大學(xué)物理教師教學(xué)能力提升策略
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一、大學(xué)物理的教學(xué)的現(xiàn)狀
假如生活中遇到這樣一件事：有一塊重200斤的貨物需要你從地上搬到一個(gè)高1.5米的貨車上，但是你搬不動，你要怎樣完成任務(wù)呢？處理問題的方法很多。比如找人尋求幫助，一起完成任務(wù)。但是，如果你沒有他人的幫助，只給你提供一些工具的情況下呢？此時(shí)，學(xué)過大學(xué)物理的學(xué)生就會想到例如利用杠桿原理，利用動滑輪省力的原理或者用一個(gè)相對光滑一些的斜面將其推入貨車。學(xué)生可能只會想到貼近生活層面的常用的方法，而作為老師，你可以引導(dǎo)學(xué)生用一些熱學(xué)、電學(xué)方面比較復(fù)雜一些的辦法，像蒸汽機(jī)推動，電動機(jī)推動等。下面就大學(xué)物理教學(xué)中的一個(gè)真實(shí)案例加以證明。將一個(gè)點(diǎn)電荷q位于一個(gè)邊長為a的立方體的一個(gè)頂點(diǎn)，求此時(shí)穿過立方體各面的電通量是多少？根據(jù)大學(xué)物理靜電場中點(diǎn)電荷的電場大小分布，以及通過某個(gè)曲面的電通量公式，或者利用電場中的高斯定律兩種方法都是可以用來求電通量的。那么，直接用公式很容易知道經(jīng)過點(diǎn)電荷的三個(gè)面的電通量為零，而根據(jù)對稱性分析可以知道另外三個(gè)面的電通量是相同的，在計(jì)算時(shí)如果用公式直接去計(jì)算這三個(gè)面的電通量，你會發(fā)現(xiàn)比較困難；通過高數(shù)里面的二重積分也是可以處理，不過計(jì)算量也很大。這樣，學(xué)生往往會喪失對大學(xué)物理課程的信心和興趣。此時(shí)，作為老師的你就可以提醒學(xué)生轉(zhuǎn)換一下思路，用電場高斯定律。但是高斯定律需要用閉合的曲面包圍點(diǎn)電荷，而且還需要具有一定的對稱性。對稱性滿足后，剩下的就是用閉合的曲面包圍該點(diǎn)電荷。而此時(shí)就需要我們引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，解題不再局限這個(gè)小正方體上面，而將其拓展為邊長為2a的大立方體，那么此時(shí)點(diǎn)電荷就成為大立方體的體心，問題得解。在這個(gè)過程當(dāng)中，幾乎所有的學(xué)生都知道點(diǎn)電荷位于體心處用電場高斯定律可以求出每個(gè)面的電通量。但是，位于頂點(diǎn)的時(shí)候卻難以解答出來，學(xué)生常從兩點(diǎn)考慮，一個(gè)是能不能用高斯定律，第二個(gè)是定義法能不能解決。最終，因?yàn)樗季S局限，學(xué)生發(fā)現(xiàn)高斯定律的使用條件不滿足；用定義法解答會發(fā)現(xiàn)電場大小、方向會變，用積分求解也不容易。就本題而言，從體心到頂點(diǎn)，通過思維的遷移，將視角放寬一點(diǎn)，用填補(bǔ)法將其變成一個(gè)大的立方體，頂點(diǎn)就變成了體心，這就是物理的思維。而作為大學(xué)物理教師，就是要將這種物理思維通過教學(xué)引導(dǎo)，不斷的啟發(fā)學(xué)生。大學(xué)物理中很多地方都體現(xiàn)了對思維延展性、靈活性的鍛煉，對培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維和科學(xué)研究能力具有很重要的作用[7][8]。大學(xué)物理中常用的有填補(bǔ)法、等價(jià)法、換位思考法等等。思考是創(chuàng)新的前提，結(jié)合新世紀(jì)對當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新能力的要求，大學(xué)物理教學(xué)不應(yīng)該只停留在理論和公式上，教師更應(yīng)該注重學(xué)生思維方式的培養(yǎng)。
（二）學(xué)校對于大學(xué)物理教學(xué)重視不足
大學(xué)物理作為高等院校理工科專業(yè)學(xué)生的一門重要的公共基礎(chǔ)課[9]，在一般高校教學(xué)中是必不可少的。大學(xué)物理教材多，有馬文蔚主編的《物理學(xué)》，周平主編的《大學(xué)物理》、程守洙版的《普通物理學(xué)》，趙近芳的《大學(xué)物理學(xué)》等，不管是哪個(gè)版本的教材，其內(nèi)容框架基本一致，都包括了一些經(jīng)典的物理學(xué)知識、基本概念的解讀，高數(shù)在物理問題中的應(yīng)用。在教學(xué)中，教師往往注重的物理問題的計(jì)算解決，而對學(xué)生思維的引導(dǎo)不足。另外，對于不同的專業(yè)，專業(yè)學(xué)習(xí)中所需大學(xué)物理課程內(nèi)容及程度不同[10]，學(xué)校要求的教學(xué)大綱和學(xué)時(shí)也不同。物理專業(yè)的，大學(xué)物理作為專業(yè)課，基本上是將力、熱、光、電作為單獨(dú)學(xué)科來學(xué)習(xí)；對于一些與物理靠近的專業(yè)，大學(xué)物理的學(xué)時(shí)分配就多；而其他大部分專業(yè)對于大學(xué)物理的學(xué)習(xí)都不夠重視，學(xué)時(shí)少，所講的大學(xué)物理知識也是參差不齊，不夠系統(tǒng)和連貫。
（三）大學(xué)生對于大學(xué)物理課程的不重視
教師教學(xué)模式單一，知識不能及時(shí)更新等原因使得學(xué)生學(xué)學(xué)物理的積極性逐漸下降[11]。對于大學(xué)生而言，專業(yè)課才是他們以后找工作的最佳選擇，大學(xué)物理作為基礎(chǔ)課的重要性往往會被忽視。大部分學(xué)生在課程緊張的情況下，對大學(xué)物理重要性的認(rèn)識不充分，把這門重要的基礎(chǔ)課當(dāng)成了可有可無的選修課一樣去對待，抱著及格至上的心態(tài)，學(xué)習(xí)看心情，甚至是直接曠課。當(dāng)然，這里面也存在教師的問題，大學(xué)物理的課堂就不應(yīng)該是一味的一堆理論和一些記不住的定律公式，這是高校教師在教學(xué)中值得深思的地方。
（四）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與大學(xué)物理教學(xué)進(jìn)度不同步
很多高校由于教學(xué)時(shí)間有限，對于大學(xué)物理的教學(xué)和大學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，往往是同期進(jìn)行。而在教學(xué)安排中，理論與實(shí)踐課程的教師不同，往往就會造成大學(xué)物理理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)銜接不上，常表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)先于理論課程的講授而開展。雖然在實(shí)驗(yàn)課上實(shí)驗(yàn)教師會對這部分的理論知識進(jìn)行講解，但由于時(shí)間倉促，講解部分過于單薄，學(xué)生只是單純地按照老師的步驟去記實(shí)驗(yàn)如何操作，而對于實(shí)驗(yàn)原理掌握不足。最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果差，學(xué)生興趣下降，打擊學(xué)生學(xué)學(xué)物理的積極性。
二、大學(xué)物理教學(xué)的幾點(diǎn)建議
大學(xué)物理對于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，動手實(shí)踐和創(chuàng)新性能力的提升有著很重要的作用，學(xué)好了大學(xué)物理對其它專業(yè)課也大有裨益。大學(xué)物理存在的問題總結(jié)起來可用四個(gè)方面加以概括：1.教師的引導(dǎo)不足。教學(xué)中不重視對學(xué)生思維的培養(yǎng)。2.學(xué)習(xí)氛圍不好。目前高校對于大學(xué)物理的重視程度不夠，學(xué)習(xí)氛圍不濃。3.學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。4.理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同步?；诖?，提出如下建議。
（一）完善教師培訓(xùn)制度，提升教師教學(xué)能力
對學(xué)生的引導(dǎo)不足是教師教學(xué)能力水平不高的客觀反映。教師是教學(xué)的第一線，教師的教學(xué)能力直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)。大學(xué)物理教學(xué)的教師區(qū)別于一般的專業(yè)課教師，承擔(dān)著更重的教學(xué)任務(wù)。在一些高校，教師不僅承擔(dān)課堂講授，還有定量的作業(yè)批改，教師負(fù)擔(dān)重。不僅如此，作為大學(xué)教師，本來就面臨教學(xué)與科研的雙重壓力，而在教師的職業(yè)晉升中，科研往往更受關(guān)注。因此，就會出現(xiàn)教師忙于科研，對于教學(xué)的重視不足的情形。依靠教師在實(shí)踐教學(xué)中自己摸索，往往成效很小，以至于現(xiàn)在還有部分教師不會使用現(xiàn)代的教學(xué)手段來豐富課堂，提升課堂的趣味性。在知識更新更加快速的今天，教師培訓(xùn)是一種非常好的途徑，但是培訓(xùn)不僅需要時(shí)間還要資金，因此，學(xué)校在平衡教師的教學(xué)與科研，合理的確定教師的教學(xué)工作量的同時(shí)，還要完善相關(guān)的培訓(xùn)制度，這不僅涉及資金支持，收集教師培訓(xùn)需求，還要將教師的培訓(xùn)與教師的職業(yè)發(fā)展結(jié)合起來，激勵(lì)教師提高教學(xué)能力的積極性[12]。
（二）營造物理學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)師生互促共進(jìn)
學(xué)校應(yīng)該重視大學(xué)物理這門學(xué)科，適當(dāng)增加課時(shí)，只有課時(shí)足夠，教師的教學(xué)才能更加系統(tǒng)和連貫。根據(jù)專業(yè)的不同，結(jié)合日常生活以及各自專業(yè)特點(diǎn)選用不同的大學(xué)物理教材；選擇性地突出物理的理論研究以及生活中的應(yīng)用，或者偏重于思維方式的鍛煉，以理論為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，再加以動手實(shí)驗(yàn)和課外實(shí)踐。嘗試增加一些大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、與生活相結(jié)合的與物理有關(guān)的小創(chuàng)意比賽，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和鍛煉他們思維，營造好的學(xué)習(xí)氛圍。師生教學(xué)相長，互促共進(jìn)。
（三）建設(shè)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)，打造精品教學(xué)課程
以教研室為基本單位、老教授為核心骨干、中青年教師為主體，建立團(tuán)隊(duì)合作機(jī)制，注重教師之間的合作與交流。結(jié)合現(xiàn)今時(shí)代的要求不斷改革教學(xué)內(nèi)容和方法，提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)教學(xué)質(zhì)量。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)課程的共商、共建、共享。
參考文獻(xiàn)：
[1]李宏榮，王小力，田蓬勃，等.以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)的大學(xué)物理教學(xué)改革[J].中國大學(xué)教學(xué)，2013，（8）.
[2]馬文蔚.物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]教育部高等學(xué)校非物理類專業(yè)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會.非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求[J].物理與工程，2006，（6）：1-3.
作者：趙亞運(yùn) 李方犁 單位：廣東理工學(xué)院
