鉴于以上情况,很多教育工作者已经在积极探寻着解决的办法。譬如“比起学到了什么,教师应更加注重怎样学习与学习者学习动力的获得”[1]“;应使学生认识到,物理已成为其他诸多自然科学和工程技术发展的基础”[2];“将本学科内易混淆的对称知识进行比较,让学生在比较中掌握物理概念与本质”[3]“;大学物理的课程目的除了传授知识,还应培养学生学习能力、解决问题的能力,使他们能更快适应未来工作的要求”[4]等等。然而以上研究和建议大多着眼于大方向上的理论指导,而缺少具体的措施和建议以保障教学效果的达成。从自身教授大学物理课程的实际经验出发,结合平日里对于教学情况的及时调查、评估与反思,我们认为,对大学物理课程的改革可以从以下方面进行:
(一)合理地开展学科融合,以调动学生的学习积极性,激发其学习大学物理课程的热情
首先,我们要使得学生感受到物理学与所学专业的紧密联系[5]。优秀的大学生往往有很强的专业意识,我们应当探究如何使学生正确地认识到学习物理学对专业知识学习的基础性促进作用。物理偏重科学,专业偏重技术。我们需要让同学们牢固树立“科学为技术服务,技术需要以科学为依托”的思想,并在此思想的指导下学习。其次,学科交叉内容的引入,主旨在于激发非物理专业学生的学习动机。因此该部分内容引入的形式必须恰当,而不能影响课程本身的`教学。否则反而会给同学们的学习增加负担,影响其学习热情。这就要求教师在教授某个专业的大学物理课程前,借阅该专业后续课程的教材,并检索相关文献,了解其发展趋势与学科前沿,以便上课时将不同课程的内容有机地结合。
(二)正确地处理数学与物理,以及理论与实验的关系,以突出大学物理课程的核心内容
大学物理与中学物理的一个重要区别便是从定性对规律的认识过渡到定量对现象的描述。因此高等数学工具便发挥了很重要的作用。但是也必须意识到,数学仅仅是物理学的工具而已,它所描述的物理现象都有其实在的物理内容与物理意义。在引入数学描述后,教师必须引导学生把握其背后的物理内涵。在让课堂教学变得生动和多样的同时,帮助学生抓住课程的本质,学透课程内容。除了正确处理数理之间的关系,如何适时地引入课堂上便于开展的实验,以加强对于物理内涵的认识,也是教师要认真考虑与设计的。在大多数国外的原版教材中,每涉及到一个重要定理时,都非常强调“quicklab”的思想,即可以迅速验证的简单实验。我们应当尝试将它应用到大学的课堂当中,并引导学生由实验现象自行总结、归纳定律,以培养其科研精神,训练其科研素养。
(三)教师应在教学过程中多采用启发式教学,以及联想、迁移等教育心理学方法,提高学生的学习效率
科学的教学方法会给大学物理的教学效果带来很大的提升。如前所述,由于大学物理课程内容的丰富性,不少学生会感觉负担过大。我们认为,教师应当在课堂上引导学生对所学知识进行科学编码和分类,引导学生在明晰概念、辨清区别的前提下,对存在相似性的内容大胆地运用知识迁移和联想。譬如在教授刚体绕定轴的转动时,我将其与物体的平动进行比较。每介绍一个新的物理内容前,我都会用物体平动的相应概念进行铺垫与类比。同学们很快就建立起了不同运动形式之间的联系,学习起来事半功倍。此外,有些理论体系不仅在实验室中可以得到验证,其原理也经常被应用在实际生活中。教师应当抓住这样的机会,在充分的理论铺垫后,设计由浅入深的一系列问题,启发同学们自发寻找问题的答案,以巩固对于物理定律的认知[6]。譬如在教授角动量守恒定理时,为了让同学们更好地理解转动惯量的作用,我特意选取了花滑王子普鲁申科的一小段表演视频,引导同学们找出每组动作对应的转动惯量大小与旋转快慢的关系,从而自行归纳出结论。从同学们的反馈来看,当他们发现可以利用刚刚获取的知识体系,来解决生活或者专业中的实际问题时,其兴奋与满足感是难以言喻的。合适的启发式教学对于同学们的学习动机与效率都有很大的提升。
三、讨论与总结
本文中,我们论述了在当前高校中,大学物理课程教学遇到的问题及其原因。为了提升学生们的学习兴趣,提高大学物理的教学质量,我们结合在教学中的具体实践经验,提出了进行教学改革的方向与方法。概括来说,即适当地引入学科交叉的内容,建立起物理与相应专业的联系;正确处理数学工具与物理内容,以及理论体系与实验验证的联系;在教学中应用教育心理学理论,利用联想、迁移以及启发式教学提升学生的学习效率,培养其独立思考与解决问题的能力。