時(shí)間：2022-04-03 23:03:57
開(kāi)篇：寫(xiě)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(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【論文摘要】大學(xué)物理課是高校實(shí)施素質(zhì)教育的一門(mén)重要課程。傳統(tǒng)的理工科物理必修課過(guò)于強(qiáng)調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”、“應(yīng)用性”，使物理學(xué)教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對(duì)非理工科學(xué)生開(kāi)設(shè)大學(xué)物理選修課來(lái)彌補(bǔ)普通物理教育的不足。本文對(duì)開(kāi)設(shè)大學(xué)物理選修課的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方式和考核方式進(jìn)行了分析和探索，有利于高等院校非理工科專業(yè)大學(xué)物理教學(xué)的實(shí)施。
在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，人類已步入知識(shí)爆炸、高科技和信息時(shí)代的今天，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、市場(chǎng)的繁榮，高等教育面臨著如何適應(yīng)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的人才需求這一問(wèn)題，首先是一個(gè)轉(zhuǎn)變觀念的問(wèn)題。過(guò)去在教育教學(xué)過(guò)程中長(zhǎng)期形成的一種潛意識(shí)的觀念，現(xiàn)在已經(jīng)基本得到澄清，越來(lái)越多的人們認(rèn)識(shí)到：大學(xué)本科要立足于培養(yǎng)復(fù)合型人才，而不是培養(yǎng)專家，本科教育主要是打好科學(xué)文化素質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識(shí)和自我發(fā)展的能力。[1]
物理學(xué)是各門(mén)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，其研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的思想方法適用于一切科學(xué)研究。正如偉大的物理學(xué)家費(fèi)曼所言：學(xué)習(xí)物理學(xué)，就是要學(xué)習(xí)怎樣由未知進(jìn)到已知的科學(xué)求知方法，就是要學(xué)習(xí)如何嘗試和糾錯(cuò)，就是要學(xué)習(xí)一種普遍的自由探索的創(chuàng)造精神。大學(xué)物理課是高校實(shí)施素質(zhì)教育的一門(mén)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(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，所以很強(qiáng)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(xué)大綱和采用統(tǒng)一閉卷考試。受此制約，物理學(xué)教育的育人功能不能充分發(fā)揮。因此有必要針對(duì)非理工科學(xué)生開(kāi)設(shè)大學(xué)物理選修課來(lái)彌補(bǔ)普通物理教育的不足。大學(xué)物理選修課對(duì)體現(xiàn)科學(xué)教育與人文教育的融合，特別對(duì)提高非理工學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)起著重要作用。
一、大學(xué)物理選修課教學(xué)目標(biāo)
大學(xué)物理選修課程教學(xué)內(nèi)容并不是理工科物理教學(xué)內(nèi)容的縮減，不能把大學(xué)物理選修課程體系當(dāng)作理工科物理體系的縮影。大學(xué)物理選修課的教學(xué)目標(biāo)主要是力圖使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)了解物理學(xué)的基本內(nèi)容，即物理學(xué)研究的是什么；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探求知識(shí)的探索精神；提供當(dāng)代大學(xué)生必不可少的現(xiàn)代觀念和思維方式；開(kāi)拓視野，讓學(xué)生了解物理學(xué)前沿；了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的物理基礎(chǔ)；了解物理學(xué)與社會(huì)、環(huán)境、能源等方面的關(guān)系，物理對(duì)人類社會(huì)文明的進(jìn)步有什么貢獻(xiàn)與影響；了解科學(xué)家創(chuàng)造性的工作特點(diǎn)和研究方法，獲得科學(xué)方法論的教益與啟迪。
二、教學(xué)內(nèi)容和課程體系
針對(duì)這一目標(biāo)，大學(xué)物理選修課的教學(xué)內(nèi)容和課程體系應(yīng)通過(guò)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(xué)動(dòng)向(如高溫超導(dǎo)、納米材料、反物質(zhì)世界等)導(dǎo)入物理基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)：
1、定性與半定量，對(duì)計(jì)算能力要求不高[2]
由于非理工科學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍不高，因此為了讓此類學(xué)生對(duì)表現(xiàn)物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有明確直認(rèn)識(shí)，應(yīng)采取定性、半定量及適度的定量方法來(lái)闡述物理學(xué)的概念、理論和規(guī)律。注重教學(xué)內(nèi)容中的語(yǔ)言描述，降低物理學(xué)科中的定量要求，給出清晰的和較寬闊的物理圖像、科學(xué)觀點(diǎn)和思維方法，并注意將研究方法、思維方法滲透其中，以使學(xué)生既學(xué)到知識(shí)又領(lǐng)會(huì)了方法。[1]
2、增加物理學(xué)史的講授，幫助學(xué)生正確理解物理原理和物理概念
每一個(gè)物理概念、每一條物理定律的形成都離不開(kāi)當(dāng)時(shí)的歷史條件，都少不了物理學(xué)家的科學(xué)思想的邏輯發(fā)展和歷史行程?；仡欉@些物理概念、物理定律的逐漸建立的歷史過(guò)程，可幫助學(xué)生正確理解概念的內(nèi)涵，正確運(yùn)用物理定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
3、從哲學(xué)角度考察物理學(xué)的思想根基古代物理學(xué)的理論形態(tài)實(shí)質(zhì)上是自然哲學(xué)，它是未分化的包羅萬(wàn)象的知識(shí)體系，把自然界當(dāng)做一個(gè)整體而從總的方面來(lái)認(rèn)識(shí)它。從16世紀(jì)起，自然科學(xué)開(kāi)始從哲學(xué)中分化出來(lái)，物理學(xué)開(kāi)始了它的近展時(shí)期。作為科學(xué)的世界觀和方法論，辯證唯物主義哲學(xué)在物理學(xué)研究過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。辨證唯物論認(rèn)為，世界上一切客觀的東西都是永恒的運(yùn)動(dòng)和變化的，它從不把自身的理論當(dāng)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(zhēng)。這樣的思想貫穿在物理學(xué)里，如：物理規(guī)律是普適的、場(chǎng)是運(yùn)動(dòng)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(xué)方法論
在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，無(wú)數(shù)物理學(xué)家對(duì)物質(zhì)世界的物理現(xiàn)象和事實(shí)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維，在建立物理概念、揭示物理規(guī)律的同時(shí)，逐漸形成了一整套研究物理學(xué)的科學(xué)思想和科學(xué)方法，從而產(chǎn)生了物理學(xué)方法論的科學(xué)。物理學(xué)的方法論是介于哲學(xué)原理和物理學(xué)理論之間，對(duì)物理學(xué)探索和物理學(xué)理論的建立和發(fā)展起指導(dǎo)作用的普適原理。課程中應(yīng)向?qū)W生介紹研究物理學(xué)的行之有效的科學(xué)方法，如觀察和實(shí)驗(yàn)、科學(xué)的抽象、理想實(shí)驗(yàn)的方法、類比的方法、假說(shuō)和模型的方法、歸納和演繹相結(jié)合的方法、數(shù)學(xué)公理化的方法等等，培養(yǎng)學(xué)生多維化、系統(tǒng)化和信息化的科學(xué)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(xué)與其它學(xué)科的交叉發(fā)展和物理規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐、生活實(shí)際和科技革命中所起的重要作用。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，信息量擴(kuò)大，知識(shí)更新速度快。物理學(xué)在近生了重大革命，出現(xiàn)了許多新的技術(shù)科學(xué)，并在實(shí)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(xué)的內(nèi)容以及當(dāng)今某些物理前沿內(nèi)容及其重大應(yīng)用，以便學(xué)生對(duì)最新的物理學(xué)理論、應(yīng)用及科技發(fā)展動(dòng)態(tài)有一個(gè)全面的了解，這對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，是十分必要的。三、教學(xué)方式與考核方式
1、教學(xué)方式
大學(xué)物理選修課不是進(jìn)行系統(tǒng)的物理學(xué)理論知識(shí)學(xué)習(xí)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(xué)生的恐懼心理，這樣學(xué)生漸入狀態(tài)，學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性會(huì)被激發(fā)和調(diào)動(dòng)起來(lái)。在教學(xué)安排上，可以不強(qiáng)求系統(tǒng)性，不嚴(yán)格遵循物理學(xué)發(fā)展的順序，而是根據(jù)一些起源于物理學(xué)、現(xiàn)在已滲透到各學(xué)科甚至人文學(xué)科的概念、方法和技術(shù)開(kāi)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(xué)、物理學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用、地球系統(tǒng)、環(huán)境科學(xué)等。[3]
大學(xué)物理選修課的主要對(duì)象是非理工科學(xué)生，不需要講授繁瑣的理論推導(dǎo)過(guò)程，故傳統(tǒng)的“邊板書(shū)、邊講授”的方法不適用，而應(yīng)盡量多地采用多媒體教學(xué)手段[4]。教師要花費(fèi)大量時(shí)間學(xué)習(xí)和閱讀文獻(xiàn)，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(dòng)直觀、引人入勝地傳遞教學(xué)信息，以便取得較好的教學(xué)效果。
2、考核方式
與強(qiáng)調(diào)“理論性”、“系統(tǒng)性”、“邏輯性”的理工科物理不同，大學(xué)物理選修課可以不采用解題、統(tǒng)一閉卷考試的方式來(lái)考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而可以采取多元化的考核方式：讓學(xué)生查找文獻(xiàn)撰寫(xiě)專題論文；撰寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告、課程心得體會(huì)；由學(xué)生獨(dú)立完成演示實(shí)驗(yàn)或自我設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)；甚至分組研討某些物理問(wèn)題或口試答辯等等[5]。
物理學(xué)是研究自然界最普遍規(guī)律的科學(xué)和最成熟的自然科學(xué)。當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度發(fā)展，不同學(xué)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(shì)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(kāi)設(shè)大學(xué)物理選修課可以彌補(bǔ)普通理工科物理教育的不足，對(duì)非理工科學(xué)生融合自然科學(xué)與人文科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)具有啟迪思維、萌生感悟、提供思想方法、樹(shù)立創(chuàng)新精神和提高科學(xué)文化素質(zhì)的促進(jìn)作用。【參考文獻(xiàn)】
[1]徐婕，詹士昌，楊建宋.加強(qiáng)文科專業(yè)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2005，4(2):180-184.
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[3]何曉燕，陳小鳳，李俠.大學(xué)文科學(xué)生物理通識(shí)教育問(wèn)題探析[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2006，14(4):95-97.
具體地說(shuō)，我校“大學(xué)物理”課程由必修和選修兩塊教學(xué)內(nèi)容組成，在教學(xué)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化．由于課時(shí)所限，“工科物理”必須在保證基本要求的前提下，精簡(jiǎn)學(xué)時(shí)，為后續(xù)選修課程騰出教學(xué)時(shí)間．我們利用多媒體教學(xué)手段提高課堂效率，課時(shí)由128學(xué)時(shí)調(diào)整為112學(xué)時(shí)．必修課后，同學(xué)根據(jù)專業(yè)需要和自身興趣，必須任選至少一門(mén)后續(xù)選修課程，同時(shí)計(jì)入公選課學(xué)分．多年來(lái)，經(jīng)過(guò)凝練內(nèi)容，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，漸進(jìn)實(shí)施，已經(jīng)形成大學(xué)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(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化”和“教學(xué)手段改革”為核心，圍繞教材、資源、方法、效果等要素，博采眾長(zhǎng)，持續(xù)發(fā)展．我們整體優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，出版了適應(yīng)教改要求的“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《工科物理教程》；倡導(dǎo)多媒體綜合教學(xué)手段，1998年率先完成的大學(xué)物理電子教案在國(guó)內(nèi)有一定的示范影響；加強(qiáng)輔助學(xué)習(xí)條件建設(shè)，組織編寫(xiě)了《大學(xué)物理綜合練習(xí)》等資料，建設(shè)了內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)．總之，對(duì)“工科物理”成熟的課程模式，我們博采眾家之所長(zhǎng)，以資源建設(shè)為先導(dǎo)，教學(xué)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(xué)成果一、二等獎(jiǎng)．其次，2005年以來(lái)，以素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心，進(jìn)一步強(qiáng)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(xué)內(nèi)容包含現(xiàn)代物理知識(shí)、科學(xué)藝術(shù)交融、高新技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)探究等．教學(xué)手段廣泛采用多媒體技術(shù)，所有課程都開(kāi)發(fā)了多媒體電子教案，建立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，教學(xué)資源豐富．同時(shí)，針對(duì)不同課程的教學(xué)內(nèi)容，探索以研究型教學(xué)為核心的多樣化教學(xué)方法．目前，“物理與藝術(shù)”已成為國(guó)家精品課程，并于2012年分別被遴選為國(guó)家精品視頻公開(kāi)課和國(guó)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(jí)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(xué)成果特等獎(jiǎng)；2014年獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)．
2文理交融培養(yǎng)素質(zhì)
科學(xué)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(xué)在這方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，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(jì)的先進(jìn)教育理念．首先，從2005年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)深入的調(diào)研和大量的素材積累，我們?cè)谌珖?guó)率先開(kāi)設(shè)了“物理與藝術(shù)”選修課，教學(xué)內(nèi)容主要是以藝術(shù)家和物理學(xué)家相互平行的視角，闡述人們對(duì)宇宙圖像的建立過(guò)程和理解；對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式的認(rèn)識(shí)；分析比較他們?cè)趧?chuàng)新意識(shí)和思維方法上的共同點(diǎn)，以達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)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(guò)近10年的教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)構(gòu)成完整的課程教學(xué)體系，主要包括：自然哲學(xué)到物理學(xué)與繪畫(huà)的開(kāi)端；喬托的“透視”與伽利略的“參照系”；牛頓與達(dá)•芬奇；現(xiàn)代科學(xué)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(huà)派；時(shí)間的意義與未來(lái)主義和超現(xiàn)實(shí)主義畫(huà)派；量子風(fēng)云與抽象主義藝術(shù)；宇宙與人文；對(duì)稱與不對(duì)稱；混沌和分形與抽象表現(xiàn)主義畫(huà)派；東方的藝術(shù)之道與西方的科學(xué)之道等．簡(jiǎn)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(xué)的重點(diǎn)就在于揭示它們發(fā)展的每一次重大革命中的創(chuàng)新點(diǎn)．“物理與藝術(shù)”課程建設(shè)是一個(gè)符合現(xiàn)代教育理念，具有重要?jiǎng)?chuàng)新思想，在國(guó)內(nèi)率先完成，并取得優(yōu)秀教學(xué)實(shí)踐效果和師生廣泛贊譽(yù)的教學(xué)成果．由李政道先生親題書(shū)名，楊叔子院士作序的“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《物理與藝術(shù)》（附課件光盤(pán)）出版后，在物理教育界產(chǎn)生重要影響，2012年被評(píng)為國(guó)家級(jí)精品教材．其次，開(kāi)設(shè)的“文化物理”面向全校各專業(yè)學(xué)生（包括文科類），文理兼濟(jì)，特色鮮明．課程采取“案例”式教學(xué)，追尋物理學(xué)歷史發(fā)展脈絡(luò)，通過(guò)分析物理學(xué)重大發(fā)現(xiàn)的社會(huì)背景和深刻影響，凝練出科學(xué)文化與人文文化相融合的教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然世界（宇宙）的情感、科學(xué)研究的態(tài)度、創(chuàng)新性的思維方式和崇尚人文科學(xué)精神的價(jià)值取向．國(guó)家級(jí)“十二五”規(guī)劃教材《文化物理》特色鮮明，全書(shū)不依靠數(shù)學(xué)公式，而是以科學(xué)意義的圖片代替方程，科學(xué)內(nèi)涵的圖景理解概念．用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言和發(fā)人深省的科學(xué)故事，在科學(xué)文化的視野下，鼓勵(lì)學(xué)生欣賞物理學(xué)和體味蘊(yùn)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(jìn)行工科物理教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化改革成為共識(shí)．自2000年起，我們以現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo)，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(duì)不同專業(yè)學(xué)生，開(kāi)設(shè)了“近代物理與高新技術(shù)”課程．在面向航空主機(jī)類專業(yè)的“近代物理與高新技術(shù)Ⅰ”課程的教學(xué)中，我們將激光武器、紅外探測(cè)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(xué)生，并且注意本校學(xué)生的專業(yè)方向特點(diǎn)．教學(xué)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(xué)們的極大興趣，如高能激光、激光制導(dǎo)、激光推進(jìn)，飛機(jī)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(qiáng)烈的時(shí)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(xué)中，我們注意加強(qiáng)半導(dǎo)體物理與微電子技術(shù)的教學(xué)，并將最新的微電子制備技術(shù)和測(cè)試分析技術(shù)介紹給學(xué)生．
在開(kāi)展課程教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)教學(xué)對(duì)象為大二、大三學(xué)生的特點(diǎn)，我們認(rèn)真分析研究了他們已接受的數(shù)學(xué)、物理等方面課程學(xué)習(xí)的情況，精心編寫(xiě)出版了《近代物理與高新技術(shù)》教材．全書(shū)從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，實(shí)施因材施教，注意不過(guò)多地涉及高深理論和技術(shù)細(xì)節(jié)，不強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性和完備性，力求采用普通物理學(xué)的教學(xué)方法（即所謂的“普物化”）完成近代物理的教學(xué)．在內(nèi)容處理上，適當(dāng)鋪墊一些理論過(guò)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(xué)的深度、廣度、進(jìn)度適合學(xué)生的知識(shí)水平和接受能力，使學(xué)生初步了解近代物理學(xué)和高新技術(shù)中的基本概念和方法、近代物理對(duì)高新技術(shù)的作用、當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展等，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生適應(yīng)科學(xué)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(rèn)識(shí)到近代物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)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(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段．因此，我校利用“211工程”項(xiàng)目建設(shè)了近代物理實(shí)驗(yàn)室，面向工科專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了“拓展性近代物理實(shí)驗(yàn)”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(duì)論、光信息處理、光纖通信等方面建立起基本的實(shí)驗(yàn)手段，為適應(yīng)培養(yǎng)新世紀(jì)高科技人才的要求提供了基本的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)．我們積極探索研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式．在形式上，不是要求學(xué)生簡(jiǎn)單地重復(fù)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而是組織若干個(gè)圍繞某一專題的物理實(shí)驗(yàn)，比如，“STM實(shí)驗(yàn)與納米技術(shù)”“狹義相對(duì)論和核物理技術(shù)”“光學(xué)信息處理技術(shù)”等8個(gè)專題性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生課前查找資料，自學(xué)專題實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)內(nèi)容，然后自己動(dòng)手，觀察和驗(yàn)證現(xiàn)象，以科研訓(xùn)練方式完成實(shí)驗(yàn)，最終形成論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告．課程教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)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(jì)思想建設(shè)了一個(gè)“物理演示與探究實(shí)驗(yàn)室”，并開(kāi)設(shè)“物理演示與探究”選修課程．
一方面，購(gòu)置各類原理性演示實(shí)驗(yàn)，以配合大學(xué)物理課堂教學(xué)；更為重要的是，我們貫徹科研與教學(xué)相互融合的先進(jìn)理念，把本校若干項(xiàng)重要的科研成果中的物理原理提煉出來(lái)，在相關(guān)專家指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)物理與科研相互結(jié)合的演示儀器，并通過(guò)申請(qǐng)校內(nèi)“大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃”資助，鼓勵(lì)有興趣的學(xué)生參與完成．這一過(guò)程性、研究型教育的設(shè)計(jì)思想和實(shí)踐，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，而且使他們體會(huì)到物理知識(shí)對(duì)他們今后專業(yè)發(fā)展的重要性．目前，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和特色演示實(shí)驗(yàn)儀器的研制已經(jīng)形成一個(gè)由學(xué)生參與，不斷發(fā)展、不斷積累和不斷完善的學(xué)習(xí)過(guò)程．近代物理實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)向所有選課學(xué)生開(kāi)放．近幾年來(lái)，學(xué)生參與研制的實(shí)驗(yàn)作品60余臺(tái)，26次獲國(guó)家或省級(jí)創(chuàng)新競(jìng)賽獎(jiǎng)．其中，“大場(chǎng)景360°環(huán)視動(dòng)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(jìng)賽一等獎(jiǎng)；“旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)演示儀”獲全國(guó)高校物理演示教學(xué)儀器獎(jiǎng)；還有20余項(xiàng)成果在江蘇省高校大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)科技作品創(chuàng)新競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)．
4實(shí)踐應(yīng)用影響廣泛
教學(xué)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(duì)選修課的設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)教學(xué)實(shí)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(yùn)用課堂教學(xué)、探究實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、開(kāi)放課題等不同教學(xué)媒介，形成開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)的、個(gè)性化的學(xué)習(xí)過(guò)程．針對(duì)不同課程特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了由單一的物理知識(shí)學(xué)習(xí)模式向多元化、混合型學(xué)習(xí)模式的轉(zhuǎn)變（見(jiàn)圖2）．特別強(qiáng)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(jìn)，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(xué)中，反哺工科物理的教學(xué)改革，使得整個(gè)大學(xué)物理教學(xué)充滿活力．這種由單一的物理知識(shí)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(xué)體系，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不少同學(xué)選修2門(mén)以上的課程．
[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(hào)]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [論文編號(hào)]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(yùn)動(dòng)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(jì)物理等，幾乎包括了物理學(xué)所有分支的基本理論問(wèn)題。我院理論物理課程群包括《理論力學(xué)》、《電動(dòng)力學(xué)》、《熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理》、《量子力學(xué)》、《數(shù)學(xué)物理方法》和《固體物理》六門(mén)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(guò)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(shí)數(shù)理基礎(chǔ)、良好科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)，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(jì)算機(jī)等科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新人才和高級(jí)專門(mén)人才。
雖然我校理論物理各門(mén)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(duì)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(wèn)題，需要系統(tǒng)的研究和解決。這些問(wèn)題這主要表現(xiàn)在：
（1）傳統(tǒng)思維定勢(shì)的影響：認(rèn)為理論物理課程需要的基礎(chǔ)知識(shí)多、理論性強(qiáng)，部分學(xué)生認(rèn)為課程枯燥、難學(xué)是正常的，沒(méi)有從學(xué)生的認(rèn)知準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備出發(fā)解決這一問(wèn)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(shí)踐，重共性、輕個(gè)性等問(wèn)題，各課程任課教師之間也沒(méi)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(méi)有很好體現(xiàn)這些專業(yè)的需求，沒(méi)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(duì)理工科的不同特點(diǎn)，深化教學(xué)內(nèi)容改革，既培養(yǎng)培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的研究型人才，又培養(yǎng)基礎(chǔ)深厚、了解產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、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(wèn)卷的基礎(chǔ)上，重新梳理和設(shè)計(jì)理論物理的每門(mén)課程，提出“點(diǎn)面體”三個(gè)層面的教學(xué)改革模式。并在此基礎(chǔ)上，實(shí)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(wèn)卷調(diào)查的部分結(jié)果
自2011年起，我們連續(xù)三年對(duì)學(xué)院各專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行過(guò)《理論物理學(xué)習(xí)問(wèn)卷調(diào)查》，共有1200多人次同學(xué)參加，針對(duì)各專業(yè)和前一年的問(wèn)卷結(jié)果，問(wèn)卷形式、內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，得到了許多翔實(shí)的意見(jiàn)和建議。比較一般性的問(wèn)題有：
（1）大部分同學(xué)們覺(jué)得學(xué)習(xí)理論物理概念抽象，難以理解。2013年針對(duì)哪些課程的學(xué)習(xí)難度較大的調(diào)查，涉及5個(gè)專業(yè)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、普通物理、理論物理等，有效問(wèn)卷486份?？梢?jiàn)，相對(duì)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(jué)得課程難度較大原因”的調(diào)查結(jié)果顯示：23.3%認(rèn)為概念和原理太抽象，28.6%認(rèn)為公式條件或范圍搞不清，22.6%認(rèn)為數(shù)學(xué)解題能力不行，15.6%認(rèn)為，老師上課內(nèi)容基本聽(tīng)不懂，32.5%認(rèn)為老師講解能聽(tīng)懂，但作業(yè)不能獨(dú)立完成。由此可見(jiàn)學(xué)生覺(jué)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(wèn)題還有自己的認(rèn)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(shí)，較多同學(xué)即使聽(tīng)懂了基本概念和公式，接近三分之一的同學(xué)也不能獨(dú)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(guò)程，這在《電動(dòng)力學(xué)》和《量子力學(xué)》等分項(xiàng)問(wèn)卷中，也得到了驗(yàn)證。
（3）《數(shù)學(xué)物理方法》這門(mén)課程是理論物理的基礎(chǔ)課，但對(duì)于所有專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)基本都是難點(diǎn)，這在表一中就可以看出。雖然學(xué)生對(duì)于該門(mén)課程老師們的教授風(fēng)格非常認(rèn)可，但很多學(xué)生不能理解這門(mén)課程的用處，也難于把握學(xué)科的主要知識(shí)點(diǎn)，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(rèn)為自己數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)，53.1%認(rèn)為課程知識(shí)本身很難，51.7%學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)問(wèn)題解法多種但不知其目的，41.9%認(rèn)為不知數(shù)學(xué)方程對(duì)應(yīng)的物理問(wèn)題。（問(wèn)卷涉及5個(gè)專業(yè)，有效問(wèn)卷360份），2013年的問(wèn)卷調(diào)查也是類似的結(jié)果。
（4）每個(gè)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(shū)籍和文章，只是在考前才看書(shū)。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(jué)性學(xué)習(xí)、更好理解課本知識(shí)，并靈活的運(yùn)用到解題和未來(lái)科學(xué)研究中，成為值得教學(xué)中深思和改變的問(wèn)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(bào)考，這說(shuō)明很多學(xué)生對(duì)于大學(xué)選擇專業(yè)上，不了解未來(lái)自己專業(yè)的發(fā)展方向，而且對(duì)于相對(duì)理論物理課程的學(xué)習(xí)有一定的懼怕心理。調(diào)劑過(guò)來(lái)的同學(xué)中，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的專業(yè)了解和學(xué)習(xí)，才有可能對(duì)自己的專業(yè)感興趣，進(jìn)而對(duì)理論物理產(chǎn)生興趣。
（6）基本上每個(gè)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(lái)。
問(wèn)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(méi)有充分了解學(xué)習(xí)理論物理的重要性，不能對(duì)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(dòng)機(jī)和態(tài)度都很好，但自己制定計(jì)劃不能很好地完成，說(shuō)明自我控制能力需要加強(qiáng)；學(xué)生在學(xué)習(xí)理論物理的認(rèn)知準(zhǔn)備方面做的不充足或?qū)W習(xí)方法不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)給后續(xù)的學(xué)習(xí)帶來(lái)較大的困擾。（2）對(duì)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(shí)的講解，以豐富課堂內(nèi)容。如生活中的物理、現(xiàn)在物理動(dòng)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(jìn)而增加同學(xué)們對(duì)課程的積極性；老師不要一味講解，可以采用模型進(jìn)行教學(xué)，或運(yùn)用動(dòng)畫(huà)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(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際處理問(wèn)題的能力可以增加師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，組織課外研究小組等等。這些都對(duì)深化理論物理課程群教學(xué)改革有著重要的參考意義。
三、“點(diǎn)面體”結(jié)合的教學(xué)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(xué)》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(xué)分別以普通物理的《力學(xué)》、《熱學(xué)》、《電磁學(xué)》、《光學(xué)》和《原子物理》五門(mén)課程為基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)《固體物理》，以及《高等量子力學(xué)》和《量子電動(dòng)力學(xué)》等研究生課程的基礎(chǔ)，而且它們?cè)诓煌瑢I(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(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的層次和關(guān)聯(lián)，需要在教學(xué)中認(rèn)真分析和準(zhǔn)備。
更重要的是，要深化理論物理教學(xué)改革，必須以促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量教育質(zhì)量的為標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持“全面發(fā)展、彰顯個(gè)性、人人成才、服務(wù)社會(huì)”的培養(yǎng)思路，進(jìn)行創(chuàng)新人才和應(yīng)用型為人才主導(dǎo)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(shí)點(diǎn)和教學(xué)點(diǎn)剖析，進(jìn)而在課程層面將其教學(xué)改革系統(tǒng)化，最終進(jìn)一步密切各課程銜接，實(shí)現(xiàn)理論物理課程群的立體化改革。主要做法如下：
1.點(diǎn)的方面改革，是理論物理課程群改革的著力點(diǎn)和基礎(chǔ)，需要做大量細(xì)致的工作。具體說(shuō)：（1）不斷根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)人才需要，分析和調(diào)整各學(xué)科的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和掌握標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而全面修訂各學(xué)科的教學(xué)大綱和各專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃；（2）為讓教師掌握講課要點(diǎn)和學(xué)生特點(diǎn)，大面積開(kāi)展微課練習(xí)和公開(kāi)課觀摩分析，提高教師教學(xué)的基本功；（3）通過(guò)課堂教學(xué)，以及輔導(dǎo)員和專業(yè)班主任，盡量了解學(xué)生個(gè)體的不同差異，以便因材施教，彌補(bǔ)集中教學(xué)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(duì)課程和專業(yè)特點(diǎn)，根據(jù)不同的教學(xué)要求，系統(tǒng)完善教學(xué)內(nèi)容，并通過(guò)課程作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、專題講座和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等多種形式，將這一課程教學(xué)改革系統(tǒng)化；（2）理順課程群中各學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系，密切各課程之間銜接，各課程教學(xué)改革相互借鑒，以適應(yīng)課程、學(xué)生和專業(yè)學(xué)科的特點(diǎn)，改善和優(yōu)化教學(xué)。
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(shí)踐、強(qiáng)創(chuàng)新”的原則，以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力，表達(dá)能力、溝通能力、創(chuàng)新能力等為出發(fā)點(diǎn)，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(diǎn)，更符合學(xué)生的成才和發(fā)展的需要。它是建立在點(diǎn)面改革基礎(chǔ)上的，具體說(shuō)有以下幾個(gè)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(gè)專業(yè)選修課程模塊。每個(gè)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(xué)改革，在改善課堂教學(xué)的同時(shí)，采取課程論文為引導(dǎo)的研究性學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)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(xué)平臺(tái)，拓展和豐富學(xué)生的課外學(xué)習(xí)；
（3）在培養(yǎng)方法上，實(shí)行課堂教學(xué)與課程論文、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與動(dòng)手能力培養(yǎng)相結(jié)合，技能訓(xùn)練與企業(yè)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，開(kāi)闊視野同學(xué)術(shù)交流相結(jié)合，創(chuàng)新能力與科學(xué)研究相結(jié)合，個(gè)性化培養(yǎng)與社會(huì)契合度相結(jié)合，在更大視野、更全面地提高學(xué)生的培養(yǎng)水平；
（4）評(píng)價(jià)方式上，卷面考試與課程論文相聯(lián)系，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)與創(chuàng)新性學(xué)分相聯(lián)系，制定學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)制度，全面考核學(xué)生學(xué)業(yè)水平；
（5）在學(xué)生培養(yǎng)模式方面，打破現(xiàn)有班級(jí)編制，以選拔和個(gè)人志愿相結(jié)合的方式，設(shè)置創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)班、應(yīng)用人才實(shí)驗(yàn)班，采取小班（不超過(guò)30人）授課，每個(gè)學(xué)生都配有一名專業(yè)老師，指導(dǎo)參加創(chuàng)新項(xiàng)目：實(shí)驗(yàn)班的每門(mén)理論物理課程都增加了學(xué)時(shí)，用于專題、探究和課程論文等教學(xué)環(huán)節(jié)；對(duì)優(yōu)秀學(xué)生實(shí)行本碩連讀制度等等。
［論文摘要］文章通過(guò)對(duì)非線性物理在理工科本科教學(xué)中的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，探討了非線性物理的教學(xué)改革與實(shí)踐，以提高非線性物理的教學(xué)質(zhì)量。
非線性物理是大學(xué)物理的一個(gè)重要組成部分，而大學(xué)物理是所有理工科學(xué)生必修的一門(mén)基礎(chǔ)課程。非線性物理作為非線性科學(xué)最基本、最重要的現(xiàn)代知識(shí)，它是自然界普遍存在的非線性現(xiàn)象和規(guī)律，是人們對(duì)世界認(rèn)識(shí)的提高和發(fā)展。非線性物理知識(shí)點(diǎn)跨度大，而且由于我國(guó)人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)改革的需要，非線性物理內(nèi)容在大學(xué)物理學(xué)中占的比例呈增大趨勢(shì)。連續(xù)幾年的高校擴(kuò)大招生計(jì)劃的實(shí)施，使得高校里理工科學(xué)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(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)非線性物理時(shí)倍感吃力，困難重重。為了適應(yīng)我國(guó)教學(xué)改革的需要和高校學(xué)生現(xiàn)狀，有效地解決教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要對(duì)非線性物理的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革，以及不斷探索與改進(jìn)教材建設(shè)、課堂教學(xué)安排等。本文通過(guò)對(duì)目前非線性物理教學(xué)現(xiàn)狀的分析和探討，結(jié)合教學(xué)改革的實(shí)踐，對(duì)其中一些問(wèn)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(xué)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(kāi)拓創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，非線性物理作為大學(xué)物理學(xué)的重要內(nèi)容，在大學(xué)物理學(xué)教學(xué)改革中，增加或體現(xiàn)非線性物理的內(nèi)容已成為專家學(xué)者們的共識(shí)。為此，許多專家學(xué)者做了積極嘗試，促進(jìn)了非線性物理教學(xué)的發(fā)展，但目前非線性物理教學(xué)仍然存在一些問(wèn)題：
1.在教學(xué)安排上，出現(xiàn)“無(wú)”或“少”。目前，在新一輪課程內(nèi)容改革中，為了體現(xiàn)實(shí)踐性與應(yīng)用性，理工科專業(yè)的大學(xué)物理課，學(xué)時(shí)一減再減，而大學(xué)物理學(xué)所涉及的內(nèi)容多，給非線性物理學(xué)和關(guān)于物理學(xué)前沿的講授帶來(lái)很大的沖擊。其結(jié)果是造成在教學(xué)實(shí)踐中有關(guān)非線性物理學(xué)和物理學(xué)前沿的知識(shí)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(duì)初值敏感的非線性系統(tǒng)共有的特征和行為，費(fèi)根鮑姆常數(shù)是混沌具有普適性的標(biāo)志?；煦邕\(yùn)動(dòng)作為自然界中一種典型的運(yùn)動(dòng)形式，有著自己的規(guī)律和特征，有別于線性的規(guī)則運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，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(dú)立的、全新的思想、語(yǔ)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(guò)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(shí)際應(yīng)用中已取得顯著的效果。但是，由于它沒(méi)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(xué)工具深?yuàn)W、繁雜，講授所用的時(shí)間多，學(xué)生難理解等，因此，在教學(xué)實(shí)踐中就出現(xiàn)了對(duì)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(xué)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(wú)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(shí)驗(yàn)室階段，沒(méi)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(lái)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(xué)的演示少。非線性物理控制理論研究的對(duì)象是非線性復(fù)雜系統(tǒng)，而描述非線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)工具是非線性方程，即研究非線性物理及高深的數(shù)學(xué)新概念。在非線性物理教學(xué)中，難以用實(shí)物實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行教學(xué)演示，加上講授課時(shí)的限制，往往非線性物理現(xiàn)象課堂教學(xué)演示就被忽略了。
3.教材建設(shè)滯后。對(duì)眾多非線性物理教材研究分析后我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前很難找到一本較適合本科用的非線性物理教學(xué)專用的專門(mén)教材，更不用說(shuō)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(xué)物理學(xué)教材中，且居從屬地位。通過(guò)對(duì)理工科大學(xué)物理教材的學(xué)習(xí)和比較分析發(fā)現(xiàn)：一部分教材沒(méi)有把非線性物理作為大學(xué)物理學(xué)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(xué)、普及，也不利于該學(xué)科的發(fā)展。
4.在非線性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，出現(xiàn)“無(wú)”或“仿”。物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，非線性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅是讓學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技能，更重要的是使學(xué)生可以觸摸到這個(gè)非線性科學(xué)的重要分支，讓學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)非線性物理的興趣，使之知非線性物理、知混沌，并使用它來(lái)解決工作生活中的問(wèn)題。由于非線性物理實(shí)驗(yàn)，特別是非線性物理實(shí)物實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求特別苛刻，而且市場(chǎng)上的非線性物理成套儀器較少，因此，一些本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，沒(méi)有非線性物理實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生無(wú)法驗(yàn)證非線性物理存在的真?zhèn)?，更談不上理解非線性物理的特征。更多的院校是利用EDA軟件開(kāi)出了仿真實(shí)驗(yàn)，這雖有助于學(xué)生對(duì)非線性物理現(xiàn)象的了解，但這種了解也只是停留在計(jì)算機(jī)顯示器上而已。
二、非線性物理教學(xué)的思考與實(shí)踐
為培養(yǎng)高級(jí)科學(xué)技術(shù)人才，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，適應(yīng)新世紀(jì)對(duì)人才的需求，在大學(xué)物理中增加非線性物理內(nèi)容，是已形成共識(shí)的符合學(xué)科發(fā)展需要的必然趨勢(shì)，更高層次地講授非線性物理是大學(xué)物理學(xué)課程應(yīng)盡的義務(wù)和職責(zé)，也是大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)養(yǎng)成的客觀需要。但是，從以上非線性物理教學(xué)現(xiàn)狀分析來(lái)看，非線性物理教學(xué)仍是一個(gè)需要不斷完善與加強(qiáng)的過(guò)程。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果，筆者認(rèn)為，要改變當(dāng)前非線性物理教學(xué)中存在的問(wèn)題，要做到以下幾點(diǎn)：
1.重視非線性物理教材建設(shè)。非線性物理教學(xué)的開(kāi)展，最基本的參考材料就是教材。教材是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的載體，是教學(xué)的基本工具，是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)和方向。課堂教學(xué)過(guò)程是一個(gè)互動(dòng)的過(guò)程，是將教師傳授知識(shí)、思想、方法與學(xué)生的分析、歸納、抽象等各方面能力的訓(xùn)練進(jìn)行整合的過(guò)程。要把混沌的基本內(nèi)容、基本規(guī)律、思想方法傳授給學(xué)生，沒(méi)有適合的教材做基礎(chǔ)，是難以實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，有了教材，基礎(chǔ)較好、能力強(qiáng)、感興趣的學(xué)生可以在課余時(shí)間進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)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(xué)教材，是推動(dòng)非線性物理學(xué)科教學(xué)與發(fā)展的關(guān)鍵，也是推動(dòng)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(méi)有被絕大多數(shù)學(xué)生所接受，則可以在大學(xué)物理學(xué)教材中，單獨(dú)安排一章非線性物理內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)非線性物理逐步受到重視，被更多的學(xué)生所認(rèn)識(shí)、理解并掌握之目的。 轉(zhuǎn)貼于 2.對(duì)非線性物理教學(xué)內(nèi)容編排精簡(jiǎn)到位。非線性物理作為一門(mén)學(xué)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(huì)的需求，依賴于服務(wù)社會(huì)的質(zhì)量。非線性物理正是人們認(rèn)識(shí)自然界發(fā)展的結(jié)果，也正是因?yàn)樗哂袕V泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的潛在價(jià)值而引起人們的關(guān)注。從理工科學(xué)生實(shí)際出發(fā)，非線性物理教學(xué)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(xué)工具介紹要進(jìn)行刪減，適量即可。
3.引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。在教學(xué)上多應(yīng)用優(yōu)秀數(shù)學(xué)工具軟件Matlab和EDA仿真軟件，對(duì)非線性物理現(xiàn)象及混沌控制與同步內(nèi)容進(jìn)行模擬和仿真，并在課堂教學(xué)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(xué)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(shí)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(shí)現(xiàn)性。同時(shí)，為了吸引學(xué)生，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)非線性物理及混沌的濃厚興趣，要求并指導(dǎo)學(xué)生在課外進(jìn)行相應(yīng)的模擬與仿真。這樣，學(xué)生既學(xué)到了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，又親身體驗(yàn)了展示非線性物理現(xiàn)象的過(guò)程，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)原則，收效甚佳。
4.以選修課形式獨(dú)立開(kāi)設(shè)非線性物理。非線性物理以獨(dú)立形式開(kāi)課，在教學(xué)上形成一種既定的認(rèn)識(shí)——非線性物理是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科。開(kāi)課的課時(shí)可以根據(jù)不同學(xué)科、不同專業(yè)，進(jìn)行適當(dāng)安排。我們?cè)诶砜祁悓I(yè)開(kāi)出“非線性物理學(xué)導(dǎo)論”選修課，為51學(xué)時(shí)；工科類專業(yè)開(kāi)出34學(xué)時(shí)的選修課。選該課的學(xué)生較多，收到了很好的教學(xué)效果。
5.非線性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以仿真為主、實(shí)物實(shí)驗(yàn)為輔。非線性物理實(shí)驗(yàn)本身對(duì)實(shí)驗(yàn)要求高，運(yùn)用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，教師會(huì)遇到一些難題：市場(chǎng)上成套非線性物理實(shí)驗(yàn)儀器少，即使有也只是經(jīng)典現(xiàn)象演示儀，沒(méi)有非線性物理控制與同步及應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)儀器，無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)的需要；自行制作非線性物理實(shí)驗(yàn)儀器所用元件參數(shù)要求較精確，難以實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，如果所有開(kāi)出的非線性物理實(shí)驗(yàn)都以實(shí)物儀器進(jìn)行，在教學(xué)時(shí)間安排上也無(wú)法滿足，因此，在教學(xué)實(shí)踐上一般只開(kāi)出1～2個(gè)非線性物理實(shí)物實(shí)驗(yàn)。而利用軟件（如Matlab，Multisim）對(duì)非線性物理進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)研究，可以減少實(shí)物實(shí)驗(yàn)儀器少所帶來(lái)的壓力，提高實(shí)驗(yàn)效率，使實(shí)驗(yàn)不受儀器品種、性能、時(shí)間地點(diǎn)的限制；不需搭制錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)物電路，可以對(duì)新出現(xiàn)的非線性物理模型、新的控制與同步及應(yīng)用進(jìn)行仿真；沒(méi)有損壞儀器設(shè)備的擔(dān)憂。應(yīng)用仿真模擬技術(shù)，學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的聰明才智和創(chuàng)造能力，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)非線性物理的興趣，又加深了學(xué)生對(duì)非線性現(xiàn)象的理解，學(xué)生也可以在業(yè)余時(shí)間進(jìn)行更廣泛的非線性物理實(shí)驗(yàn)研究。所以，以仿真實(shí)驗(yàn)為主、實(shí)物實(shí)驗(yàn)為輔，非常有利于學(xué)生學(xué)習(xí)與研究非線性物理。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文就非線性物理教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了分析與探討。非線性物理教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它不僅與教材建設(shè)、教學(xué)方法、教學(xué)課時(shí)以及教學(xué)手段相關(guān)聯(lián)，還與師資水平、學(xué)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(xué)中，作為擔(dān)負(fù)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的第一線教育工作者，我們有義務(wù)和責(zé)任把非線性物理的思想方向、框架，學(xué)習(xí)非線性物理的方法傳授給學(xué)生；引導(dǎo)學(xué)生去了解、學(xué)習(xí)這一方興未艾、蓬勃發(fā)展的學(xué)科；啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作、生活中應(yīng)用它，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，夯實(shí)和鞏固學(xué)生理論基礎(chǔ)的目的，并形成理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的專業(yè)思想，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)能力等，為社會(huì)培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)的物理人才。
［參考文獻(xiàn)］
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【關(guān)鍵詞】工科研究生 數(shù)學(xué)課程 教學(xué)改革
【中圖分類號(hào)】G643 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）07-0048-02
一 研究生數(shù)學(xué)課程教學(xué)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(yàn)研究生教育質(zhì)量的根本標(biāo)志。工科研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程體系和課程內(nèi)容的改革直接影響到研究生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，影響到后續(xù)的科研過(guò)程中能否激發(fā)研究生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。應(yīng)該說(shuō)研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學(xué)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(xué)課程教學(xué)的現(xiàn)狀是：
1.數(shù)學(xué)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(jí)開(kāi)設(shè)了《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《泛函分析》、《矩陣論》、《數(shù)值計(jì)算方法》、《圖論》、《模糊數(shù)學(xué)》、《數(shù)學(xué)物理方程》、《隨機(jī)過(guò)程》等課程，其中只有1門(mén)或者2門(mén)為必修課程，其余為選修課程，學(xué)時(shí)為30～40學(xué)時(shí)不等。這些課程在一定程度上為研究生后續(xù)學(xué)習(xí)儲(chǔ)備了知識(shí)。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(shí)結(jié)構(gòu)又單一，課程內(nèi)容不能反映知識(shí)的先進(jìn)性和學(xué)科的交叉融合和滲透，反映不出學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的前沿動(dòng)態(tài)和共性，又由于教師的知識(shí)限制，難以在有限學(xué)時(shí)內(nèi)講出學(xué)科的共性問(wèn)題，必然影響研究生的綜合素質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)的研究生創(chuàng)新能力較差。
2.知識(shí)性課程類型偏多，實(shí)踐性課程類型偏少
創(chuàng)新型社會(huì)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(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而目前研究生數(shù)學(xué)課程的設(shè)置和教學(xué)在理論上過(guò)于追求嚴(yán)密，忽視了工科研究生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；忽視了數(shù)學(xué)作為研究生公共基礎(chǔ)課的本質(zhì)；忽視了數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，特別是有真實(shí)案例的、符合相關(guān)專業(yè)特色的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，與專業(yè)課程銜接不緊密，缺乏針對(duì)性。學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣，學(xué)習(xí)的知識(shí)與專業(yè)實(shí)際聯(lián)系太少，不知道怎樣應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。因此，這就要求大力提高數(shù)學(xué)課程體系中實(shí)踐課程的比重，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，重視數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，促進(jìn)研究生創(chuàng)新思維的形成和創(chuàng)新能力的提高。
3.教學(xué)方法單一，課程教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的參與度不夠
教學(xué)方法被認(rèn)為是實(shí)施創(chuàng)新教育的主要環(huán)節(jié)，課程學(xué)習(xí)對(duì)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(xué)教學(xué)中，主要還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即教師全程講授，學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)記，毫無(wú)思考余地，課堂講授時(shí)間多，討論交流少；重知識(shí)傳授，忽視了研究生問(wèn)題意識(shí)、批判思維、自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)；強(qiáng)調(diào)教師為主體，忽視學(xué)生的主體地位。從學(xué)生接受知識(shí)的系統(tǒng)性來(lái)講，這種授課方式起到了積極作用，然而，由于研究生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中基本上處于盲目接受知識(shí)的被動(dòng)狀態(tài)，沒(méi)有時(shí)間、沒(méi)有機(jī)會(huì)積極思維以及創(chuàng)造性思維，并且這種教學(xué)模式限制了學(xué)生發(fā)散性思維及批判性思維的培養(yǎng)，學(xué)生的惰性、依賴性、追隨書(shū)本的習(xí)慣性思維難以改變。從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力來(lái)講，這種授課方式存在極大的弊端。
針對(duì)工科院校研究生公共基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程設(shè)置和教學(xué)現(xiàn)狀，我院從1995年以來(lái)，對(duì)研究生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的設(shè)置和教學(xué)方法進(jìn)行一系列改革和嘗試。如通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷，了解研究生的需求，增加了研究生需要而又是多學(xué)科交叉融合的課程，如《數(shù)據(jù)融合》、《小波分析》；對(duì)管理學(xué)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(xué)模型》課程；增加了前沿性的講座式課程，如《復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)》等。又如，針對(duì)部分研究生課程，提出了一種“研討式”的教學(xué)模式，基于研討題目實(shí)踐背景和應(yīng)用背景，提出問(wèn)題，通過(guò)獨(dú)立思考、小組討論、課堂答辯及講評(píng)，在這一過(guò)程中不斷提煉、升華，從而得到更廣泛、更深入、更高層次的問(wèn)題，并提出進(jìn)一步討論的方向，達(dá)到不但要學(xué)好數(shù)學(xué)，更要學(xué)會(huì)用好數(shù)學(xué)的目的。另外，通過(guò)指導(dǎo)研究生參加全國(guó)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和后續(xù)問(wèn)題的研討，增強(qiáng)了研究生利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決不同領(lǐng)域問(wèn)題的能力，提高了其綜合素質(zhì)，為后續(xù)科研打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)，使研究生數(shù)學(xué)建模活動(dòng)成為研究生的一項(xiàng)重要的科研實(shí)踐。
二 構(gòu)建合理的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程體系，完善研究生知識(shí)結(jié)構(gòu)
構(gòu)建科學(xué)合理的數(shù)學(xué)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(shí)結(jié)構(gòu)和體系為基礎(chǔ)，這種知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成有賴于科學(xué)合理的課程體系，研究生數(shù)學(xué)課程體系是構(gòu)建合理的知識(shí)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(xué)基礎(chǔ)理論課的設(shè)置應(yīng)多強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用前景，實(shí)現(xiàn)理論的拓寬和加深，加強(qiáng)對(duì)研究生思考能力和判斷能力的培養(yǎng)；增設(shè)反映當(dāng)代學(xué)科前沿、富有創(chuàng)造性、適應(yīng)學(xué)科交叉的高水平課程。在構(gòu)建研究生的課程體系時(shí)，加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)，力求使數(shù)學(xué)各門(mén)課程在加深和拓寬研究生基礎(chǔ)理論、學(xué)科知識(shí)面和相關(guān)能力的培養(yǎng)等方面既有所分工、又相互補(bǔ)充，如增設(shè)場(chǎng)論、積分變換等工科常用的數(shù)學(xué)工具；優(yōu)化課程設(shè)置，合并同一學(xué)科相近的課程，優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，拓寬學(xué)生知識(shí)面，如將數(shù)值分析與數(shù)學(xué)建模中部分重疊內(nèi)容進(jìn)行整合；學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)理念，開(kāi)設(shè)跨學(xué)科、實(shí)踐性強(qiáng)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(kāi)闊研究生的視野、拓寬研究生的知識(shí)面、解決知識(shí)結(jié)構(gòu)的個(gè)性問(wèn)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(lì)研究生多選課但不一定都要考試。事實(shí)上，許多課程都是互為補(bǔ)充的，知識(shí)是相通的。研究生教育的關(guān)鍵之一就是培養(yǎng)個(gè)性發(fā)展，只有個(gè)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(dòng)，才有可能在今后的科研活動(dòng)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(xué)科和跨學(xué)科擴(kuò)大選修課的比例，把學(xué)科的新成果、新發(fā)現(xiàn)及教師自己的研究方向和見(jiàn)解反映到課程中來(lái)。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(dòng)態(tài)。
3.加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)，提高創(chuàng)新能力培養(yǎng)
當(dāng)今科技發(fā)展速度越來(lái)越快，新產(chǎn)生的知識(shí)和科技成果總量呈幾何級(jí)數(shù)上升。在這個(gè)變化趨勢(shì)中，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是學(xué)科數(shù)學(xué)化。數(shù)學(xué)在科技發(fā)展中的作用越來(lái)越突出，對(duì)高水平科技人員的數(shù)學(xué)素質(zhì)的要求越來(lái)越高。數(shù)學(xué)建模是各學(xué)科之間的交匯點(diǎn)，各學(xué)科要促進(jìn)自身的發(fā)展，要解決本學(xué)科大量的實(shí)際問(wèn)題，特別是本學(xué)科重大的理論和實(shí)際問(wèn)題都不開(kāi)數(shù)學(xué)模型，即使從人才培養(yǎng)角度看，盡管不同學(xué)科對(duì)數(shù)學(xué)建模的需求迫切程度有差異，但數(shù)學(xué)建模在各學(xué)科的需求都是巨大的，數(shù)學(xué)建模素質(zhì)是各學(xué)科對(duì)人才的共同要求。通過(guò)不同途徑獲取數(shù)學(xué)建模技術(shù)成了廣大研究生提高其數(shù)學(xué)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(xué)建模技術(shù)有很大的聯(lián)系。在如今科學(xué)需要量化和向各學(xué)科交叉發(fā)展的階段，數(shù)學(xué)已經(jīng)不僅是一個(gè)工具，而且還是一門(mén)技術(shù)，掌握好這把鑰匙，可以開(kāi)啟其他領(lǐng)域的智慧之門(mén)。在一定程度上研究生數(shù)學(xué)建模的水平已經(jīng)成為制約其學(xué)位論文的“瓶頸”。
三 改進(jìn)數(shù)學(xué)課程教學(xué)模式
1.推行靈活多樣的課程教學(xué)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(xué)要從傳統(tǒng)的獲取知識(shí)轉(zhuǎn)變到培養(yǎng)能力，即加強(qiáng)對(duì)研究生批判性、創(chuàng)造性的思維能力，以及提出、分析、解決、評(píng)價(jià)問(wèn)題等能力的培養(yǎng)，這就決定了研究生教學(xué)方法應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用靈活多樣的教學(xué)方式，如講解與研討相結(jié)合、專題研討、學(xué)生主講、學(xué)生查閱資料，完成小論文等，這樣使教學(xué)過(guò)程成為師生互動(dòng)、共同探討的過(guò)程，使學(xué)生充分地參與教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極思維、獨(dú)立思考，在相互啟發(fā)中提出創(chuàng)造性的見(jiàn)解和觀點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、學(xué)習(xí)能力、研究能力和良好的溝通表達(dá)能力。倡導(dǎo)研討式、參與式教學(xué)，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(jìn)行討論、提問(wèn)、發(fā)表自己的看法。在該教學(xué)方式下，每個(gè)人的信息得到了充分的互補(bǔ)，知識(shí)面得到了充分的拓寬，研究生在大量了解最新前沿知識(shí)的同時(shí)，大大鍛煉了獨(dú)立的思考能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)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(duì)部分新興出現(xiàn)的交叉學(xué)科，也可采用專題講座式教學(xué)模式，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)。專題講座類課程是由本學(xué)科教師及邀請(qǐng)的本領(lǐng)域知名專家擔(dān)任任課教師，以專題形式開(kāi)展的教學(xué)。任課教師將自己、課題組或本學(xué)科領(lǐng)域最新的研究?jī)?nèi)容作為一系列問(wèn)題提出，將前沿知識(shí)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(guò)專題講座課程了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，激發(fā)研究興趣，培養(yǎng)其科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，如復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等課程。
3.改進(jìn)課程考核方式，注重研究生創(chuàng)新能力考核
研究生通過(guò)數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)不僅要掌握數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)理論，更重要的是應(yīng)具備獨(dú)立探求知識(shí)和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，因此，研究生數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的考核重點(diǎn)應(yīng)是學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，這也決定了研究生課程學(xué)習(xí)考查形式的多樣性和靈活性。例如，可以通過(guò)閉卷或開(kāi)卷考試，強(qiáng)化研究生系統(tǒng)、扎實(shí)地掌握所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)；也可以是針對(duì)若干討論題，由研究生自主選擇后，在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上寫(xiě)出課程論文，并在課堂上作讀書(shū)報(bào)告，教師點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生充分了解了學(xué)科前沿，同時(shí)鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和進(jìn)行科研總結(jié)的能力。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]小班研討 工科 物理化學(xué) 教學(xué)改革
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）05-0021-02
物理化學(xué)是大化工類各專業(yè)本科教學(xué)計(jì)劃中的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，是理論性、系統(tǒng)性、邏輯性都很強(qiáng)的一門(mén)課程。由于學(xué)科本身公式繁多、概念嚴(yán)格、推導(dǎo)復(fù)雜，容易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難，知識(shí)掌握不牢、理論與實(shí)際脫節(jié)等問(wèn)題，對(duì)大化工類相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)不利影響。[1]長(zhǎng)期以來(lái)，物理化學(xué)的學(xué)習(xí)一直是學(xué)生的難點(diǎn)。近年來(lái)，小班研討這種創(chuàng)新性的教學(xué)模式由于在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情、引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和知識(shí)交流的能力等方面具有優(yōu)勢(shì)，逐漸被應(yīng)用于許多學(xué)科的課堂教學(xué)。[2]
通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為，將小班研討應(yīng)用于工科物理化學(xué)課堂教學(xué)時(shí)，教師要充分發(fā)揮在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)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(shì)，達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)。結(jié)合本校工科物理化學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況，我們對(duì)工科物理化學(xué)小班研討的研討內(nèi)容，提出下列的思考并進(jìn)行了實(shí)際的探索。
本校使用的教材是科學(xué)出版社出版的普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《物理化學(xué)教程》。在該教材的框架體系下，我們認(rèn)為工科物理化學(xué)課程除了培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、良好的邏輯思維能力，建立科學(xué)的思維方法外，還應(yīng)當(dāng)突出基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用并重、注重聯(lián)系實(shí)際的工科特色；并能夠關(guān)注學(xué)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(gè)方面。
此外，本校本科學(xué)生在二年級(jí)上學(xué)期和下學(xué)期學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程，這時(shí)學(xué)生正處在由基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程學(xué)習(xí)的過(guò)渡期，學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)新意識(shí)都較薄弱；同時(shí)，多數(shù)學(xué)生的口頭表達(dá)能力尚需鼓勵(lì)和培養(yǎng)。在研討內(nèi)容的選擇上也需要考慮這個(gè)問(wèn)題。
一、基礎(chǔ)核心內(nèi)容的研討
對(duì)于熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化學(xué)平衡和相平衡這部分基礎(chǔ)核心內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中，為了讓學(xué)生形成完整的知識(shí)系統(tǒng)，教師要站在整個(gè)學(xué)科的高度向?qū)W生講述物理化學(xué)的主要框架和思想方法。
首先，研討內(nèi)容中學(xué)生的陳述內(nèi)容可選擇對(duì)每章的重點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，討論內(nèi)容可以選擇學(xué)生易于混淆的概念、定理和基本原理進(jìn)行辨析。對(duì)基礎(chǔ)核心內(nèi)容的難點(diǎn)問(wèn)題，教師可通過(guò)擬定思考題的形式由學(xué)生進(jìn)行討論。這樣做一方面可以夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為理論應(yīng)用于實(shí)際打下基礎(chǔ)；另一方面，可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力和學(xué)術(shù)交流能力，使研討能夠循序漸進(jìn)地越做越好。
其次，在基礎(chǔ)理論建立的過(guò)程中，通過(guò)分析科學(xué)家的研究過(guò)程、研究方法，可以學(xué)習(xí)科學(xué)家的邏輯思維方法。因此，從物理化學(xué)發(fā)展的歷史中，選取某些知識(shí)的起源、發(fā)展和完善的歷史作為研討內(nèi)容，通過(guò)學(xué)科發(fā)展和背景的討論能促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論和公式的深刻理解，讓學(xué)生掌握系統(tǒng)的學(xué)科思想方法。此外，科學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。
此外，融合章節(jié)間的研討內(nèi)容可以讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。例如：以某一具體實(shí)例，將熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)結(jié)合起來(lái)，研究化工生產(chǎn)的反應(yīng)條件。首先采用熱力學(xué)中化學(xué)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(dòng)力學(xué)中溫度對(duì)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(shí)間等參數(shù)。這類的研討內(nèi)容可以提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。物理化學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系極其相似；在相變熱力學(xué)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(xué)反應(yīng)熱力學(xué)中，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系，在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中，速率常數(shù)與溫度的關(guān)系，三者極其相似。這些沒(méi)有現(xiàn)成答案的研討可以活躍學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生探索未知領(lǐng)域的意識(shí)和勇氣。
二、擴(kuò)展內(nèi)容的研討
工科物理化學(xué)的擴(kuò)展內(nèi)容為電化學(xué)、膠體化學(xué)和表面化學(xué)，這部分內(nèi)容與科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，學(xué)生既可以用基本原理來(lái)解釋自然現(xiàn)象，又可以用基本原理來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。這部分的研討內(nèi)容相當(dāng)豐富，也是探討的重點(diǎn)。
例如：在電化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，研討腐蝕產(chǎn)生的原因以及應(yīng)對(duì)策略，如陽(yáng)極保護(hù)、陰極保護(hù)、鈍化等措施的應(yīng)用；研討玻璃電極、離子選擇性電極、化學(xué)電源、電化學(xué)合成的原理、裝置和應(yīng)用。在表面化學(xué)的學(xué)習(xí)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(xì)現(xiàn)象，解釋“鋤下有水”，“棉布吸水”等自然現(xiàn)象；研討潤(rùn)濕現(xiàn)象，解釋眼鏡起霧的原理，并采取有效措施預(yù)防。學(xué)習(xí)膠體化學(xué)時(shí)，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(duì)策；研討電泳的原理，在分析化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、毒劑學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、食品化學(xué)等各個(gè)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(shí)驗(yàn)裝置或生產(chǎn)設(shè)備的建立，再到工藝條件的選擇，能訓(xùn)練學(xué)生將基本原理用于解決問(wèn)題的習(xí)慣和能力，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
三、與專業(yè)相結(jié)合的學(xué)科前沿的研討
本校每年學(xué)習(xí)物理化學(xué)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(duì)物理化學(xué)知識(shí)的延伸和應(yīng)用存在差異。比如，冶金和材料類的專業(yè)對(duì)相平衡知識(shí)應(yīng)用較多，制藥和紡織等專業(yè)對(duì)膠體化學(xué)的知識(shí)應(yīng)用較多。針對(duì)這一特點(diǎn)，小班研討的內(nèi)容可視學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)而定，由學(xué)生自主選題，著重于工程應(yīng)用和學(xué)科前沿。
在小班研討的實(shí)踐過(guò)程中，這部分的研討尤其讓教師深刻地體會(huì)到學(xué)生自身的巨大潛力和可塑性。例如：學(xué)習(xí)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(xué)生主要研討用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和動(dòng)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(xué)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(xué)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(xué)生研討萃取污水中的有毒物質(zhì)，如有機(jī)氯、有機(jī)硫等。關(guān)于電化學(xué)的應(yīng)用，對(duì)環(huán)境科學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生，研討將電化學(xué)氧化、電化學(xué)還原、電凝聚和電滲析等方法用于廢水處理；對(duì)化工專業(yè)的學(xué)生，討論燃料電池、新型海洋電池的設(shè)計(jì)原理、工作方式等；對(duì)生物化工專業(yè)的學(xué)生，研討生物電催化、微電極傳感器的原理及應(yīng)用。當(dāng)學(xué)習(xí)表面張力的時(shí)候，研討內(nèi)容對(duì)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(duì)紡織專業(yè)，可選擇荷葉效應(yīng)對(duì)材料制作的啟迪；對(duì)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(diǎn)，由于它與環(huán)境具有兼容性，既無(wú)毒又可被生物降解，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，生物表面活性劑越來(lái)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(diǎn)比較等。在膠體化學(xué)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(xué)生作為研討內(nèi)容。
四、結(jié)論
在知識(shí)更新迅速和信息爆炸的時(shí)代，迫切需要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，具備將基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力，能夠客觀分析各行業(yè)的實(shí)際需求，創(chuàng)新性地解決問(wèn)題的人才。在近幾年小班研討的實(shí)踐中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)，只有通過(guò)多層次、全方位、針對(duì)專業(yè)特色地精選研討內(nèi)容，才能循序漸進(jìn)地培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)。在夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，能進(jìn)一步提升學(xué)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(xiàn) ]
[1] 肖琦，黃珊.物理化學(xué)教學(xué)改革探索[J].大學(xué)教育，2012（5）：81-82.
關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；學(xué)生能力；提高
大學(xué)物理作為高校基礎(chǔ)課程質(zhì)疑，是鏈接自然科學(xué)與工程技術(shù)科學(xué)的重要橋梁。大學(xué)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，對(duì)物理學(xué)知識(shí)的探究、自然科學(xué)認(rèn)知力的提高具有重要價(jià)值作用。同樣，物理學(xué)科的學(xué)習(xí)也有利于培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和科學(xué)思維方法，對(duì)高校學(xué)生綜合素質(zhì)的提升具有積極的推動(dòng)作用。大學(xué)生綜合素質(zhì)的提高對(duì)于社會(huì)的發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，在實(shí)際物理教學(xué)中，由于高校專業(yè)課程安排的影響，以及物理學(xué)知識(shí)過(guò)于理論，使得依稀專業(yè)課程的教學(xué)中無(wú)法更好的融入物理學(xué)理論。從而導(dǎo)致很多高校學(xué)生不能夠理解大學(xué)物理教學(xué)的重要性，也就對(duì)該學(xué)科的關(guān)注度較低，缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量難以提升。
學(xué)習(xí)興趣指的是學(xué)社對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)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?dòng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。一旦學(xué)社對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，其必然對(duì)待學(xué)習(xí)有一個(gè)積極樂(lè)觀的態(tài)度，并且會(huì)投入較多的精力投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去。偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦就曾說(shuō)過(guò)“興趣是最好的教師?！敝挥邢扰囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，才能夠進(jìn)一步的提升學(xué)習(xí)的能力，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出專業(yè)能力較強(qiáng)的人才。
一、從教學(xué)態(tài)度及語(yǔ)言上營(yíng)造氛圍，提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力
在物理教學(xué)實(shí)踐中，教師自身要形成自我獨(dú)特的教學(xué)風(fēng)格，善于利用哲理、幽默的語(yǔ)言吸引學(xué)生的注意力，傳遞給學(xué)生積極的情感。這樣一來(lái)就能夠讓學(xué)生在上課過(guò)程中，保持愉悅的態(tài)度，從而讓學(xué)生能夠更樂(lè)于接受知識(shí)。在大學(xué)物理教學(xué)中，無(wú)論是對(duì)學(xué)生專業(yè)能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，都離不開(kāi)情感的培養(yǎng)。因此，在物理教學(xué)課堂上，情感的培養(yǎng)很重要，課堂氣氛的營(yíng)造也十分重要，這些對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)能力的提升都有積極的推動(dòng)作用。
1.生動(dòng)風(fēng)趣，激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)是一門(mén)語(yǔ)言藝術(shù)，機(jī)智、風(fēng)趣的語(yǔ)言往往是活躍學(xué)生思維的最好的手段。在物理教學(xué)課堂上，教師務(wù)必要以調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性為核心，進(jìn)行自我心理調(diào)整，在課堂上與學(xué)生進(jìn)行充分的互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極、愉悅的情感，從而讓整個(gè)課堂體現(xiàn)出活力。事實(shí)表明，教師風(fēng)趣的語(yǔ)言藝術(shù)，能贏得學(xué)生的喜愛(ài)、信賴和敬佩，從而對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，即產(chǎn)生所謂"愛(ài)屋及烏"的效應(yīng)。
2.教師授課時(shí)，要有豐富的情感，從而激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣。
豐富的情感，是課堂教學(xué)語(yǔ)言藝術(shù)的運(yùn)用，也是教師道德情操的要求。一個(gè)教態(tài)自然的優(yōu)秀教師，走進(jìn)課堂應(yīng)滿臉笑容，每字每句都對(duì)學(xué)生有一種熱情的期望。大多數(shù)學(xué)生的進(jìn)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(xué)，能激起學(xué)生相應(yīng)的情感體驗(yàn)，能增強(qiáng)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(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
物理學(xué)科是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科。基于物理實(shí)驗(yàn)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)也能夠進(jìn)一步的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生能夠更為深入的發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的奧秘，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)原理的驗(yàn)證過(guò)程。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的過(guò)程，學(xué)生充分的發(fā)揮了自己的動(dòng)手能力以及與他人合作的能力，讓學(xué)生掌握探究性學(xué)習(xí)的方法，能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
在應(yīng)用型本科教育當(dāng)中，更要加強(qiáng)分組實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，掌握系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法與技能，對(duì)理工科專業(yè)的學(xué)生至關(guān)重要。除此之外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還要調(diào)整一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，比如增加實(shí)驗(yàn)種類，分別通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)到達(dá)應(yīng)用型教學(xué)的目的。
（1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，演示具體的物理現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，拓展他們的思維與視野。在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，提升課堂教學(xué)效果。我們學(xué)校建有一個(gè)140平方米的演示實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)設(shè)有40多種演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有效地利用這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵在于如何科學(xué)合理地開(kāi)放。我們要求學(xué)生在學(xué)學(xué)物理課程的這1年時(shí)間里，必須到實(shí)驗(yàn)室參觀學(xué)習(xí)。除了上課的學(xué)生參觀以外，新生一入學(xué)也可以以班級(jí)為單位預(yù)約到演示實(shí)驗(yàn)室參觀學(xué)習(xí)。利用直觀而有趣的物理現(xiàn)象抓住學(xué)生的好奇心，激發(fā)他們對(duì)物理學(xué)規(guī)律和現(xiàn)象的探索興趣，為以后更好地學(xué)習(xí)物理課程奠定了基礎(chǔ)。
（2）通過(guò)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以期充分調(diào)動(dòng)學(xué)生探索問(wèn)題的積極性，激發(fā)他們的創(chuàng)新欲望。教師要注意實(shí)驗(yàn)題目的難度要適當(dāng)，不僅要考慮學(xué)生具備的理論知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)方面的基本能力，實(shí)驗(yàn)原理涉及到的理論部分學(xué)生應(yīng)有所了解，并根據(jù)查找的資料能總結(jié)出實(shí)驗(yàn)原理；同時(shí)還要考慮到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器設(shè)備情況和實(shí)驗(yàn)教師的研究方向。學(xué)生也可自帶實(shí)驗(yàn)題目，以學(xué)生為主，教師僅起指導(dǎo)輔助作用。在實(shí)施過(guò)程中，一定要給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)自由的、能充分進(jìn)行探索的空間。
（3）通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合在一起，組建仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從而緩解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的壓力，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)把實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生的操作有機(jī)地融合為一體，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的模擬，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的物理思想和方法、儀器的結(jié)構(gòu)及原理的理解，并加強(qiáng)對(duì)儀器功能和使用方法的訓(xùn)練，培養(yǎng)設(shè)計(jì)思考能力和比較判斷能力，可以達(dá)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)難以實(shí)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(shí)踐問(wèn)題，而學(xué)生自身的能力成為了其中的觀點(diǎn)。本論文論敘了興趣和實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的提高。興趣不僅僅是學(xué)生自己一個(gè)人的事，它需要老師的著重培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、學(xué)習(xí)與認(rèn)知能力，特別是提高創(chuàng)新意識(shí)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(xué)生的配合。當(dāng)然能提高學(xué)生能力的因素不僅僅只是本論文談到的這些。
參考文獻(xiàn)：
[1]羅瑩，李列明.基于互聯(lián)網(wǎng)的大學(xué)物理教學(xué)的量化研究――DGWI教學(xué)模式研究[J].物理與工程.2016（02）
[2]薛麗媛.大學(xué)物理教學(xué)中現(xiàn)代信息技術(shù)的有效應(yīng)用[J].現(xiàn)代交際.2016（03）
論文關(guān)鍵詞：MATLAB，矩陣，自動(dòng)化，教學(xué)方法
引言
MATLAB是MATrixLABorotory(矩陣實(shí)驗(yàn)室)的縮寫(xiě)。MATLAB語(yǔ)言是一種廣泛應(yīng)用于工程計(jì)算及數(shù)值分析領(lǐng)域的新型高級(jí)語(yǔ)言，它在數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算、繪圖功能以及圖形化編程等方面有著非常強(qiáng)大的功能。同時(shí)MATLAB具有豐富的工具箱，包括符號(hào)數(shù)學(xué)工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系統(tǒng)工具箱、信號(hào)處理工具箱、圖象處理工具箱、通訊工具箱、系統(tǒng)辨識(shí)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(kāi)發(fā)，數(shù)學(xué)、電子學(xué)、控制理論和物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科的教學(xué)與研究中得到廣泛應(yīng)用。MATLAB功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易學(xué)、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎，自1984年由美國(guó)MathWorks公司推向市場(chǎng)以來(lái)，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)已成為國(guó)際公認(rèn)的最優(yōu)秀的工程應(yīng)用開(kāi)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(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等課程的基本教學(xué)工具，成為大學(xué)生、碩士生、以及博士生必須掌握的基本技能。
目前，國(guó)內(nèi)大學(xué)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(xué)生在本課程的學(xué)習(xí)中提高興趣，掌握相關(guān)知識(shí)為后續(xù)課程搭建好學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)研究的平臺(tái)就成為了本課程教學(xué)中的一個(gè)重要問(wèn)題。本文結(jié)合作者M(jìn)ATLAB課程多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程的教學(xué)做以下探討。
1、掌握MATLAB語(yǔ)言的特點(diǎn)矩陣，把握細(xì)節(jié)教學(xué)
MATLAB提供了豐富的矩陣運(yùn)算處理功能，是基于矩陣運(yùn)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(yùn)算，即使一個(gè)常數(shù)，Y=10，MATLAB也看做是一個(gè)1′1的矩陣。對(duì)于矩陣的學(xué)習(xí)，關(guān)鍵是掌握矩陣元素的標(biāo)識(shí)并靈活運(yùn)用。在教學(xué)中，我們可以通過(guò)下面的矩陣使學(xué)生對(duì)矩陣的標(biāo)識(shí)進(jìn)行掌握中國(guó)知網(wǎng)論文數(shù)據(jù)庫(kù)。
（1）
掌握矩陣元素的基本標(biāo)識(shí)之后，對(duì)于應(yīng)用和提取矩陣中的元素，通過(guò)以下表格并演示運(yùn)行結(jié)果來(lái)掌握。
舉例，如對(duì)于
A(:, 4)=
表1 矩陣元素尋訪
標(biāo)識(shí)
使用說(shuō)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(fù)變函數(shù)與積分變換；教學(xué)思想；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）22-0038-02
工科復(fù)變函數(shù)與積分變換主要是面向工科光電類、機(jī)電類、通信類、生物醫(yī)學(xué)類專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。盡管課程名稱綜合了復(fù)變函數(shù)論、積分變換兩門(mén)數(shù)學(xué)系的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但從授課內(nèi)容和對(duì)學(xué)生要求程度與數(shù)學(xué)專業(yè)的兩門(mén)課程截然不同。它也不同于大學(xué)其他數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，如高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教學(xué)，因?yàn)樗饕菫楹罄^專業(yè)課服務(wù)的，受學(xué)時(shí)和專業(yè)課要求所限，講授時(shí)不可能像高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)那樣面面俱到，不可能把每一個(gè)概念、定理都逐個(gè)講透。如何提高工科復(fù)變函數(shù)與積分變換的教學(xué)是一個(gè)值得探討的問(wèn)題，我們就三方面進(jìn)行討論。
一、教學(xué)思想方面
首先，工科復(fù)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(mén)工科專業(yè)課服務(wù)的，比如自動(dòng)控制原理、信號(hào)分析與信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)成像與圖像處理等專業(yè)課程。教學(xué)指導(dǎo)思想應(yīng)遵循以下兩個(gè)基本原則。
1.強(qiáng)計(jì)算、弱證明。工科講授的復(fù)變函數(shù)主要內(nèi)容體系分為復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)、解析函數(shù)、復(fù)變函數(shù)積分、復(fù)級(jí)數(shù)、留數(shù)理論、共形映射六大部分，其中解析函數(shù)、復(fù)變函數(shù)積分和共形映射部分涉及到很多的定理證明問(wèn)題，比如復(fù)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(duì)工科學(xué)生掌握起來(lái)偏難，可以淡化證明，簡(jiǎn)單推導(dǎo)，對(duì)一些過(guò)難的定理可以作為自修內(nèi)容，而對(duì)專業(yè)課涉及的留數(shù)理論、級(jí)數(shù)理論還有各種積分方法的具體類型題，計(jì)算則要詳細(xì)講解，重點(diǎn)推導(dǎo)。工科積分變換也是同樣，涉及到傅里葉積分展開(kāi)定理證明、傅里葉變換推導(dǎo)、拉普拉斯變換推導(dǎo)、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(duì)利用兩種變換的性質(zhì)計(jì)算的類型題則應(yīng)加強(qiáng)練習(xí)，熟練掌握。
2.重視工科復(fù)變函數(shù)與積分變換與后繼專業(yè)課的銜接。在自動(dòng)控制原理、信號(hào)分析與信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)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(shí)，講解過(guò)程中應(yīng)注意提及要銜接內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，比如在講拉普拉斯變換應(yīng)用時(shí)就可以強(qiáng)調(diào)信號(hào)輸入輸出實(shí)質(zhì)就是將一類函數(shù)經(jīng)過(guò)某種變換以另一類函數(shù)輸出。
二、教學(xué)內(nèi)容方面
工科復(fù)變函數(shù)與積分變換的學(xué)時(shí)通常在32～64學(xué)時(shí)左右，要想每一部分內(nèi)容都細(xì)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(diǎn)，常歸納，重應(yīng)用。比如幫助學(xué)生歸納復(fù)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(fù)變函數(shù)的積分為實(shí)部、虛部?jī)蓚€(gè)實(shí)變二元函數(shù)的曲線積分問(wèn)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(diǎn)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(dǎo)數(shù)公式。（6）級(jí)數(shù)法。（7）留數(shù)法，通過(guò)總結(jié)使學(xué)生對(duì)積分方法做到理解深刻。在重應(yīng)用方面，工科復(fù)變函數(shù)與積分變換講解要盡可能避免數(shù)學(xué)的抽象，盡可能多的聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。比如講清復(fù)變函數(shù)實(shí)質(zhì)就是一個(gè)平面穩(wěn)定場(chǎng)，保角映射的應(yīng)用就主要在平面場(chǎng)和平面流場(chǎng)上。傅里葉變換的物理意義實(shí)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(wèn)題及某些特別的微分、積分方程的初值問(wèn)題，這種方法常在電路理論和自動(dòng)控制理論的線性系統(tǒng)中應(yīng)用。
三、教學(xué)方法方面
大多數(shù)工科院校在講授工科復(fù)變函數(shù)與積分變換這門(mén)課程時(shí)還停留在傳統(tǒng)的以老師講授為主的基礎(chǔ)上，教學(xué)效果并不理想，適當(dāng)加入引導(dǎo)式、啟發(fā)式和討論式教學(xué)乃至案例實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以達(dá)到事半功倍的效果。
1.引導(dǎo)式教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)式教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如提出研究復(fù)變函數(shù)和實(shí)變函數(shù)聯(lián)系的問(wèn)題，在開(kāi)始接觸時(shí)應(yīng)不斷引導(dǎo)學(xué)生找出二者區(qū)別與聯(lián)系。以實(shí)數(shù)作為自變量的函數(shù)就做實(shí)變函數(shù)，以實(shí)變函數(shù)作為研究對(duì)象的數(shù)學(xué)分支就叫做實(shí)變函數(shù)論。以復(fù)數(shù)作為自變量的函數(shù)就叫做復(fù)變函數(shù)，而與之相關(guān)的理論就是復(fù)變函數(shù)論。解析函數(shù)是復(fù)變函數(shù)中一類具有解析性質(zhì)的函數(shù)，復(fù)變函數(shù)論主要就研究復(fù)數(shù)域上的解析函數(shù)，因此通常也稱復(fù)變函數(shù)論為解析函數(shù)論。復(fù)變函數(shù)求極限，解析函數(shù)求導(dǎo)，求積分，級(jí)數(shù)展開(kāi)都可以用實(shí)變函數(shù)的對(duì)應(yīng)理論研究。
2.啟發(fā)式教學(xué)。啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促使他們生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。比如啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)復(fù)變函數(shù)的主題研究對(duì)象是解析函數(shù)，重點(diǎn)是解析函數(shù)孤立奇點(diǎn)處的性質(zhì)，級(jí)數(shù)展開(kāi)，積分等等，讓學(xué)生自己總結(jié)出孤立奇點(diǎn)的三種類型及判別方法，以及前面提到過(guò)的積分求解的7種方法。啟發(fā)學(xué)生探索或查找復(fù)變函數(shù)與積分變換與物理、電學(xué)、控制理論中一些基本概念之間的聯(lián)系。這將引起學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的興趣，也為學(xué)好這門(mén)課程提供了有效的方法。
3.討論式教學(xué)。討論式教學(xué)的環(huán)節(jié)大致包括：設(shè)計(jì)問(wèn)題、提供資料、啟發(fā)思路、得出結(jié)論。比如在工科復(fù)變函數(shù)與積分變換課程教學(xué)中可以結(jié)合討論式教學(xué)的模式和特點(diǎn)，就積分變換應(yīng)用中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，充分提供參考書(shū)、研究方法、例題等資料，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)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(bào)并將此作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的一部分。
4.案例實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這是一個(gè)新嘗試，由于工科復(fù)變函數(shù)與積分變換課程學(xué)時(shí)所限，在正常的學(xué)期內(nèi)不可能有時(shí)間進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，因此可以將此部分留作假期作業(yè)，在學(xué)生掌握了基本的數(shù)學(xué)軟件使用后，留作一些運(yùn)算或數(shù)值算例，比如利用Matlab工具箱進(jìn)行復(fù)變函數(shù)圖形的繪制達(dá)到復(fù)變函數(shù)可視化的目的；再比如利用residue命令求復(fù)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(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有了進(jìn)一步形象生動(dòng)的理解，還讓學(xué)生在今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)中多了一種研究工具。
總之，提高工科復(fù)變函數(shù)與積分變換教學(xué)質(zhì)量要做到明確教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)思想，完善教學(xué)內(nèi)容，活用教學(xué)方法，只有這樣才能把這門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量真正得到提升，學(xué)生真正學(xué)習(xí)學(xué)懂這門(mén)課程，但是如何貫徹這幾點(diǎn)需要這門(mén)課程的任課教師做到適應(yīng)課程教學(xué)的新形勢(shì)，以素質(zhì)教育為核心，以學(xué)生為主體，不斷挖掘?qū)W生的潛力，不斷補(bǔ)充自己的教學(xué)能力。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：文科物理；教學(xué)研究；科學(xué)素質(zhì)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）46-0187-02
一、開(kāi)設(shè)文科物理的意義
物理學(xué)是一門(mén)研究物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。在自然科學(xué)的發(fā)展歷史中，物理學(xué)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(xué)技術(shù)，給人類文明帶來(lái)新的改變。物理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)延伸到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。例如，生物物理、醫(yī)學(xué)物理、天體物理、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、信息熵等。然而由于我國(guó)教育體制的原因，文理科分科時(shí)間較早，很多學(xué)生在高中就放棄了物理這門(mén)課程。因?yàn)橥耆涣私馕锢韺W(xué)內(nèi)容，大多數(shù)文科生對(duì)物理學(xué)敬而遠(yuǎn)之，甚至片面地認(rèn)為物理、化學(xué)等自然科學(xué)是西方文化發(fā)展的產(chǎn)物，文科生只要學(xué)好中國(guó)傳統(tǒng)文化就好。物理學(xué)是關(guān)于自然的學(xué)問(wèn)，生活在這個(gè)浩瀚無(wú)垠、結(jié)構(gòu)壯觀的宇宙中的人類，每人都有必要認(rèn)識(shí)自然、了解自然[1]。科學(xué)無(wú)國(guó)界之分，也無(wú)群體之分。
隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的高速發(fā)展，國(guó)家對(duì)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(shí)，對(duì)有理工科背景的大學(xué)生更歡迎。越來(lái)越多的高校開(kāi)始關(guān)注大學(xué)生的人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)的綜合培養(yǎng)，文科物理的開(kāi)設(shè)可以滿足高校綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求。南航金城學(xué)院在建院之初就面向經(jīng)管類、工業(yè)設(shè)計(jì)類學(xué)生開(kāi)設(shè)了文科物理。
二、教材的選擇
目前各大高校均已開(kāi)設(shè)文科物理課程。不同高校由于學(xué)生的基礎(chǔ)差異、專業(yè)特色不同，在教學(xué)過(guò)程中，教師對(duì)文科物理的教學(xué)內(nèi)容選擇、對(duì)學(xué)生的要求都不一樣。大多數(shù)學(xué)生主要靠書(shū)本自學(xué)獲取系統(tǒng)知識(shí)，因此選擇適當(dāng)?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(xué)知識(shí)體系為主線，主要分成力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)幾部分[2]，每部分內(nèi)容穿插物理學(xué)發(fā)展史和物理學(xué)研究方法，從人文文化和科學(xué)文化的高度把有關(guān)的內(nèi)容組織起來(lái)。當(dāng)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(xué)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(xué)時(shí)左右較長(zhǎng)學(xué)時(shí)的學(xué)習(xí)，而施大寧的《物理與文化》適合40學(xué)時(shí)左右的文科物理教學(xué)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(jī)結(jié)合起來(lái)，從文科生的視角觀察分析自然規(guī)律。從近幾年學(xué)生的學(xué)習(xí)反映情況來(lái)看，金城學(xué)院的學(xué)生比較適合施大寧的《文化物理》。
三、教學(xué)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(xué)方法絕不能照搬理科物理。考慮到文科學(xué)生在將來(lái)的工作生活中應(yīng)用物理專業(yè)知識(shí)的可能性不大，他們不需要掌握復(fù)雜的物理建模[3]。因此，文科物理知識(shí)的重點(diǎn)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(guò)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(dǎo)。具體注意事項(xiàng)分以下幾個(gè)方面論述：
1.教師們?cè)诮榻B物理知識(shí)的過(guò)程中可以多結(jié)合生活中直觀的物理體驗(yàn)，講述典型事例的應(yīng)用。例如我們?cè)诮榻B動(dòng)量定理的時(shí)候，可以通過(guò)投擲標(biāo)槍、逆風(fēng)行舟的例子在闡述動(dòng)量定理的應(yīng)用。在介紹角動(dòng)量守恒定律時(shí)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(xué)中我們可以引入微波爐、電磁爐工作原理。熱學(xué)中介紹蒸汽機(jī)機(jī)、冰箱的物理原理。讓學(xué)生通過(guò)直觀形象的事例了解物理顯現(xiàn)和物理知識(shí)的應(yīng)用。
2.文科物理教師在授課過(guò)程中可以多引入物理學(xué)史和物理人文趣事。很多高校教師在教學(xué)過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)，相比于直接介紹物理原理和公式，學(xué)生更愿意聽(tīng)老師介紹物理學(xué)上的逸聞趣事，通過(guò)故事打開(kāi)話題，再引入到物理知識(shí)上來(lái)，教學(xué)效果會(huì)有明顯提高。例如，我們?cè)陂_(kāi)始學(xué)習(xí)電磁學(xué)時(shí)，不妨先告訴學(xué)生電學(xué)和磁學(xué)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(xué)生聊一聊法拉第的成長(zhǎng)奮斗史，安培的主要貢獻(xiàn)，等等。
3.物理歸根結(jié)底是一門(mén)實(shí)踐學(xué)科，理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合非常重要。因此，文科物理的教學(xué)要安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生自己動(dòng)手、動(dòng)腦，調(diào)解實(shí)驗(yàn)設(shè)備，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)習(xí)相關(guān)理論，比純理論教學(xué)效果要好很多。
4.近代物理部分，因理論知識(shí)較深，公式推導(dǎo)較煩瑣，文科物理教師在授課時(shí)應(yīng)該多注重概念的描述，避免物理模型的計(jì)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(xué)家的貢獻(xiàn)、近代物理對(duì)現(xiàn)在科技的影響等。同時(shí)，物理學(xué)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(mén)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(shí)的介紹可以大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，文科教師自身要非常熟悉并了解物理學(xué)科前沿以及當(dāng)前熱門(mén)的科學(xué)話題，了解當(dāng)前科技動(dòng)態(tài)，并在課堂中能夠?qū)?fù)雜的物理問(wèn)題深入淺出、言簡(jiǎn)意賅地傳授給學(xué)生。
5.教學(xué)方式上，盡量少板書(shū)，多利用多媒體。文科物理的教學(xué)不需要太多的邏輯推理和公式推導(dǎo)，一些物理現(xiàn)象可以用直觀的動(dòng)畫(huà)和視頻向?qū)W生展示。例如，介紹波動(dòng)部分的橫波縱波概念時(shí)候我們可以直接用動(dòng)畫(huà)播放，給學(xué)生的印象更深刻、直觀。多媒體課件在制作過(guò)程中，應(yīng)該盡量避免大幅度的文字?jǐn)⑹?，多一些圖片，文字部分可以口頭敘述。
另一方面，文科生的學(xué)習(xí)方法和思維習(xí)慣不同于理工科學(xué)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(shí)人文知識(shí)，具備豐厚的文化底蘊(yùn)，并做到自然科學(xué)和人文科學(xué)的融會(huì)貫通[5]。在考試方法上，我們也不能照搬理科物理?，F(xiàn)在的學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的狀況不如以前，由于手機(jī)、電子設(shè)備的影響，很多課程很難把學(xué)生的興趣調(diào)動(dòng)起來(lái)。這也是目前很多高校面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。文科物理的教學(xué)更應(yīng)該注重課堂的參與，而不是通過(guò)簡(jiǎn)單的概念考察，讓學(xué)生考試前背一背、看一看就好。教師在授課過(guò)程中可以多開(kāi)展一些討論課，讓學(xué)生自己搜集資料，參與討論，了解相關(guān)知識(shí)。另外，每部分內(nèi)容授課教師可以給學(xué)生布置一些選題，讓學(xué)生以小論文的方式提交作業(yè)，記入最終成績(jī)。
從以上情況可以看出，由于文科物理教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，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(shí)淵博、深諳人文和科學(xué)文化。文科物理教學(xué)的核心是培養(yǎng)提高文科類學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在學(xué)好本專業(yè)的同時(shí)，通過(guò)對(duì)自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解，能夠用科學(xué)的思維方法思考和看待自然世界，建立合理世界觀、價(jià)值觀。文科物理的教學(xué)宗旨是通過(guò)文理知識(shí)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(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式
［作者簡(jiǎn)介］李春艷（1978-），男，湖北荊門(mén)人，重慶科技學(xué)院數(shù)理學(xué)院，講師，碩士，研究方向?yàn)樗阕永碚撆c小波分析。（重慶401331）
［中圖分類號(hào)］G648.2［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1004-3985（2012）18-0037-02
我國(guó)在圓滿完成了“十一五”規(guī)劃的各項(xiàng)任務(wù)之后，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平和社會(huì)發(fā)展水平都有了顯著的提高，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制日益完善。人才，作為支撐社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要資源，在過(guò)去的五年里為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的保障。在“十二五”規(guī)劃中，怎樣培養(yǎng)能夠適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(gè)十分重要的課題。普通工科院校作為我國(guó)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(dāng)然承擔(dān)著重要的歷史使命。
一、我國(guó)現(xiàn)階段高等工程教育體系的現(xiàn)狀分析和復(fù)合型應(yīng)用人才的內(nèi)涵
我國(guó)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(mén)的工科院校、綜合性大學(xué)中的工科院系和部分專業(yè)性大學(xué)（如師范、農(nóng)業(yè)類院校等）中的工科專業(yè)承擔(dān)。目前，我國(guó)的高等工程教育體系大致可以分為三個(gè)層次：一是以培養(yǎng)工程理論研究人員為目標(biāo)的理工研究性大學(xué)和綜合性大學(xué)；二是以培養(yǎng)大量工程應(yīng)用人才為目標(biāo)的普通工科院校；三是以培養(yǎng)工程技術(shù)工人為目標(biāo)的工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院。在這三個(gè)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(gè)非常重要的位置。這是因?yàn)?，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(dān)負(fù)著工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)保障任務(wù)。從某種意義上說(shuō)，他們的能力和素質(zhì)決定著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的效率、產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(gè)重要而又緊迫的課題。“十二五”期間，我國(guó)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(diǎn)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(jì)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整必將帶來(lái)對(duì)工程人員的新要求。我們不難發(fā)現(xiàn)，每個(gè)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(gè)龐大而又復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)，需要多學(xué)科、多個(gè)行業(yè)的支撐。這就要求我們的工程人員不僅僅只是某個(gè)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(shí)踐知識(shí)。因此，培養(yǎng)“復(fù)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(biāo)。
所謂“復(fù)合型應(yīng)用人才”，是指具有兩種或兩種以上學(xué)科背景相互滲透的知識(shí)結(jié)構(gòu)，具有寬厚的學(xué)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(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.寬厚的工科基礎(chǔ)。復(fù)合型應(yīng)用人才應(yīng)該具有兩個(gè)及兩個(gè)以上相近工科專業(yè)的知識(shí)背景，能夠同時(shí)掌握幾個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并且能夠利用這些知識(shí)解決相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題。
2.熟練的職業(yè)技能。具有熟練的職業(yè)技能的“復(fù)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(guò)程中的具體技術(shù)性問(wèn)題，從而提高生產(chǎn)機(jī)器甚至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。這是復(fù)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(gè)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(xué)習(xí)的能力，開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)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(duì)工程人才的要求中必不可少的組成部分。
二、復(fù)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(xué)院）從2005年開(kāi)始，以“理工科綜合教學(xué)改革試點(diǎn)班”為載體對(duì)“復(fù)合型應(yīng)用人才”培養(yǎng)的模式進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐。
1.培養(yǎng)模式的總體設(shè)計(jì)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(jìn)當(dāng)前地方工科院校教育教學(xué)改革，按照學(xué)科打通的原則進(jìn)行人才培養(yǎng)，以打破專業(yè)界限，形成學(xué)科交叉的育人環(huán)境，以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、寬厚的工科知識(shí)結(jié)構(gòu)、熟練的職業(yè)技能，使學(xué)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(duì)“復(fù)合型應(yīng)用人才”的需求。
2.培養(yǎng)模式的設(shè)計(jì)方案。（1）綜合班的組建方案。綜合班的學(xué)生在當(dāng)年的工科主干專業(yè)新生中進(jìn)行選拔。選拔范圍包括石油、冶金、機(jī)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(xué)生的高考成績(jī)。筆試主要考查學(xué)生的數(shù)學(xué)、英語(yǔ)基礎(chǔ)。面試主要考驗(yàn)學(xué)生的心理素質(zhì)、文體專長(zhǎng)和創(chuàng)新能力等。（2）綜合班的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。綜合班采取“A+B+A”或者“A+B”模式?！癆”表示集中學(xué)習(xí)學(xué)期數(shù)，“B”表示分專業(yè)學(xué)習(xí)學(xué)期數(shù)。綜合班的第一階段采取單獨(dú)組班，集中學(xué)習(xí)的方式，學(xué)校委托某個(gè)學(xué)院進(jìn)行日常管理，A＝3或4。第二階段，學(xué)生分散回原專業(yè)學(xué)習(xí)專業(yè)方向課，鼓勵(lì)學(xué)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(xué)生可以選擇在原專業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），也可以選擇回綜合班與其他專業(yè)同學(xué)共同完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），A＝0或1。（3）綜合班的課程設(shè)計(jì)方案。在第一階段，集中開(kāi)設(shè)數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、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(kāi)設(shè)的平臺(tái)課。綜合班將強(qiáng)化數(shù)理基礎(chǔ)、工科基礎(chǔ)和語(yǔ)言基礎(chǔ)三大基礎(chǔ)，確保來(lái)自不同專業(yè)的學(xué)生具備學(xué)習(xí)專業(yè)課所需的基本的數(shù)理和語(yǔ)言工具。同時(shí)，合理地選擇、開(kāi)設(shè)石油、冶金、機(jī)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(xué)生回到原專業(yè)學(xué)習(xí)專業(yè)課程。在第三階段，由老師提出一些跨學(xué)科的畢業(yè)論題或畢業(yè)設(shè)計(jì)，由學(xué)生自主組建合作團(tuán)隊(duì)來(lái)完成。（4）綜合班的能力培養(yǎng)方案。積極鼓勵(lì)綜合班學(xué)生參加各種社會(huì)團(tuán)體活動(dòng)和全國(guó)性的各種形式的學(xué)科競(jìng)賽，例如數(shù)學(xué)建模大賽、挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)大賽、電子設(shè)計(jì)大賽等。
3.培養(yǎng)模式的有效性評(píng)估方案。對(duì)反映人才培養(yǎng)質(zhì)量的一些關(guān)鍵性指標(biāo)進(jìn)行跟蹤，并與全校的平均值進(jìn)行比較，通過(guò)比較的結(jié)果來(lái)對(duì)此種培養(yǎng)模式的有效性進(jìn)行合理的評(píng)估。
三、復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)模式的實(shí)踐
從2005年開(kāi)始，我校連續(xù)4年通過(guò)“綜合班”這個(gè)載體對(duì)“復(fù)合型應(yīng)用人才”的培養(yǎng)模式進(jìn)行了實(shí)踐。
1.組建優(yōu)秀的管理和教學(xué)團(tuán)隊(duì)。根據(jù)復(fù)合型人才培養(yǎng)模式的總體設(shè)計(jì)方案，學(xué)校委托某個(gè)學(xué)院對(duì)綜合班實(shí)施日常管理。該學(xué)院按照學(xué)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(tuán)隊(duì)和教學(xué)團(tuán)隊(duì)。首先，從各學(xué)院聘請(qǐng)具有高學(xué)歷和高職稱的中青年教師擔(dān)任學(xué)生導(dǎo)師，指導(dǎo)學(xué)生大學(xué)期間的學(xué)習(xí)和生活，為學(xué)生的選課、職業(yè)規(guī)劃、心理疏導(dǎo)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(xué)術(shù)報(bào)告，讓學(xué)生了解各個(gè)專業(yè)最新的發(fā)展?fàn)顩r。其次，要求各院系選派富有創(chuàng)新精神和改革意識(shí)的人擔(dān)任綜合班各門(mén)課程的主講教師，并鼓勵(lì)這些教師在教學(xué)過(guò)程中大膽地進(jìn)行教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)思想的改革。
2.制定了獨(dú)特的人才培養(yǎng)方案。按照培養(yǎng)“復(fù)合型應(yīng)用人才”這個(gè)目標(biāo)，在廣泛調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，學(xué)校制定了綜合班人才培養(yǎng)方案。第1～3學(xué)期為學(xué)生集中學(xué)習(xí)階段，主要完成公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和集中實(shí)踐課三個(gè)模塊的課程學(xué)習(xí)。第4～7學(xué)期為學(xué)生分散學(xué)習(xí)階段，學(xué)生回原專業(yè)學(xué)習(xí)專業(yè)課程或到其他相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)輔修課程，并繼續(xù)保留綜合班建制，學(xué)生定期集中匯報(bào)學(xué)習(xí)情況。第8學(xué)期為畢業(yè)實(shí)訓(xùn)或?qū)嵙?xí)階段，學(xué)生可以自由選擇獨(dú)立或聯(lián)合團(tuán)隊(duì)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。人才培養(yǎng)的具體要求為：學(xué)生通過(guò)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(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，受到嚴(yán)格的數(shù)理思維和方法訓(xùn)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(qiáng)的語(yǔ)言聽(tīng)說(shuō)寫(xiě)能力和文化交流能力；具有綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)的能力。
3.構(gòu)建合理的課程教學(xué)體系。課程教學(xué)改革的關(guān)鍵是解決教師“教什么，怎么教”，學(xué)生“學(xué)什么，怎么學(xué)”的問(wèn)題?！熬C合班”的課程教學(xué)改革在保證大學(xué)學(xué)習(xí)的第一階段課程通識(shí)性這一基本特點(diǎn)的前提下，盡量滿足各個(gè)專業(yè)學(xué)生后期專業(yè)性和前沿性特點(diǎn)明顯的后續(xù)課程的需要，同時(shí)注重對(duì)科學(xué)方法的訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的探究性，增強(qiáng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為了實(shí)施人才培養(yǎng)方案，綜合班對(duì)第一階段的課程體系進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，構(gòu)建合理的基礎(chǔ)課程體系?；A(chǔ)課程是體現(xiàn)大學(xué)教育通識(shí)性特點(diǎn)的核心載體，其作用在于培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)實(shí)的理工科基礎(chǔ)、良好的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，使學(xué)生成為全面發(fā)展的工程應(yīng)用人才。由于綜合班學(xué)生來(lái)自不同大主干專業(yè)，這些專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中對(duì)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課的要求基本上是相同的。因此，我們?cè)诔浞挚紤]各個(gè)專業(yè)具體要求的情況下，對(duì)這些課程的教學(xué)要求進(jìn)行了修訂，以綜合班為平臺(tái)進(jìn)行教改實(shí)踐。將只針對(duì)某幾個(gè)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(xué)化學(xué)、制圖、電路、力學(xué)等課程。同時(shí)增設(shè)大學(xué)語(yǔ)文、英語(yǔ)口語(yǔ)等語(yǔ)言文化課程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，開(kāi)發(fā)了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在綜合班進(jìn)行以自主學(xué)習(xí)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐。
4.建立有效的評(píng)估方案。有效的評(píng)價(jià)方案是確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的制度保障。有效的評(píng)估方案由以下三個(gè)部分組成。第一，課堂教學(xué)的有效性評(píng)估。主要體現(xiàn)在以下方面：學(xué)生的出勤率，學(xué)生對(duì)授課教師的滿意率，教師申請(qǐng)課堂教學(xué)改革的項(xiàng)目數(shù)，學(xué)生參加全校性公共基礎(chǔ)課課程的統(tǒng)考成績(jī)等。第二，學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力培養(yǎng)的有效性評(píng)估。這方面的評(píng)估包含了以下指標(biāo)：英語(yǔ)和計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的通過(guò)率，參加數(shù)學(xué)建模、電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)數(shù)量，畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)秀率等。第三，學(xué)生遠(yuǎn)期發(fā)展能力的評(píng)估。建立畢業(yè)生信息跟蹤系統(tǒng)，及時(shí)收集學(xué)生發(fā)展?fàn)顩r和市場(chǎng)對(duì)畢業(yè)生的反饋意見(jiàn)，并通過(guò)這些信息來(lái)評(píng)估人才培養(yǎng)質(zhì)量和學(xué)生遠(yuǎn)期發(fā)展能力。通過(guò)對(duì)連續(xù)三屆綜合班部分指標(biāo)的監(jiān)測(cè)表明，綜合班學(xué)生在各項(xiàng)指標(biāo)上都高于全校的平均水平，尤其在各種學(xué)科競(jìng)賽中，綜合班學(xué)生在綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
四、實(shí)踐的意義
通過(guò)實(shí)踐，我們進(jìn)一步明確了培養(yǎng)“復(fù)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(biāo)。綜合班培養(yǎng)模式是探索“復(fù)合型人才”培養(yǎng)模式的具體實(shí)踐，為其他一般工科院校探索“復(fù)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(diǎn)，為我們積累了“復(fù)合型應(yīng)用人才”培養(yǎng)的大量有益經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)為我們今后將“復(fù)合型應(yīng)用人才”的培養(yǎng)放在學(xué)分制這個(gè)大平臺(tái)上來(lái)實(shí)施，以突破綜合班只能讓小部分學(xué)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(dǎo)。
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以物理原理為支撐的眾多先進(jìn)技術(shù)或儀器，無(wú)一不被其他學(xué)科所利用。在卓越工程師計(jì)劃和專業(yè)認(rèn)證的要求中，明確基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。通過(guò)增設(shè)綜合研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)方式，利用物理學(xué)知識(shí)及物理實(shí)驗(yàn)方法及儀器使用，交叉結(jié)合“卓越計(jì)劃”相關(guān)專業(yè)，開(kāi)闊視野，提升該專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力。比如生化專業(yè)學(xué)生研究通過(guò)激光照射、高頻振蕩、X射線輻射后的植物種子生長(zhǎng)特性（2012年春萌、新苗計(jì)劃）；機(jī)械專業(yè)同學(xué)通過(guò)研究共振特性來(lái)清除高壓傳輸線上積雪問(wèn)題（2008年挑戰(zhàn)杯）；輕工學(xué)生通過(guò)光譜表征研究防偽油墨（2013年新苗）；電氣專業(yè)學(xué)生的人體感應(yīng)臺(tái)燈（2012年物理創(chuàng)新競(jìng)賽）、海洋溫差能量研究（2013年物理創(chuàng)新競(jìng)賽）等等，不勝枚舉。增加學(xué)生自主研究的綜合研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將為提升學(xué)生核心能力、工程素質(zhì)培養(yǎng)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。
二、研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及理念
目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式總體來(lái)說(shuō)比較傳統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)課堂上實(shí)驗(yàn)教師是實(shí)驗(yàn)課的主體，詳解原理、介紹儀器、安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、規(guī)定步驟、囑咐注意事項(xiàng)等，學(xué)生基本上只要按部就班驗(yàn)證規(guī)律即可。很難使學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主觀能動(dòng)性體現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和積極性很難激發(fā)出來(lái)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐鍛煉的效果有所影響。研究性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)物理學(xué)知識(shí)和基本操作技能之后，確定比較開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)主題，實(shí)驗(yàn)主題可以是老師指定或?qū)W生自擬，3到4人一組，學(xué)生應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)方法及儀器設(shè)備，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面分析，查找資料、制定實(shí)驗(yàn)方案、選擇儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)裝置圖設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟制定等等，完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)過(guò)程及結(jié)果分析小論文，最后總結(jié)交流。研究性實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)室的硬件條件及實(shí)驗(yàn)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(kāi)放時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室也相應(yīng)的開(kāi)放。對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的耗材購(gòu)買(mǎi)等都需要作合理安排，完成一項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)而言，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的提升有獨(dú)特的作用。
1.研究性物理實(shí)驗(yàn)課著重體現(xiàn)與其他專業(yè)的交叉融合。
作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為各個(gè)專業(yè)學(xué)生提供了基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)規(guī)范、數(shù)據(jù)處理分析等能力。但就目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，僅限于自身的知識(shí)體系，與其他工科專業(yè)知識(shí)應(yīng)用的聯(lián)系上不夠緊密，導(dǎo)致學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)的功用認(rèn)識(shí)上有所偏差，認(rèn)為可有可無(wú)。因此，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，淘汰陳舊落后的實(shí)驗(yàn)，增加研究性物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)課的知識(shí)輻射勢(shì)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(shí)驗(yàn)主題選擇上需要按照各工程專業(yè)認(rèn)證要求，根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)有所區(qū)別。
2.研究性物理實(shí)驗(yàn)要充分利用先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)。
信息化技術(shù)的演變進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，基于計(jì)算機(jī)和傳感器及海量信息交互的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭呀?jīng)成為無(wú)法忽視的未來(lái)，在大大節(jié)省傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的記錄、觀測(cè)、計(jì)算、分析時(shí)間的同時(shí)，把實(shí)驗(yàn)的重心落在問(wèn)題的假設(shè)、分析、思考上，更象工程師一樣思考探索問(wèn)題和方案。研究性物理實(shí)驗(yàn)的主題比較開(kāi)放，也就意味著需要大量的背景理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)儀器使用、實(shí)驗(yàn)方法等著學(xué)生自己去查閱、借鑒。同時(shí)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的信息化和教學(xué)手段利用新技術(shù)上也要跟上，至少有一個(gè)學(xué)生交流的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。
3.開(kāi)放式研究性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐基地平臺(tái)建設(shè)。
以理學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)踐基地平臺(tái)為基礎(chǔ)，以學(xué)生項(xiàng)目申請(qǐng)、學(xué)科競(jìng)賽為方向，為參與研究性物理實(shí)驗(yàn)學(xué)生提供一個(gè)平臺(tái)，增加其完成項(xiàng)目的積極性，通過(guò)完成系統(tǒng)的培訓(xùn)，從中挑選出優(yōu)秀的隊(duì)伍，進(jìn)行有針對(duì)性的強(qiáng)化培訓(xùn)，鼓勵(lì)申報(bào)各級(jí)學(xué)生科技立項(xiàng)，如春萌、新苗計(jì)劃、國(guó)創(chuàng)計(jì)劃、挑戰(zhàn)杯等。組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽活動(dòng)，參加大學(xué)物理創(chuàng)新競(jìng)賽等競(jìng)賽。也可以吸收基礎(chǔ)好、有一定科研能力的優(yōu)秀學(xué)生參與老師的科研項(xiàng)目。
4.研究性物理實(shí)驗(yàn)設(shè)置的關(guān)鍵問(wèn)題：
4.1教學(xué)大綱問(wèn)題，物理實(shí)驗(yàn)在鞏固基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，增加2到3周的相對(duì)開(kāi)放的研究性實(shí)驗(yàn)，因此在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃教學(xué)大綱上作怎樣調(diào)整是個(gè)關(guān)鍵。
4.2研究性自主實(shí)驗(yàn)的管理問(wèn)題及成績(jī)考核問(wèn)題，增加了研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程指標(biāo)，通過(guò)考勤紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、創(chuàng)新能力、研究性學(xué)習(xí)效果（科技立項(xiàng)、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)情況等）。
4.3與各工科專業(yè)相應(yīng)的交叉研究性實(shí)驗(yàn)題目選擇問(wèn)題。各工程專業(yè)認(rèn)證要求及特點(diǎn)有所不同，相應(yīng)的研究性實(shí)驗(yàn)主題需要作不同的設(shè)計(jì)，緊貼專業(yè)特點(diǎn)。
4.4教學(xué)管理、信息化教學(xué)手段和先進(jìn)測(cè)量分析技術(shù)、交流平臺(tái)建設(shè)的問(wèn)題。劃分教學(xué)及日常管理職責(zé)，滿足開(kāi)放自主條件下的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的有序進(jìn)行，保證交流平臺(tái)的有效性。
三、結(jié)語(yǔ)
