大学物理课程教学规范探讨.pdf

第 27卷 第 2期 2008年 6月 东 华 理 工 大 学 学 报 社会科学版 JOURNAL OF EAST CHI NA I NSTI TUTE OF TECHNOLOGY Vol 27 No 2 Jun 2008 收稿日期 2007 12 20 基金项目 2007年江西省高校省级教改立项项目 JXJG O7 8 10 资助的课题 作者简介 陆俊发 1955 男 江苏张家港人 副教授 主要从事物理教 学和信息光学 原子分子光学的研究 大学物理课程教学规范探讨 陆俊发 潘小青 东华理工大学 核工程技术学院 江西 抚州 344000 摘 要 大学物理课程是理工科学生的一门重要的基础课程 文章分析了建立教学质量保障体系 编制大 学物理课课程教学规范的必要性 说明了课程规范与教指委的大学物理课程教学基本要求的关系 探讨 了大学物理课程的知识体系 从课程涉及的知识领域到知识单元再到知识点 形成了课程知识体系结构的 一个清楚的 有机的整体 从而对教师在大学物理课程的教学过程中具有更好的指导作用 初步地探讨了 不同学校及不同专业对课程的不同要求而形成的课程的统一性与多样性等问题 关键词 大学物理 课程规范 多样性 中图分类号 G642 4 文献标识码 A 文章编号 1001 635X 2008 02 0155 04 引言 自 1999年以来 高校招生规模连年扩大 既为 我国高等教育大发展带来了新的契机 也给高等教 育教学和人才的培养工作带来了巨大的压力 而 在扩大招生的形势下 社会各界普遍关心高等教育 教学质量问题是有一定的道理的 高等教育呼唤着 质量意识 据估计 一个本科生在校期间所学习的知识仅 占其一生所需的 10 左右 而其余 90 的知识都 要在大学毕业后在工作中不断学习获取 对于工 科学生来说 数理课程是其后续课程的基础 也是 其终生学习的自然科学基础 如何打牢 夯实数理 基础 大学物理课程的教学质量的提高与保障体系 的建立 自然成了问题的焦点与改革的热点 而高 等教育大规模的扩招 新的高校的建立 造成师资 资源的不足 大批无教学经验的新生力量加入到 大学物理 课程的教师队伍中来 出现了优质师资 缺乏的现象 笔者作为在高等学校从事理工科物 理基础课程教学多年的教师 与上世纪 80至 90年 代教学相比更有教学质量的忧患意识 因此有从教 学的角度建立和加强质量保障体系的责任 本文 就课程规范与大学物理课程教学基本要求的关系 大学物理课程知识体系的建立 不同学校及不同专 业对课程的不同要求而形成的课程的统一性与多 样性问题等 进行了初步的探讨 1 大学物理课程规范与教指委课程教学基 本要求的关系 物理学是研究物质的基本结构 相互作用和物 质最基本 最普遍的运动形式及其相互转化规律的 学科 其研究对象跨越宇观 宏观 介观 微观 亚 微观时空 40余个数量级 研究风格多样 它本身 不仅满足人类了解自然的愿望 也为所有其他学科 技术提供思想方法 理论原理和实验技术 物理学 中包含的科学研究方法论和认识论 已成为人们认 识事物和分析问题的重要思维方法 大学物理课 程教学的作用是 一方面在于为学生较系统地打好 必要的物理基础 另一方面使学生初步学习科学的 思想方法和研究问题的方法 因此 大学物理课程 是理工类专业大学生的重要的必修课 在新中国 成立后 各高校理工类专业均开设了大学物理课 程 教育部成立了课程教学指导委员会 教指委 来 指导该门课程的教学工作 20世纪 80年代前 教 指委为该课程制定了课程教学大纲 用于指导各高 校该门课程的教学工作 20世纪 90年代 随着教学 改革的进展 各高校办学自主权的增加和各高校情 况的差异 原来教指委的教学大纲只有共性 不能 反映各高校对该课程的不同要求的问题突出出来 为解决该问题 课程教学指导委员会不再制定全国 统一的教学大纲 而是制定了一个该课程的基本要 求 即 教学基本要求 1 用以指导各高校该门课 程的教学工作 教学基本要求 的制定 对该门课 程的教学质量的保证 起到了重要保障作用 在当今新形势下 提高大学物理课程的教学质 量 教学改革是核心 而教学内容与教学方法的改 革则是改革的重点和难点 大学物理课程的教学 质量的提高与保障体系的建立 自然成了问题的焦 点与改革的热点 而高等教育大规模的扩招 新的 高校的建立 造成教育资源不足 出现了优质师资 缺乏的现象 大批无教学经验的新生力量加入到 大学物理 课程的教师队伍之中 对这些新教师 仅凭一个教学基本要求 难以有效地组织开展好教 学活动 学校也难以在此基础上制定教学大纲 因 此 制定大学物理课程的教学规范 为不同的学校 根据不同的专业要求制定该门课程的教学大纲提 供依据 为教师们的教学活动的组织提供指导就显 得非常必要 教指委的 基本要求 集中了全国物理教师长 期教学的经验和专家们的智慧 其基本教学内容体 系的设计是合理和科学的 应该是该课程教学的最 重要的指导性文件 但基本要求对课程的具体内 容的描述仅进行了一个罗列 而且其中核心内容 74 条 非核心内容 51条 这样划分的内容有些是知识 点 而有些明显不能作为知识点来对待 且没有对 这些内容开展教学时应达到的程度进行要求 教学 过程中课程体系不明显 无经验的老师难以在此基 础上开展教学活动 因此我们探讨的课程 教学规 范 是以教指委的 教学基本要求 为主要依据 进一步整理了课程的知识体系 从知识领域到知识 单元再到知识点 给出了各知识单元在教学中的最 少参考学时 这样的划分有利于教师在规范的基础 上有效地组织开展教学活动 2 大学物理课程规范中的教学体系 在大学物理课程规范中 我们对大学物理课程 的知识体系进行了探讨 从课程涉及的知识领域到 知识单元再到知识点 形成了课程知识体系结构的 一个清楚的 有机的整体 划分的依据是课程的教 学基本要求和课程内容的科学性 系统性 其中知 识领域完全与教指委的 教学基本要求 相同 知识 单元则划分为核心知识单元 30个 非核心知识单 元 19个 2 2 1 大学物理的知识体系结构 大 学 物 理 课 程 知 识 体 系 知识领域 1 牛顿力学 ME 知识领域 2 振动与波动 VE 知识领域 3 热学 TH 知识领域 4 电磁学 EM 知识领域 5 光学 OP 知识领域 6 狭义相对论力学基础 SR 知识领域 7 量子物理基础 QU 知识领域 8 分子与固体 MS 知识领域 9 核物理与粒子物理 NP 知识领域 10 天体物理与宇宙学 AC 知识领域 11 现代科学与高新技术物理基础专题 2 2 大学物理知识体系汇总表 知识领域知识单元 核心 30单元 100学时知识单元 选修 19单元 牛顿力学 15 ME1 质点运动学 4 ME2 牛顿运动定律 2 ME3 动量定理和 动量守恒定律 2 ME4 功和能 2 ME5 角动量 角动量守恒定 律 1 ME6 刚体定轴转动定律 转动惯量 4 ME7 理想液体的性质 伯努利方程 振动和波动 13 VW1 简谐振动 4 VW 2 弹性系统的的振动 1 VM 4 振动的 合成与分解 2 VW5 机械波的产生与传播 3 VW 6 波的叠加 2 VW7 机械波的多普勒效应 1 VW 3 非线性振动简介 VW8 声波 超声波和 次声波 声强级 气体分子动理论与 热力学基础 15 TH1 热力学基础 5 TH2 热力学第二定律 4 TH3 统计物理 基础 气体分子的统计规律 4 TH4 非平衡态统计物理基础 2 YH5 范德瓦耳斯方程 电磁学 28 E M 1 真空中的静电场 9 EM2 静电场中的导体与介质 4 E M 4 电流的磁场 5 EM5 磁场对电流 运动电荷的作用 3 E M 7 时变电磁场 5 E M 8 电磁场与电磁波 2 EM 3 电路 EM6 磁介质 E M 9 超导体的电磁性 质 波动光学 12 OP2 光的干涉 5 OP3 光的衍射 4 OP5 光的偏振 3 OP1 几何光学基本规律 OP4 全息照相 OP6 光与物质的相互作用 吸收 散射和色散 狭义相对论 5 SR1 狭义相对论 3 SR2 相对论动力学基础 2 SR3 电磁场的相对性 量子物理基础 13 QU1 经典量子论 5 QU2 波函数与薛定谔方程 4 QU3 有心 力场中的粒子 4 QU4 交换对称性 激光 激光冷却与原子囚禁 分子与固体M S1 分子的基本概念 MS2 固体理论 156东华理工大学学报 社会科学版 2008年 核物理与粒子物理NP1 原子核及其演化 NP2 粒子物理简介 天体物理与宇宙学 AC1 星体的演化 白矮星 中子星和黑洞 AC2 广义相对论基础 等效原理 弯曲时空 引力红移和引力辐射 AC3 宇宙学 大爆炸理论 宇宙膨胀 宇宙背 景辐射 现代科学与高新技 术的物理基础专题 联系专业的物理基础 新理论 新知识 新技术 从表中可见 课程共分为 30个核心知识单元 这是该门课程的核心知识内容 它形成该课程的基 本知识框架和科学的内容体系 是普通本科院校与 重点大学为保证本科生的基本培养规格都必须完 成的大学物理的基本教学内容 3 因此 核心知识 单元对所有学校和所有理工科专业是一致的 19 个非核心知识单元是核心知识单元的补充 这些内 容有的是核心知识单元的延伸和补充 有些是核心 知识单元的应用 有些是新理论 新知识和新技术 的物理基础 这些内容丰富了课程内容体系 这些 非核心知识单元的不同选取 不影响大学物理课程 的系统性和科学性 4 因此 不同类型 不同层次 的高校可根据自己的实践情况进行选择 来构建符 合本校办学定位 办学特色与办学水平的课程 形 成具有各自特色的课程 在上述知识单元下 我们进一步划分了这些知 识单元中包含的知识点 在核心知识单元中也包含 了一些非核心的知识点 对这些非核心知识点的不 同选取 不影响课程核心知识体系内容的完整性和 科学性 3 各校课程的统一性与多样性关系的处理 教指委的 教学基本要求 是对课程提出的一 个最低要求 给各高校提供了在此课程教学中的一 个内容的下限 各校可以在此基础上充分发挥 具 有了多样性的选择 这也是从原来全国统一的教 学大纲到仅提供 教学基本要求 的初衷 因此 在 制定课程规范的过程中考虑了相应的问题 我们 制定的教学规范也仅是与基本要求对应的一个最 低教学规范 具体针对的教学对象以一般院校本科 的理工科学生为准 3 1 在深度上的多样性课程考虑 对研究型大学来说 办学条件好 师资力量强 教学目标也侧重于对学生的研究能力的培养 其对 大学物理课程的深度的要求一般高于普通高校 学 生的基础知识和学习能力也高于一般院校 因此 重点高校可在此规范的基础上根据各自学校的特 点和专业的要求 在深度上可将教学的目标要求提 高 如将规范中的 理解 提高为 掌握 将 了解 提高为 理解 在课时安排上 可以适当减少规范 中核心知识单元安排的最低学时要求 而对于一 些教学型的院校 办学条件 师资力量 学生的知识 基础和学习能力基本符合有关规定 教学目标侧重 于学生的应用能力的培养 他们更多的是达到基 本要求即可 因此 这些院校就可以完全参考本规 范的内容体系和最低学时安排等 通过对不同类 型院校在深度和学时上的不同处理 就可以此在满 足 教学基本要求 的前提下来体现各校的个性 即 多样性 3 2 在广度上的多样性课程考虑 在我们探讨的教学规范中 知识体系下的 30 个核心知识单元中所包含的核心内容略少于教指 委的基本要求中的 74条核心知识内容 我们从课 程内容的科学性和系统性出发考虑 将一些不影响 课程整体框架结构的部分内容移到了非核心知识 单元中 主要是考虑到适当减少核心知识内容 可 为各校的教学适当提供一些自由度 以保证在完成 课程的基本框架的前提下 增加课程的多样性 对研究型大学来说 其对大学物理课程的广度 的要求一般高于普通高校 并且由于学生的基础知 识和学习能力也高于一般院校 可以以较少的课时 完成核心知识单元的学习任务 因此 在广度上可 根据自己学校的特点和需要 将非核心内容作为必 修内容放到教学大纲中来 对于拓展物理知识面 和现代科学与高新技术物理基础的内容 如 介观 物理 等离子体物理 凝聚态物理 信息光学 耗散 结构理论等 以及物理学在科学技术应用中的新理 论 新知识 新技术 如 激光 超导 液晶 量子信 息 红外辐射与遥感 扫描隧道显微镜 核磁共振 超声等 也可以选择部分内容安排进教学大纲来进 行讲授 而对于一些教学型的院校 在以最低课时 安排完成本规范的核心内容体系后 还可以有少量 157第 2期陆俊发等 大学物理课程教学规范探讨 学时来根据不同的专业需要 适当调整安排非核心 知识内容的学习 以此来满足不同专业对不同的物 理知识的需求 通过对不同类型院校在广度上的 不同处理 也就可以此在满足 基本要求 的前提下 来体现各校的个性 即多样性 作为范例 在此规范中 根据各校的不同情况 和对物理课程的不同要求 设计了八门不同内容和 要求的物理课程 以满足不同学校和专业的教学需 要 其中多学时的一般是针对重点高校或非重点 高校中对物理知识要求较高的有关专业 由于这 些学生的物理基础一般较好 因此在设计中核心知 识单元的教学时数少一些 取了最低限 同时增加 了选修单元内容与专题选讲内容 以增加知识的广 度 如理科 一 二 和工科 一 而对一般本科 院校理工科中普遍的 120 130学时的课程 则基 本保证以完成教学基本要求为主 根据不同专业小 范围的适当增加少量的非核心内容 为保证教学 质量 对核心部分内容的教学时数作了增加 以保 证这些物理基础不是很好 有些学生在高中仅学了 一年的物理 的大学生能较好地完成该门课程的学 习任务 工科 二 三 四 课程的区别仅在于 对不同专业教学内容的要求有所侧重 为保证课程 的系统性的科学性 差异不是太大 其多样性仅是 体现在对非核心知识内容根据不同的专业需要进 行的不同选取上 5 2 结束语 从教学角度建立教学保障体系 以适应新形势 下大众化教育提高教育质量的需要 大学物理课 程在一般院校理工科专业教育的基础作用及重要 地位 以及它在人才终生学习中的作用 决定了在 大学阶段要加强物理课程的教学 使之质量稳定有 保障是广大物理教师的责任 本着这种责任感 我 们制订了大学物理系列课程的教学规范 这个规 范仅是初步的 期望专家们给予批评指教 参考文献 1 教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导 分委员会 非物理类理工学科大学物理课程教学基本 要求 J 物理与工程 2006 16 5 1 8 2 中国计算机科学与技术学科教程 2002研究组 中国计 算机科学与技术学科教程 2002 M 北京 清华大学出 版社 2002 3 周健儿 胡国林 朱小平 等 改革人才培养模式 提高人 才培养质量 J 中国轻工教育 2002 4 3 8 4 王伟廉 试论高校课程与文化科学知识的关系 J 现代 大学教育 2001 1 13 17 5 周亚平 余巍巍 李金轩 等 理工科本科专业教学规范 统一性与多样性关系的研究 J 东华理工学院学报 社会科学版 2007 26 1 53 55 D iscussion on Curriculum Norm ofCollege Physics LU Jun fa PAN Xiao qing Faculty of Nuclear Engineering Technology East China Institute of Technology Fuzhou 344000 China Abstrac t College physics course is an i mportant foundation course for students in