時間：2022-04-03 23:03:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工科物理論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要】大學物理課是高校實施素質(zhì)教育的一門重要課程。傳統(tǒng)的理工科物理必修課過于強調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”、“應(yīng)用性”，使物理學教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對非理工科學生開設(shè)大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。本文對開設(shè)大學物理選修課的教學目標、教學內(nèi)容、課程體系、教學方式和考核方式進行了分析和探索，有利于高等院校非理工科專業(yè)大學物理教學的實施。
在科學技術(shù)突飛猛進，人類已步入知識爆炸、高科技和信息時代的今天，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展、市場的繁榮，高等教育面臨著如何適應(yīng)社會主義經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的人才需求這一問題，首先是一個轉(zhuǎn)變觀念的問題。過去在教育教學過程中長期形成的一種潛意識的觀念，現(xiàn)在已經(jīng)基本得到澄清，越來越多的人們認識到：大學本科要立足于培養(yǎng)復合型人才，而不是培養(yǎng)專家，本科教育主要是打好科學文化素質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是培養(yǎng)學生自主獲取知識和自我發(fā)展的能力。[1]
物理學是各門自然科學的基礎(chǔ)，其研究問題、解決問題的思想方法適用于一切科學研究。正如偉大的物理學家費曼所言：學習物理學，就是要學習怎樣由未知進到已知的科學求知方法，就是要學習如何嘗試和糾錯，就是要學習一種普遍的自由探索的創(chuàng)造精神。大學物理課是高校實施素質(zhì)教育的一門重要課程。傳統(tǒng)的理工科物理必修課為了培養(yǎng)研究和應(yīng)用型人才，是為理工科學生后續(xù)課程學習打基礎(chǔ)，所以很強調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”、“應(yīng)用性”，并且有統(tǒng)一的教學大綱和采用統(tǒng)一閉卷考試。受此制約，物理學教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對非理工科學生開設(shè)大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。大學物理選修課對體現(xiàn)科學教育與人文教育的融合，特別對提高非理工學生的科學文化素質(zhì)起著重要作用。
一、大學物理選修課教學目標
大學物理選修課程教學內(nèi)容并不是理工科物理教學內(nèi)容的縮減，不能把大學物理選修課程體系當作理工科物理體系的縮影。大學物理選修課的教學目標主要是力圖使學生在有限的時間內(nèi)了解物理學的基本內(nèi)容，即物理學研究的是什么；培養(yǎng)學生獨立探求知識的探索精神；提供當代大學生必不可少的現(xiàn)代觀念和思維方式；開拓視野，讓學生了解物理學前沿；了解現(xiàn)代科學技術(shù)的物理基礎(chǔ)；了解物理學與社會、環(huán)境、能源等方面的關(guān)系，物理對人類社會文明的進步有什么貢獻與影響；了解科學家創(chuàng)造性的工作特點和研究方法，獲得科學方法論的教益與啟迪。
二、教學內(nèi)容和課程體系
針對這一目標，大學物理選修課的教學內(nèi)容和課程體系應(yīng)通過身邊的物理、生活中的物理以及工程技術(shù)中的物理直到最新科學動向(如高溫超導、納米材料、反物質(zhì)世界等)導入物理基礎(chǔ)知識，應(yīng)強調(diào)：
1、定性與半定量，對計算能力要求不高[2]
由于非理工科學生的數(shù)學基礎(chǔ)普遍不高，因此為了讓此類學生對表現(xiàn)物質(zhì)世界的運動規(guī)律有明確直認識，應(yīng)采取定性、半定量及適度的定量方法來闡述物理學的概念、理論和規(guī)律。注重教學內(nèi)容中的語言描述，降低物理學科中的定量要求，給出清晰的和較寬闊的物理圖像、科學觀點和思維方法，并注意將研究方法、思維方法滲透其中，以使學生既學到知識又領(lǐng)會了方法。[1]
2、增加物理學史的講授，幫助學生正確理解物理原理和物理概念
每一個物理概念、每一條物理定律的形成都離不開當時的歷史條件，都少不了物理學家的科學思想的邏輯發(fā)展和歷史行程。回顧這些物理概念、物理定律的逐漸建立的歷史過程，可幫助學生正確理解概念的內(nèi)涵，正確運用物理定律來解決實際問題。
3、從哲學角度考察物理學的思想根基古代物理學的理論形態(tài)實質(zhì)上是自然哲學，它是未分化的包羅萬象的知識體系，把自然界當做一個整體而從總的方面來認識它。從16世紀起，自然科學開始從哲學中分化出來，物理學開始了它的近展時期。作為科學的世界觀和方法論，辯證唯物主義哲學在物理學研究過程中發(fā)揮著重要的作用。辨證唯物論認為，世界上一切客觀的東西都是永恒的運動和變化的，它從不把自身的理論當做一部不變結(jié)論的匯集，而看做是同樣必然地要不斷發(fā)展變化的斗爭。這樣的思想貫穿在物理學里，如：物理規(guī)律是普適的、場是運動變化著的、物質(zhì)具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理學方法論
在物理學的發(fā)展過程中，無數(shù)物理學家對物質(zhì)世界的物理現(xiàn)象和事實進行科學實驗和科學思維，在建立物理概念、揭示物理規(guī)律的同時，逐漸形成了一整套研究物理學的科學思想和科學方法，從而產(chǎn)生了物理學方法論的科學。物理學的方法論是介于哲學原理和物理學理論之間，對物理學探索和物理學理論的建立和發(fā)展起指導作用的普適原理。課程中應(yīng)向?qū)W生介紹研究物理學的行之有效的科學方法，如觀察和實驗、科學的抽象、理想實驗的方法、類比的方法、假說和模型的方法、歸納和演繹相結(jié)合的方法、數(shù)學公理化的方法等等，培養(yǎng)學生多維化、系統(tǒng)化和信息化的科學思維方式。
5、內(nèi)容廣而新
覆蓋面要廣，除了介紹物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用，更要闡明物理規(guī)律之間的相互聯(lián)系、物理學與其它學科的交叉發(fā)展和物理規(guī)律在生產(chǎn)實踐、生活實際和科技革命中所起的重要作用。當今世界科學技術(shù)迅猛發(fā)展，信息量擴大，知識更新速度快。物理學在近生了重大革命，出現(xiàn)了許多新的技術(shù)科學，并在實踐中獲得了重要應(yīng)用。因此課程要充分體現(xiàn)近代物理學的內(nèi)容以及當今某些物理前沿內(nèi)容及其重大應(yīng)用，以便學生對最新的物理學理論、應(yīng)用及科技發(fā)展動態(tài)有一個全面的了解，這對學生的知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)來說，是十分必要的。三、教學方式與考核方式
1、教學方式
大學物理選修課不是進行系統(tǒng)的物理學理論知識學習與研究，而是從欣賞的角度，以科普的形式，力求輕松、有趣，側(cè)重身邊物理、生活中的物理及趣味物理，以消除學生的恐懼心理，這樣學生漸入狀態(tài)，學習的興趣和主動性會被激發(fā)和調(diào)動起來。在教學安排上，可以不強求系統(tǒng)性，不嚴格遵循物理學發(fā)展的順序，而是根據(jù)一些起源于物理學、現(xiàn)在已滲透到各學科甚至人文學科的概念、方法和技術(shù)開設(shè)若干專題講座，如航天技術(shù)、能源技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學、物理學在醫(yī)學中的應(yīng)用、地球系統(tǒng)、環(huán)境科學等。[3]
大學物理選修課的主要對象是非理工科學生，不需要講授繁瑣的理論推導過程，故傳統(tǒng)的“邊板書、邊講授”的方法不適用，而應(yīng)盡量多地采用多媒體教學手段[4]。教師要花費大量時間學習和閱讀文獻，收集和制作課件、圖片、flas、音像影視資料，做到音像圖文并茂、生動直觀、引人入勝地傳遞教學信息，以便取得較好的教學效果。
2、考核方式
與強調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”的理工科物理不同，大學物理選修課可以不采用解題、統(tǒng)一閉卷考試的方式來考核學生的學習情況，而可以采取多元化的考核方式：讓學生查找文獻撰寫專題論文；撰寫讀書報告、課程心得體會；由學生獨立完成演示實驗或自我設(shè)計探索性實驗；甚至分組研討某些物理問題或口試答辯等等[5]。
物理學是研究自然界最普遍規(guī)律的科學和最成熟的自然科學。當今世界科學技術(shù)以前所未有的速度發(fā)展，不同學科、不同專業(yè)領(lǐng)域相互交叉、相互滲透和相互融合的趨勢更加明顯。這要求課程結(jié)構(gòu)要趨向綜合化，文理要相互滲透。開設(shè)大學物理選修課可以彌補普通理工科物理教育的不足，對非理工科學生融合自然科學與人文科學的知識結(jié)構(gòu)具有啟迪思維、萌生感悟、提供思想方法、樹立創(chuàng)新精神和提高科學文化素質(zhì)的促進作用。【參考文獻】
[1]徐婕，詹士昌，楊建宋.加強文科專業(yè)學生的科學素質(zhì)教育[J].浙江工業(yè)大學學報(社會科學版)，2005，4(2):180-184.
[2]周雨青.東南大學文科物理教學改革的反思[J].高等工程教育研究，2000(2):89-92.
[3]何曉燕，陳小鳳，李俠.大學文科學生物理通識教育問題探析[J].成都理工大學學報(社會科學版)，2006，14(4):95-97.
具體地說，我校“大學物理”課程由必修和選修兩塊教學內(nèi)容組成，在教學實踐中實現(xiàn)整體優(yōu)化．由于課時所限，“工科物理”必須在保證基本要求的前提下，精簡學時，為后續(xù)選修課程騰出教學時間．我們利用多媒體教學手段提高課堂效率，課時由128學時調(diào)整為112學時．必修課后，同學根據(jù)專業(yè)需要和自身興趣，必須任選至少一門后續(xù)選修課程，同時計入公選課學分．多年來，經(jīng)過凝練內(nèi)容，總結(jié)經(jīng)驗，漸進實施，已經(jīng)形成大學物理Ⅰ（必修課）＋X（選修課）課程方案．首先，注重主干課程“工科物理”的建設(shè)．1996年起，以“教學內(nèi)容現(xiàn)代化”和“教學手段改革”為核心，圍繞教材、資源、方法、效果等要素，博采眾長，持續(xù)發(fā)展．我們整體優(yōu)化教學內(nèi)容，出版了適應(yīng)教改要求的“十一五”國家級規(guī)劃教材《工科物理教程》；倡導多媒體綜合教學手段，1998年率先完成的大學物理電子教案在國內(nèi)有一定的示范影響；加強輔助學習條件建設(shè)，組織編寫了《大學物理綜合練習》等資料，建設(shè)了內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)學習平臺．總之，對“工科物理”成熟的課程模式，我們博采眾家之所長，以資源建設(shè)為先導，教學內(nèi)容和手段現(xiàn)代化為核心，深化課程內(nèi)涵建設(shè)，成果豐富，分別于2004年和2000年獲江蘇省高等教育教學成果一、二等獎．其次，2005年以來，以素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，進一步強化系列課程建設(shè)，融合創(chuàng)新，力創(chuàng)自我之特色．新的課程體系教學內(nèi)容包含現(xiàn)代物理知識、科學藝術(shù)交融、高新技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新實驗探究等．教學手段廣泛采用多媒體技術(shù)，所有課程都開發(fā)了多媒體電子教案，建立了網(wǎng)絡(luò)學習平臺，教學資源豐富．同時，針對不同課程的教學內(nèi)容，探索以研究型教學為核心的多樣化教學方法．目前，“物理與藝術(shù)”已成為國家精品課程，并于2012年分別被遴選為國家精品視頻公開課和國家精品資源共享課；“工科物理”和“近代物理與高新技術(shù)”已建設(shè)成省級精品課程．系列課程建設(shè)成果于2011年獲江蘇省高等教育教學成果特等獎；2014年獲國家級教學成果一等獎．
2文理交融培養(yǎng)素質(zhì)
科學教育與人文教育相互融合有利于高素質(zhì)的人才培養(yǎng)，物理教學在這方面有獨特的優(yōu)勢，并發(fā)揮著重要作用．新的課程體系建設(shè)體現(xiàn)了文理交融、科藝相濟的先進教育理念．首先，從2005年開始，經(jīng)過深入的調(diào)研和大量的素材積累，我們在全國率先開設(shè)了“物理與藝術(shù)”選修課，教學內(nèi)容主要是以藝術(shù)家和物理學家相互平行的視角，闡述人們對宇宙圖像的建立過程和理解；對物質(zhì)運動的基本形式的認識；分析比較他們在創(chuàng)新意識和思維方法上的共同點，以達到對學生進行科學與人文素質(zhì)培養(yǎng)和提高創(chuàng)新思維能力之目的．經(jīng)過近10年的教學實踐，已經(jīng)構(gòu)成完整的課程教學體系，主要包括：自然哲學到物理學與繪畫的開端；喬托的“透視”與伽利略的“參照系”；牛頓與達•芬奇；現(xiàn)代科學革命與現(xiàn)代美術(shù)革命；光與色彩的意義；空間的意義與立體主義畫派；時間的意義與未來主義和超現(xiàn)實主義畫派；量子風云與抽象主義藝術(shù)；宇宙與人文；對稱與不對稱；混沌和分形與抽象表現(xiàn)主義畫派；東方的藝術(shù)之道與西方的科學之道等．簡而言之，我們追尋著物理和藝術(shù)的發(fā)展歷史，探討它們之間的相互聯(lián)系，教學的重點就在于揭示它們發(fā)展的每一次重大革命中的創(chuàng)新點．“物理與藝術(shù)”課程建設(shè)是一個符合現(xiàn)代教育理念，具有重要創(chuàng)新思想，在國內(nèi)率先完成，并取得優(yōu)秀教學實踐效果和師生廣泛贊譽的教學成果．由李政道先生親題書名，楊叔子院士作序的“十一五”國家級規(guī)劃教材《物理與藝術(shù)》（附課件光盤）出版后，在物理教育界產(chǎn)生重要影響，2012年被評為國家級精品教材．其次，開設(shè)的“文化物理”面向全校各專業(yè)學生（包括文科類），文理兼濟，特色鮮明．課程采取“案例”式教學，追尋物理學歷史發(fā)展脈絡(luò)，通過分析物理學重大發(fā)現(xiàn)的社會背景和深刻影響，凝練出科學文化與人文文化相融合的教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生對自然世界（宇宙）的情感、科學研究的態(tài)度、創(chuàng)新性的思維方式和崇尚人文科學精神的價值取向．國家級“十二五”規(guī)劃教材《文化物理》特色鮮明，全書不依靠數(shù)學公式，而是以科學意義的圖片代替方程，科學內(nèi)涵的圖景理解概念．用簡潔的語言和發(fā)人深省的科學故事，在科學文化的視野下，鼓勵學生欣賞物理學和體味蘊涵其中的深刻思想．
3聯(lián)系前沿激發(fā)創(chuàng)新
為了適應(yīng)科技發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，進行工科物理教學內(nèi)容現(xiàn)代化改革成為共識．自2000年起，我們以現(xiàn)代教育思想為指導，以近代物理的基本思想、基本方法及其在高新技術(shù)中的應(yīng)用為主線，針對不同專業(yè)學生，開設(shè)了“近代物理與高新技術(shù)”課程．在面向航空主機類專業(yè)的“近代物理與高新技術(shù)Ⅰ”課程的教學中，我們將激光武器、紅外探測與隱身、巨磁阻材料、清潔能源等方面的發(fā)展和成果介紹給學生，并且注意本校學生的專業(yè)方向特點．教學中結(jié)合航空航天方面的高新技術(shù)發(fā)展的事例，引起了同學們的極大興趣，如高能激光、激光制導、激光推進，飛機和火箭等飛行器的紅外輻射特征及其隱身技術(shù)等，使課程既具有強烈的時代氣息，又具有航空航天特色．在面向電子信息技術(shù)類“近代物理與高新技術(shù)Ⅱ”課程教學中，我們注意加強半導體物理與微電子技術(shù)的教學，并將最新的微電子制備技術(shù)和測試分析技術(shù)介紹給學生．
在開展課程教學過程中，根據(jù)教學對象為大二、大三學生的特點，我們認真分析研究了他們已接受的數(shù)學、物理等方面課程學習的情況，精心編寫出版了《近代物理與高新技術(shù)》教材．全書從學生的實際出發(fā)，實施因材施教，注意不過多地涉及高深理論和技術(shù)細節(jié)，不強調(diào)理論的系統(tǒng)性和完備性，力求采用普通物理學的教學方法（即所謂的“普物化”）完成近代物理的教學．在內(nèi)容處理上，適當鋪墊一些理論過程，既有一定的深入又不至于太難，又要淺出又不流于膚淺，使課程教學的深度、廣度、進度適合學生的知識水平和接受能力，使學生初步了解近代物理學和高新技術(shù)中的基本概念和方法、近代物理對高新技術(shù)的作用、當代高新技術(shù)的發(fā)展等，培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為學生適應(yīng)科學技術(shù)飛速發(fā)展打下基礎(chǔ)．在課程現(xiàn)代化建設(shè)中，我們認識到近代物理實驗可以培養(yǎng)學生運用近代物理的基本原理、基本方法的能力，初步掌握近代物理和高新技術(shù)中的一些基本實驗方法和技術(shù)手段．因此，我校利用“211工程”項目建設(shè)了近代物理實驗室，面向工科專業(yè)的學生開設(shè)了“拓展性近代物理實驗”課程．在原子核物理、原子物理、低溫物理、磁共振技術(shù)、微波技術(shù)、譜線分析、相對論、光信息處理、光纖通信等方面建立起基本的實驗手段，為適應(yīng)培養(yǎng)新世紀高科技人才的要求提供了基本的實驗平臺．我們積極探索研究型實驗教學新模式．在形式上，不是要求學生簡單地重復或驗證實驗現(xiàn)象，而是組織若干個圍繞某一專題的物理實驗，比如，“STM實驗與納米技術(shù)”“狹義相對論和核物理技術(shù)”“光學信息處理技術(shù)”等8個專題性實驗，要求學生課前查找資料，自學專題實驗涉及的知識內(nèi)容，然后自己動手，觀察和驗證現(xiàn)象，以科研訓練方式完成實驗，最終形成論文式的實驗報告．課程教學對培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)，形成現(xiàn)代自然觀和提高創(chuàng)新能力有顯著的作用．我們以“特色化、精品化、現(xiàn)代化”的設(shè)計思想建設(shè)了一個“物理演示與探究實驗室”，并開設(shè)“物理演示與探究”選修課程．
一方面，購置各類原理性演示實驗，以配合大學物理課堂教學；更為重要的是，我們貫徹科研與教學相互融合的先進理念，把本校若干項重要的科研成果中的物理原理提煉出來，在相關(guān)專家指導下，設(shè)計開發(fā)物理與科研相互結(jié)合的演示儀器，并通過申請校內(nèi)“大學生科研訓練計劃”資助，鼓勵有興趣的學生參與完成．這一過程性、研究型教育的設(shè)計思想和實踐，不僅激發(fā)學生學習物理的興趣，而且使他們體會到物理知識對他們今后專業(yè)發(fā)展的重要性．目前，整個實驗室建設(shè)和特色演示實驗儀器的研制已經(jīng)形成一個由學生參與，不斷發(fā)展、不斷積累和不斷完善的學習過程．近代物理實驗和演示實驗向所有選課學生開放．近幾年來，學生參與研制的實驗作品60余臺，26次獲國家或省級創(chuàng)新競賽獎．其中，“大場景360°環(huán)視動態(tài)顯示系統(tǒng)”“數(shù)字水墻”分別榮獲十二屆和十一屆“挑戰(zhàn)杯”競賽一等獎；“旋轉(zhuǎn)磁場演示儀”獲全國高校物理演示教學儀器獎；還有20余項成果在江蘇省高校大學生物理及實驗科技作品創(chuàng)新競賽中獲獎．
4實踐應(yīng)用影響廣泛
教學內(nèi)容的拓展和課程模式的變革是我們課程改革的核心內(nèi)容．首先對選修課的設(shè)置和教學內(nèi)容，根據(jù)教學實踐不斷調(diào)整、完善，最終形成目前成熟的課程群．其次我們綜合運用課堂教學、探究實驗、網(wǎng)絡(luò)平臺、開放課題等不同教學媒介，形成開放的、動態(tài)的、個性化的學習過程．針對不同課程特點，實現(xiàn)了由單一的物理知識學習模式向多元化、混合型學習模式的轉(zhuǎn)變（見圖2）．特別強調(diào)指出，我們的傳統(tǒng)“工科物理”主干課程，和后續(xù)系列課程不是割裂的，而是相互促進，協(xié)同發(fā)展．后續(xù)系列課程的建設(shè)成果不斷融入到工科物理的教學中，反哺工科物理的教學改革，使得整個大學物理教學充滿活力．這種由單一的物理知識教育向提高素質(zhì)、培混合型課程群養(yǎng)創(chuàng)新能力轉(zhuǎn)變的教學體系，激發(fā)了學生的學習積極性，不少同學選修2門以上的課程．
[關(guān)鍵詞]理論物理；課程群：教學改革；精品課程
[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）12-0123-03 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.12.024
一、引言
理論物理是從理論上探索自然界未知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運動和相互作用的基本規(guī)律的學科。理論物理的研究領(lǐng)域主要有宇宙學、粒子物理與原子核物理、凝聚態(tài)物理、統(tǒng)計物理等，幾乎包括了物理學所有分支的基本理論問題。我院理論物理課程群包括《理論力學》、《電動力學》、《熱力學和統(tǒng)計物理》、《量子力學》、《數(shù)學物理方法》和《固體物理》六門主干課程，它們多數(shù)是物理學、應(yīng)用物理、光信息、微電子、新能源和材料學等理工專業(yè)的重要必修課程。通過本課程群的學習和訓練，可以培養(yǎng)學生具有扎實數(shù)理基礎(chǔ)、良好科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，掌握物理學的基本理論和方法，獲得相應(yīng)的科學思維和基礎(chǔ)訓練，為理論物理、凝聚態(tài)物理、材料科學、電子科學、計算機等科學和技術(shù)領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新人才和高級專門人才。
雖然我校理論物理各門課程的教學改革取得了一些很多成果，但是理論物理教學系統(tǒng)改革研究相對較少，較多為單一學科、某些方面的研究。為適應(yīng)當代科技發(fā)展和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)人才的需求，有一些共性和新出現(xiàn)的問題，需要系統(tǒng)的研究和解決。這些問題這主要表現(xiàn)在：
（1）傳統(tǒng)思維定勢的影響：認為理論物理課程需要的基礎(chǔ)知識多、理論性強，部分學生認為課程枯燥、難學是正常的，沒有從學生的認知準備和心理準備出發(fā)解決這一問題；
（2）由于是集中教學，課程內(nèi)容又是理論課，教學中不同程度存在著重理論、輕實踐，重共性、輕個性等問題，各課程任課教師之間也沒有很多交流；
（3）由于微電子、材料學和新能源是近幾年新上的專業(yè)，教學大綱和教學內(nèi)容沒有很好體現(xiàn)這些專業(yè)的需求，沒有有效地聯(lián)系當代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，教學方法不能完全適應(yīng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。
如何以專業(yè)和就業(yè)為導向，針對理工科的不同特點，深化教學內(nèi)容改革，既培養(yǎng)培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強的研究型人才，又培養(yǎng)基礎(chǔ)深厚、了解產(chǎn)業(yè)特點、符合高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才，是理論物理教學研究面臨的重要課題。本研究在多年跟蹤問卷的基礎(chǔ)上，重新梳理和設(shè)計理論物理的每門課程，提出“點面體”三個層面的教學改革模式。并在此基礎(chǔ)上，實踐和完善了這一改革體系，取得了較好的教學效果。
二、跟蹤問卷調(diào)查的部分結(jié)果
自2011年起，我們連續(xù)三年對學院各專業(yè)的同學進行過《理論物理學習問卷調(diào)查》，共有1200多人次同學參加，針對各專業(yè)和前一年的問卷結(jié)果，問卷形式、內(nèi)容和側(cè)重點也不盡相同，得到了許多翔實的意見和建議。比較一般性的問題有：
（1）大部分同學們覺得學習理論物理概念抽象，難以理解。2013年針對哪些課程的學習難度較大的調(diào)查，涉及5個專業(yè)，數(shù)學基礎(chǔ)、普通物理、理論物理等，有效問卷486份。可見，相對于其他課程，學生普遍感到理論物理課程較難。
（2）有關(guān)“覺得課程難度較大原因”的調(diào)查結(jié)果顯示：23.3%認為概念和原理太抽象，28.6%認為公式條件或范圍搞不清，22.6%認為數(shù)學解題能力不行，15.6%認為，老師上課內(nèi)容基本聽不懂，32.5%認為老師講解能聽懂，但作業(yè)不能獨立完成。由此可見學生覺得學習理論物理課程難，原因很多，除了學習興趣，集中反映的問題還有自己的認知水平和學習方法等方面。2013年的調(diào)查結(jié)果現(xiàn)實，較多同學即使聽懂了基本概念和公式，接近三分之一的同學也不能獨立解題。有的同學雖然理解公式和規(guī)律，但仍需老師講解才能夠完成解題過程，這在《電動力學》和《量子力學》等分項問卷中，也得到了驗證。
（3）《數(shù)學物理方法》這門課程是理論物理的基礎(chǔ)課，但對于所有專業(yè)的學生來說基本都是難點，這在表一中就可以看出。雖然學生對于該門課程老師們的教授風格非常認可，但很多學生不能理解這門課程的用處，也難于把握學科的主要知識點，2012年調(diào)查結(jié)果顯示：有關(guān)“《數(shù)理方法》難度較大原因”的調(diào)查顯示，30.2%認為自己數(shù)學基礎(chǔ)不扎實，53.1%認為課程知識本身很難，51.7%學生認為數(shù)學問題解法多種但不知其目的，41.9%認為不知數(shù)學方程對應(yīng)的物理問題。（問卷涉及5個專業(yè)，有效問卷360份），2013年的問卷調(diào)查也是類似的結(jié)果。
（4）每個專業(yè)的同學，均有甚至一半以上的學生，不看理論相關(guān)的書籍和文章，只是在考前才看書。在完成作業(yè)的方式上，學生多參考同學作業(yè)或參考答案，如何能夠使學生自覺性學習、更好理解課本知識，并靈活的運用到解題和未來科學研究中，成為值得教學中深思和改變的問題。
（5）學院所設(shè)專業(yè)中，除了新能源專業(yè)，多數(shù)同學并非第一志愿報考，這說明很多學生對于大學選擇專業(yè)上，不了解未來自己專業(yè)的發(fā)展方向，而且對于相對理論物理課程的學習有一定的懼怕心理。調(diào)劑過來的同學中，需要經(jīng)過一段時間的專業(yè)了解和學習，才有可能對自己的專業(yè)感興趣，進而對理論物理產(chǎn)生興趣。
（6）基本上每個專業(yè)有考研意向的同學都在一半以上，并且絕大多數(shù)人希望考取專業(yè)相關(guān)方向的研究生，希望理論物理改革能與專業(yè)學習和考研結(jié)合起來。
問卷調(diào)查中還有其他很多有意義的結(jié)論。如，（1）從學生學習層面分析，有些同學沒有充分了解學習理論物理的重要性，不能對自己的學習給以準確的定位；雖然一些學生的學習的動機和態(tài)度都很好，但自己制定計劃不能很好地完成，說明自我控制能力需要加強；學生在學習理論物理的認知準備方面做的不充足或?qū)W習方法不恰當時，會給后續(xù)的學習帶來較大的困擾。（2）對于具體課堂教學，學生們希望老師增加課外相關(guān)知識的講解，以豐富課堂內(nèi)容。如生活中的物理、現(xiàn)在物理動向、物理高新科技成果、物理學史等方面的內(nèi)容，提高學生課堂學習的積極性，進而增加同學們對課程的積極性；老師不要一味講解，可以采用模型進行教學，或運用動畫模擬相關(guān)內(nèi)容；多講習題，尤其是解題的思路和方法；增加課外實驗，培養(yǎng)學生的動手能力和實際處理問題的能力可以增加師生互動環(huán)節(jié)，組織課外研究小組等等。這些都對深化理論物理課程群教學改革有著重要的參考意義。
三、“點面體”結(jié)合的教學改革
理論物理課程群的改革，首先要理順課程群的層次：《數(shù)理方法》以《高等數(shù)學》為基礎(chǔ)，它又是其他理論物理課的基礎(chǔ)：理論物理中的四大力學分別以普通物理的《力學》、《熱學》、《電磁學》、《光學》和《原子物理》五門課程為基礎(chǔ)，也是學習《固體物理》，以及《高等量子力學》和《量子電動力學》等研究生課程的基礎(chǔ)，而且它們在不同專業(yè)中的地位和作用是不同的，所講授的內(nèi)容也有所不同。而這些課程的層次和內(nèi)容關(guān)聯(lián)，決定著學生認知結(jié)構(gòu)的層次和關(guān)聯(lián)，需要在教學中認真分析和準備。
更重要的是，要深化理論物理教學改革，必須以促進人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會需要作為衡量教育質(zhì)量的為標準，堅持“全面發(fā)展、彰顯個性、人人成才、服務(wù)社會”的培養(yǎng)思路，進行創(chuàng)新人才和應(yīng)用型為人才主導的培養(yǎng)模式改革。所以，我們將理論物理課程群的改革，按照每一課程從知識點和教學點剖析，進而在課程層面將其教學改革系統(tǒng)化，最終進一步密切各課程銜接，實現(xiàn)理論物理課程群的立體化改革。主要做法如下：
1.點的方面改革，是理論物理課程群改革的著力點和基礎(chǔ)，需要做大量細致的工作。具體說：（1）不斷根據(jù)專業(yè)特點和培養(yǎng)人才需要，分析和調(diào)整各學科的教學知識點和掌握標準，進而全面修訂各學科的教學大綱和各專業(yè)的教學計劃；（2）為讓教師掌握講課要點和學生特點，大面積開展微課練習和公開課觀摩分析，提高教師教學的基本功；（3）通過課堂教學，以及輔導員和專業(yè)班主任，盡量了解學生個體的不同差異，以便因材施教，彌補集中教學的不足。
2.課程層面的改革。包括主要兩方面的內(nèi)容：（1）主要是針對課程和專業(yè)特點，根據(jù)不同的教學要求，系統(tǒng)完善教學內(nèi)容，并通過課程作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)教學、專題講座和創(chuàng)新實驗等多種形式，將這一課程教學改革系統(tǒng)化；（2）理順課程群中各學科的內(nèi)在聯(lián)系，密切各課程之間銜接，各課程教學改革相互借鑒，以適應(yīng)課程、學生和專業(yè)學科的特點，改善和優(yōu)化教學。
3.體的方面改革。是指“以人為本”完成課程群的改革，按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐、強創(chuàng)新”的原則，以鍛煉學生的獨立思考能力，表達能力、溝通能力、創(chuàng)新能力等為出發(fā)點，立體改革理論物理課程群，使之不僅適應(yīng)不同專業(yè)特點，更符合學生的成才和發(fā)展的需要。它是建立在點面改革基礎(chǔ)上的，具體說有以下幾個方面：
（1）專業(yè)課程模塊化，以適應(yīng)光電產(chǎn)業(yè)、新材料、新能源產(chǎn)業(yè)需求為目的的課程體系改革，設(shè)置專業(yè)基礎(chǔ)必修模塊，以及微電子、光電信息、新能源、材料物理等4個專業(yè)選修課程模塊。每個專業(yè)基礎(chǔ)必修和選修模塊中理論物理課程不同、教授的內(nèi)容也不同；
（2）拓展課堂教學改革，在改善課堂教學的同時，采取課程論文為引導的研究性學習的方式，培養(yǎng)學生獨立思考的能力；所有理論物理課程都上網(wǎng)，以網(wǎng)絡(luò)課程和網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺，拓展和豐富學生的課外學習；
（3）在培養(yǎng)方法上，實行課堂教學與課程論文、創(chuàng)新實驗等研究性學習相結(jié)合，實驗教學與動手能力培養(yǎng)相結(jié)合，技能訓練與企業(yè)實訓相結(jié)合，開闊視野同學術(shù)交流相結(jié)合，創(chuàng)新能力與科學研究相結(jié)合，個性化培養(yǎng)與社會契合度相結(jié)合，在更大視野、更全面地提高學生的培養(yǎng)水平；
（4）評價方式上，卷面考試與課程論文相聯(lián)系，設(shè)計性實驗與基礎(chǔ)性實驗相聯(lián)系，綜合素質(zhì)評價與創(chuàng)新性學分相聯(lián)系，制定學生素質(zhì)評價制度，全面考核學生學業(yè)水平；
（5）在學生培養(yǎng)模式方面，打破現(xiàn)有班級編制，以選拔和個人志愿相結(jié)合的方式，設(shè)置創(chuàng)新人才實驗班、應(yīng)用人才實驗班，采取小班（不超過30人）授課，每個學生都配有一名專業(yè)老師，指導參加創(chuàng)新項目：實驗班的每門理論物理課程都增加了學時，用于專題、探究和課程論文等教學環(huán)節(jié)；對優(yōu)秀學生實行本碩連讀制度等等。
［論文摘要］文章通過對非線性物理在理工科本科教學中的現(xiàn)狀及存在的問題進行了分析，探討了非線性物理的教學改革與實踐，以提高非線性物理的教學質(zhì)量。
非線性物理是大學物理的一個重要組成部分，而大學物理是所有理工科學生必修的一門基礎(chǔ)課程。非線性物理作為非線性科學最基本、最重要的現(xiàn)代知識，它是自然界普遍存在的非線性現(xiàn)象和規(guī)律，是人們對世界認識的提高和發(fā)展。非線性物理知識點跨度大，而且由于我國人才培養(yǎng)目標和教學改革的需要，非線性物理內(nèi)容在大學物理學中占的比例呈增大趨勢。連續(xù)幾年的高校擴大招生計劃的實施，使得高校里理工科學生的素質(zhì)差距拉大，甚至出現(xiàn)整體基礎(chǔ)水平偏低的情況。總之，種種原因，致使學生們在學習非線性物理時倍感吃力，困難重重。為了適應(yīng)我國教學改革的需要和高校學生現(xiàn)狀，有效地解決教學過程中出現(xiàn)的問題，需要對非線性物理的教學方法和教學手段進行改革，以及不斷探索與改進教材建設(shè)、課堂教學安排等。本文通過對目前非線性物理教學現(xiàn)狀的分析和探討，結(jié)合教學改革的實踐，對其中一些問題形成了初步的看法，特此提出，與同行一起商榷。
一、非線性物理教學的現(xiàn)狀
為適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展，使理工科本科生具備深厚理論基礎(chǔ)和開拓創(chuàng)新能力，提高學生的科學素質(zhì)，非線性物理作為大學物理學的重要內(nèi)容，在大學物理學教學改革中，增加或體現(xiàn)非線性物理的內(nèi)容已成為專家學者們的共識。為此，許多專家學者做了積極嘗試，促進了非線性物理教學的發(fā)展，但目前非線性物理教學仍然存在一些問題：
1.在教學安排上，出現(xiàn)“無”或“少”。目前，在新一輪課程內(nèi)容改革中，為了體現(xiàn)實踐性與應(yīng)用性，理工科專業(yè)的大學物理課，學時一減再減，而大學物理學所涉及的內(nèi)容多，給非線性物理學和關(guān)于物理學前沿的講授帶來很大的沖擊。其結(jié)果是造成在教學實踐中有關(guān)非線性物理學和物理學前沿的知識少講或不講。
2.在內(nèi)容介紹上，出現(xiàn)“一多、三少”。在許多教材中，介紹非線性物理現(xiàn)象多，這得益于自然界的本質(zhì)和典型的特征是非線性的。混沌作為非線性物理的一部分，則是一切對初值敏感的非線性系統(tǒng)共有的特征和行為，費根鮑姆常數(shù)是混沌具有普適性的標志。混沌運動作為自然界中一種典型的運動形式，有著自己的規(guī)律和特征，有別于線性的規(guī)則運動和統(tǒng)計系統(tǒng)的隨機運動，有著自己的規(guī)律和特征，非線性物理理論也因此具有一套獨立的、全新的思想、語言、概念及方法。為此，目前，在非線性物理內(nèi)容講授上，有關(guān)非線性物理現(xiàn)象的介紹，特別是有關(guān)混沌的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展以及混沌基本理論的部分多。
介紹非線性物理控制的內(nèi)容少。非線性物理控制——混沌控制與同步，經(jīng)過十幾年的研究與發(fā)展，建立了眾多的控制方法，其中一些在實際應(yīng)用中已取得顯著的效果。但是，由于它沒有典型控制理論的成熟理論體系和既定的方法與控制模式，再加上所需的數(shù)學工具深奧、繁雜，講授所用的時間多，學生難理解等，因此，在教學實踐中就出現(xiàn)了對于這部分內(nèi)容講授少或避而不談的現(xiàn)象，使得一部分學生只知道自然界中存在非線性物理現(xiàn)象，而不了解非線性物理現(xiàn)象還可以控制與同步，形成“非線性就是無益”或“非線性等同于混亂”的不好理念。
介紹非線性物理的應(yīng)用少。研究非線性物理的目的就是利用它為人類服務(wù)，但這些非線性物理應(yīng)用技術(shù)還處于實驗室階段，沒有形成相應(yīng)的產(chǎn)品，這就給介紹非線性物理應(yīng)用帶來極大的困難，因此，出現(xiàn)少講授非線性物理應(yīng)用或不講的現(xiàn)象。
非線性物理現(xiàn)象課堂教學的演示少。非線性物理控制理論研究的對象是非線性復雜系統(tǒng)，而描述非線性系統(tǒng)的數(shù)學工具是非線性方程，即研究非線性物理及高深的數(shù)學新概念。在非線性物理教學中，難以用實物實驗來進行教學演示，加上講授課時的限制，往往非線性物理現(xiàn)象課堂教學演示就被忽略了。
3.教材建設(shè)滯后。對眾多非線性物理教材研究分析后我們發(fā)現(xiàn)，當前很難找到一本較適合本科用的非線性物理教學專用的專門教材，更不用說理工科專用的教材了。目前，非線性物理內(nèi)容往往只是作為一小部分編入大學物理學教材中，且居從屬地位。通過對理工科大學物理教材的學習和比較分析發(fā)現(xiàn)：一部分教材沒有把非線性物理作為大學物理學的一部分放入教材中；另一部分教材，僅僅把非線性物理作為一種科普性質(zhì)的課后閱讀材料納入教材中。從目前非線性物理教材的建設(shè)看，不利于非線性物理的教學、普及，也不利于該學科的發(fā)展。
4.在非線性物理實驗教學中，出現(xiàn)“無”或“仿”。物理學是一門實驗科學，非線性物理實驗教學的目的不僅是讓學生掌握科學實驗的基本知識、方法和技能，更重要的是使學生可以觸摸到這個非線性科學的重要分支，讓學生了解這一“確定性和不確定性統(tǒng)一”的現(xiàn)象，理解非線性物理等混沌的內(nèi)涵，激發(fā)學生學習非線性物理的興趣，使之知非線性物理、知混沌，并使用它來解決工作生活中的問題。由于非線性物理實驗，特別是非線性物理實物實驗對實驗條件要求特別苛刻，而且市場上的非線性物理成套儀器較少，因此，一些本科院校大學物理實驗教學中，沒有非線性物理實驗，使學生無法驗證非線性物理存在的真?zhèn)危劜簧侠斫夥蔷€性物理的特征。更多的院校是利用EDA軟件開出了仿真實驗，這雖有助于學生對非線性物理現(xiàn)象的了解，但這種了解也只是停留在計算機顯示器上而已。
二、非線性物理教學的思考與實踐
為培養(yǎng)高級科學技術(shù)人才，參與國際競爭，適應(yīng)新世紀對人才的需求，在大學物理中增加非線性物理內(nèi)容，是已形成共識的符合學科發(fā)展需要的必然趨勢，更高層次地講授非線性物理是大學物理學課程應(yīng)盡的義務(wù)和職責，也是大學生科學素質(zhì)養(yǎng)成的客觀需要。但是，從以上非線性物理教學現(xiàn)狀分析來看，非線性物理教學仍是一個需要不斷完善與加強的過程。根據(jù)多年的教學經(jīng)驗和研究結(jié)果，筆者認為，要改變當前非線性物理教學中存在的問題，要做到以下幾點：
1.重視非線性物理教材建設(shè)。非線性物理教學的開展，最基本的參考材料就是教材。教材是教學內(nèi)容和教學方法的載體，是教學的基本工具，是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)和方向。課堂教學過程是一個互動的過程，是將教師傳授知識、思想、方法與學生的分析、歸納、抽象等各方面能力的訓練進行整合的過程。要把混沌的基本內(nèi)容、基本規(guī)律、思想方法傳授給學生，沒有適合的教材做基礎(chǔ)，是難以實現(xiàn)的。同時，有了教材，基礎(chǔ)較好、能力強、感興趣的學生可以在課余時間進行深入的學習和研究。因此，建設(shè)一批適合各種層次需要，特別是適合理工科本科需要的非線性物理學教材，是推動非線性物理學科教學與發(fā)展的關(guān)鍵，也是推動非線性物理在各方面應(yīng)用的關(guān)鍵。
如果是受篇幅所限或因處于起步階段，非線性物理沒有被絕大多數(shù)學生所接受，則可以在大學物理學教材中，單獨安排一章非線性物理內(nèi)容，以實現(xiàn)非線性物理逐步受到重視，被更多的學生所認識、理解并掌握之目的。 轉(zhuǎn)貼于 2.對非線性物理教學內(nèi)容編排精簡到位。非線性物理作為一門學科，具有其基本原理、基本規(guī)律和思想方法，它的生存、發(fā)展依賴于生產(chǎn)生活和社會的需求，依賴于服務(wù)社會的質(zhì)量。非線性物理正是人們認識自然界發(fā)展的結(jié)果，也正是因為它具有廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的潛在價值而引起人們的關(guān)注。從理工科學生實際出發(fā)，非線性物理教學內(nèi)容安排上應(yīng)少而精，注重非線性物理應(yīng)用內(nèi)容的安排，繁雜的數(shù)學工具介紹要進行刪減，適量即可。
3.引入計算機仿真技術(shù)。在教學上多應(yīng)用優(yōu)秀數(shù)學工具軟件Matlab和EDA仿真軟件，對非線性物理現(xiàn)象及混沌控制與同步內(nèi)容進行模擬和仿真，并在課堂教學中演示。例如，用Matlab模擬經(jīng)典非線性物理模型Lorenz系統(tǒng)、Chen系統(tǒng)等，讓學生真正感受到“確定性系統(tǒng)存在不確定性”“蝴蝶效應(yīng)”等非線性物理的特征；用EDA軟件，如Multisim仿真Chua電路、Liu系統(tǒng)的同步控制及應(yīng)用實現(xiàn)等，體現(xiàn)非線性物理系統(tǒng)的應(yīng)用性、可控制性、電路可實現(xiàn)性。同時，為了吸引學生，進一步提高學生學習非線性物理及混沌的濃厚興趣，要求并指導學生在課外進行相應(yīng)的模擬與仿真。這樣，學生既學到了計算機仿真技術(shù)，又親身體驗了展示非線性物理現(xiàn)象的過程，充分體現(xiàn)了以學生為主體的教學原則，收效甚佳。
4.以選修課形式獨立開設(shè)非線性物理。非線性物理以獨立形式開課，在教學上形成一種既定的認識——非線性物理是一門獨立的學科。開課的課時可以根據(jù)不同學科、不同專業(yè)，進行適當安排。我們在理科類專業(yè)開出“非線性物理學導論”選修課，為51學時；工科類專業(yè)開出34學時的選修課。選該課的學生較多，收到了很好的教學效果。
5.非線性物理實驗教學應(yīng)以仿真為主、實物實驗為輔。非線性物理實驗本身對實驗要求高，運用傳統(tǒng)的實驗設(shè)備，教師會遇到一些難題：市場上成套非線性物理實驗儀器少，即使有也只是經(jīng)典現(xiàn)象演示儀，沒有非線性物理控制與同步及應(yīng)用方面的實驗儀器，無法滿足實驗的需要；自行制作非線性物理實驗儀器所用元件參數(shù)要求較精確，難以實現(xiàn)；同時，如果所有開出的非線性物理實驗都以實物儀器進行，在教學時間安排上也無法滿足，因此，在教學實踐上一般只開出1～2個非線性物理實物實驗。而利用軟件（如Matlab，Multisim）對非線性物理進行虛擬實驗研究，可以減少實物實驗儀器少所帶來的壓力，提高實驗效率，使實驗不受儀器品種、性能、時間地點的限制；不需搭制錯綜復雜的實物電路，可以對新出現(xiàn)的非線性物理模型、新的控制與同步及應(yīng)用進行仿真；沒有損壞儀器設(shè)備的擔憂。應(yīng)用仿真模擬技術(shù)，學生可以自己設(shè)計電路進行實驗，充分發(fā)揮每個學生的聰明才智和創(chuàng)造能力，既提高了學生學習非線性物理的興趣，又加深了學生對非線性現(xiàn)象的理解，學生也可以在業(yè)余時間進行更廣泛的非線性物理實驗研究。所以，以仿真實驗為主、實物實驗為輔，非常有利于學生學習與研究非線性物理。
三、結(jié)束語
本文就非線性物理教學中存在的一些問題，結(jié)合教學實踐進行了分析與探討。非線性物理教學是一項系統(tǒng)工程，它不僅與教材建設(shè)、教學方法、教學課時以及教學手段相關(guān)聯(lián)，還與師資水平、學科自身發(fā)展與建設(shè)等相關(guān)聯(lián)。因此，在理工科本科非線性物理教學中，作為擔負培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的第一線教育工作者，我們有義務(wù)和責任把非線性物理的思想方向、框架，學習非線性物理的方法傳授給學生；引導學生去了解、學習這一方興未艾、蓬勃發(fā)展的學科；啟發(fā)學生在學習、工作、生活中應(yīng)用它，實現(xiàn)優(yōu)化和擴大學生知識面，夯實和鞏固學生理論基礎(chǔ)的目的，并形成理論聯(lián)系實際、學以致用的專業(yè)思想，從而提高學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力等，為社會培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)的物理人才。
［參考文獻］
［1］胡秀珍，趙巨東，等.《大學物理》教學改革的研究與實踐［J］.內(nèi)蒙古師范大學學報（教育科學版），2002（5）.
【關(guān)鍵詞】工科研究生 數(shù)學課程 教學改革
【中圖分類號】G643 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）07-0048-02
一 研究生數(shù)學課程教學現(xiàn)狀
研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是研究生教育的根本任務(wù)，創(chuàng)新能力是檢驗研究生教育質(zhì)量的根本標志。工科研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學課程體系和課程內(nèi)容的改革直接影響到研究生的知識結(jié)構(gòu)，影響到后續(xù)的科研過程中能否激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。應(yīng)該說研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學課程體系在研究生培養(yǎng)中處于核心地位。目前，工科院校研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學課程教學的現(xiàn)狀是：
1.數(shù)學系列課程設(shè)置的前沿性差、靈活性不夠
目前，多數(shù)工科院校在研究生一年級開設(shè)了《數(shù)理統(tǒng)計》、《泛函分析》、《矩陣論》、《數(shù)值計算方法》、《圖論》、《模糊數(shù)學》、《數(shù)學物理方程》、《隨機過程》等課程，其中只有1門或者2門為必修課程，其余為選修課程，學時為30～40學時不等。這些課程在一定程度上為研究生后續(xù)學習儲備了知識。但是，由于設(shè)置的課程穩(wěn)定、研究生專業(yè)的限制、部分課程的知識結(jié)構(gòu)又單一，課程內(nèi)容不能反映知識的先進性和學科的交叉融合和滲透，反映不出學科領(lǐng)域內(nèi)的前沿動態(tài)和共性，又由于教師的知識限制，難以在有限學時內(nèi)講出學科的共性問題，必然影響研究生的綜合素質(zhì)，導致培養(yǎng)的研究生創(chuàng)新能力較差。
2.知識性課程類型偏多，實踐性課程類型偏少
創(chuàng)新型社會要求培養(yǎng)大量的創(chuàng)新人才，要培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的研究生需逐步提高其提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，而目前研究生數(shù)學課程的設(shè)置和教學在理論上過于追求嚴密，忽視了工科研究生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；忽視了數(shù)學作為研究生公共基礎(chǔ)課的本質(zhì)；忽視了數(shù)學的實際應(yīng)用，特別是有真實案例的、符合相關(guān)專業(yè)特色的實際應(yīng)用問題，與專業(yè)課程銜接不緊密，缺乏針對性。學生學習缺乏興趣，學習的知識與專業(yè)實際聯(lián)系太少，不知道怎樣應(yīng)用數(shù)學知識。因此，這就要求大力提高數(shù)學課程體系中實踐課程的比重，培養(yǎng)學生的實踐能力，重視數(shù)學知識的應(yīng)用，促進研究生創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的提高。
3.教學方法單一，課程教學活動中學生的參與度不夠
教學方法被認為是實施創(chuàng)新教育的主要環(huán)節(jié)，課程學習對提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量具有非常重要的作用。但在目前的研究生數(shù)學教學中，主要還是采用傳統(tǒng)的教學方式，即教師全程講授，學生被動地聽記，毫無思考余地，課堂講授時間多，討論交流少；重知識傳授，忽視了研究生問題意識、批判思維、自主學習能力的培養(yǎng)；強調(diào)教師為主體，忽視學生的主體地位。從學生接受知識的系統(tǒng)性來講，這種授課方式起到了積極作用，然而，由于研究生在整個課程學習過程中基本上處于盲目接受知識的被動狀態(tài)，沒有時間、沒有機會積極思維以及創(chuàng)造性思維，并且這種教學模式限制了學生發(fā)散性思維及批判性思維的培養(yǎng)，學生的惰性、依賴性、追隨書本的習慣性思維難以改變。從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力來講，這種授課方式存在極大的弊端。
針對工科院校研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學課程設(shè)置和教學現(xiàn)狀，我院從1995年以來，對研究生的數(shù)學基礎(chǔ)課程的設(shè)置和教學方法進行一系列改革和嘗試。如通過調(diào)查問卷，了解研究生的需求，增加了研究生需要而又是多學科交叉融合的課程，如《數(shù)據(jù)融合》、《小波分析》；對管理學的研究生減少了重理論的課程，增加了《系統(tǒng)建模方法與數(shù)學模型》課程；增加了前沿性的講座式課程，如《復雜網(wǎng)絡(luò)》等。又如，針對部分研究生課程，提出了一種“研討式”的教學模式，基于研討題目實踐背景和應(yīng)用背景，提出問題，通過獨立思考、小組討論、課堂答辯及講評，在這一過程中不斷提煉、升華，從而得到更廣泛、更深入、更高層次的問題，并提出進一步討論的方向，達到不但要學好數(shù)學，更要學會用好數(shù)學的目的。另外，通過指導研究生參加全國數(shù)學建模競賽和后續(xù)問題的研討，增強了研究生利用數(shù)學知識解決不同領(lǐng)域問題的能力，提高了其綜合素質(zhì)，為后續(xù)科研打下了扎實的基礎(chǔ)，使研究生數(shù)學建模活動成為研究生的一項重要的科研實踐。
二 構(gòu)建合理的基礎(chǔ)數(shù)學課程體系，完善研究生知識結(jié)構(gòu)
構(gòu)建科學合理的數(shù)學課程體系，為研究生創(chuàng)新能力的形成打下基礎(chǔ)。創(chuàng)新性人才首先必須具有創(chuàng)新思維，而創(chuàng)新思維的形成必須以創(chuàng)新的知識結(jié)構(gòu)和體系為基礎(chǔ)，這種知識結(jié)構(gòu)的形成有賴于科學合理的課程體系，研究生數(shù)學課程體系是構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。
1.優(yōu)化基礎(chǔ)課程設(shè)置，拓寬基礎(chǔ)理論
數(shù)學基礎(chǔ)理論課的設(shè)置應(yīng)多強調(diào)其應(yīng)用前景，實現(xiàn)理論的拓寬和加深，加強對研究生思考能力和判斷能力的培養(yǎng)；增設(shè)反映當代學科前沿、富有創(chuàng)造性、適應(yīng)學科交叉的高水平課程。在構(gòu)建研究生的課程體系時，加強基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)，力求使數(shù)學各門課程在加深和拓寬研究生基礎(chǔ)理論、學科知識面和相關(guān)能力的培養(yǎng)等方面既有所分工、又相互補充，如增設(shè)場論、積分變換等工科常用的數(shù)學工具；優(yōu)化課程設(shè)置，合并同一學科相近的課程，優(yōu)化教學計劃，拓寬學生知識面，如將數(shù)值分析與數(shù)學建模中部分重疊內(nèi)容進行整合；學習借鑒國內(nèi)外先進教學理念，開設(shè)跨學科、實踐性強的課程。
2.加大選修課在課程設(shè)置中的比例，激發(fā)研究生創(chuàng)新思維
為了開闊研究生的視野、拓寬研究生的知識面、解決知識結(jié)構(gòu)的個性問題、適應(yīng)各種生源和專業(yè)研究方向的需要，應(yīng)加大選修課在課程設(shè)置中的比例，給研究生以更大的選擇余地，鼓勵研究生多選課但不一定都要考試。事實上，許多課程都是互為補充的，知識是相通的。研究生教育的關(guān)鍵之一就是培養(yǎng)個性發(fā)展，只有個性得到充分發(fā)展，其潛能和探索欲望才能得到充分的挖掘和調(diào)動，才有可能在今后的科研活動中真正有所作為、有所創(chuàng)新。應(yīng)緊密結(jié)合專業(yè)課程、交叉學科和跨學科擴大選修課的比例，把學科的新成果、新發(fā)現(xiàn)及教師自己的研究方向和見解反映到課程中來。選修課應(yīng)結(jié)合研究方向設(shè)置，內(nèi)容要涉及本專業(yè)或研究方向的最新成果，重視新概念、新思維、新動態(tài)。
3.加強數(shù)學建模教學，提高創(chuàng)新能力培養(yǎng)
當今科技發(fā)展速度越來越快，新產(chǎn)生的知識和科技成果總量呈幾何級數(shù)上升。在這個變化趨勢中，一個顯著的特點是學科數(shù)學化。數(shù)學在科技發(fā)展中的作用越來越突出，對高水平科技人員的數(shù)學素質(zhì)的要求越來越高。數(shù)學建模是各學科之間的交匯點，各學科要促進自身的發(fā)展，要解決本學科大量的實際問題，特別是本學科重大的理論和實際問題都不開數(shù)學模型，即使從人才培養(yǎng)角度看，盡管不同學科對數(shù)學建模的需求迫切程度有差異，但數(shù)學建模在各學科的需求都是巨大的，數(shù)學建模素質(zhì)是各學科對人才的共同要求。通過不同途徑獲取數(shù)學建模技術(shù)成了廣大研究生提高其數(shù)學能力和創(chuàng)新思維最有效的手段。另外，研究生畢業(yè)論文的質(zhì)量也與研究生的數(shù)學建模技術(shù)有很大的聯(lián)系。在如今科學需要量化和向各學科交叉發(fā)展的階段，數(shù)學已經(jīng)不僅是一個工具，而且還是一門技術(shù)，掌握好這把鑰匙，可以開啟其他領(lǐng)域的智慧之門。在一定程度上研究生數(shù)學建模的水平已經(jīng)成為制約其學位論文的“瓶頸”。
三 改進數(shù)學課程教學模式
1.推行靈活多樣的課程教學模式
研究生教育的本質(zhì)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)，要求課程教學要從傳統(tǒng)的獲取知識轉(zhuǎn)變到培養(yǎng)能力，即加強對研究生批判性、創(chuàng)造性的思維能力，以及提出、分析、解決、評價問題等能力的培養(yǎng)，這就決定了研究生教學方法應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容，采用靈活多樣的教學方式，如講解與研討相結(jié)合、專題研討、學生主講、學生查閱資料，完成小論文等，這樣使教學過程成為師生互動、共同探討的過程，使學生充分地參與教學，激發(fā)學生積極思維、獨立思考，在相互啟發(fā)中提出創(chuàng)造性的見解和觀點，從而培養(yǎng)學生的科學思維能力、學習能力、研究能力和良好的溝通表達能力。倡導研討式、參與式教學，由教師先給出討論題目，研究生在課前查閱資料，在課堂上由研究生根據(jù)自己查找的資料進行討論、提問、發(fā)表自己的看法。在該教學方式下，每個人的信息得到了充分的互補，知識面得到了充分的拓寬，研究生在大量了解最新前沿知識的同時，大大鍛煉了獨立的思考能力以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。教學方式的選取因人而易，因課程而易，靈活多樣。
2.增加專題講座類課程，拓寬研究生視野
對部分新興出現(xiàn)的交叉學科，也可采用專題講座式教學模式，讓學生在短時間內(nèi)了解學科前沿動態(tài)。專題講座類課程是由本學科教師及邀請的本領(lǐng)域知名專家擔任任課教師，以專題形式開展的教學。任課教師將自己、課題組或本學科領(lǐng)域最新的研究內(nèi)容作為一系列問題提出，將前沿知識和最新的研究課題作為研究生課程的主要內(nèi)容，使研究生通過專題講座課程了解學科前沿動態(tài)，激發(fā)研究興趣，培養(yǎng)其科學思維和創(chuàng)新能力，如復雜網(wǎng)絡(luò)等課程。
3.改進課程考核方式，注重研究生創(chuàng)新能力考核
研究生通過數(shù)學課程的學習不僅要掌握數(shù)學的基礎(chǔ)理論，更重要的是應(yīng)具備獨立探求知識和獨立分析問題、解決問題的能力，因此，研究生數(shù)學課程學習的考核重點應(yīng)是學生運用知識分析和解決問題的能力，這也決定了研究生課程學習考查形式的多樣性和靈活性。例如，可以通過閉卷或開卷考試，強化研究生系統(tǒng)、扎實地掌握所學的基礎(chǔ)理論知識；也可以是針對若干討論題，由研究生自主選擇后，在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上寫出課程論文，并在課堂上作讀書報告，教師點評，使學生充分了解了學科前沿，同時鍛煉了學生自主學習和進行科研總結(jié)的能力。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]小班研討 工科 物理化學 教學改革
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）05-0021-02
物理化學是大化工類各專業(yè)本科教學計劃中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是理論性、系統(tǒng)性、邏輯性都很強的一門課程。由于學科本身公式繁多、概念嚴格、推導復雜，容易導致學生學習困難，知識掌握不牢、理論與實際脫節(jié)等問題，對大化工類相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程的學習帶來不利影響。[1]長期以來，物理化學的學習一直是學生的難點。近年來，小班研討這種創(chuàng)新性的教學模式由于在激發(fā)學生的學習興趣和熱情、引導學生養(yǎng)成自主學習的習慣、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和知識交流的能力等方面具有優(yōu)勢，逐漸被應(yīng)用于許多學科的課堂教學。[2]
通過近幾年的教學實踐，我們認為，將小班研討應(yīng)用于工科物理化學課堂教學時，教師要充分發(fā)揮在教學過程中的主導地位[3]，合理地選擇研討內(nèi)容，這樣才能發(fā)揮小班研討的上述優(yōu)勢，達到既定的教學目標。結(jié)合本校工科物理化學教學的實際情況，我們對工科物理化學小班研討的研討內(nèi)容，提出下列的思考并進行了實際的探索。
本校使用的教材是科學出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《物理化學教程》。在該教材的框架體系下，我們認為工科物理化學課程除了培養(yǎng)學生具有扎實的基礎(chǔ)知識、良好的邏輯思維能力，建立科學的思維方法外，還應(yīng)當突出基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用并重、注重聯(lián)系實際的工科特色；并能夠關(guān)注學科發(fā)展前沿，理解新興領(lǐng)域的研究思路。因此，在小班研討的研討內(nèi)容選擇上，就要兼顧上述三個方面。
此外，本校本科學生在二年級上學期和下學期學習物理化學課程，這時學生正處在由基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程學習的過渡期，學生的理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新意識都較薄弱；同時，多數(shù)學生的口頭表達能力尚需鼓勵和培養(yǎng)。在研討內(nèi)容的選擇上也需要考慮這個問題。
一、基礎(chǔ)核心內(nèi)容的研討
對于熱力學、動力學、化學平衡和相平衡這部分基礎(chǔ)核心內(nèi)容，在教學過程中，為了讓學生形成完整的知識系統(tǒng)，教師要站在整個學科的高度向?qū)W生講述物理化學的主要框架和思想方法。
首先，研討內(nèi)容中學生的陳述內(nèi)容可選擇對每章的重點進行歸納總結(jié)，討論內(nèi)容可以選擇學生易于混淆的概念、定理和基本原理進行辨析。對基礎(chǔ)核心內(nèi)容的難點問題，教師可通過擬定思考題的形式由學生進行討論。這樣做一方面可以夯實基礎(chǔ)，強化學生的自主學習能力，為理論應(yīng)用于實際打下基礎(chǔ)；另一方面，可以逐漸培養(yǎng)學生的口頭表達能力和學術(shù)交流能力，使研討能夠循序漸進地越做越好。
其次，在基礎(chǔ)理論建立的過程中，通過分析科學家的研究過程、研究方法，可以學習科學家的邏輯思維方法。因此，從物理化學發(fā)展的歷史中，選取某些知識的起源、發(fā)展和完善的歷史作為研討內(nèi)容，通過學科發(fā)展和背景的討論能促進學生對理論和公式的深刻理解，讓學生掌握系統(tǒng)的學科思想方法。此外，科學家的生平介紹，研究方向的確立與變化，也可作為研討內(nèi)容，這樣可以激發(fā)學生的學習興趣和熱情。
此外，融合章節(jié)間的研討內(nèi)容可以讓學生對所學知識融會貫通，培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力。例如：以某一具體實例，將熱力學和動力學結(jié)合起來，研究化工生產(chǎn)的反應(yīng)條件。首先采用熱力學中化學反應(yīng)的等溫方程判定反應(yīng)的自發(fā)性，再采用等壓方程優(yōu)化反應(yīng)溫度，結(jié)合動力學中溫度對反應(yīng)速率的影響，在綜合考慮平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速度的基礎(chǔ)上，確定最佳反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間等參數(shù)。這類的研討內(nèi)容可以提高學生分析問題的能力。物理化學課程中有許多相似的邏輯關(guān)系，這種相似的邏輯關(guān)系背后隱藏著更深刻的內(nèi)在聯(lián)系。例如，基于熱力學的狀態(tài)函數(shù)方法獲得的相變焓與溫度的關(guān)系，與化學反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系極其相似；在相變熱力學中純物質(zhì)氣液或氣固兩相平衡中，飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系，在化學反應(yīng)熱力學中，標準平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系，在化學反應(yīng)動力學中，速率常數(shù)與溫度的關(guān)系，三者極其相似。這些沒有現(xiàn)成答案的研討可以活躍學生的思維，培養(yǎng)學生探索未知領(lǐng)域的意識和勇氣。
二、擴展內(nèi)容的研討
工科物理化學的擴展內(nèi)容為電化學、膠體化學和表面化學，這部分內(nèi)容與科學研究和生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密，學生既可以用基本原理來解釋自然現(xiàn)象，又可以用基本原理來解決實際問題。這部分的研討內(nèi)容相當豐富，也是探討的重點。
例如：在電化學領(lǐng)域內(nèi)，研討腐蝕產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對策略，如陽極保護、陰極保護、鈍化等措施的應(yīng)用；研討玻璃電極、離子選擇性電極、化學電源、電化學合成的原理、裝置和應(yīng)用。在表面化學的學習中，研討表面活性劑，從表面活性劑的結(jié)構(gòu)到表面活性劑的性質(zhì)，再到用途，如作為劑、去污劑、增溶劑和乳化劑等；研討膜分離技術(shù)，基于膜具有較大比表面的特殊的表面性質(zhì)，被應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域；研討具有巨大比表面的吸附劑和納米材料，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的用途；可研討毛細現(xiàn)象，解釋“鋤下有水”，“棉布吸水”等自然現(xiàn)象；研討潤濕現(xiàn)象，解釋眼鏡起霧的原理，并采取有效措施預(yù)防。學習膠體化學時，研討解釋膠體穩(wěn)定性的DLVO理論，找到膠體穩(wěn)定存在的原因，從而制定出破壞膠體的措施或者穩(wěn)定膠體的對策；研討電泳的原理，在分析化學、生物化學、臨床化學、毒劑學、藥理學、免疫學、微生物學、食品化學等各個領(lǐng)域的應(yīng)用。
這部分的研討著重從基本原理的應(yīng)用，到實驗裝置或生產(chǎn)設(shè)備的建立，再到工藝條件的選擇，能訓練學生將基本原理用于解決問題的習慣和能力，有助于學生形成系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
三、與專業(yè)相結(jié)合的學科前沿的研討
本校每年學習物理化學的本科生有1000多名，專業(yè)涵蓋大化工的許多專業(yè)，如冶金、材料、化工、環(huán)境、輕工等專業(yè)。大化工的不同專業(yè)的后續(xù)課程對物理化學知識的延伸和應(yīng)用存在差異。比如，冶金和材料類的專業(yè)對相平衡知識應(yīng)用較多，制藥和紡織等專業(yè)對膠體化學的知識應(yīng)用較多。針對這一特點，小班研討的內(nèi)容可視學生的專業(yè)特點而定，由學生自主選題，著重于工程應(yīng)用和學科前沿。
在小班研討的實踐過程中，這部分的研討尤其讓教師深刻地體會到學生自身的巨大潛力和可塑性。例如：學習了相圖中的臨界狀態(tài)，引出新興的超臨界流體萃取技術(shù)，食品專業(yè)的學生主要研討用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和動物油脂等超臨界流體萃取的原理、裝備和工藝條件等；制藥專業(yè)的學生主要研討將之應(yīng)用于中藥有效成分的提取和中藥的現(xiàn)代化；化工專業(yè)的學生主要研討天然香精香料和天然色素等的提取；環(huán)境專業(yè)的學生研討萃取污水中的有毒物質(zhì)，如有機氯、有機硫等。關(guān)于電化學的應(yīng)用，對環(huán)境科學和工程專業(yè)的學生，研討將電化學氧化、電化學還原、電凝聚和電滲析等方法用于廢水處理；對化工專業(yè)的學生，討論燃料電池、新型海洋電池的設(shè)計原理、工作方式等；對生物化工專業(yè)的學生，研討生物電催化、微電極傳感器的原理及應(yīng)用。當學習表面張力的時候，研討內(nèi)容對冶金專業(yè)可選擇表面活性劑用于礦石的浮選原理與應(yīng)用；對紡織專業(yè)，可選擇荷葉效應(yīng)對材料制作的啟迪；對于生物化工專業(yè)，新型的生物表面活性劑又是研究的熱點，由于它與環(huán)境具有兼容性，既無毒又可被生物降解，隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，生物表面活性劑越來越受到人們的關(guān)注，需要研討生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)、制備、應(yīng)用以及與傳統(tǒng)表面活性劑的優(yōu)缺點比較等。在膠體化學中，微乳狀液的制備和應(yīng)用，雙向凝膠電泳的技術(shù)及應(yīng)用也是目前研究的新方向，可以提供給高分子材料專業(yè)的學生作為研討內(nèi)容。
四、結(jié)論
在知識更新迅速和信息爆炸的時代，迫切需要掌握扎實的基礎(chǔ)知識，具備將基礎(chǔ)知識應(yīng)用于實際的能力，能夠客觀分析各行業(yè)的實際需求，創(chuàng)新性地解決問題的人才。在近幾年小班研討的實踐中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)，只有通過多層次、全方位、針對專業(yè)特色地精選研討內(nèi)容，才能循序漸進地培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)。在夯實學科基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，能進一步提升學生的創(chuàng)新性思維能力，最大限度地發(fā)揮小班研討的作用。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 肖琦，黃珊.物理化學教學改革探索[J].大學教育，2012（5）：81-82.
關(guān)鍵詞：物理教學；學生能力；提高
大學物理作為高校基礎(chǔ)課程質(zhì)疑，是鏈接自然科學與工程技術(shù)科學的重要橋梁。大學物理學科的學習，對物理學知識的探究、自然科學認知力的提高具有重要價值作用。同樣，物理學科的學習也有利于培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和科學思維方法，對高校學生綜合素質(zhì)的提升具有積極的推動作用。大學生綜合素質(zhì)的提高對于社會的發(fā)展來說至關(guān)重要，在實際物理教學中，由于高校專業(yè)課程安排的影響，以及物理學知識過于理論，使得依稀專業(yè)課程的教學中無法更好的融入物理學理論。從而導致很多高校學生不能夠理解大學物理教學的重要性，也就對該學科的關(guān)注度較低，缺乏學習興趣，教學質(zhì)量難以提升。
學習興趣指的是學社對學習活動所產(chǎn)生的積極和追求的傾向。研究表明，興趣能夠?qū)θ说男袆赢a(chǎn)生驅(qū)動力。一旦學社對學習產(chǎn)生興趣，其必然對待學習有一個積極樂觀的態(tài)度，并且會投入較多的精力投入到學習活動中去。偉大的科學家愛因斯坦就曾說過“興趣是最好的教師。”只有先培養(yǎng)學生學習物理的興趣，才能夠進一步的提升學習的能力，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)出專業(yè)能力較強的人才。
一、從教學態(tài)度及語言上營造氛圍，提升學生學習能力
在物理教學實踐中，教師自身要形成自我獨特的教學風格，善于利用哲理、幽默的語言吸引學生的注意力，傳遞給學生積極的情感。這樣一來就能夠讓學生在上課過程中，保持愉悅的態(tài)度，從而讓學生能夠更樂于接受知識。在大學物理教學中，無論是對學生專業(yè)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，都離不開情感的培養(yǎng)。因此，在物理教學課堂上，情感的培養(yǎng)很重要，課堂氣氛的營造也十分重要，這些對于學生學習興趣以及學習能力的提升都有積極的推動作用。
1.生動風趣，激發(fā)和提高學生的學習興趣。
教學是一門語言藝術(shù)，機智、風趣的語言往往是活躍學生思維的最好的手段。在物理教學課堂上，教師務(wù)必要以調(diào)動學生課堂學習積極性為核心，進行自我心理調(diào)整，在課堂上與學生進行充分的互動，調(diào)動學生積極、愉悅的情感，從而讓整個課堂體現(xiàn)出活力。事實表明，教師風趣的語言藝術(shù)，能贏得學生的喜愛、信賴和敬佩，從而對學習產(chǎn)生濃厚的興趣，即產(chǎn)生所謂"愛屋及烏"的效應(yīng)。
2.教師授課時，要有豐富的情感，從而激勵學生的學習情趣。
豐富的情感，是課堂教學語言藝術(shù)的運用，也是教師道德情操的要求。一個教態(tài)自然的優(yōu)秀教師，走進課堂應(yīng)滿臉笑容，每字每句都對學生有一種熱情的期望。大多數(shù)學生的進步都是從任課教師的期望中產(chǎn)生的。富有情感色彩的課堂教學，能激起學生相應(yīng)的情感體驗，能增強他們的理智感，能激發(fā)他們的求知欲，能使他們更好地感受和理解教材。
二、從直觀的實驗激發(fā)學生的興趣，提高學生的學習能力
物理學科是一門實踐性較強的學科。基于物理實驗，不僅能夠培養(yǎng)學生的實踐能力，同時也能夠進一步的培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新能力。在實驗中學生能夠更為深入的發(fā)現(xiàn)物理學的奧秘，能夠讓學生體驗到科學原理的驗證過程。在整個實驗體驗的過程，學生充分的發(fā)揮了自己的動手能力以及與他人合作的能力，讓學生掌握探究性學習的方法，能夠培養(yǎng)學生自主學習的能力。
在應(yīng)用型本科教育當中，更要加強分組實驗，以培養(yǎng)學生動手能力與創(chuàng)新能力，掌握系統(tǒng)的實驗方法與技能，對理工科專業(yè)的學生至關(guān)重要。除此之外，在實驗教學中還要調(diào)整一些實驗內(nèi)容，比如增加實驗種類，分別通過演示實驗、綜合設(shè)計性實驗和虛擬實驗到達應(yīng)用型教學的目的。
（1）通過演示實驗，演示具體的物理現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學生的觀察分析能力，拓展他們的思維與視野。在教學過程中，結(jié)合演示實驗的現(xiàn)象，提升課堂教學效果。我們學校建有一個140平方米的演示實驗室，開設(shè)有40多種演示實驗項目，有效地利用這個演示實驗室的關(guān)鍵在于如何科學合理地開放。我們要求學生在學學物理課程的這1年時間里，必須到實驗室參觀學習。除了上課的學生參觀以外，新生一入學也可以以班級為單位預(yù)約到演示實驗室參觀學習。利用直觀而有趣的物理現(xiàn)象抓住學生的好奇心，激發(fā)他們對物理學規(guī)律和現(xiàn)象的探索興趣，為以后更好地學習物理課程奠定了基礎(chǔ)。
（2）通過綜合設(shè)計性實驗，以期充分調(diào)動學生探索問題的積極性，激發(fā)他們的創(chuàng)新欲望。教師要注意實驗題目的難度要適當，不僅要考慮學生具備的理論知識水平和實驗方面的基本能力，實驗原理涉及到的理論部分學生應(yīng)有所了解，并根據(jù)查找的資料能總結(jié)出實驗原理；同時還要考慮到實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備情況和實驗教師的研究方向。學生也可自帶實驗題目，以學生為主，教師僅起指導輔助作用。在實施過程中，一定要給學生創(chuàng)設(shè)一個自由的、能充分進行探索的空間。
（3）通過虛擬實驗，與傳統(tǒng)實驗有機地結(jié)合在一起，組建仿真實驗平臺，從而緩解實驗教學的壓力，提高物理實驗教學的效果。大學物理仿真實驗通過計算機把實驗設(shè)備、教學內(nèi)容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體，通過對實驗環(huán)境的模擬，加強學生對實驗的物理思想和方法、儀器的結(jié)構(gòu)及原理的理解，并加強對儀器功能和使用方法的訓練，培養(yǎng)設(shè)計思考能力和比較判斷能力，可以達到實際實驗難以實現(xiàn)的效果。
三、總結(jié)
人才培養(yǎng)模式的改革是高等教育發(fā)展中的重要理論和實踐問題，而學生自身的能力成為了其中的觀點。本論文論敘了興趣和實驗對學生能力的提高。興趣不僅僅是學生自己一個人的事，它需要老師的著重培養(yǎng)。實驗教學在培養(yǎng)學生動手能力、學習與認知能力，特別是提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新應(yīng)用能力方面起著至關(guān)重要的作用，它也需要老師的努力與學生的配合。當然能提高學生能力的因素不僅僅只是本論文談到的這些。
參考文獻：
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論文關(guān)鍵詞：MATLAB，矩陣，自動化，教學方法
引言
MATLAB是MATrixLABorotory(矩陣實驗室)的縮寫。MATLAB語言是一種廣泛應(yīng)用于工程計算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級語言，它在數(shù)值計算、符號計算、繪圖功能以及圖形化編程等方面有著非常強大的功能。同時MATLAB具有豐富的工具箱，包括符號數(shù)學工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、信號處理工具箱、圖象處理工具箱、通訊工具箱、系統(tǒng)辨識工具箱、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)工具箱、金融工具箱等數(shù)十種，使其在工業(yè)研究與開發(fā)，數(shù)學、電子學、控制理論和物理學、經(jīng)濟學、化學和生物學等學科的教學與研究中得到廣泛應(yīng)用。MATLAB功能強大、簡單易學、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎，自1984年由美國MathWorks公司推向市場以來，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展與競爭，現(xiàn)已成為國際公認的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。在歐美各高等院校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動控制理論、數(shù)字信號處理、時間序列分析、動態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學工具，成為大學生、碩士生、以及博士生必須掌握的基本技能。
目前，國內(nèi)大學的理工科專業(yè)都將MATLAB作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，那么如何能夠讓學生在本課程的學習中提高興趣，掌握相關(guān)知識為后續(xù)課程搭建好學習和實驗研究的平臺就成為了本課程教學中的一個重要問題。本文結(jié)合作者MATLAB課程多年的教學經(jīng)驗，對該課程的教學做以下探討。
1、掌握MATLAB語言的特點矩陣，把握細節(jié)教學
MATLAB提供了豐富的矩陣運算處理功能，是基于矩陣運算的處理工具，所有的變量都被看作矩陣，例如 C = A + B，A，B，C都是矩陣，是矩陣的加運算，即使一個常數(shù)，Y=10，MATLAB也看做是一個1′1的矩陣。對于矩陣的學習，關(guān)鍵是掌握矩陣元素的標識并靈活運用。在教學中，我們可以通過下面的矩陣使學生對矩陣的標識進行掌握中國知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫。
（1）
掌握矩陣元素的基本標識之后，對于應(yīng)用和提取矩陣中的元素，通過以下表格并演示運行結(jié)果來掌握。
舉例，如對于
A(:, 4)=
表1 矩陣元素尋訪
標識
使用說明
A(m, n)
提取第m行，第n列元素
A(:, n)
提取第n列元素
A(m, :)
提取第m行元素
A(m1:m2, n1:n2)
提取第m1行到第m2行和第n1列到第n2列的所有元素
A(m:end, n)
提取從第m行到最末行和第n列的子塊
關(guān)鍵詞：工科復變函數(shù)與積分變換；教學思想；教學內(nèi)容；教學方法
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0038-02
工科復變函數(shù)與積分變換主要是面向工科光電類、機電類、通信類、生物醫(yī)學類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。盡管課程名稱綜合了復變函數(shù)論、積分變換兩門數(shù)學系的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但從授課內(nèi)容和對學生要求程度與數(shù)學專業(yè)的兩門課程截然不同。它也不同于大學其他數(shù)學基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學，因為它主要是為后繼專業(yè)課服務(wù)的，受學時和專業(yè)課要求所限，講授時不可能像高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計那樣面面俱到，不可能把每一個概念、定理都逐個講透。如何提高工科復變函數(shù)與積分變換的教學是一個值得探討的問題，我們就三方面進行討論。
一、教學思想方面
首先，工科復變函數(shù)與積分變換是專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，是為后繼很多門工科專業(yè)課服務(wù)的，比如自動控制原理、信號分析與信號處理、醫(yī)學成像與圖像處理等專業(yè)課程。教學指導思想應(yīng)遵循以下兩個基本原則。
1.強計算、弱證明。工科講授的復變函數(shù)主要內(nèi)容體系分為復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)積分、復級數(shù)、留數(shù)理論、共形映射六大部分，其中解析函數(shù)、復變函數(shù)積分和共形映射部分涉及到很多的定理證明問題，比如復合閉路定理、閉路變形原理、平均值定理、最大模原理等，這部分對工科學生掌握起來偏難，可以淡化證明，簡單推導，對一些過難的定理可以作為自修內(nèi)容，而對專業(yè)課涉及的留數(shù)理論、級數(shù)理論還有各種積分方法的具體類型題，計算則要詳細講解，重點推導。工科積分變換也是同樣，涉及到傅里葉積分展開定理證明、傅里葉變換推導、拉普拉斯變換推導、狄拉克函數(shù)背景和性質(zhì)可以略講，給出結(jié)果即可，而對利用兩種變換的性質(zhì)計算的類型題則應(yīng)加強練習，熟練掌握。
2.重視工科復變函數(shù)與積分變換與后繼專業(yè)課的銜接。在自動控制原理、信號分析與信號處理、醫(yī)學成像與圖像處理這些專業(yè)課程中用到的大部分是積分變換的知識，講解過程中應(yīng)注意提及要銜接內(nèi)容，引發(fā)學生學習興趣，比如在講拉普拉斯變換應(yīng)用時就可以強調(diào)信號輸入輸出實質(zhì)就是將一類函數(shù)經(jīng)過某種變換以另一類函數(shù)輸出。
二、教學內(nèi)容方面
工科復變函數(shù)與積分變換的學時通常在32～64學時左右，要想每一部分內(nèi)容都細致深入的講解是根本辦不到的，因此在內(nèi)容講解上應(yīng)該注意抓重點，常歸納，重應(yīng)用。比如幫助學生歸納復變函數(shù)積分可以按積分曲線的不同分成閉合曲線和非閉合曲線兩大類，閉合曲線上的積分又可以分成：（1）定義法：即化復變函數(shù)的積分為實部、虛部兩個實變二元函數(shù)的曲線積分問題。（2）柯西―古薩基本定理。（3）利用已知結(jié)果求其他一大類積分，即在包含a點的圓周上做關(guān)于■的積分結(jié)果為2πi。（4）柯西積分公式。（5）高階導數(shù)公式。（6）級數(shù)法。（7）留數(shù)法，通過總結(jié)使學生對積分方法做到理解深刻。在重應(yīng)用方面，工科復變函數(shù)與積分變換講解要盡可能避免數(shù)學的抽象，盡可能多的聯(lián)系實際，強調(diào)應(yīng)用。比如講清復變函數(shù)實質(zhì)就是一個平面穩(wěn)定場，保角映射的應(yīng)用就主要在平面場和平面流場上。傅里葉變換的物理意義實質(zhì)就是物理上常用的頻譜概念。拉普拉斯變換的應(yīng)用可以用于求解常系數(shù)線性微分方程初值問題及某些特別的微分、積分方程的初值問題，這種方法常在電路理論和自動控制理論的線性系統(tǒng)中應(yīng)用。
三、教學方法方面
大多數(shù)工科院校在講授工科復變函數(shù)與積分變換這門課程時還停留在傳統(tǒng)的以老師講授為主的基礎(chǔ)上，教學效果并不理想，適當加入引導式、啟發(fā)式和討論式教學乃至案例實驗教學可以達到事半功倍的效果。
1.引導式教學。在教學過程中應(yīng)通過問題引導式教學激發(fā)學生的學習興趣。比如提出研究復變函數(shù)和實變函數(shù)聯(lián)系的問題，在開始接觸時應(yīng)不斷引導學生找出二者區(qū)別與聯(lián)系。以實數(shù)作為自變量的函數(shù)就做實變函數(shù)，以實變函數(shù)作為研究對象的數(shù)學分支就叫做實變函數(shù)論。以復數(shù)作為自變量的函數(shù)就叫做復變函數(shù)，而與之相關(guān)的理論就是復變函數(shù)論。解析函數(shù)是復變函數(shù)中一類具有解析性質(zhì)的函數(shù)，復變函數(shù)論主要就研究復數(shù)域上的解析函數(shù)，因此通常也稱復變函數(shù)論為解析函數(shù)論。復變函數(shù)求極限，解析函數(shù)求導，求積分，級數(shù)展開都可以用實變函數(shù)的對應(yīng)理論研究。
2.啟發(fā)式教學。啟發(fā)式教學是指教師在教學過程中根據(jù)教學任務(wù)和學習的客觀規(guī)律，從學生的實際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學生的思維為核心，調(diào)動學生的學習主動性和積極性，促使他們生動活潑地學習的一種教學指導思想。比如啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)復變函數(shù)的主題研究對象是解析函數(shù)，重點是解析函數(shù)孤立奇點處的性質(zhì)，級數(shù)展開，積分等等，讓學生自己總結(jié)出孤立奇點的三種類型及判別方法，以及前面提到過的積分求解的7種方法。啟發(fā)學生探索或查找復變函數(shù)與積分變換與物理、電學、控制理論中一些基本概念之間的聯(lián)系。這將引起學生學習這門課程的興趣，也為學好這門課程提供了有效的方法。
3.討論式教學。討論式教學的環(huán)節(jié)大致包括：設(shè)計問題、提供資料、啟發(fā)思路、得出結(jié)論。比如在工科復變函數(shù)與積分變換課程教學中可以結(jié)合討論式教學的模式和特點，就積分變換應(yīng)用中的重點和難點問題，充分提供參考書、研究方法、例題等資料，引導學生自主進行辯論和思考，幫助其歸納得出積分變換應(yīng)用的內(nèi)容，可以以小論文的形式匯報并將此作為學生平時成績的一部分。
4.案例實驗教學。這是一個新嘗試，由于工科復變函數(shù)與積分變換課程學時所限，在正常的學期內(nèi)不可能有時間進行上機實驗，因此可以將此部分留作假期作業(yè)，在學生掌握了基本的數(shù)學軟件使用后，留作一些運算或數(shù)值算例，比如利用Matlab工具箱進行復變函數(shù)圖形的繪制達到復變函數(shù)可視化的目的；再比如利用residue命令求復變函數(shù)的留數(shù)，利用laplace和ilaplace，fourier和ifourier命令求拉普拉斯變換及逆變換，傅里葉變換及逆變換，不但讓學生對所學內(nèi)容有了進一步形象生動的理解，還讓學生在今后的專業(yè)課學習中多了一種研究工具。
總之，提高工科復變函數(shù)與積分變換教學質(zhì)量要做到明確教學目標，確定教學思想，完善教學內(nèi)容，活用教學方法，只有這樣才能把這門課程的教學質(zhì)量真正得到提升，學生真正學習學懂這門課程，但是如何貫徹這幾點需要這門課程的任課教師做到適應(yīng)課程教學的新形勢，以素質(zhì)教育為核心，以學生為主體，不斷挖掘?qū)W生的潛力，不斷補充自己的教學能力。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：文科物理；教學研究；科學素質(zhì)
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0187-02
一、開設(shè)文科物理的意義
物理學是一門研究物質(zhì)基本運動規(guī)律的學科。在自然科學的發(fā)展歷史中，物理學的每一次重大的發(fā)現(xiàn)和突破都引發(fā)了新領(lǐng)域、新方向的發(fā)展，甚至產(chǎn)生新的科學技術(shù)，給人類文明帶來新的改變。物理學的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)延伸到各個學科領(lǐng)域。例如，生物物理、醫(yī)學物理、天體物理、復雜網(wǎng)絡(luò)、信息熵等。然而由于我國教育體制的原因，文理科分科時間較早，很多學生在高中就放棄了物理這門課程。因為完全不了解物理學內(nèi)容，大多數(shù)文科生對物理學敬而遠之，甚至片面地認為物理、化學等自然科學是西方文化發(fā)展的產(chǎn)物，文科生只要學好中國傳統(tǒng)文化就好。物理學是關(guān)于自然的學問，生活在這個浩瀚無垠、結(jié)構(gòu)壯觀的宇宙中的人類，每人都有必要認識自然、了解自然[1]。科學無國界之分，也無群體之分。
隨著社會的進步、科技的高速發(fā)展，國家對高素質(zhì)、全方位人才的需求增多，各類文理交叉專業(yè)大量涌現(xiàn)。很多金融企業(yè)在招聘人才時，對有理工科背景的大學生更歡迎。越來越多的高校開始關(guān)注大學生的人文素質(zhì)和科學素質(zhì)的綜合培養(yǎng)，文科物理的開設(shè)可以滿足高校綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求。南航金城學院在建院之初就面向經(jīng)管類、工業(yè)設(shè)計類學生開設(shè)了文科物理。
二、教材的選擇
目前各大高校均已開設(shè)文科物理課程。不同高校由于學生的基礎(chǔ)差異、專業(yè)特色不同，在教學過程中，教師對文科物理的教學內(nèi)容選擇、對學生的要求都不一樣。大多數(shù)學生主要靠書本自學獲取系統(tǒng)知識，因此選擇適當?shù)慕滩氖墙淌诤梦目莆锢淼年P(guān)鍵。文科物理教材普遍均是以物理學知識體系為主線，主要分成力學、熱學、電磁學、光學、相對論和量子力學幾部分[2]，每部分內(nèi)容穿插物理學發(fā)展史和物理學研究方法，從人文文化和科學文化的高度把有關(guān)的內(nèi)容組織起來。當前使用較多的文科物理經(jīng)典教材主要有倪光炯的《物理與文化―――物理思想與人文精神的融合》、趙崢的《物理學與人類文明十六講》、施大寧的《文化物理》等。其中倪光炯的《物理與文化》適合60學時左右較長學時的學習，而施大寧的《物理與文化》適合40學時左右的文科物理教學使用。文科生的思維方式不同理科生，教材的趣味性很重要，優(yōu)秀的文科物理教材可以把物理與文化有機結(jié)合起來，從文科生的視角觀察分析自然規(guī)律。從近幾年學生的學習反映情況來看，金城學院的學生比較適合施大寧的《文化物理》。
三、教學方法探究
文科生的數(shù)理基礎(chǔ)不同于理科生，因此文科物理教學方法絕不能照搬理科物理。考慮到文科學生在將來的工作生活中應(yīng)用物理專業(yè)知識的可能性不大，他們不需要掌握復雜的物理建模[3]。因此，文科物理知識的重點應(yīng)該放在基本物理現(xiàn)象的展示及初步規(guī)律的探討上，教師在授課的過程中應(yīng)該注重物理文化的傳播，避免物理定律繁雜的推導。具體注意事項分以下幾個方面論述：
1.教師們在介紹物理知識的過程中可以多結(jié)合生活中直觀的物理體驗，講述典型事例的應(yīng)用。例如我們在介紹動量定理的時候，可以通過投擲標槍、逆風行舟的例子在闡述動量定理的應(yīng)用。在介紹角動量守恒定律時可以播放花樣滑冰、貓下落、旋轉(zhuǎn)座椅等相關(guān)視頻，電磁學中我們可以引入微波爐、電磁爐工作原理。熱學中介紹蒸汽機機、冰箱的物理原理。讓學生通過直觀形象的事例了解物理顯現(xiàn)和物理知識的應(yīng)用。
2.文科物理教師在授課過程中可以多引入物理學史和物理人文趣事。很多高校教師在教學過程中均發(fā)現(xiàn)，相比于直接介紹物理原理和公式，學生更愿意聽老師介紹物理學上的逸聞趣事，通過故事打開話題，再引入到物理知識上來，教學效果會有明顯提高。例如，我們在開始學習電磁學時，不妨先告訴學生電學和磁學的發(fā)展歷程，從奧斯特到麥克斯韋，把關(guān)鍵人物和相關(guān)重要突破闡述清楚，可以和學生聊一聊法拉第的成長奮斗史，安培的主要貢獻，等等。
3.物理歸根結(jié)底是一門實踐學科，理論和實驗的結(jié)合非常重要。因此，文科物理的教學要安排相應(yīng)的實驗內(nèi)容，讓學生自己動手、動腦，調(diào)解實驗設(shè)備，觀察實驗結(jié)果，學習相關(guān)理論，比純理論教學效果要好很多。
4.近代物理部分，因理論知識較深，公式推導較煩瑣，文科物理教師在授課時應(yīng)該多注重概念的描述，避免物理模型的計算。我們可以多介紹近代物理的作用和具體包含的內(nèi)容、相關(guān)物理學家的貢獻、近代物理對現(xiàn)在科技的影響等。同時，物理學科前沿發(fā)展的狀況也可以引入文科物理課堂。例如，目前比較熱門的引力波，什么是引力波、如何產(chǎn)生；宇宙的起源，宇宙大爆炸模型，宇宙的衍生，什么是黑洞、暗物質(zhì)的存在等等，這些知識的介紹可以大大提升學生的學習興趣。因此，文科教師自身要非常熟悉并了解物理學科前沿以及當前熱門的科學話題，了解當前科技動態(tài)，并在課堂中能夠?qū)碗s的物理問題深入淺出、言簡意賅地傳授給學生。
5.教學方式上，盡量少板書，多利用多媒體。文科物理的教學不需要太多的邏輯推理和公式推導，一些物理現(xiàn)象可以用直觀的動畫和視頻向?qū)W生展示。例如，介紹波動部分的橫波縱波概念時候我們可以直接用動畫播放，給學生的印象更深刻、直觀。多媒體課件在制作過程中，應(yīng)該盡量避免大幅度的文字敘述，多一些圖片，文字部分可以口頭敘述。
另一方面，文科生的學習方法和思維習慣不同于理工科學生[4]，而目前高校教授文科物理的教師均是理工科出身。這就要求教師正視文科物理與理工物理的差異，不斷充實人文知識，具備豐厚的文化底蘊，并做到自然科學和人文科學的融會貫通[5]。在考試方法上，我們也不能照搬理科物理。現(xiàn)在的學生課堂學習的狀況不如以前，由于手機、電子設(shè)備的影響，很多課程很難把學生的興趣調(diào)動起來。這也是目前很多高校面臨的嚴峻問題。文科物理的教學更應(yīng)該注重課堂的參與，而不是通過簡單的概念考察，讓學生考試前背一背、看一看就好。教師在授課過程中可以多開展一些討論課，讓學生自己搜集資料，參與討論，了解相關(guān)知識。另外，每部分內(nèi)容授課教師可以給學生布置一些選題，讓學生以小論文的方式提交作業(yè)，記入最終成績。
從以上情況可以看出，由于文科物理教學內(nèi)容和教學對象的特點，文科物理的授課教師要求也更高。文科物理教師需要做到文理兼?zhèn)洹⒅R淵博、深諳人文和科學文化。文科物理教學的核心是培養(yǎng)提高文科類學生的科學素養(yǎng)，在學好本專業(yè)的同時，通過對自然科學的認識和理解，能夠用科學的思維方法思考和看待自然世界，建立合理世界觀、價值觀。文科物理的教學宗旨是通過文理知識的交叉融合，培養(yǎng)出全面發(fā)展的綜合性人才。
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［關(guān)鍵詞］復合型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式
［作者簡介］李春艷（1978-），男，湖北荊門人，重慶科技學院數(shù)理學院，講師，碩士，研究方向為算子理論與小波分析。（重慶401331）
［中圖分類號］G648.2［文獻標識碼］A［文章編號］1004-3985（2012）18-0037-02
我國在圓滿完成了“十一五”規(guī)劃的各項任務(wù)之后，國民經(jīng)濟水平和社會發(fā)展水平都有了顯著的提高，社會主義市場經(jīng)濟體制日益完善。人才，作為支撐社會主義市場經(jīng)濟發(fā)展的一個重要資源，在過去的五年里為我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供了堅強的保障。在“十二五”規(guī)劃中，怎樣培養(yǎng)能夠適應(yīng)我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整所需的大量應(yīng)用人才是擺在高校面前的一個十分重要的課題。普通工科院校作為我國高等工程教育體系中的一部分，在應(yīng)用人才培養(yǎng)方面理所當然承擔著重要的歷史使命。
一、我國現(xiàn)階段高等工程教育體系的現(xiàn)狀分析和復合型應(yīng)用人才的內(nèi)涵
我國現(xiàn)有各類普通高校兩千三百多所，其中高等工程教育分別由專門的工科院校、綜合性大學中的工科院系和部分專業(yè)性大學（如師范、農(nóng)業(yè)類院校等）中的工科專業(yè)承擔。目前，我國的高等工程教育體系大致可以分為三個層次：一是以培養(yǎng)工程理論研究人員為目標的理工研究性大學和綜合性大學；二是以培養(yǎng)大量工程應(yīng)用人才為目標的普通工科院校；三是以培養(yǎng)工程技術(shù)工人為目標的工程職業(yè)技術(shù)學院。在這三個層次中，第二層次的院校數(shù)量處于第一、三層次之間，但在工程應(yīng)用人才培養(yǎng)體系中卻處于一個非常重要的位置。這是因為，普通工科院校所培養(yǎng)的工程應(yīng)用人才始終處于生產(chǎn)的第一線，扮演著生產(chǎn)技術(shù)員的角色，擔負著工業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)保障任務(wù)。從某種意義上說，他們的能力和素質(zhì)決定著我國工業(yè)生產(chǎn)的效率、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的市場競爭力。因此，把他們培養(yǎng)成怎么樣的人以及怎樣培養(yǎng)他們，是普通工科院校面臨的一個重要而又緊迫的課題。“十二五”期間，我國將不斷提高工業(yè)發(fā)展的水平，在改造原有工業(yè)的基礎(chǔ)上重點發(fā)展新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、新能源、生物、高端裝備制造、新材料、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)。這種經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整必將帶來對工程人員的新要求。我們不難發(fā)現(xiàn)，每個新興產(chǎn)業(yè)都不同于原有傳統(tǒng)的單一產(chǎn)業(yè)，它是一個龐大而又復雜的工業(yè)系統(tǒng)，需要多學科、多個行業(yè)的支撐。這就要求我們的工程人員不僅僅只是某個方面的“專家”或“能手”，還必須了解與他所從事的行業(yè)相關(guān)聯(lián)的理論和實踐知識。因此，培養(yǎng)“復合型應(yīng)用人才”應(yīng)該成為普通工科院校的人才培養(yǎng)目標。
所謂“復合型應(yīng)用人才”，是指具有兩種或兩種以上學科背景相互滲透的知識結(jié)構(gòu)，具有寬厚的學科基礎(chǔ)、良好的職業(yè)技能和協(xié)調(diào)發(fā)展的能力素質(zhì)，從而具備寬廣的就業(yè)口徑和適應(yīng)面的人才。其特點體現(xiàn)在以下幾個方面：
1.寬厚的工科基礎(chǔ)。復合型應(yīng)用人才應(yīng)該具有兩個及兩個以上相近工科專業(yè)的知識背景，能夠同時掌握幾個專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識，并且能夠利用這些知識解決相關(guān)領(lǐng)域的實際問題。
2.熟練的職業(yè)技能。具有熟練的職業(yè)技能的“復合型應(yīng)用人才”可以深入到工業(yè)生產(chǎn)的第一線，發(fā)現(xiàn)并解決工業(yè)生產(chǎn)過程中的具體技術(shù)性問題，從而提高生產(chǎn)機器甚至整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。這是復合型應(yīng)用人才區(qū)別于工程理論研究人員的重要特征。
3.全面協(xié)調(diào)的能力素質(zhì)。全面協(xié)調(diào)的能力素質(zhì)包括了兩個方面：一是健康的心理素質(zhì)和良好的文化素質(zhì)。二是自主學習的能力，開展創(chuàng)新活動的能力和組織協(xié)調(diào)能力。全面協(xié)調(diào)的能力素質(zhì)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對工程人才的要求中必不可少的組成部分。
二、復合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)模式研究
作為一所西部地方工科院校，我校（重慶科技學院）從2005年開始，以“理工科綜合教學改革試點班”為載體對“復合型應(yīng)用人才”培養(yǎng)的模式進行了積極的探索和實踐。
1.培養(yǎng)模式的總體設(shè)計思想。為了探索人才培養(yǎng)新模式，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，促進當前地方工科院校教育教學改革，按照學科打通的原則進行人才培養(yǎng)，以打破專業(yè)界限，形成學科交叉的育人環(huán)境，以培養(yǎng)學生扎實的數(shù)理基礎(chǔ)、寬厚的工科知識結(jié)構(gòu)、熟練的職業(yè)技能，使學生具備全面協(xié)調(diào)的能力素質(zhì)，以適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對“復合型應(yīng)用人才”的需求。
2.培養(yǎng)模式的設(shè)計方案。（1）綜合班的組建方案。綜合班的學生在當年的工科主干專業(yè)新生中進行選拔。選拔范圍包括石油、冶金、機械、化工等專業(yè)。選拔采取筆試和面試相結(jié)合的方式，并參考學生的高考成績。筆試主要考查學生的數(shù)學、英語基礎(chǔ)。面試主要考驗學生的心理素質(zhì)、文體專長和創(chuàng)新能力等。（2）綜合班的教學設(shè)計方案。綜合班采取“A+B+A”或者“A+B”模式。“A”表示集中學習學期數(shù)，“B”表示分專業(yè)學習學期數(shù)。綜合班的第一階段采取單獨組班，集中學習的方式，學校委托某個學院進行日常管理，A＝3或4。第二階段，學生分散回原專業(yè)學習專業(yè)方向課，鼓勵學生選擇其他專業(yè)作為輔修專業(yè)，B＝4或者5。第三階段，學生可以選擇在原專業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計（論文），也可以選擇回綜合班與其他專業(yè)同學共同完成畢業(yè)設(shè)計（論文），A＝0或1。（3）綜合班的課程設(shè)計方案。在第一階段，集中開設(shè)數(shù)學、英語、物理、制圖等工科基礎(chǔ)課以及其他按照教育部要求必須開設(shè)的平臺課。綜合班將強化數(shù)理基礎(chǔ)、工科基礎(chǔ)和語言基礎(chǔ)三大基礎(chǔ)，確保來自不同專業(yè)的學生具備學習專業(yè)課所需的基本的數(shù)理和語言工具。同時，合理地選擇、開設(shè)石油、冶金、機械、化工等專業(yè)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課。在第一階段結(jié)束后，學生回到原專業(yè)學習專業(yè)課程。在第三階段，由老師提出一些跨學科的畢業(yè)論題或畢業(yè)設(shè)計，由學生自主組建合作團隊來完成。（4）綜合班的能力培養(yǎng)方案。積極鼓勵綜合班學生參加各種社會團體活動和全國性的各種形式的學科競賽，例如數(shù)學建模大賽、挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)大賽、電子設(shè)計大賽等。
3.培養(yǎng)模式的有效性評估方案。對反映人才培養(yǎng)質(zhì)量的一些關(guān)鍵性指標進行跟蹤，并與全校的平均值進行比較，通過比較的結(jié)果來對此種培養(yǎng)模式的有效性進行合理的評估。
三、復合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)模式的實踐
從2005年開始，我校連續(xù)4年通過“綜合班”這個載體對“復合型應(yīng)用人才”的培養(yǎng)模式進行了實踐。
1.組建優(yōu)秀的管理和教學團隊。根據(jù)復合型人才培養(yǎng)模式的總體設(shè)計方案，學校委托某個學院對綜合班實施日常管理。該學院按照學校的要求，充分利用全校的優(yōu)質(zhì)資源，為綜合班打造管理團隊和教學團隊。首先，從各學院聘請具有高學歷和高職稱的中青年教師擔任學生導師，指導學生大學期間的學習和生活，為學生的選課、職業(yè)規(guī)劃、心理疏導等等方面提供幫助，并且還定期給綜合班作相關(guān)專業(yè)的學術(shù)報告，讓學生了解各個專業(yè)最新的發(fā)展狀況。其次，要求各院系選派富有創(chuàng)新精神和改革意識的人擔任綜合班各門課程的主講教師，并鼓勵這些教師在教學過程中大膽地進行教學手段、教學方法和教學思想的改革。
2.制定了獨特的人才培養(yǎng)方案。按照培養(yǎng)“復合型應(yīng)用人才”這個目標，在廣泛調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，學校制定了綜合班人才培養(yǎng)方案。第1～3學期為學生集中學習階段，主要完成公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和集中實踐課三個模塊的課程學習。第4～7學期為學生分散學習階段，學生回原專業(yè)學習專業(yè)課程或到其他相關(guān)專業(yè)學習輔修課程，并繼續(xù)保留綜合班建制，學生定期集中匯報學習情況。第8學期為畢業(yè)實訓或?qū)嵙曤A段，學生可以自由選擇獨立或聯(lián)合團隊進行畢業(yè)設(shè)計。人才培養(yǎng)的具體要求為：學生通過培養(yǎng)，應(yīng)該具有良好的思想品德修養(yǎng)和健康的體魄、良好的心理素質(zhì)與文化修養(yǎng)；具有扎實的數(shù)理基礎(chǔ)，受到嚴格的數(shù)理思維和方法訓練；掌握了工科大類基礎(chǔ)課的基本理論和基本技能；具有較強的語言聽說寫能力和文化交流能力；具有綜合利用所學知識進行創(chuàng)新活動的能力。
3.構(gòu)建合理的課程教學體系。課程教學改革的關(guān)鍵是解決教師“教什么，怎么教”，學生“學什么，怎么學”的問題。“綜合班”的課程教學改革在保證大學學習的第一階段課程通識性這一基本特點的前提下，盡量滿足各個專業(yè)學生后期專業(yè)性和前沿性特點明顯的后續(xù)課程的需要，同時注重對科學方法的訓練，以培養(yǎng)學生的探究性，增強運用所學知識解決實際問題的能力。為了實施人才培養(yǎng)方案，綜合班對第一階段的課程體系進行了精心的設(shè)計，構(gòu)建合理的基礎(chǔ)課程體系。基礎(chǔ)課程是體現(xiàn)大學教育通識性特點的核心載體，其作用在于培養(yǎng)學生堅實的理工科基礎(chǔ)、良好的科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，使學生成為全面發(fā)展的工程應(yīng)用人才。由于綜合班學生來自不同大主干專業(yè)，這些專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中對數(shù)學、大學物理等基礎(chǔ)課的要求基本上是相同的。因此，我們在充分考慮各個專業(yè)具體要求的情況下，對這些課程的教學要求進行了修訂，以綜合班為平臺進行教改實踐。將只針對某幾個專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課變?yōu)榫C合班所有專業(yè)的基礎(chǔ)課，例如大學化學、制圖、電路、力學等課程。同時增設(shè)大學語文、英語口語等語言文化課程。在實驗教學方面，開發(fā)了開放式實驗平臺，在綜合班進行以自主學習為主的實驗教學模式的探索與實踐。
4.建立有效的評估方案。有效的評價方案是確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的制度保障。有效的評估方案由以下三個部分組成。第一，課堂教學的有效性評估。主要體現(xiàn)在以下方面：學生的出勤率，學生對授課教師的滿意率，教師申請課堂教學改革的項目數(shù)，學生參加全校性公共基礎(chǔ)課課程的統(tǒng)考成績等。第二，學生科學實踐能力培養(yǎng)的有效性評估。這方面的評估包含了以下指標：英語和計算機等級考試的通過率，參加數(shù)學建模、電子設(shè)計大賽等學科競賽的獲獎數(shù)量，畢業(yè)設(shè)計的優(yōu)秀率等。第三，學生遠期發(fā)展能力的評估。建立畢業(yè)生信息跟蹤系統(tǒng)，及時收集學生發(fā)展狀況和市場對畢業(yè)生的反饋意見，并通過這些信息來評估人才培養(yǎng)質(zhì)量和學生遠期發(fā)展能力。通過對連續(xù)三屆綜合班部分指標的監(jiān)測表明，綜合班學生在各項指標上都高于全校的平均水平，尤其在各種學科競賽中，綜合班學生在綜合運用知識解決實際問題的能力方面具有顯著的優(yōu)勢。
四、實踐的意義
通過實踐，我們進一步明確了培養(yǎng)“復合型應(yīng)用人才”應(yīng)該是普通工科院校的人才培養(yǎng)目標。綜合班培養(yǎng)模式是探索“復合型人才”培養(yǎng)模式的具體實踐，為其他一般工科院校探索“復合型應(yīng)用人才”的培養(yǎng)模式提供了借鑒。連續(xù)三年的綜合班試點，為我們積累了“復合型應(yīng)用人才”培養(yǎng)的大量有益經(jīng)驗。這些經(jīng)驗為我們今后將“復合型應(yīng)用人才”的培養(yǎng)放在學分制這個大平臺上來實施，以突破綜合班只能讓小部分學生受益的局限性，為建立一種既能貫徹綜合班培養(yǎng)模式的人才培養(yǎng)理念，又能克服綜合班培養(yǎng)模式不足的更好的培養(yǎng)途徑提供了指導。
［參考文獻］
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以物理原理為支撐的眾多先進技術(shù)或儀器，無一不被其他學科所利用。在卓越工程師計劃和專業(yè)認證的要求中，明確基礎(chǔ)實驗課在培養(yǎng)學生應(yīng)用物理學知識解決實際工程問題。通過增設(shè)綜合研究性實驗項目教學方式，利用物理學知識及物理實驗方法及儀器使用，交叉結(jié)合“卓越計劃”相關(guān)專業(yè)，開闊視野，提升該專業(yè)學生的創(chuàng)新能力。比如生化專業(yè)學生研究通過激光照射、高頻振蕩、X射線輻射后的植物種子生長特性（2012年春萌、新苗計劃）；機械專業(yè)同學通過研究共振特性來清除高壓傳輸線上積雪問題（2008年挑戰(zhàn)杯）；輕工學生通過光譜表征研究防偽油墨（2013年新苗）；電氣專業(yè)學生的人體感應(yīng)臺燈（2012年物理創(chuàng)新競賽）、海洋溫差能量研究（2013年物理創(chuàng)新競賽）等等，不勝枚舉。增加學生自主研究的綜合研究性實驗項目，將為提升學生核心能力、工程素質(zhì)培養(yǎng)提供了一個很好的平臺。
二、研究性實驗教學模式及理念
目前實驗教學的模式總體來說比較傳統(tǒng)，實驗課堂上實驗教師是實驗課的主體，詳解原理、介紹儀器、安排實驗內(nèi)容、規(guī)定步驟、囑咐注意事項等，學生基本上只要按部就班驗證規(guī)律即可。很難使學生參與實驗活動的主觀能動性體現(xiàn)出來，學生的實驗興趣和積極性很難激發(fā)出來，對學生實踐鍛煉的效果有所影響。研究性實驗實驗是在傳統(tǒng)實驗教學基礎(chǔ)上，學生具有一定的基礎(chǔ)物理學知識和基本操作技能之后，確定比較開放的實驗主題，實驗主題可以是老師指定或?qū)W生自擬，3到4人一組，學生應(yīng)用物理實驗方法及儀器設(shè)備，通過對實驗進行全面分析，查找資料、制定實驗方案、選擇儀器設(shè)備、實驗裝置圖設(shè)計、實驗內(nèi)容步驟制定等等，完成實驗并對過程及結(jié)果分析小論文，最后總結(jié)交流。研究性實驗對實驗教學模式和實驗室的硬件條件及實驗室的管理提出更高的要求，課程設(shè)置上需要給定2到3周的開放時間，實驗室也相應(yīng)的開放。對實驗所需的耗材購買等都需要作合理安排，完成一項綜合性實驗，相對于傳統(tǒng)實驗而言，對學生實驗創(chuàng)新能力的提升有獨特的作用。
1.研究性物理實驗課著重體現(xiàn)與其他專業(yè)的交叉融合。
作為基礎(chǔ)實驗課，大學物理實驗為各個專業(yè)學生提供了基礎(chǔ)的實驗訓練，著重培養(yǎng)學生的實驗方法、實驗規(guī)范、數(shù)據(jù)處理分析等能力。但就目前的大學物理實驗教學而言，僅限于自身的知識體系，與其他工科專業(yè)知識應(yīng)用的聯(lián)系上不夠緊密，導致學生在物理實驗的功用認識上有所偏差，認為可有可無。因此，在現(xiàn)有實驗的基礎(chǔ)上，更新實驗教學內(nèi)容，淘汰陳舊落后的實驗，增加研究性物理實驗，加強物理實驗課的知識輻射勢在必行，也是為服務(wù)各工科專業(yè)所必需的調(diào)整。在研究性實驗主題選擇上需要按照各工程專業(yè)認證要求，根據(jù)學生專業(yè)特點有所區(qū)別。
2.研究性物理實驗要充分利用先進的現(xiàn)代教學技術(shù)。
信息化技術(shù)的演變進入了大數(shù)據(jù)時代，基于計算機和傳感器及海量信息交互的物理實驗?zāi)Ｊ揭呀?jīng)成為無法忽視的未來，在大大節(jié)省傳統(tǒng)實驗過程的記錄、觀測、計算、分析時間的同時，把實驗的重心落在問題的假設(shè)、分析、思考上，更象工程師一樣思考探索問題和方案。研究性物理實驗的主題比較開放，也就意味著需要大量的背景理論知識、實驗儀器使用、實驗方法等著學生自己去查閱、借鑒。同時，物理實驗教學管理的信息化和教學手段利用新技術(shù)上也要跟上，至少有一個學生交流的網(wǎng)絡(luò)平臺。
3.開放式研究性實驗創(chuàng)新實踐基地平臺建設(shè)。
以理學院應(yīng)用型人才培養(yǎng)開放創(chuàng)新實踐基地平臺為基礎(chǔ)，以學生項目申請、學科競賽為方向，為參與研究性物理實驗學生提供一個平臺，增加其完成項目的積極性，通過完成系統(tǒng)的培訓，從中挑選出優(yōu)秀的隊伍，進行有針對性的強化培訓，鼓勵申報各級學生科技立項，如春萌、新苗計劃、國創(chuàng)計劃、挑戰(zhàn)杯等。組織學生實驗競賽活動，參加大學物理創(chuàng)新競賽等競賽。也可以吸收基礎(chǔ)好、有一定科研能力的優(yōu)秀學生參與老師的科研項目。
4.研究性物理實驗設(shè)置的關(guān)鍵問題：
4.1教學大綱問題，物理實驗在鞏固基礎(chǔ)實驗的同時，增加2到3周的相對開放的研究性實驗，因此在大學物理實驗教學計劃教學大綱上作怎樣調(diào)整是個關(guān)鍵。
4.2研究性自主實驗的管理問題及成績考核問題，增加了研究性實驗項目，期末考核也應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整，建立一套能綜合考核大學物理實驗課程指標，通過考勤紀律、實驗報告、創(chuàng)新能力、研究性學習效果（科技立項、競賽獲獎情況等）。
4.3與各工科專業(yè)相應(yīng)的交叉研究性實驗題目選擇問題。各工程專業(yè)認證要求及特點有所不同，相應(yīng)的研究性實驗主題需要作不同的設(shè)計，緊貼專業(yè)特點。
4.4教學管理、信息化教學手段和先進測量分析技術(shù)、交流平臺建設(shè)的問題。劃分教學及日常管理職責，滿足開放自主條件下的實驗運行的有序進行，保證交流平臺的有效性。
三、結(jié)語
