨大的挑战。因此，根据笔者们多年的教学观察，《大学物理》成为了很多理工科学生学习路上的最大 “拦路虎”。很多同学经过重修等方式也未能顺利通过考试。除了课程安排的不合理性，多半的原因都是因为学生上课的专注度不足。对于授课教师安排的预习和复习，很少有同学能自觉完成。近年来，智能手机的普及已经让很多年轻人成为低头族，手机的“魅力”已经超过了传统精湛的课堂。有很多老教授上课后不断的责问自己是不是自己上课上的不够好。手机的多媒体功能以及让学生随时随地享受科技带来的趣味性，能让人们不出门就能知天下事，这种科技带来的“魅力”确实让很多年轻人不能自拔。但是这种“魅力”给大学生带来了很多便利的同时也占据了大家的很多宝贵时间，让人沉醉于诸多无效信息之中。

此外，给《大学物理》及《大学物理实验》学习带来屏障的是高中和大学的衔接。在过去的几十年中，高中的物理和大学物理没有做好衔接，高中的诸多教材只考虑高考的重点，而没有注重与大学教材的衔接问题。当然，大学的教材也没有与高中的知识做好衔接。虽然近几年大学老师也参与到高考的试卷出题中，以期加强高中与大学的衔接问题，但是高中物理与大学物理的真正完美衔接还有很长的路要走。同时，很多落后地区的高中孩子由于实验条件的限制，基本没有自己动手做过实验。这些都给他们学习《大学物理》和《大学物理实验》带来了不利因素。

《大学物理》与《大学物理实验》两门课程之间的融合还存在一定的问题[2]。理论与实践应该相辅相成，《大学物理》属于理论课程，学生学习起来会觉得枯燥。《大学物理实验》课程属于实践课程，一般同学都较为感兴趣。但是这两门课程很多学校都作为两门独立的课程单独进行开课。导致很多实践上不能一致。如何让学生通过学习理论知识，然后提出一些物理问题，最后让学生在《大学物理实验》的课程中得到论证，这样形成学生认知上的闭环，对于提升学生学习的兴趣至关重要。

2 《大学物理》与《大学物理实验》课程改革的策略讨论

2.1 开展基础物理及前沿物理的科普展示

大学物理教学中心应该从学生的学习兴趣入手，提升学生对于科学的热爱，激发他们的求知欲与探索欲。学校开设专门的基础物理与前沿物理展示平台，展示一些歷史上经典的物理实验以及介绍基于这些经典物理实验带来的人类认知的改变，比如：比萨斜塔实验，电磁感应实验，陀螺仪，静电实验，托马斯·杨的光干涉试验，傅科钟摆实验等静电物理实验等。同时，我们可以展示一些最新国际重大的物理学科研进展成果，比如：量子反常霍尔效应，量子加密等进展。经典的物理实验可以让同学们了解人类认知世界的过程其实就是一个个物理问题的出现与论证的过程，社会的进步的转折也正是某些物理现象的发现而引发的。物理前沿成果可以让同学们感受科技的魅力及其带来的强大社会效应，让其对科学产生崇拜，愿意投身到科技创新以及大学物理相关课程的学习之中。

2.2 完善《大学物理》与《大学物理实验》慕课的建设

互联网与多媒体已经深入影响到每个人的生活[3]，如何利用互联网与多媒体（如：智能手机）为高校教育教学服务是一个重大课题。慕课（MOOC）的使用给我们大学教学带来了新的活力。利用慕课平台，针对高中与大学衔接做一个知识储备衔接，在大学物理开课时候做1-2节衔接课程，其余衔接知识让学生利用课余时间在网上自行完成，帮助大家做好学习大学物理前的知识储备。建立《大学物理》与《大学物理实验》的课前预习及课后复习的相关慕课建设，针对即将学习的章节，搜罗一些相关的趣闻轶事以及提出相关的物理问题，让同学们带着这些趣闻轶事以及物理问题进入新知识的学习;同时，做一些课后知识梳理以及典型习题讲解，帮助学生做好课后的巩固。当然，针对《大学物理》及《大学物理实验》也建立慕课，弥补大家在课堂上学习的不足。

2.3 精心编制《大学物理实验》教材内容，合理安排课程时间

《大学物理》相关的经典教材有很多，比如：中南大学国家工科物理基础教学基地杨兵初教授主编的《大学物理学》针对工科特性，便于教师教学与学生自学。然而《大学物理实验》相关教材不能很好地适用于不同高校，其主要原因在于大学物理实验室建设存在差异性，有的学校配套的实验设备都有所侧重，比如：电子类学校可能电磁学相关实验偏多;有的工程类学校可能力学实验偏多，同时实验配套的实验人员也不尽相同。所以针对各个高校的情况，结合选择的《大学物理教材》做好相关的实验教材的编写。并且，《大学物理》理论授课教师要与《大学物理实验》授课教师做好交接，不能出现严重超前或是落后的情况。教研室的课时安排也要做好衔接，不能出现理论课和实验课不在一个学期的情况。做到实验和理论课密切配合，让学生的认知形成闭环。

3 总结

以物理科学平台展示为基础，让学生体验科学的价值，感受科技创新的独特魅力，提升学生学习兴趣，激发学生学习动力。通过互联网等现代媒体形式嵌入课程知识衔接、课前预习、课后复习以及弥补课堂学习不足等教学环节，提升学生学习自主性与学习方式多样性。同时做好《大学物理》理论课程与《大学物理实验》课程的有机衔接，让学生能从发现问题到论证问题的过程中体会学习的乐趣，培养学生的爱科学精神、锻炼学生的动手能力。理论课程以及实验课程的教育教学改革，将能够让学生最大限度地掌握物理知识，培养物理思维模式，夯实科技创新基础，增强动手能力。

【参考文献】

[1]罗建平.浅谈3S技术在水利工程测量中的应用[J].江西建材，2016，14：131，134.

[2]郭袁俊，于景侠，霍中生，姚列明，杨宏春.大学物理实验与理论融合教学的探索[J].实验室研究与探索，2019，38（7）;188-190.

[3]王清.重庆轻工业学校远程教学系统设计与实现[D].重庆大学硕士论文，2013.