摘要：大學物理是面向所有非物理專業的理工科大學生的一門重要基礎課程，對於理工科學生們建立起正確的科學觀與唯物主義世界觀具有重大的意義，也為其後續專業課的研習奠定堅實的基礎。本文列舉了當前我國高校的大學物理課堂中，普遍存在的一些問題，並深度剖析了起因；進而在結合作者實際教學經驗的基礎上，以課堂上的例項為引導，提出了進行大學物理教學改革，提升課程教學質量的具體措施。
關鍵詞：大學物理；教學改革；學科交叉；教育心理學
大學物理是所有非物理專業理工科學生的一門重要公共基礎課程，也是理工科大學生走進大學校園最先接觸到的基礎性課程之一。其目標在於讓學生通過對課程的學習，認識自然界物質的結構、性質、相互作用及其運動的基本規律，培養出基本的理學素養，為後繼專業課程的學習奠定必要的物理基礎。大學物理課程內涵豐富，其所覆蓋的知識面和資訊量以及理學素養的建立是其它任何一門課程都難以比擬的。可以說，大學物理課程對於理工科學生科學素養和學習研究能力的建立起著奠基性的作用。然而，令人遺憾的是，目前國內高校的理工科院系普遍存在著只重視專業核心課，而輕視公共基礎課程的現象。這一思潮自然也影響到了學習這門課程的同學們，抱有唯成績論的思想，即僅僅為了期末成績優秀甚至只是通過考試而學習的學生不在少數。這無疑為實現本課程的教學目標，達到最優教學效果設定了很大的障礙。我國的高等教育揹負著為社會進步提供智力支援，為社會主義建設事業培養高階人才的重要使命。因此高校的教學質量好壞直接影響到國家建設者素養的高低。如何對大學物理課程進行內容乃至結構上的改革，以激發高校學生的學習熱情，達成該學科的最佳教學效果，無疑是一個令人重視的問題。
一、大學物理教學中出現問題的根源
我們認為，當前國內高校中，大學物理的教學出現問題的根源可以歸納為以下幾點：
（一）所學知識與學科內容相差較大
雖然學科間的交叉與整合一直是現代科學發展最主要的方向之一，但是在高校中，由於過分強調課程層次的“分離”和各門課程的“獨立”，大學物理課程與後續與之聯絡的專業性課程在時間、形式和方法上有明顯的隔膜和脫節。我們應當意識到，大學物理課程最重要的教學目的之一，在於使學生通過方法與思維的訓練，熟悉和掌握“觀察、歸納、推理與演繹“以及“從特殊到一般，從一般到特殊”的完整研究方法。而不應當把大學物理課程看成是刻板的知識點傳授。
（二）理論知識的教授過於系統化，缺少靈活的形式
物理學經過數個世紀的發展，早已成為一門成熟完善的學科，有著嚴密的邏輯架構與學科體系。物理定理、理論雖然大多源於實驗，但其出現在教科書與文獻中的形式，卻是高度數學化的，要經過嚴格的推演。這樣相較於很多以實驗為理論基礎的學科（如生物、化學），大學物理課程的課堂學習可能會顯得嚴謹有餘，生動不足。而教師們往往過分強調“邏輯性”，使得大學物理的內容特別是理論部分的內容缺乏開放性和靈活性。
（三）課程內容較為分散，缺少必要的串聯
出於理論體系的完整性考慮，絕大多數教材都是按照力學（包括機械波等內容）、電學、磁學、光學、熱學這樣的子學科分類分別介紹相應的內容。而在教學過程中，大多數教師往往只是按部就班地講課，而不能夠很好地引導其進行橫向的聯絡及對比，同學們很容易便機械地把其看做是幾個分立的體系來學習。不講求方法與效率的學習方式會讓學生感覺課程內容過雜，任務過重，從而降低學習期望與熱情。
二、大學物理教學改革的策略與方法
鑑於以上情況，很多教育工作者已經在積極探尋著解決的辦法。譬如“比起學到了什麼，教師應更加註重怎樣學習與學習者學習動力的獲得”[1]“；應使學生認識到，物理已成為其他諸多自然科學和工程技術發展的基礎”[2]；“將本學科內易混淆的對稱知識進行比較，讓學生在比較中掌握物理概念與本質”[3]“；大學物理的課程目的除了傳授知識，還應培養學生學習能力、解決問題的能力，使他們能更快適應未來工作的要求”[4]等等。然而以上研究和建議大多著眼於大方向上的理論指導，而缺少具體的措施和建議以保障教學效果的達成。從自身教授大學物理課程的實際經驗出發，結合平日裡對於教學情況的及時調查、評估與反思，我們認為，對大學物理課程的改革可以從以下方面進行：
（一）合理地開展學科融合，以調動學生的學習積極性，激發其學習大學物理課程的熱情
首先，我們要使得學生感受到物理學與所學專業的緊密聯絡[5]。優秀的大學生往往有很強的專業意識，我們應當探究如何使學生正確地認識到學習物理學對專業知識學習的基礎性促進作用。物理偏重科學，專業偏重技術。我們需要讓同學們牢固樹立“科學為技術服務，技術需要以科學為依託”的思想，並在此思想的指導下學習。其次，學科交叉內容的引入，主旨在於激發非物理專業學生的學習動機。因此該部分內容引入的`形式必須恰當，而不能影響課程本身的教學。否則反而會給同學們的學習增加負擔，影響其學習熱情。這就要求教師在教授某個專業的大學物理課程前，借閱該專業後續課程的教材，並檢索相關文獻，瞭解其發展趨勢與學科前沿，以便上課時將不同課程的內容有機地結合。
（二）正確地處理數學與物理，以及理論與實驗的關係，以突出大學物理課程的核心內容
大學物理與中學物理的一個重要區別便是從定性對規律的認識過渡到定量對現象的描述。因此高等數學工具便發揮了很重要的作用。但是也必須意識到，數學僅僅是物理學的工具而已，它所描述的物理現象都有其實在的物理內容與物理意義。在引入數學描述後，教師必須引導學生把握其背後的物理內涵。在讓課堂教學變得生動和多樣的同時，幫助學生抓住課程的本質，學透課程內容。除了正確處理數理之間的關係，如何適時地引入課堂上便於開展的實驗，以加強對於物理內涵的認識，也是教師要認真考慮與設計的。在大多數國外的原版教材中，每涉及到一個重要定理時，都非常強調“quicklab”的思想，即可以迅速驗證的簡單實驗。我們應當嘗試將它應用到大學的課堂當中，並引導學生由實驗現象自行總結、歸納定律，以培養其科研精神，訓練其科研素養。
（三）教師應在教學過程中多采用啟發式教學，以及聯想、遷移等教育心理學方法，提高學生的學習效率
科學的教學方法會給大學物理的教學效果帶來很大的提升。如前所述，由於大學物理課程內容的豐富性，不少學生會感覺負擔過大。我們認為，教師應當在課堂上引導學生對所學知識進行科學編碼和分類，引導學生在明晰概念、辨清區別的前提下，對存在相似性的內容大膽地運用知識遷移和聯想。譬如在教授剛體繞定軸的轉動時，我將其與物體的平動進行比較。每介紹一個新的物理內容前，我都會用物體平動的相應概念進行鋪墊與類比。同學們很快就建立起了不同運動形式之間的聯絡，學習起來事半功倍。此外，有些理論體系不僅在實驗室中可以得到驗證，其原理也經常被應用在實際生活中。教師應當抓住這樣的機會，在充分的理論鋪墊後，設計由淺入深的一系列問題，啟發同學們自發尋找問題的答案，以鞏固對於物理定律的認知[6]。譬如在教授角動量守恆定理時，為了讓同學們更好地理解轉動慣量的作用，我特意選取了花滑王子普魯申科的一小段表演視訊，引導同學們找出每組動作對應的轉動慣量大小與旋轉快慢的關係，從而自行歸納出結論。從同學們的反饋來看，當他們發現可以利用剛剛獲取的知識體系，來解決生活或者專業中的實際問題時，其興奮與滿足感是難以言喻的。合適的啟發式教學對於同學們的學習動機與效率都有很大的提升。
三、討論與總結
本文中，我們論述了在當前高校中，大學物理課程教學遇到的問題及其原因。為了提升學生們的學習興趣，提高大學物理的教學質量，我們結合在教學中的具體實踐經驗，提出了進行教學改革的方向與方法。概括來說，即適當地引入學科交叉的內容，建立起物理與相應專業的聯絡；正確處理數學工具與物理內容，以及理論體系與實驗驗證的聯絡；在教學中應用教育心理學理論，利用聯想、遷移以及啟發式教學提升學生的學習效率，培養其獨立思考與解決問題的能力。
參考文獻
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