理論物理課程群“點(diǎn)面體”協(xié)作下的綜合教學(xué)改革實(shí)踐

　　[摘要]理論物理課程群包括四大力學(xué)等六門課程。該文在問卷調(diào)查基礎(chǔ)上，提出在理工科交叉、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合條件下，針對應(yīng)用型人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，理論物理課程群在“點(diǎn)面體”三個(gè)層面上深化教學(xué)改革的模式，并將三個(gè)方面有機(jī)地結(jié)合起來。這些改革措施在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，取得了很好的教學(xué)效果，為進(jìn)一步深化理論物理課程群教學(xué)改革提供了很好的建議，理論物理課程群也被列為山東省精品課程。
　　[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]G40-057 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [論文編號]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，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)新人才和高級專門人才。
　　雖然我校理論物理各門課程的教學(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)的問題，需要系統(tǒng)的研究和解決。這些問題這主要表現(xiàn)在：
　�。�1）傳統(tǒng)思維定勢的影響：認(rèn)為理論物理課程需要的基礎(chǔ)知識多、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)性等問題，各課程任課教師之間也沒有很多交流；
　�。�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)容沒有很好體現(xiàn)這些專業(yè)的需求，沒有有效地聯(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卷的基礎(chǔ)上，重新梳理和設(shè)計(jì)理論物理的每門課程，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、跟蹤問卷調(diào)查的部分結(jié)果
　　自2011年起，我們連續(xù)三年對學(xué)院各專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行過《理論物理學(xué)習(xí)問卷調(diào)查》，共有1200多人次同學(xué)參加，針對各專業(yè)和前一年的問卷結(jié)果，問卷形式、內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，得到了許多翔實(shí)的意見和建議。比較一般性的問題有：
　�。�1）大部分同學(xué)們覺得學(xué)習(xí)理論物理概念抽象，難以理解。2013年針對哪些課程的學(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，有效問卷486份�？梢姡�相對于其他課程，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)容基本聽不懂，32.5%認(rèn)為老師講解能聽懂，但作業(yè)不能獨(dú)立完成。由此可見學(xué)生覺得學(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程，這在《電動(dòng)力學(xué)》和《量子力學(xué)》等分項(xiàng)問卷中，也得到了驗(yàn)證。
　�。�3）《數(shù)學(xué)物理方法》這門課程是理論物理的基礎(chǔ)課，但對于所有專業(yè)的學(xué)生來說基本都是難點(diǎn)，這在表一中就可以看出。雖然學(xué)生對于該門課程老師們的教授風(fēng)格非常認(rèn)可，但很多學(xué)生不能理解這門課程的用處，也難于把握學(xué)科的主要知識點(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)為課程知識本身很難，51.7%學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)問題解法多種但不知其目的，41.9%認(rèn)為不知數(shù)學(xué)方程對應(yīng)的物理問題。（問卷涉及5個(gè)專業(yè)，有效問卷360份），2013年的問卷調(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)的書籍和文章，只是在考前才看書。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)生自覺性學(xué)習(xí)、更好理解課本知識，并靈活的運(yùn)用到解題和未來科學(xué)研究中，成為值得教學(xué)中深思和改變的問題。
　�。�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，這說明很多學(xué)生對于大學(xué)選擇專業(yè)上，不了解未來自己專業(yè)的發(fā)展方向，而且對于相對理論物理課程的學(xué)習(xí)有一定的懼怕心理。調(diào)劑過來的同學(xué)中，需要經(jīng)過一段時(shí)間的專業(yè)了解和學(xué)習(xí)，才有可能對自己的專業(yè)感興趣，進(jìn)而對理論物理產(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。
　　問卷調(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)沒有充分了解學(xué)習(xí)理論物理的重要性，不能對自己的學(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)帶來較大的困擾。（2）對于具體課堂教學(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。這些都對深化理論物理課程群教學(xué)改革有著重要的參考意義。

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