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工科大學(xué)物理教學(xué)展望
一、工科大學(xué)物理課程的地位和作用
20世紀(jì)后半葉，物理學(xué)在此前建立起來的狹義相對論、量子力學(xué)、量子電動力學(xué)、統(tǒng)計物理和許多重要物理實驗基礎(chǔ)上，以前所未有的速度發(fā)展著.許多物理學(xué)的分支學(xué)科，如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等，都得到極大發(fā)展.與此同時，科學(xué)發(fā)展的另一個重要特征是學(xué)科間相互滲透和交叉綜合.物理學(xué)和其他學(xué)科相互滲透，產(chǎn)生了一系列交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科，如化學(xué)物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等.物理學(xué)的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學(xué)科轉(zhuǎn)移，促成各學(xué)科的發(fā)展并成為其組成部分.
20世紀(jì)后半葉，新技術(shù)特別是高新技術(shù)發(fā)展之快也是前所未有的.高技術(shù)包含的科學(xué)知識高度密集，綜合性極高，如紅外和紅外成像技術(shù)、激光技術(shù)、計算技術(shù)、信息技術(shù)、航天技術(shù)、生物技術(shù)等等，都無一例外地與物理學(xué)等學(xué)科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關(guān)，其發(fā)展在很大程度上依賴包括物理學(xué)在內(nèi)的各學(xué)科的發(fā)展.
現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)的知識密集性、綜合性極高，處于科學(xué)技術(shù)的前沿，近幾年來的局部戰(zhàn)爭向人們展示，現(xiàn)代戰(zhàn)爭在相當(dāng)大程度上是高新技術(shù)的較量.現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)離不開物理學(xué)和物理學(xué)的新成就，如紅外夜視、激光制導(dǎo)、激光雷達、三相彈等都與物理學(xué)原理和物理學(xué)實驗技術(shù)密切相關(guān).
這一切都表明，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的進程中，物理學(xué)不但在歷史上曾經(jīng)是處于主導(dǎo)地位的，在20世紀(jì)是處于主導(dǎo)地位的，而且毫無疑問，21世紀(jì)物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中也必將處于主導(dǎo)地位，它的作用將會更加突出.
大學(xué)物理課是一門重要基礎(chǔ)課，它的作用一方面是為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)，另一方面是使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究方法，這些都起著增強適應(yīng)能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、提高人才素質(zhì)的重要作用.學(xué)好大學(xué)物理，不僅對學(xué)生在校學(xué)習(xí)十分重要，而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和在工作中進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)、不斷更新知識，都將發(fā)生深遠(yuǎn)的影響.物理課的這一作用，特別為許多專家、教授、高級工程技術(shù)專家所強調(diào).
我國工科大學(xué)物理的學(xué)時一直少于理科.因此，目前實施的教學(xué)內(nèi)容，主要是傳統(tǒng)物理課內(nèi)容在給定學(xué)時范圍內(nèi)一再精選后形成的.總的來講，工科大學(xué)生的物理基礎(chǔ)較薄弱，物理知識面也較窄，特別是近代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的物理基礎(chǔ)和現(xiàn)代工程技術(shù)方面的新知識更顯薄弱.如我們的課程基本要求中沒有物性學(xué)、分子、原子核、粒子等內(nèi)容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應(yīng)等內(nèi)容;量子物理、統(tǒng)計物理等近代物理基礎(chǔ)的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱.這些內(nèi)容，工科一般專業(yè)在后續(xù)課中多不再涉及，而它們恰恰是當(dāng)今學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù)所要涉及的，有些甚至已成為當(dāng)今高新技術(shù)的組成部分.在這個意義上講，大學(xué)物理課內(nèi)容“老的多、新的少”.因此，更新內(nèi)容，加強現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)知識，特別是有關(guān)基礎(chǔ)知識，是工科物理教學(xué)改革必須面向的首要問題.
二、工科物理課教學(xué)改革
工科大學(xué)物理課程的教學(xué)改革是很復(fù)雜的，也是很困難的，不可能一嗽而就.應(yīng)該堅持以下原則:不應(yīng)改變物理課作為基礎(chǔ)課的地位和作用，應(yīng)著力研究現(xiàn)代高級工程技術(shù)人才應(yīng)具備什么樣的物理基礎(chǔ);要重點研究如何處理好經(jīng)典物理和近代物理及有關(guān)近代內(nèi)容的關(guān)系;應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度，與研究教學(xué)內(nèi)容改革的同時，還必須系統(tǒng)地研究教學(xué)方法、考試方法等教學(xué)環(huán)節(jié)的改革.
工科大學(xué)物理課內(nèi)容改革的重點在于加強物理學(xué)基礎(chǔ)(包括經(jīng)典物理基礎(chǔ)和近代物理基礎(chǔ))，同時適當(dāng)?shù)亟榻B反映現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)的新知識，擴大學(xué)生的知識面，在整個教學(xué)過程中提高學(xué)生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力.由于工科物理課程教學(xué)時數(shù)少，只靠課程內(nèi)容和體系本身改革回旋余地小，改革要將課內(nèi)課外、理論教學(xué)與實驗教學(xué)、課與課間關(guān)系諸方面綜合考慮.
（一)課程教學(xué)內(nèi)容改革，應(yīng)以物理課程教學(xué)基本要求為依據(jù).在保證經(jīng)典的前提下，進一步精選經(jīng)典物理內(nèi)容，突出教學(xué)內(nèi)容及能力培養(yǎng)，避免過分強調(diào)系統(tǒng)性和嚴(yán)密性等，在整個經(jīng)典物理教學(xué)過程中應(yīng)貫徹加強近代思想;在近代物理基礎(chǔ)的基本要求部分，加強量子力學(xué)和統(tǒng)計物理基礎(chǔ)知識，以利于學(xué)生在校和離校后進一步學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù);加強現(xiàn)代工程技術(shù)物理基礎(chǔ)專題，這部分內(nèi)容應(yīng)側(cè)重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分內(nèi)容的講授學(xué)時，分別約占總學(xué)時的58%、27%和15%.
(二)開設(shè)物理類和技術(shù)類專題選修課(或講座).物理類選修課:如現(xiàn)代物理導(dǎo)論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態(tài)物理、嫡和信息、傅里葉光學(xué)、非線性光學(xué)、非線性力學(xué)等、技術(shù)類選修課:如現(xiàn)代工程技術(shù)專題、激光技術(shù)、光散射技術(shù)、全息技術(shù)、穆斯堡爾譜學(xué)、核磁共振技術(shù)、薄膜技術(shù)、換能器、紅外技術(shù)、低溫和超導(dǎo)等.選修課應(yīng)著重物理概念、物理思想和方法，不追求數(shù)學(xué)嚴(yán)密性，不過分強調(diào)系統(tǒng)性和完整性.
(三)教學(xué)手段改革是教學(xué)改革的重要組成部分.粉筆加教鞭不適應(yīng)改革的需要已經(jīng)成為人們的共識.近幾年來，有許多院校在多媒體輔助教學(xué)上做了大量的工作.實踐證明，把多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)可以改變信息的包裝形式，在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起，提高教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力和感染力，能調(diào)動學(xué)生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動，使學(xué)生由知識的被動接受轉(zhuǎn)為主動發(fā)現(xiàn).同時，這也為教學(xué)研究提供了有力工具，為教學(xué)的順暢實施與高效提供了可靠的技術(shù)保障.在提高認(rèn)識的基礎(chǔ)上，加大這方面的資金投人，多媒體輔助教學(xué)必將成為21世紀(jì)教學(xué)手段的主體.而多媒體輔助教學(xué)軟件也應(yīng)向智能化方向發(fā)展.1997年n月6日，中國物理學(xué)會正式宣布中國物理教育網(wǎng)建立.這就為網(wǎng)上教學(xué)和科研提供了方便，物理教育工作者應(yīng)充分利用這一有利條件，從網(wǎng)上獲取信息服務(wù)于教學(xué).名校、名師更應(yīng)在網(wǎng)上傳播自己的教法和經(jīng)驗，使大家受益.
三、教學(xué)過程中的一點嘗試
物理學(xué)的迅速發(fā)展，不斷在廣度和深度上揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運動的普遍規(guī)律.在教學(xué)實踐中，我以物理課程教學(xué)基本要求為依據(jù)，在保證經(jīng)典的前提下，把現(xiàn)代物理專題中的部分內(nèi)容穿插安排在授課之中，學(xué)生反映很好.如在講完振動與波后，由單擺的線性振動自然地過渡到單擺的非線性振動，從而引出“棍沌”，接著向?qū)W生指出了普遍存在的混飩現(xiàn)象，并簡要介紹了混沌理論的發(fā)展及意義、激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，另外，我還編制了部分多媒體輔助教學(xué)軟件以用于教學(xué).如在駐波一課中，用形象、直觀的動畫把駐波的成因生動有趣地展現(xiàn)在學(xué)生面前，提高了教學(xué)質(zhì)量和時效.
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