项目名称面向应用型人才培养的《大学物理》课程设计与教材建设的研

1、项目名称：面向应用型人才培养的大学物理课程设计与教材建设的研究与实践,本科应用型大学物理课程的教学改革研究 北京联合大学 夏兆阳,应用型人才培养对象的现状 当前我国面临大众化教育的局面，随着高等教育的迅猛发展，越来越多的受教育者的基础出现了明显降低的状态，新生的整体素质偏低，这主要表现在抽象思维能力、理解能力、逻辑性与学习自觉性等方面普遍较差。然而，这样的应用型人才的培养，从数量上来看，是当前中国高等教育的主体。,国家“十五”重点立项课题“21世纪中国高等学校人才培养体系的创新与实践”子课题“面向应用型人才培养的大学物理课程设计与教材建设的研究与实践” 正是为解决这一新问题而设立的研究项目,我

2、们经过两年的调研、改革与实践，提出以下看法，目的是抛砖引玉，以期引起人们对大学物理教育改革的重视和进一步的深入研究。,一、应用型大学的物理教学 应该如何体现“应用型”特点,关键词好像是“应用”，于是，大学物理教学内容往往使人感觉要向应用、实用、技术方向发展。 当今高科技中的大部分技术是在新物理学理论指导下发展起来的，因此，似乎由物理原理衔接高技术应该是一个方向，这一观点得到部分人的认同。,例如：航天技术、纳米技术、超导技术、核技术、数字通讯技术、超快技术、微电子技术等，均来源于物理学的新成就，这似乎很好地印证了这一点。,物理学是一门科学， 科学与技术毕竟是两个不同的概念。,应用型大学物理教学如

3、何体现“应用型”呢？ 用不是将物理原理在技术中的应用，而是突出物理学思想在一切知识、哲学、世界观等方面的应用，应用物理学思想去指导学习、工作和整个人生。 通过大学物理学教育，建立学生基本科学观念、思维方式和提高分析问题解决问题的方法。 物理学是研究世界上最基本、最普遍的规律，其基本概念和基本规律是自然科学中很多领域的基础。,时间、空间 时空观是世界观的基础， 然而请大家（非物理）都看看辞海或大百科全书的注释吧， 我想很多人会吃惊的。,时空认识大约可认为三个阶段， 1 较为容易被人们接受的是牛顿的绝对时空观，空间不变，时间均匀是延续，至今在古典力学中适用； 2 狭义相对论提出空间会因相对运动而缩

4、短，时间会因相对运动而延缓，会变； 3 广义相对论给出时空的本质，时空是物质的属性。时空是运动着的物质的存在形式，空间是物质存在的广延性；时间是物质运动过程的持续性和顺序性。,对称性原理是物理学高层次的规律，对称性对应守恒定律。 物理学规律的产生在于找到守恒量，只有找到守恒量才能得到物理方程和定律。 这是一个分析问题的高层次的思想方法，对于其他科学技术处理问题有广泛的适用性。,对称性的破缺 在世界上又很重要，一方面是世界的客观存在，另一方面体现了世界的发展和进化的根源。,混沌理论是过程科学，他以非线性物理思想冲击牛顿的确定论，展示了非理想化的真实世界的真实过程。 学生十余年更多的接受的是线性思

5、维指导下的知识，开辟一点非线性的思维的方式对学生的健康成长是非常有益的。,熵是热学引出的物理学理论，但它充斥整个自然科学、社会科学各个方面，真是无处不在。 熵可以说是一种世界观，熵控制着整个世界的所有方方面面，热力学第二定律是科学真理。,有低熵的效益如GDP，就一定得有更大的熵值同时出现。 什么绿色循环？那是根本不可能的，循环的每一步都必有熵的增加。 只有节约，控制发展，控制人口增长，用最少的熵增加来维持我们的文明与发展。,熵是信息的产生基础， 当今是信息社会， 如对熵不能了解是会影响发展的。,熵理论导致耗散结构理论的产生，耗散结构理论指出任何活的有生命力的系统必须开放，远离平衡态并且耗散能量

6、。 然而生命体、企业、城市、国家、地球都是这样的系统，这正指出我们为什么不只是改革还必须开放。,大学物理教学用科学理论武装学生的思想，给学生以正确解决问题的科学思维方法，对学生的科学素质带来全面的提高，这正是大学物理在应用上的最宽泛的应用。,二、大学物理是本科应用型大学的基础课，如何体现其基础性,一种认识是物理课只应成为后续课程的基础， 似乎是楼盘地基和大楼； 树木和之上的枝叶、花朵、果实的那种基础关系。 应用型大学所面对的专业越来越多，专业基础课也各不相同，很难牵强的把物理内容一一与后续课相对应。,第一种认识对应用型物理课带来的结果,大学物理课对于现在的学生是最难学的一门基础课， 在这种思想

7、基础上学院领导、专业课教师直至学生会得出学物理没用的结论。 这是造成大学物理课时被一砍再砍的原因。,第二种认识也是我们的看法，物理课作为基础是土壤与之上生长的植物的基础关系。,物理学是研究世界上最基本、最普遍的规律的一种科学，无论学习那种专业，作为21世纪受过高等教育的人都应该了解和掌握这些最基本的规律。 物理学交给人们的是基本的科学世界观、思维方式和分析问题解决问题的科学方法论。,大学物理课是基础课,大学物理课是独立的基础课，是无论理工科还是文科、经济学科、社会政治学科乃至文化艺术学科都应有的基础。 只有生长在充满现代科学思想营养的物理学土壤上的所有高等教育学科才是坚实的、充实的。,三、应用

8、型大学物理教学内容的几个特征,针对应用型大学的学生状况，我们提出物理教学内容特点是： 浅、宽、新、用。,浅,浅：就是各物理学部分内容的知识深度、难度要浅， 要求要降低，知识细节不过多强调， 练习题要求掌握基本题，难题偏题不要求。,宽,宽：就是物理学内容的知识面要宽， 不局限原有传统普通物理教学大纲的内容， 不局限线性物理内容， 不局限理想化条件下的经典物理学。 知识面扩大到真实物理学所展现的线性和非线性物理学的概念与思维。 知识范围将远远超出原有大学物理要求，所增加内容多是20世纪新发展起来的物理学内容。,新,新：在不打乱基本大学物理教学体系的基础上，遵循物理学的发展更新知识，增加20世纪新发

9、展的物理学知识。 主要为：对称与守恒、混沌、熵与信息、熵与社会经济、耗散结构理论、广义相对论等。,用,用：是突出物理学思想在一切知识、哲学、世界观等方面的应用，应用物理学思想去指导学习、工作和整个人生。 通过大学物理学教育，建立学生基本科学观念、思维方式和提高分析问题解决问题的方法。,根本的差别,角度不同，我们更注重科学素质的培养教育。 精英教育的难度深度，我们达不到也不追求， 但是我们所加的新内容的要求又是精英教育中没有的。 应用型大学物理教学与精英教育大学物理教学没有可比性， 不存在哪种比哪种更好的问题。 我们完全是不同的两个坐标系，按照广义相对论理论，所有坐标系都是平权的， 应用型大学物理教学只存在他自己的地位。,四、应用型大学物理教学知识的发展观和进一步推广,大学物理知识的高度基础性，要求我们在教学内容上必然要有外延。,开窗口见物,一般处理方法是针对应用类型来给学生开窗口， 如介绍电机、电器、热机、纳米、超导、等离子体、液晶、隧道扫描、核磁共振等等。 针对物理知识开窗口，必然对窗口见到的东西（多数是技术）加以说明。,开门指路,我们提出的做法是开门，门外不是具体的东西，而是路。 也就是从物理学基本理论导致其可指导的其他科