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理論物理課程群“點面體”協(xié)作下的綜合教學(xué)改革實踐

發(fā)布時間:2019-08-08 來源: 人生感悟 點擊:


  [摘要]理論物理課程群包括四大力學(xué)等六門課程。該文在問卷調(diào)查基礎(chǔ)上,提出在理工科交叉、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合條件下,針對應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng),理論物理課程群在“點面體”三個層面上深化教學(xué)改革的模式,并將三個方面有機地結(jié)合起來。這些改革措施在實際教學(xué)應(yīng)用中,取得了很好的教學(xué)效果,為進一步深化理論物理課程群教學(xué)改革提供了很好的建議,理論物理課程群也被列為山東省精品課程。
  [關(guān)鍵詞]理論物理;課程群:教學(xué)改革;精品課程
  [中圖分類號]G40-057 [文獻標(biāo)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(xué)科。理論物理的研究領(lǐng)域主要有宇宙學(xué)、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(xué)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(xué)》、《電動力學(xué)》、《熱力學(xué)和統(tǒng)計物理》、《量子力學(xué)》、《數(shù)學(xué)物理方法》和《固體物理》六門主干課程,它們多數(shù)是物理學(xué)、應(yīng)用物理、光信息、微電子、新能源和材料學(xué)等理工專業(yè)的重要必修課程。通過本課程群的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,可以培養(yǎng)學(xué)生具有扎實數(shù)理基礎(chǔ)、良好科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識,掌握物理學(xué)的基本理論和方法,獲得相應(yīng)的科學(xué)思維和基礎(chǔ)訓(xùn)練,為理論物理、凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)、電子科學(xué)、計算機等科學(xué)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(xué)改革取得了一些很多成果,但是理論物理教學(xué)系統(tǒng)改革研究相對較少,較多為單一學(xué)科、某些方面的研究。為適應(yīng)當(dāng)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(xué)生認為課程枯燥、難學(xué)是正常的,沒有從學(xué)生的認知準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備出發(fā)解決這一問題;
 。2)由于是集中教學(xué),課程內(nèi)容又是理論課,教學(xué)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(xué)和新能源是近幾年新上的專業(yè),教學(xué)大綱和教學(xué)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(dāng)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,教學(xué)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(dǎo)向,針對理工科的不同特點,深化教學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)院各專業(yè)的同學(xué)進行過《理論物理學(xué)習(xí)問卷調(diào)查》,共有1200多人次同學(xué)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(xué)們覺得學(xué)習(xí)理論物理概念抽象,難以理解。2013年針對哪些課程的學(xué)習(xí)難度較大的調(diào)查,涉及5個專業(yè),數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、普通物理、理論物理等,有效問卷486份?梢,相對于其他課程,學(xué)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(xué)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(xué)生覺得學(xué)習(xí)理論物理課程難,原因很多,除了學(xué)習(xí)興趣,集中反映的問題還有自己的認知水平和學(xué)習(xí)方法等方面。2013年的調(diào)查結(jié)果現(xiàn)實,較多同學(xué)即使聽懂了基本概念和公式,接近三分之一的同學(xué)也不能獨立解題。有的同學(xué)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(xué)》和《量子力學(xué)》等分項問卷中,也得到了驗證。
 。3)《數(shù)學(xué)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(xué)生來說基本都是難點,這在表一中就可以看出。雖然學(xué)生對于該門課程老師們的教授風(fēng)格非常認可,但很多學(xué)生不能理解這門課程的用處,也難于把握學(xué)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(xué)基礎(chǔ)不扎實,53.1%認為課程知識本身很難,51.7%學(xué)生認為數(shù)學(xué)問題解法多種但不知其目的,41.9%認為不知數(shù)學(xué)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(xué),均有甚至一半以上的學(xué)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(xué)生多參考同學(xué)作業(yè)或參考答案,如何能夠使學(xué)生自覺性學(xué)習(xí)、更好理解課本知識,并靈活的運用到解題和未來科學(xué)研究中,成為值得教學(xué)中深思和改變的問題。
  (5)學(xué)院所設(shè)專業(yè)中,除了新能源專業(yè),多數(shù)同學(xué)并非第一志愿報考,這說明很多學(xué)生對于大學(xué)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(xué)習(xí)有一定的懼怕心理。調(diào)劑過來的同學(xué)中,需要經(jīng)過一段時間的專業(yè)了解和學(xué)習(xí),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(xué)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(xué)習(xí)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(xué)生學(xué)習(xí)層面分析,有些同學(xué)沒有充分了解學(xué)習(xí)理論物理的重要性,不能對自己的學(xué)習(xí)給以準(zhǔn)確的定位;雖然一些學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生在學(xué)習(xí)理論物理的認知準(zhǔn)備方面做的不充足或?qū)W習(xí)方法不恰當(dāng)時,會給后續(xù)的學(xué)習(xí)帶來較大的困擾。(2)對于具體課堂教學(xué),學(xué)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(xué)史等方面的內(nèi)容,提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,進而增加同學(xué)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(xué),或運用動畫模擬相關(guān)內(nèi)容;多講習(xí)題,尤其是解題的思路和方法;增加課外實驗,培養(yǎng)學(xué)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(xué)改革有著重要的參考意義。

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