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20世纪后半叶,物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上,以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科,如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等,都得到极大发展.与此同时,科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科和边缘学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移,促成各学科的发展并成为其组成部分.
20世纪后半叶,新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集,综合性极高,如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等,都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关,其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.
现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高,处于科学技术的前沿,近几年来的局部战争向人们展示,现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就,如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.
这一切都表明,在科学技术发展的进程中,物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的,在20世纪是处于主导地位的,而且毫无疑问,21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位,它的作用将会更加突出.
大学物理课是一门重要基础课,它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法,这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理,不仅对学生在校学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识,都将发生深远的影响.物理课的这一作用,特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.
我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此,目前实施的教学内容,主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲,工科大学生的物理基础较薄弱,物理知识面也较窄,特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容,工科一般专业在后续课中多不再涉及,而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的,有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲,大学物理课内容“老的多、新的少”.因此,更新内容,加强现代物理和现代工程技术有关知识,特别是有关基础知识,是工科物理教学改革必须面向的首要问题.
二、工科物理课教学改革
工科大学物理课程的教学改革是很复杂的,也是很困难的,不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用,应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度,与研究教学内容改革的同时,还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.
工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础),同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识,扩大学生的知识面,在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少,只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小,改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.(一)课程教学内容改革,应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下,进一步精选经典物理内容,突出教学内容及能力培养,避免过分强调系统性和严密性等,在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分,加强量子力学和统计物理基础知识,以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题,这部分内容应侧重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分内容的讲授学时,分别约占总学时的58%、27%和15%.
(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法,不追求数学严密性,不过分强调系统性和完整性.
(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来,有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明,把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式,在计算机上把图、文、声、像集成在一起,提高教学内容的表现力和感染力,能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动,使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时,这也为教学研究提供了有力工具,为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上,加大这方面的资金投人,多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日,中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便,物理教育工作者应充分利用这一有利条件,从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验,使大家受益.
我国的这种教育模式是以计划经济为基础的。学校由行业部门领导,专业设置按工程划分,形成一个个小而全的自我封闭体系,分工细腻狭窄,界线壁垒森严。从理论上讲,这样培养出来的人才,应按国家计划的需要,分配到特定的工作岗位上,一辈子也不要改行。然而与市场经济相适应的人才流动是以供求关系与个人爱好双向选择而定的。据媒体报道,当前美国人平均每人一生工作岗位流动12次,在参加“经济合作与发展组织”的国家里每人平均五年改换一次职业。因此,宽口径专业、高素质人才具有广阔的适应性,这一点在世界上已成定论。
说起物理课在工科教育中应有的地位,我们想从大的背景谈起。
本世纪以来,科学技术以从来没有过的速度发展,物理学为这种发展贡献了核反应堆、晶体管、激光器,还有各式各样分析用的“谱仪”、医学上用的超声、核磁共振和正电子湮没技术等等。从这个意义上说,物理学对本世纪的科学技术发展起了一定的推动作用。这些物理学的贡献是有形的,更可贵的是导致这些贡献的物理思想和物理原理,正是一代接一代杰出的物理学家(他们之中许多是诺贝尔奖金获得者)和普通的物理学工作者执着的追求和长期不懈努力的结果,他们为本世纪科技的辉煌奠定了基础。在物理学的带动下,人类发展了原子能、电子、激光、计算机等一个又一个崭新的产业部门,其影响遍及生产、科研、国防、医学,乃至进入家庭,大大改变了当代社会的结构和人们的思维方式。
我们今天培养跨世纪的高技术人才时,如果把上面所述的物理原理通通看成是“学院式的理论”而从课程表里排除掉,我们的“高技术”就成了无源之水、无本之木。例如,在微电子技术中所用的加工和分析手段,如离子注入、激光退火、卢瑟福背散射谱、俄歇电子谱、X射线发光谱、二次发射离子质谱以及高分辨的电子刻蚀、离子刻蚀、同步辐射光刻等,无不是从各个分支的物理实验室里移植到工业上的。正是这些技术手段的应用推动了微电子学的迅猛发展,使之从晶体管到集成电路,从大规模集成电路到超大规模集成电路,迅猛增长。没有较为深厚的物理基础,侈谈什么跨世纪的技术人才,多半只是空话。这样培养出来的工程师,很难在工程技术上有世界水平的创新。
在我国现行的教育体制中占支配地位的看法是,物理课是为专业课服务的。于是,专业课需要的内容就讲,不需要的内容就不讲或少讲。专业课排下来剩的时间多就多讲,剩的少就少讲。著名理论物理学家、诺贝尔奖金获得者理查得·费曼说:“科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到什么程度(因为没有事情是绝对已知的),如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则,如何去思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象。”大学里的物理课绝不仅仅是物理知识的教育,更不是主要为专业课服务的。我们认为,物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础。对于任何专业,大学基础物理课的目的,都是使学生对物理学的内容和方法、工作语言、概念物理图象、历史、现状和前沿等方面,从整体上有个全面的了解,物理课是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。
小平同志对教育题词:教育要面向现代化、面向世界、面向未来,指出了世界科技发展的潮流。“科教兴国”目前又成为我们的国策,而我国现行的工科物理教育体制,与知识经济的兴起和发展,对人才竞争的高素质要求,都变得越来越不适应。
为此,我们郑重建议:
课堂不再是老师一个人的舞台。教学中,教师应充分发挥学生在学习中的主体地位,教师只是引导学生进行学习,对于具体问题应当引导学生进行分析思考,答案由学生给出。应当充分肯定学生的想法,对于正确合理的部分给予赞赏和鼓励,同时也需指出不合理的或需要改进的地方。通过启发式教学使得学生在学习上由被动变主动,学生的思维能力得以训练、培养和提高。学生学会如何进行自主学习,培养了学生继续学习和终身学习的态度、习惯与技能。这种素质是现代社会对学习者的要求,这种素质将使学习者终身受益。
二、教学应理论与实践结合
物理所涉及的知识源于实践,它重视对于实践的指导,根据这一特色,在教学过程中,应努力结合物理的基本原理,向科学技术应用延拓,努力培养学生的科学意识。例如,讲磁介质分类时,可以提及具有完全抗磁体性的超导体,介绍超导体特殊性质,特别是超导体无损耗对于现代工业的意义,同时超导要求的低温条件又制约了超导的应用,如何提高超导温度,实现室温下超导是科学家目前遇到的难题,需要进一步去探索研究。在讲授气体分子动理论时,可介绍地球温室效应的形成及危害,从而努力发挥现代科学的潜力,走一条绿色环保的高技术发展道路。
讲波动光学时介绍一些三维影像知识,以及全息照相基本原理,可以凸显物理的实用性,物理的学习不仅可以认识世界,也可以改造世界。实践证明,这些做法使学生认识到物理课程的重要性,懂得如何使用物理知识解决具体问题,激发了学生学习的动机,从而提高学生学习物理的兴趣。
三、教学应培养学生创造性思维
教学过程中应当鼓励学生的怀疑和批判精神,鼓励学生提出标新立异的想法。缺少质疑,人们的认识与思维就报难向前深入发展[3]。从物理发展的历史来看,无不以怀疑和批判为先导。我们知道:如果没有怀疑和批判就不会诞生近代物理的两大基本理论:相对论和量子力学。科学的进步需要不断超越已有的理论,没有怀疑和批判,也就失去了创新的生命力。在教学中,也要注重培养学生想象力,让学生大胆假设,如有一天超光速能够实现了;我们生活在没有摩擦的世界;我们生活的地球失去磁场……会出现一些什么样的情景?这些问题没有标准答案,存在多种可能性,能够培养学生发散思维,学生可以展开想象的翅膀,用一些已有的知识,分析、归纳、总结得到自己的结论,这种思维方式将使学习者终身受益。
四、教学应课内与课外结合
教师应多创设学生间交流机会。经常组织学生参加物理课外活动和竞赛将非常有助于学生发现问题,用集体的智慧创造性地解决问题。学期开始可以让学生自由结合,分组开展各种活动,每周一个主题,可以是对于生活中物理现象的讨论分析,也可以是参观科技馆等。每周每组就活动情况书写书面报告,教师进行指导和评价,鼓励学生用发现的眼光观察世界,用科学的方法认识世界。
五、结语
随着房地产市场的开发和房产企业发展,物业管理公司的在房屋开发建设和后期管理服务显得尤为重要,本文从物业管理的早期介入的角度,通过对物业管理早期介入的提出、意义、作用,以及几点思考等方面的论述,提出自己的认识和看法,以促使物业管理企业在物业开发的前期加以发挥专业优势,以提高物业的综合功能、质量、长效管理和物业的销售,取得更好的经济效益和社会效益。
一、物业管理早期介入的提出
房地产开发企业,一般来讲“重规划设计,轻建后管理”、“重施工建设、轻物业配套”,以致于忽略了房屋建成交付使用后遗留的许多问题和矛盾。如管理用房不够用、停车位不够、空调位置未考虑、建筑物内的管线布置不利于日后的维修养护、保安防范中的技术设备缺少以及水、电、气、通讯、交通等配套方面存在的问题。给业主产生了很多缺陷,既使业主、使用人感到十分不便,增加物业管理工作的难度。甚至,给业主和物业管理企业带来了无法弥补的缺撼。
多年的探索总结,现在人们越来越认识到,真正意义上的早期介入是从项目前期的规划设计开始到物业接管验收为止的的全过程,良好的物业管理并不是简单的售后服务,而是贯穿于物业的规划设计、开发建设及使用的整个过程之中。
物业管理的早期介人,是指物业管理公司在验收接管投入正式运行、使用的物业之前,随同项目开发就参与物业的规划设计和建设,从物业管理的角度提出意见和建议,以便建成后的物业能满足业主或使用人的需求。向前延伸对物业的使用、保养、维修、经营和提供服务,使物业发挥最佳效应,以最大限度的满足业主和使用人的需要的一种管理形式。
二、物业管理旱期介入的意义
(一)实现“设计、施工和物业管理一体化”全过程管理,节约了物业建设成本和运行成本
项目设计阶段介入,发挥专业优势,提出全局性、功能性建设意见,使项目设计最优化。设计人员不是专业的物业管理者,在项目规划设计阶段,往往只从设计技术角度考虑问题,其在制定设计方案时,不可能全面考虑后期的物业管理经营中可能出现的问题,或者很少从业主长期使用和后续物业管理正常运行的角度考虑问题,造成物业建成后管理上的漏洞和功能布局上的缺陷,从完善物业设计细节、更好搞好物业经营的角度提出了一系列建议,并对项目进行补充和完善。
在工程监理阶段,对工程施工、设备安装的质量进行监控,奠定了物业“硬”基础。由于物业项目建成后,物业管理企业就要天天和此物业打交道,并要面对所管物业可能发生的各种问题,它比工程监理的要求更严格,工作更细致、更周密,。这一阶段是整个项目的关键时期,开发商的主要精力更多放在工程进度、资金筹措和促销推广上。所以,尽管建设项目都有监理公司监理,但监理公司与开发商往往只注重结构安全等大的质量问题,对物业使用过程中经常会碰到的渗漏、裂缝以及一些细微的质量问题却经常忽视,
在接管验收阶段,注重项目存在问题的整改。有的开发、设计单位在物业配套机电设备的选购、施工中往往留下华而不实或考虑不周之处,造成可维护性不足,特别是在接管验收阶段,开发商往往只注重物业整体的交付使用,而很少考虑到物业公司接管后细微全面的需要,给物业建成后的使用维护带来诸多不便,也对物业管理单位顺利、及时地为业主提供良好的管理服务带来影响。
所以,有物业管理公司提前介入后,发展商可以得到物业管理公司的紧密配合,使其专心开发、建设,监理的项目专业监督和物业的提前介入,相互配合,专业技能互补,最大限度的将得到问题解决。物业管理单位对物业的总体规划布局、结构和管线布胃、设备设施基本做到心中有数,对物业可能出现的隐患了如指掌,发现的问题在施工安装方尚未退场之前即己解诀,节省了费用,也大大缩短物业开发、经营和使用之间的过渡期,实现了设计、施工和和物业管理一体化全寿命优化管理,使项目在建设完工前得以解决和完善,在大了节约了物业的建设成本和运行成本。
(二)促进“开发商、物业管理企业共有资源的整合”,实现经济效益和社会效益双赢
“为了应对20世纪70年代经济紧缩的经济环境,处于供给方的企业重新考察了它们提供给客户的产品,为了提高产品的吸引力,差异性和实际价值,许多企业通过在产品中融入服务要素来增加产品的附加值”。所以开发商和物业管理企业本质上需要对同一个物业能体现出内在的价值及其附加值,从尊重业主、提高客户的满意度,来最大限度的实现经济效益和社会效益双赢。
1、优势互补,促进房屋销售和物业管理,提高消费者满意度
房地产开发的正确营销采取市场营销导向。并随着房产市场竞争日益激烈,创新销售在市场中才是不败的唯一法则。据房产开发行业评估,物业管理因素可以占到楼宇价格的20%-30%。在无锡滨湖新城开发的万科魅力之城,由于无锡人对万科房产公司及万科物业管理公司品牌的认。所以,在第一、二期的房屋销售实现了良好的销售业绩。同样,无锡的“嘉德时代”,引进的深圳的“中海物业管理公司”品牌,在取得房屋销售许可证的很短时间内,实现了本地区同业最好的销售业绩。所以,如果能让著名品牌的物业管理公司早期介入,将会极大地提高消费者满意度,促进物业的销售。可见,物业管理早期介入对开发商所开发物业的完善和促销起着很大的作用。同时,通过早期物物业介入,一方面,物业管理公司要想做好物业及其附属设施的维修养护工作。再一方面,基本理顺了同水电、煤气、通讯、治安、维修、绿化等各部门间的关系,建立顺畅的服务渠道为后期管理工作作好了充分准备。
2、建立“专业化、人本化“形象,提升公司品牌,进而达到双赢
房地产市场的特殊性,从其趋势来看,品牌的出现是必然的。其中,优质的售后服务和物业管理是房地产品牌的重要构成要素。在以市场为导向的商业社会里,服务已经处于非常重要的地位。著名的IBM公司就把“IBM就是服务”奉为企业理念。物业管理是房地产开发公司开发的物业在消费领域的延伸,与房产开发公司的物业质量有重要的关系。塑造房地产公司的形象,物业管理不可忽视。
物业管理早期介入,表明房地产开发商不仅仅以利润为导向,而且也考虑消费者的利益,考虑物业开发的社会效益。现在,一些精明的房地产开发、经营商,已经把良好的物业管理作为推销房屋等不动产商品的王牌,把它当作卖点之一。同时,越来越多的房地产投资者和消费者,也把物业管理水平的高低、效果的优劣,作为进行投资和消费决策的主要参考因素。因此开发公司重视物业管理的建设,注重品牌战略,就是“以人为本“,将会实现经济和社会效益的双赢。
三、物业管理旱期介入的作用
(一)完善物业使用功能
当今,人们对物业的品位和环境的要求越来越高,这使得房地产开发商,除了执行国家有关技术标准,还应考虑到物业的使用功能布局的合理、建筑的造型、建材的选用、室外的环境、生活的便利、安全和舒适等。物业管理公司因为在长期的实际管理中直接与房屋的业主和使用人接触,了解他们的需要,根据自己的丰富管理经验,就房型的设计、供电供水、污水处理、电信。道路、绿化、管线走向服务配套设施及平面布局等问题提出建设性意见,并代表业主从管理者的角度对所管物业进行审视,及时纠正设计中的不足,使功能完善。
无锡就有物业管理早期介入的成功案例:1998年投入使用的某大厦(恒通),其绝大部分设计工作在1991年内完成的,若全部按照设计图纸建设,则会与后期使用和经营管理的要求产生距离、作为早期介入该大厦的物业管理公司,积极组织物业管理专业人员对大厦各类设备如电梯、电气、停车场等管理系统进行了深入细致的调研,井参与设备、材料的选型及供应商的考察选用,亲临有关生产厂家进行实地考察、在此基础上,从完善大厦设计细节、更好搞好大厦经营的角度提出了一系列建议,井对项目进行补充和完善、这些项目同开发商和业主方沟通后,最终做出了更加合理的方案并付诸实施,得到了业主认同。
(二)确保物业建设质量
尽管监理制早已推行,但由于物业管理公司有丰富的房屋维修养护和管理经验,并作为潜在业主的物业验收接管,他们在物业管理方面、使用方面拥有第一手资料,对于物业在长期使用过程中所暴露出的各种工程质量问题非常熟悉,他们在物业的建设过程中参与监理,可以加强房屋建造质量管理,弥补可能出现的质量隐患。特别是隐蔽工程和重点部位,能予以加强监管,在施工单位自我质量管理、专业工程监理公司监督质量管理、开发企业检查质量管理的基础上,又增加了管理单位的参与质量管理,可以强化房屋建造中的生产技术的监控,确保物业建造质量。
(三)奠定了物业长效管理基础
由于物业管理企业对物业开发的早期介人,为物业的验收接管打下基础,并为日后的养护、维修带来便利。在物业管理的前期工作中,物业管理企业就策划管理该物业的方案,草拟和制定各项管理制度,安排好机构的设置、人员的聘用,上岗培训等工作,以便物业移交后能有序的工作,实现建房、用房、管房的有机结合。同时,经过一段时间的工作。可以同环保、水电、煤气、通讯、治安、绿化等有关部门建立关系,理顺服务渠道,便于以后管理工作的顺利进行。同时,安全工作在物业管理中占有重要地位,也是业主购房意向的重要因素,关系到物业管理公司的声誉。
(四)促进物业的销售
人们消费理念的变化,在置业时,除了注重房屋的价格、质量。环境等的同时,也越来越注重起其售后服务即物业管理。消费者要求物管企业提供全面、满意、舒心的服务,物管企业的服务水平决定了消费者购买房屋这种特殊商品的信心和欲望。所以,一些精明的房地产开发商,已经把良好的物业管理作为推销房屋商品和招来顾客不可缺失的重要内容之一。
四、几点思考
(一)物业管理早期介入的普及还有一定的难度
虽然《物业管理条例》于2003年已经实施,但早期介入概念远未能普及。首先,主要阻力未来自相当部分的开发商,目前还难以理解和接受物业管理早期介入,除了对物业早期介入的作用认识不清的原因,更为重要的原因是不愿意承担早期介入的费用。其次:阻力还来自施工单位和物业公司自身,因为前者认为物业公司早期介入行使职能是在挑刺增加工作量。而后者认为早期介入的投资风险较高,并巳有的开发商并不愿意补偿这些费用。
(二)早期介入与监理职能的冲突
物业管理公司提前介入项目开发,尽管是从物业管理的角度对工程施工、设备安装的质量进行全面监控,及早发现问题、解决问题,避免项目建成后会给使用带来不便,一方面使施工方反感,另一方面在发生质量问题时就容易相互推卸责任,反而造成项目产品质量难以提高。为此,早期介入的职能定位还应重新定位。
(三)早期介入的物业管理公司的变更,易引发矛盾
按规定,物业公司的选用本应由业主委员会决定。而物业管理早期介入中,物业公司是由开发商选聘。这就是目前矛盾比较集中的地方,因为开发商指定物业公司提前介入,并没有得到业主的同意,这会在一定程度上损害业主的权益,很容易使业主、物业公司、开发商三者之间产生纠纷,不利于后期物业管理。而业主在组建新的业主管委会后,就会要求业主管委会另聘物管公司,易产生矛盾。
1. 1 结合专业需求,精简内容
经典的物理化学内容博大精深, “广而博”的教学思想对化学化工类重点院校来说尚且可以,但对于普通院校非化学专业来说要做到面面俱到基本不可能。我校制药工程专业的培养定位是应用型人才,导致的必然结果是理论学时的压缩,实践学时的增加。在“课时少、任务重”的情况下,“少而精”是必然选择。但“少而精”也不是随意的删减,而应紧紧结合专业需求,科学、合理地删减。
如减少热力学、电化学的内容,重点讲解相平衡、化学动力学、表面化学与胶体等与制药专业后续课程密切相关的部分。其实要做到物理化学与制药专业课程之间的完美融合并不是一件容易的事,需要化学教师通过多种渠道提高自身的药学知识储备,只有对制药专业课程有较深的认识,才有可能在教学中灵活把握,更好地有的放矢,使物理化学在后续课程中充分发挥作用。
1. 2 强化应用,弱化推导
物理化学公式推导繁琐是学生畏学的一个重要原因。对于化学专业学生来说,掌握这些理论公式的来龙去脉毋庸置疑,但对于制药专业学生来说,学习物理化学的目的不是从事理论研究,而是应用物化知识去解决药学领域中的专业问题,对结果的应用才是重中之重。因此,教学中应淡化公式推导,重点强调如何运用这些结论去解决实际中的问题。如热力学部分中,理想气体绝热可逆过程的过程方程式,熵函数( S) 、吉布斯函数( G) 和亥姆霍斯函数( A) 的定义,不同物质化学势的表达形式等都无需推导,直接给出即可。重点放在对这些公式和概念的应用上。特别像熵函数的引入是公认的教学难点,传统讲法都是从热机效率开始,由卡诺循环到卡诺定理,最后引出熵函数。对制药专业学生来说,只需给出熵函数的定义式即可,重点应放在如何计算ΔS 和应用熵判据判断变化方向。
1. 3 重视新内容,避免旧内容
在学时有限的情况下,教师要学会“做减法”,对在先行课程中学过的内容要少讲,避免重复。如适当删减无机化学中的化学平衡内容,大学物理中的热机内容。同时也要学会“做加法”,增加与专业结合紧密的物理化学内容,为后续课程做足准备。如,增加相图在药物分离及提纯中的应用介绍。利用低共熔相图原理改良药物剂型,当药物与载体以低共熔比例共存时,制成的药物具有均匀的微细分散结构,可大大改善其溶出速度,提高药物的吸收效果和生物利用度。再如,增加表面化学和胶体化学的介绍,这些内容虽然在物理化学课程体系中所占比例较小,但对制药专业至关重要,可为药物新剂型的开发提供理论指导。如微乳给药系统因其有增溶,促进吸收,提高生物利用度等优点,被广泛用于多种药物制剂的开发,因此在授课时增加有关微乳内容的介绍,使学生充分了解其形成原理和性质,以便将来在工作中去应用。
2 加强理论与生产生活的联系
制药专业学生对物理化学产生畏学的另一个原因就是不知道学习物理化学有何用途。这说明教学内容与实际应用之间的融合还不够,尤其是专业之间的融合不够。加强理论联系实际,不仅可以让学生轻松享受学习的乐趣,也可让学生明白学有所用的道理,这样才有可能将“要学生学”变为“学生要学”。
其实每一个新药的研发过程步步都离不开物理化学知识的指导。首先合成路线的选择,工艺条件的确定离不开热力学和动力学的指导; 其次药物的分离和纯化又需要相平衡的理论知识; 药物剂型的设计离不开表面和胶体知识的指导; 而药物在体内的代谢,合适的给药时间,药物的有效期等离不开动力学知识的指导,可以说药物从原料到产品到应用就是一个完美运用物理化学知识的过程。因此教学过程中,可以给出一个具体药物做合成目标,指导学生运用物理化学知识去设计合成路线,通过这些教学内容让学生切身体会到物理化学对本专业的重要性,从而摆脱物理化学对制药专业“无用”的帽子。同样,在教学过程中还可穿插一些生活中应用物理化学原理的实例,如冰上撒盐化冻,人工降雨等,通过对这些实例的介绍和分析,不仅可以强化学生对教学内容的理解,扩宽思路,提高分析解决问题的能力,还可以极大地提升学生的学习兴趣。
3 加强理论与科学前沿的联系
教学没有科研做底蕴,就是一种没有观点的教学,没有灵魂的教学。坚持教学与科研相结合,是培养学生创新能力的主要途径,也是理论联系实际的重要环节。同时,教学与科研紧密结合,教研相长,也是提高教学效果的重要举措。
( 1) 热力学部分与科学前沿的结合。讲热力学部分测定化学反应热效应时,可以向学生介绍目前常用的量热技术在药学领域的应用。量热法可测定药物、赋形剂的稳定性,药物与赋型剂之间的兼容性,分析药物中无定形态的含量等。还可以定量地研究药物与细胞间的相互作用,获得药效、抑制率等方面的信息,对于药理学,临床医学、药物的合成与筛选等方面均具有重要的理论意义与实际价值。特别是采用微量热技术可以对肿瘤细胞的生长代谢进行研究,可探讨它的生产特点并找出其代谢规律,广泛用于药物对肿瘤的抑制以及肿瘤热疗新方法的研究。
( 2) 动力学与科学前沿的结合。讲动力学部分的阿仑尼乌斯公式求活化能时,可将其与现代热分析技术相联系,前者是将反应分别设置在多个不同固定温度下进行实验来获取活化能,后者是在程序升温或降温的条件下由一条或多条不同升温速率下实验得到的热分析曲线来求取动力学三因子,即活化能、指前因子、最可几机理函数。后者获得的动力学模型适用于定温和变温条件,适用范围比前者更广。
( 3) 相平衡与科学前沿的结合。讲单组分相图临界点时,可以介绍超临界萃取技术在药物提取方面的应用。它是集萃取与分离于一体的新型提取分离方法,利用物质在临界点附近的奇妙特性,将超临界流体做萃取剂,将高压下萃取的物质经降低压力分离出来。该方法由于具有不破坏被提取成份活性的特点使其在纯天然有效组分的提取方面具有重要作用。
4 加强理论与人文科学的联系
物理化学理论深奥、晦涩难懂也是学生感觉物理化学难学的一个重要原因之一,如何才能深入浅出地讲好这门课是每一位物理化学教师都应不断思考的问题。通过多年的物理化学教学,笔者深切地感受到物理化学的许多观点都蕴含着丰富的人生哲理,教师在教学中应该把这些观点和体会引入课堂,这样不仅会营造轻松愉快的学习气氛,而且能传播人文精神,传递正能量,进而激发学生的学习兴趣。
例如在讲述热力学定律时,应该让学生明白,第一类永动机不能制成的原因是想不劳而获; 第二类永动机不能制成的原因是想一劳永逸,在现实中这两种思想都是要不得的。又如讲表面现象中的亚稳态时,过冷水没有结冰,过热水没有沸腾其原因是由于缺少晶种或汽化核心,因为在一个新相中形成一个旧相是不容易的。任何新生事物出现的初期都会面临很多质疑,就像阿仑尼乌斯在提出电离理论之初,曾受到许多科学泰斗的质疑和嘲笑,被认为简直是天方夜谭,但其最后成功了,所以新事物的出现都需要承受很多压力。作为新时代的年轻人,就应该要有这种敢于质疑,敢于冲破枷锁,不断探知新领域的精神。
注:1.开题报告应根据教师下发的毕业设计(论文)任务书,在教师的指导下由学生独立撰写,在毕业设计开始后三周内完成。
2.“设计的目的及意义”至少800字,“基本内容和技术方案”至少400字。进度安排应尽可能详细。
3.指导教师意见:学生的调研是否充分?基本内容和技术方案是否已明确?是否已经具备开始设计(论文)的条件?能否达到预期的目标?是否同意进入设计(论文)阶段。
【论文摘要】大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课过于强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,使物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。本文对开设大学物理选修课的教学目标、教学内容、课程体系、教学方式和考核方式进行了分析和探索,有利于高等院校非理工科专业大学物理教学的实施。
在科学技术突飞猛进,人类已步入知识爆炸、高科技和信息时代的今天,随着我国经济的发展、市场的繁荣,高等教育面临着如何适应社会主义经济建设和社会发展的人才需求这一问题,首先是一个转变观念的问题。过去在教育教学过程中长期形成的一种潜意识的观念,现在已经基本得到澄清,越来越多的人们认识到:大学本科要立足于培养复合型人才,而不是培养专家,本科教育主要是打好科学文化素质基础,尤其是培养学生自主获取知识和自我发展的能力。[1]
物理学是各门自然科学的基础,其研究问题、解决问题的思想方法适用于一切科学研究。正如伟大的物理学家费曼所言:学习物理学,就是要学习怎样由未知进到已知的科学求知方法,就是要学习如何尝试和纠错,就是要学习一种普遍的自由探索的创造精神。大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课为了培养研究和应用型人才,是为理工科学生后续课程学习打基础,所以很强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,并且有统一的教学大纲和采用统一闭卷考试。受此制约,物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。大学物理选修课对体现科学教育与人文教育的融合,特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。
一、大学物理选修课教学目标
大学物理选修课程教学内容并不是理工科物理教学内容的缩减,不能把大学物理选修课程体系当作理工科物理体系的缩影。大学物理选修课的教学目标主要是力图使学生在有限的时间内了解物理学的基本内容,即物理学研究的是什么;培养学生独立探求知识的探索精神;提供当代大学生必不可少的现代观念和思维方式;开拓视野,让学生了解物理学前沿;了解现代科学技术的物理基础;了解物理学与社会、环境、能源等方面的关系,物理对人类社会文明的进步有什么贡献与影响;了解科学家创造性的工作特点和研究方法,获得科学方法论的教益与启迪。
二、教学内容和课程体系
针对这一目标,大学物理选修课的教学内容和课程体系应通过身边的物理、生活中的物理以及工程技术中的物理直到最新科学动向(如高温超导、纳米材料、反物质世界等)导入物理基础知识,应强调:
1、定性与半定量,对计算能力要求不高[2]
由于非理工科学生的数学基础普遍不高,因此为了让此类学生对表现物质世界的运动规律有明确直认识,应采取定性、半定量及适度的定量方法来阐述物理学的概念、理论和规律。注重教学内容中的语言描述,降低物理学科中的定量要求,给出清晰的和较宽阔的物理图像、科学观点和思维方法,并注意将研究方法、思维方法渗透其中,以使学生既学到知识又领会了方法。[1]
2、增加物理学史的讲授,帮助学生正确理解物理原理和物理概念
每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件,都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史行程。回顾这些物理概念、物理定律的逐渐建立的历史过程,可帮助学生正确理解概念的内涵,正确运用物理定律来解决实际问题。
3、从哲学角度考察物理学的思想根基
古代物理学的理论形态实质上是自然哲学,它是未分化的包罗万象的知识体系,把自然界当做一个整体而从总的方面来认识它。从16世纪起,自然科学开始从哲学中分化出来,物理学开始了它的近展时期。作为科学的世界观和方法论,辩证唯物主义哲学在物理学研究过程中发挥着重要的作用。辨证唯物论认为,世界上一切客观的东西都是永恒的运动和变化的,它从不把自身的理论当做一部不变结论的汇集,而看做是同样必然地要不断发展变化的斗争。这样的思想贯穿在物理学里,如:物理规律是普适的、场是运动变化着的、物质具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理学方法论
在物理学的发展过程中,无数物理学家对物质世界的物理现象和事实进行科学实验和科学思维,在建立物理概念、揭示物理规律的同时,逐渐形成了一整套研究物理学的科学思想和科学方法,从而产生了物理学方法论的科学。物理学的方法论是介于哲学原理和物理学理论之间,对物理学探索和物理学理论的建立和发展起指导作用的普适原理。课程中应向学生介绍研究物理学的行之有效的科学方法,如观察和实验、科学的抽象、理想实验的方法、类比的方法、假说和模型的方法、归纳和演绎相结合的方法、数学公理化的方法等等,培养学生多维化、系统化和信息化的科学思维方式。
5、内容广而新
覆盖面要广,除了介绍物理现象、物理规律的产生、发展、应用,更要阐明物理规律之间的相互联系、物理学与其它学科的交叉发展和物理规律在生产实践、生活实际和科技革命中所起的重要作用。当今世界科学技术迅猛发展,信息量扩大,知识更新速度快。物理学在近生了重大革命,出现了许多新的技术科学,并在实践中获得了重要应用。因此课程要充分体现近代物理学的内容以及当今某些物理前沿内容及其重大应用,以便学生对最新的物理学理论、应用及科技发展动态有一个全面的了解,这对学生的知识、能力、素质的培养来说,是十分必要的。三、教学方式与考核方式
1、教学方式
大学物理选修课不是进行系统的物理学理论知识学习与研究,而是从欣赏的角度,以科普的形式,力求轻松、有趣,侧重身边物理、生活中的物理及趣味物理,以消除学生的恐惧心理,这样学生渐入状态,学习的兴趣和主动性会被激发和调动起来。在教学安排上,可以不强求系统性,不严格遵循物理学发展的顺序,而是根据一些起源于物理学、现在已渗透到各学科甚至人文学科的概念、方法和技术开设若干专题讲座,如航天技术、能源技术、信息技术、材料科学、物理学在医学中的应用、地球系统、环境科学等。[3]
大学物理选修课的主要对象是非理工科学生,不需要讲授繁琐的理论推导过程,故传统的“边板书、边讲授”的方法不适用,而应尽量多地采用多媒体教学手段[4]。教师要花费大量时间学习和阅读文献,收集和制作课件、图片、flas、音像影视资料,做到音像图文并茂、生动直观、引人入胜地传递教学信息,以便取得较好的教学效果。
2、考核方式
与强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”的理工科物理不同,大学物理选修课可以不采用解题、统一闭卷考试的方式来考核学生的学习情况,而可以采取多元化的考核方式:让学生查找文献撰写专题论文;撰写读书报告、课程心得体会;由学生独立完成演示实验或自我设计探索性实验;甚至分组研讨某些物理问题或口试答辩等等[5]。
物理学是研究自然界最普遍规律的科学和最成熟的自然科学。当今世界科学技术以前所未有的速度发展,不同学科、不同专业领域相互交叉、相互渗透和相互融合的趋势更加明显。这要求课程结构要趋向综合化,文理要相互渗透。开设大学物理选修课可以弥补普通理工科物理教育的不足,对非理工科学生融合自然科学与人文科学的知识结构具有启迪思维、萌生感悟、提供思想方法、树立创新精神和提高科学文化素质的促进作用。
【参考文献】
[1]徐婕,詹士昌,杨建宋.加强文科专业学生的科学素质教育[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2005,4(2):180-184.
[2]周雨青.东南大学文科物理教学改革的反思[J].高等工程教育研究,2000(2):89-92.
[3]何晓燕,陈小凤,李侠.大学文科学生物理通识教育问题探析[J].成都理工大学学报(社会科学版),2006,14(4):95-97.
【论文摘要】大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课过于强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,使物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。本文对开设大学物理选修课的教学目标、教学内容、课程体系、教学方式和考核方式进行了分析和探索,有利于高等院校非理工科专业大学物理教学的实施。
在科学技术突飞猛进,人类已步入知识爆炸、高科技和信息时代的今天,随着我国经济的发展、市场的繁荣,高等教育面临着如何适应社会主义经济建设和社会发展的人才需求这一问题,首先是一个转变观念的问题。过去在教育教学过程中长期形成的一种潜意识的观念,现在已经基本得到澄清,越来越多的人们认识到:大学本科要立足于培养复合型人才,而不是培养专家,本科教育主要是打好科学文化素质基础,尤其是培养学生自主获取知识和自我发展的能力。[1]
物理学是各门自然科学的基础,其研究问题、解决问题的思想方法适用于一切科学研究。正如伟大的物理学家费曼所言:学习物理学,就是要学习怎样由未知进到已知的科学求知方法,就是要学习如何尝试和纠错,就是要学习一种普遍的自由探索的创造精神。大学物理课是高校实施素质教育的一门重要课程。传统的理工科物理必修课为了培养研究和应用型人才,是为理工科学生后续课程学习打基础,所以很强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”、“应用性”,并且有统一的教学大纲和采用统一闭卷考试。受此制约,物理学教育的育人功能不能充分发挥。因此有必要针对非理工科学生开设大学物理选修课来弥补普通物理教育的不足。大学物理选修课对体现科学教育与人文教育的融合,特别对提高非理工学生的科学文化素质起着重要作用。
一、大学物理选修课教学目标
大学物理选修课程教学内容并不是理工科物理教学内容的缩减,不能把大学物理选修课程体系当作理工科物理体系的缩影。大学物理选修课的教学目标主要是力图使学生在有限的时间内了解物理学的基本内容,即物理学研究的是什么;培养学生独立探求知识的探索精神;提供当代大学生必不可少的现代观念和思维方式;开拓视野,让学生了解物理学前沿;了解现代科学技术的物理基础;了解物理学与社会、环境、能源等方面的关系,物理对人类社会文明的进步有什么贡献与影响;了解科学家创造性的工作特点和研究方法,获得科学方法论的教益与启迪。
二、教学内容和课程体系
针对这一目标,大学物理选修课的教学内容和课程体系应通过身边的物理、生活中的物理以及工程技术中的物理直到最新科学动向(如高温超导、纳米材料、反物质世界等)导入物理基础知识,应强调:
1、定性与半定量,对计算能力要求不高[2]
由于非理工科学生的数学基础普遍不高,因此为了让此类学生对表现物质世界的运动规律有明确直认识,应采取定性、半定量及适度的定量方法来阐述物理学的概念、理论和规律。注重教学内容中的语言描述,降低物理学科中的定量要求,给出清晰的和较宽阔的物理图像、科学观点和思维方法,并注意将研究方法、思维方法渗透其中,以使学生既学到知识又领会了方法。[1]
2、增加物理学史的讲授,帮助学生正确理解物理原理和物理概念
每一个物理概念、每一条物理定律的形成都离不开当时的历史条件,都少不了物理学家的科学思想的逻辑发展和历史行程。回顾这些物理概念、物理定律的逐渐建立的历史过程,可帮助学生正确理解概念的内涵,正确运用物理定律来解决实际问题。
3、从哲学角度考察物理学的思想根基古代物理学的理论形态实质上是自然哲学,它是未分化的包罗万象的知识体系,把自然界当做一个整体而从总的方面来认识它。从16世纪起,自然科学开始从哲学中分化出来,物理学开始了它的近展时期。作为科学的世界观和方法论,辩证唯物主义哲学在物理学研究过程中发挥着重要的作用。辨证唯物论认为,世界上一切客观的东西都是永恒的运动和变化的,它从不把自身的理论当做一部不变结论的汇集,而看做是同样必然地要不断发展变化的斗争。这样的思想贯穿在物理学里,如:物理规律是普适的、场是运动变化着的、物质具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理学方法论
在物理学的发展过程中,无数物理学家对物质世界的物理现象和事实进行科学实验和科学思维,在建立物理概念、揭示物理规律的同时,逐渐形成了一整套研究物理学的科学思想和科学方法,从而产生了物理学方法论的科学。物理学的方法论是介于哲学原理和物理学理论之间,对物理学探索和物理学理论的建立和发展起指导作用的普适原理。课程中应向学生介绍研究物理学的行之有效的科学方法,如观察和实验、科学的抽象、理想实验的方法、类比的方法、假说和模型的方法、归纳和演绎相结合的方法、数学公理化的方法等等,培养学生多维化、系统化和信息化的科学思维方式。
5、内容广而新
覆盖面要广,除了介绍物理现象、物理规律的产生、发展、应用,更要阐明物理规律之间的相互联系、物理学与其它学科的交叉发展和物理规律在生产实践、生活实际和科技革命中所起的重要作用。当今世界科学技术迅猛发展,信息量扩大,知识更新速度快。物理学在近生了重大革命,出现了许多新的技术科学,并在实践中获得了重要应用。因此课程要充分体现近代物理学的内容以及当今某些物理前沿内容及其重大应用,以便学生对最新的物理学理论、应用及科技发展动态有一个全面的了解,这对学生的知识、能力、素质的培养来说,是十分必要的。三、教学方式与考核方式
1、教学方式
大学物理选修课不是进行系统的物理学理论知识学习与研究,而是从欣赏的角度,以科普的形式,力求轻松、有趣,侧重身边物理、生活中的物理及趣味物理,以消除学生的恐惧心理,这样学生渐入状态,学习的兴趣和主动性会被激发和调动起来。在教学安排上,可以不强求系统性,不严格遵循物理学发展的顺序,而是根据一些起源于物理学、现在已渗透到各学科甚至人文学科的概念、方法和技术开设若干专题讲座,如航天技术、能源技术、信息技术、材料科学、物理学在医学中的应用、地球系统、环境科学等。[3]
大学物理选修课的主要对象是非理工科学生,不需要讲授繁琐的理论推导过程,故传统的“边板书、边讲授”的方法不适用,而应尽量多地采用多媒体教学手段[4]。教师要花费大量时间学习和阅读文献,收集和制作课件、图片、flas、音像影视资料,做到音像图文并茂、生动直观、引人入胜地传递教学信息,以便取得较好的教学效果。
2、考核方式
与强调“理论性”、“系统性”、“逻辑性”的理工科物理不同,大学物理选修课可以不采用解题、统一闭卷考试的方式来考核学生的学习情况,而可以采取多元化的考核方式:让学生查找文献撰写专题论文;撰写读书报告、课程心得体会;由学生独立完成演示实验或自我设计探索性实验;甚至分组研讨某些物理问题或口试答辩等等[5]。
物理学是研究自然界最普遍规律的科学和最成熟的自然科学。当今世界科学技术以前所未有的速度发展,不同学科、不同专业领域相互交叉、相互渗透和相互融合的趋势更加明显。这要求课程结构要趋向综合化,文理要相互渗透。开设大学物理选修课可以弥补普通理工科物理教育的不足,对非理工科学生融合自然科学与人文科学的知识结构具有启迪思维、萌生感悟、提供思想方法、树立创新精神和提高科学文化素质的促进作用。【参考文献】
[1]徐婕,詹士昌,杨建宋.加强文科专业学生的科学素质教育[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2005,4(2):180-184.
[2]周雨青.东南大学文科物理教学改革的反思[J].高等工程教育研究,2000(2):89-92.
[3]何晓燕,陈小凤,李侠.大学文科学生物理通识教育问题探析[J].成都理工大学学报(社会科学版),2006,14(4):95-97.
论文摘要:工科大学物理实验是一门基础课程,其中大学物理演示实验的建立和发展在培养工科学生认知能力、实践动手能力有着非常重要的作用。着重探索了大学物理演示实验在工科物理教学中的特点和注意事项,以及针对工科大学物理演示实验的教学方法探索。
论文关键词:大学物理;演示实验;教学探索
由于工科对学生动手能力要求的特殊性,对大学物理实验的教学提出了更高的要求。通过大学物理实验的学习,培养学生的动手能力和创新性思维。
大学物理演示实验是物理实验教学的一个非常重要环节,其中包含力热光电等70多个大学物理演示实验项目,这些实验项目与自然界中存在的实验现象,以及人类的生活环境是息息相关的。许多项目是利用物理学基本原理结合创造性思维设计制作出来的,集知识性和趣味性于一体,既有古老的经典演示实验,如高压静电、海市蜃楼等,又有融合多种现代科学技术的演示探索实验,如3D 影视、超导磁悬浮等,能适应不同专业的学生对物理实验的不同要求。所开设的内容都是经过精心组织设计的,由小到大、由易到难,都能在本实验中激发学生学习物理的兴趣,培养创新意识和创新能力,适应新时代对人才发展的更高需求。
一、工科开设大学物理演示的重要性
物理实验是科学实验的基础,同时也体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。但是,对于不同专业、不同学科层次的学生不能一概而论,应掌握其自身特点,分别明确教学目标和任务。对于工科类学生,应侧重实验方法手段的探索,增强其应对实际问题的能力,积极培养他们的创新意识;对于理科类学生,应侧重实验理论方面的推导,逐渐培养其科学严谨的学习态度,同时也能增加他们的理论联系实际的能力;对于文科类及其他学科的学生,应侧重实验现象的感官认识,通过亲身感受丰富多彩的演示实验,促进唯物主义世界观的形成,增强科学实验的基础,培养务实、不浮躁的精神。
针对工科学生开设的大学物理实验,一共两个学期,每个学期8个实验,都非常经典、针对性很强,而且又是与大学物理课同步进行,使学生受益匪浅。实验教学更有利于学生创新能力和实验能力的培养。如何把创新教育渗透到物理实验教学中,最大程度上发挥物理实验教学的作用,很大程度上取决于工科物理实验教学内容的设计和安排,以及实验教学方法的选择,即取决于工科物理实验的教学模式。其中演示实验在工科物理教学中的地位是十分重要的,因为大学物理演示实验有着其他辅助教学手段不可替代的作用。首先一点就是直观性,通过演示实验,有利于帮助学生直观、形象地理解物理现象的变化规律,形成正确的物理概念,清晰地揭示物理规律,启发学生思维,激发学生学习科学的兴趣和求知欲望。其次,大学物理是一门自然科学,也就是与我们的生活息息相关的一门学科,而大学物理演示实验恰恰能够把物理学中经典的理论知识通过趣味性的演示实验展示给大家,做完演示实验后,能够使大脑非常积极地建立物理概念,领会物理思想,增加对物理世界的求知欲,探索精神。对工科学生开设物理实验,拓展物理学的科学普及功能,让工科学生学习一些与现代生活密切相关的物理学基本知识,感受大学物理学课本所讲授的理论知识的体现和延伸。了解物理学与社会发展的动态和密切关系,有利于更有效地提高学生的科学素质,在物理演示实验教学起到潜移默化的作用。
二、开展工科大学物理实验的教学方法
1.认真选择所要演示的实验项目
演示实验室内的项目大概有70多项,那么在一次实验课达到非常好的教学效果,有精心选择一些实验项目为重点演示讲解的,还有一些是一般讲解的,剩下的实验项目是由学生自己通过摸索、实践达到目的的。教师一定要时刻清楚自己所要表达的主题是什么,以一种什么样的讲解方式和演示方法是非常重要。不能在有限的时间内范范介绍,弄得学生眼花缭乱,使学生抓不住重点,达不到巩固或者建立正确物理图像的目的。选择一些典型的经典的实验详细讲解,而且能够引起绝大多数同学兴趣的实验,充分调动他们的好奇心,通过教师提问式的引导,学生能够更加清楚其中隐藏的物理概念,而且学生的思维得到了锻炼,对于他们认识世界、改造世界具有不可估量的益处,换句话说就是他们创新性思维的发展起到非常重要的作用。
2.让学生成为学习的主体,提高学生的参与意识
兴趣是最好的老师,作为一名演示实验的老师要充分利用学生对物理现象的好奇心、神秘感,激发学生的学习兴趣和探究动机,充分调动他们的参与性,使学生能够用心思考,这是增强学生实践能力的关键环节。传统的演示实验都是教师操作、学生观察,学生是被动式学习,不利于学生思维的发展。让学生来做演示实验,使他们有了表演和参与的机会,学生可以自主选择实验项目,也有了发挥自己潜能的条件。学生的积极性被调动起来,教学的目的自然就达到了,而且事半功倍。
3.物理实验中有大量设计思想丰富的实验,在教师的引导中让学生去体会创新的思想,培育创新意识与潜能
让学生看到物理现象的同时,要合理地安排和引导学生,使他们对这个现象有一个合理的想象空间,让他们通过更多的思考,逐渐真正地理解和掌握其中的道理。当代的大学生应成为具备坚实的基础理论、较强的科学实验能力和创新精神的高素质人才。在演示实验中教师应该适当地提供一些相关科研领域的前沿问题,让他们感受到科技的发展与他们是密切相关的,这样能够使他们跟上时代的脉搏。在教学过程中发挥学生的主观能动性,让他们在物理实验中从现象到本质的认知过程中进行深入的体会,逐渐培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
4.改革传统的物理报告形式,建立多元实验考核方法
大学物理演示实验不同于传统的实验方法,所以在写实验报告的时候,就需要另辟蹊径,也就是不能按照原来的思维方式去写实验报告。为了更好地发挥演示实验的益处,要求学生写一个科普的小论文,这样进一步增加了他们的实验积极性,把他们的主动性建立起来,对于他们在学术上的进一步发展打下基础。学生选择实验项目,着重介绍实验装置、实验操作步骤、实验现象,重点要阐述实验现象的形成原理,这是在课堂上要完成的。课后学生再写一个科普小论文,充分发挥他们的想象力,使课堂上学到的知识在课后能够更加系统化、全面化。不断为学生创造平等、宽松的课堂教学氛围,培养学生的独立思考能力和创新意识。
三、实验教师的科学素质培养
实验教师是实验教学的主导者,是衡量教学质量好坏的关键。为适应培养创新型人才的需要,提高教师的业务水平是当务之急。实验任课教师必须亲自参加科学研究活动,只有亲自体验,才有可能在实验教学活动中找到最适合的教学方式,正确地引导学生对一个问题由浅入深的认识,启发学生进行探索性研究,对可能的影响因素做深入研究,而且通过参加教科研活动和到其他高校去学习等手段,不断吸收新知识,研究新问题,将现在最新的实验设计思想引入到实际教学过程中去。因此建立一支责任心强、业务水平高的物理实验技术人员队伍是非常关键和重要的。
关键词 工科研究生 产学研 模式
中图分类号:G643 文献标识码:A
1 我国工科研究生培养模式存在的问题
工科研究生的培养过程不仅要求工科研究生具备较为宽广的基础理论和专业知识,而且更要具备创新思维、较强的实践能力和较全面的综合素养,这就对其培养模式提出了更高的要求。但是当前我国工科研究生培养模式过于单一,缺乏一定的实践性和创新性,导致培养出来的工科研究生的知识结构和应用能力不足,科研创新能力和工程实践能力也相对薄弱,这严重影响了工科研究生教育的发展。目前我国工科研究生培养模式存在的问题主要体现为以下几方面:
1.1 培养目标
培养目标指通过培养活动使研究生在知识、能力、素质结构上所要达到的基本要求和规格标准,它规定着研究生的培养方向和规格要求,是整个培养活动的出发点和归宿,具有导向作用。面对繁荣发展的我国研究生教育,我国现行的《学位条例》中的研究生培养目标太单一,已与现代研究生教育的发展不相适应。工科研究生攻读学位目的多样化,要求与之相适应的培养目标也应趋向多样化。
1.2 选拔方式
研究生选拔方式是指针对不同的培养对象,制定入学基本标准和实施招收研究生的途径和方式。科学合理的工科研究生选拔方式可以为高层次专业人才的培养提供合适的、有潜力的对象。目前我国工科研究生的选拔方式主要有三种:参加“全国统考”、推荐免试和单独考试,其中大部分硕士研究生都是通过参加统一入学考试进行选拨的。但是这一选拨方式并不能很好地甄别研究生的学术科研能力和潜力。
1.3 课程设置
在课程设置方面,现在我国大多数高等学校的课程体系包括三个部分:公共基础课、专业选修课和必修课:公共基础课是对全体学生的必学科目要求,专业选修课和必修是对学生专业知识的专门要求。然而“一刀切”的课程设置造成了“课程设置整齐划一”与“学生个性化需求”之间的矛盾,不利于我国工科研究生的知识结构的全面发展。
1.4 师资队伍
我国研究生教育采用的是“指导教师制”,它贯穿于课程、科研与学位论文的全过程,直接影响到研究生的水平。据《工程教育中研究生培养模式实证研究》课题组对261位研究生指导教师就本人在企业或科研院所的工作经历的问卷调查显示,高等学校教师中46%无此经历,有过此种经历的3年以上的占31%,1到3年的占16%,1年以下的占6%。有近一半的研究生指导教师没有企业或科研院所的工作经历。这对工科类研究生是远远不能满足所需指导要求的,因此迫切需要更多的有实践经验和工程背景的教师。
1.5 工程实践
工科研究生培养过程中更强调学生解决实际问题的能力。但是就我国工科研究生培养的现状来看,工程实践环节并未能得到足够的重视,如工科研究生的工程实践时间明显不足,缺乏亲自动手、深度参与工程实践的机会。
1.6 学位论文
学术型硕士研究生的学位论文应更注重理论的阐述、思维逻辑性和观点创新性;专业学位硕士研究生的学位论文更强调解决工程实际问题,更注重职业导向。但是在工科研究生培养的实际中,存在着学术型研究生与专业学位研究生学位论文的内容、形式、评价标准等混淆不清的问题。部分工科博士研究生的学位论文缺乏重大工程项目支撑,原始创新不足,重数学模拟轻物理实验,这严重影响了工科研究生的培养质量。
2 产学研合作培养工科研究生的优势
工科研究生教育是为相关生产和技术领域培养从事设计、制造、技术开发和管理工作的高级专门人才。在培养工科研究生的过程中,高等学校应该充分利用社会上的有效资源,结合工科的学科特点进行产学研联合培养,从而提高学生的科研水平、实践能力和创新能力等。这正是产学研进行工科研究生培养的优势所在。
2.1 提高工科研究生的科研水平
产学研可以利用高等学校的人才、科研等优势吸引资金、设备投入到工科研究生培养的科研环节中,扩大了研究生科研活动的投入主体。此外在产学研过程中,企业将产业升级、自身发展面临的实际问题,通过产学研的形式带进学校。这为工科研究生进行科研活动提供了更多的课题,保障了他们科研活动的实用性和先进性,避免了研究生培养与社会之间的脱节,有效地提高了工科研究生的科研水平。
2.2 提高工科研究生的创新能力和实践能力
产学研为工科研究生培养创造了一个良好的科研环境和生产实践环境,使研究生在解决各类实际问题的同时也拓展了知识面、增长了新知识。在产学研过程中,工科研究生承担着大量的科研任务,参加企业的技术攻关、科学研究等工作,将生产、科研与学习过程结合起来,大大提升了自身的创新能力和实践能力。
2.3 提高工科研究生的综合素质
素质的社会性本质决定了素质的培养需要在社会实践中来进行。产学研合作培养工科研究生可以使工科研究生具有较高的综合素质,它不仅可以使工科研究生有机会将所学的知识应用于实践,更重要的是可以使工科研究生提前接触社会,了解产业部门和社会对人才的需要,并在人际关系、交往能力、组织能力等综合素质各方面都得到提高。
3 积极推进产学研合作培养工科研究生模式改革
产学研合作培养研究生模式是人才培养模式的特殊形式,是指高校、企业、科研院所三个主体为了实现高层次人才培养的目标和规格质量,把教学、生产、科研三者融为一体,充分发挥各部门之间合作的优势,构建工科研究生的知识、能力、素质结构以及实现这种结构的总体运行方式。针对工科研究生培养模式存在的缺点,产学研合作培养研究生模式的改革主要体现以下方面:
3.1 培养目标
产学研合作培养研究生模式下,工科研究生培养目标不仅要体现着研究生教育为社会各行各业培养高层次专门人才的目的,同时还要体现出对研究生知识、能力、素质诸方面的要求:在知识结构方面要求注重对研究生基础理论和专业知识的掌握;在能力结构方面要求学会运用所学知识分析和解决专业领域的实践问题,并具有创新意识与独立担负专门技术工作的能力;在素质结构方面要求自觉养成良好的职业道德和创业精神,具备实事求是的科学态度等。
3.2 选拔方式
产学研合作培养研究生模式下的工科研究生的选拔方式,除了一般的入学考试和面试外,还要有意识地加大对工科研究生在复试中的考察,突出对创新能力的考察,择优录取专业基础扎实、动手实践能力较强的学生,为产学研合作培养研究生做好前期准备。另外随着产学研合作的深入发展,企业参与面试的权利也会将在工科研究生的选拔工作中进一步落实和加强。
3.3 课程设置
产学研合作培养研究生模式对高等学校课程体系提出了新的要求,强调以社会需求为导向,突出应用性、实践性和前瞻性。高等学校在制定培养方案时,要提高企业的参与度;在开设课程时,要增开选修课程,要紧扣社会经济发展,突出课程设置的时代性和前沿性。此外,高等学校还要加强对工科研究生职业道德的培养。
3.4 师资队伍
产学研合作培养研究生模式实行“双导师制”,即聘请合作企业实践经验丰富的高水平专家担任研究生导师,指导研究生的实践环节和学位论文工作;学校导师全面负责研究生的培养与指导工作。这在一定程度上缓解了工程师资匮乏的现状,以保证其对研究生的培养质量。
3.5 工程实践
产学研合作培养研究生模式为工科研究生提供了优质的实践平台。高等学校可以积极利用企业等单位在生产、资金、科研等方面的优势,与企业等单位共建研究生培养基地。在基地的建设中,一方面要吸引和聘请基地的专家参与工科研究生实践教学环节的指导工作;另一方面,研究生们也要充分发挥自身的学科专业优势,积极帮助基地进行科技开发和科研等工作,使基地同时成为科技开发和人才培养基地。
3.6 学位论文
产学研合作培养研究生模式下,学位论文选题一般来自合作单位的实际攻关项目和技术问题等,这使得工科研究生学位论文的选题更具有针对性、应用性。此外学位论文的评价主体由学校专家和合作单位专家共同组成,主要侧重于对研究生实践应用能力的评价。
4 结论
我国的工科研究生教育从初步创立至今,为我国工业化建设培养了一大批高层次复合型专业人才,并对其他层次的工科教育有着带动和引领的作用,是我国 工程应用型人才、科技人才的主要来源,是我国科学研究潜力和创新能力提升的主要标志。除此之外,我们还要看到我国工科研究生教育的不足,在当前这个机遇与挑战并存的时期,找准方向,科学选择出既能针对我国工科研究生教育存在的问题,又符合研究生教育发展规律的培养模式,促进我国工科研究生教育持续地发展。而产学研合作培养工科研究生模式的改革便是优化我国工科研究生培养模式和提高工科研究生教育质量的一项重要举措。
参考文献
[1] 姚纬明等.产学研理论的创新与实践[M].南京:河海大学出版社,2012.
会计学是一门应用型的管理学科,在会计教学中,不仅要向学生传授会计理论与方法,更要培养学生应用会计理论与方法来解决实践问题的能力,这一点是由会计学科本身的性质与特点所决定的。组织学生到校外企业进行会计实习,是多数高等工科院校所采取的一种会计实践教学方法。但是,由于企业财务信息具有一定的保密性,多数企业一般不愿意接收学生在本单位进行会计实习,即使有些企业接收了,指导老师担心出现账务处理错误,也不愿意放手让学生进行实际操作;学生在实习单位很难接触到原始的会计资料,动手能力得不到锻炼,校外会计实习收效甚微;此外,各高等工科院校在会计学专业人才培养方案的制订上,更多的是考虑专业素质的培养,而忽视了职业道德、人文素质以及心理素质等综合素质的培养,会计学专业实践教学体系及其运行也存在着明显的缺陷,因此对于高等工科院校的会计学专业建设来讲,完善会计实践教学体系、整合会计实践教学内容、搭建实践教学硬件平台,使学生在有限的时间内掌握会计的基本理论、方法与技能显得越来越重要。
一、高等工科院校会计学专业人才的培养目标
2001年以来,我国高校毕业生的数量急剧增加,但社会就业岗位却相对稳定,高校毕业生的就业进入了“就业大众化”阶段,社会对各个部门、各个层面的人才都提出了全新的高标准的素质要求,高校不再仅仅是产生理论家、思想家的摇篮,而是要培养出具有现代经营理念的优秀创业型人才。创业本身就是一项综合技能的展示,它需要一个人具有很强的运用和驾驭知识的能力,涉及到的知识更是涵盖了人文社会科学和自然科学等领域,要将其转化为生产力,高等工科院校的学生就必须通过综合的技能培训,娴熟地掌握操作技能。笔者认为高等工科院校会计学专业的人才培养目标应该定位在:培养德、智、体等全面发展,具有系统扎实的经济学、管理学以及会计理论基础,熟练掌握会计核算的基本知识、基本方法和基本技能,通晓会计法、会计准则及相关的经济法规,具备较强的专业实践能力、较高的综合素质及创新意识的高级应用型人才。
高等工科院校在制订会计学专业的人才培养方案时,应遵循目标明确、整体优化;基础牢固、加强实践、增强适应性;保证质量与体现特色相结合;注重综合素质提高;营造因材施教、个性发展良好的空间等基本原则。具体体现在:构建公共基础课教学平台、学科基础课教学平台、专业课教学平台、实验教学平台的课程构架体系;要求会计学专业的学生必须修读一定学分的数学建模、电子设计、情报检索以及外语类、体育类、艺术类等素质拓展类选修课,必须修读一定学分的跨学科的课程;积极引导学生课外参加创业大赛、体育比赛及各种文娱比赛活动,课外参与科研项目、撰写科研论文,课外参加资产评估师、注册会计师等考试,以鼓励学生全面发展。
二、构建高等工科院校会计学专业实践教学体系的总体思路
会计实践教学是会计教育教学的有机组成部分。建立符合会计学专业人才培养目标要求、科学合理的实践教学体系是促进学生理论联系实际、增强学生动手能力和创新能力的重要途径。会计学专业实践教学体系的构建应充分体现“强化应用、重视实践、突出创新”的人才培养思路,科学地设计出实践教学的各个环节,使实践教学体系整体贯通,在时间上全程化,在结构上层次化,在形式上多元化。笔者建议高等工科院校会计学专业应构建专业基本素质培养、专业实践能力培养、综合实践素养培养“三位一体”的实践教学体系。
(一)专业基本素质培养体系
在“三位一体”的实践教学体系中,专业基本素质培养体系主要是以培养学生掌握专业知识、增强实验和基本设计能力为主要目的。该体系主要包括认识实习、计算机文化基础、管理信息技术基础、数据管理系统、运筹学、计量经济学、数据分析软件与应用、电子商务、OA系统高级应用与开发、经济预测与决策、管理会计和计算机会计等课程实验,穿插在第一至第七学期的理论教学之中分散进行。这些课内实验的组织,使计算机课程四年不断线。
(二)专业实践能力的培养体系
专业实践能力的培养体系是以学生所学专业基础理论、专业理论为基础,以培养学生理论联系实际、分析与解决实际问题能力以及专业技能实训为主要目的。该体系主要包括OA软件基础应用、初级会计学课程设计、中级会计学课程设计、ERP课程设计、财务分析课程设计、学年论文、生产实习和毕业论文等。除生产实习、毕业论文全部安排在第八学期以外,其它实践教学环节每学期都集中两周时间来安排,使相对集中的实践教学环节四年不断线。
(三)综合实践素质培养体系
综合实践素质培养体系是以培养学生创新思维、创新精神与创新意识、强化学生实践能力,培养团队精神为主要目的。该体系主要包括公益劳动、社会实践、课外科技活动、开放性实验、学科竞赛、创业大赛和校园文化活动等,分散安排在第一至第八学期。
三、高等工科院校会计学专业实践教学的内容
《OA软件基础应用》是针对会计学专业低年级学生的教学实践环节设计的。通过上机操作,使学生掌握OA的基本方法与技能,熟悉文字处理、EXCEL、POWERPOINT等办公自动化软件的应用。
《初级会计学课程设计》是针对会计学专业低年级学生的教学实践环节设计的。通过《初级会计学课程设计》,使学生熟悉手工账务处理使用的原始凭证、记账凭证、账簿等基本的会计工具;掌握会计凭证的填制方法;掌握账簿的登记方法和要求;掌握记账凭证核算形式的账务处理程序与要求;掌握基本会计账户的结构及其相互关系;熟悉资产负债表的结构及其编制方法;熟悉利润表的结构及其编制方法。
《中级财务会计课程设计》是针对会计学专业较高年级学生的教学实践环节设计的。通过《中级财务会计课程设计》,使学生掌握现金、银行存款、其他货币资金的核算;掌握原材料、低值易耗品、包装物等存货的核算;掌握固定资产、在建工程、无形资产等长期资产的核算;掌握借款、税金以及其他流动负债的核算;掌握长期借款、长期应付款、应付债券的核算;熟悉各项生产费用要素的归集与分配方法,掌握成本计算的分步法;掌握收入、费用及利润形成与分配的核算;熟悉利润表的结构,掌握利润表编制方法;熟悉资产负债表的结构,掌握资产负债表的编制方法;熟悉现金流量表的结构,掌握现金流量表的编制方法。
《学年论文》是针对会计学专业较高年级学生的教学实践环节设计的。指导老师结合会计理论与实践中的热点问题帮助学生进行论文选题,并指导学生进行资料收集、确定研究提纲、进行分析研究、完成论文。其中一周进行选题、资料收集、论文提纲的确定,一周时间进行论文写作。通过学年论文的撰写,使学生熟悉科学研究的基本方法,掌握论文写作的方法与技巧,为毕业论文的撰写打好基础。
《ERP课程设计》包括手工环境下的ERP沙盘模拟实验和计算机环境下的ERP软件模拟实验。通过本课程设计,使学生对企业运营管理有一个全面的体验,对企业战略和关键成功因素有清晰的了解,学会运用战略的眼光看待业务的决策和运营,增长运用一定的策略方法改进公司创造价值的能力,学会使用资金预算、财务数据处理、财务信息分析等工具跟踪企业运行状况,并树立适时调整企业发展方向的战略观念。
《财务分析课程设计》是针对会计学专业高年级学生的教学实践环节设计的。该课程设计要求结合ERP课程设计所形成的“模拟公司数据”以及“财务分析”课程,运用EXCEL等软件,建立财务分析模型,对企业的经营成果和财务状况进行分析并形成系统的财务分析报告。
《企业调查》要求高年级的学生利用暑假时间就近到企业中去,了解企业的发展情况,了解企业的供应链管理、人力资源管理、客户关系管理、财务管理的现状;调查了解先进的会计理论、方法与技术在企业中的应用情况;调查财务软件在现代企业中的应用情况。通过企业调查,使学生掌握企业调查报告的写作规范。
《生产实习》和《毕业论文》安排在最后一学期,要求学生到企事业单位的财务部门进行实习。通过实习,熟悉企事业单位的会计核算与财务管理并为毕业论文的写作收集相关材料。学生毕业论文的选题要求应结合本学科理论与实践中的热点问题,具有一定的理论与实践意义。学生应在老师的指导下,完成论文资料的收集整理、论文大纲的拟定、毕业论文的撰写及答辩等工作。
四、高等工科院校会计学专业实践教学硬件平台的建设
为了保证会计学专业“三位一体”的实践教学体系有效实施,各高等工科院校应积极整合现有的实验室资源,构建校级基础实验平台、学科基础平台和专业实验平台。
校级基础实验平台主要满足各专业低年级学生基础实践教学的要求,如语言教学中心、计算机基础实验中心和物理实验中心等。校级基础实验平台的建设应体现学院办学特色、强化基础训练、达到资源共享的目的。
学科基础平台主要满足相同学科各专业学生实践教学的要求,如经济管理信息中心实验室、计算机科学中心实验室和电子信息中心实验室等。学科基础平台应重点建设学科特色鲜明、受益面大的学科基础实验室。
专业实验平台应根据各专业特点,满足专业实验的要求,如会计手工实验室、会计电算化实验室、ERP实验中心等。
(一)会计手工实验室
会计手工实验室主要安排手工操作环境下的会计业务实验。各高等工科院校可以根据本校的特点,采用不同的组织形式。如:1.由每个学生独立完成全部模拟实验的形式,也就是在实验室老师的指导下,每个学生从编制记账凭证,登记总账、明细账、日记账,计算成本、利润到编制会计报表整个会计核算过程进行系统操作。采用这种实验形式,学生可以练习全部岗位的模拟实验内容,有利于学生系统地、全面地熟悉和掌握整个企业的会计业务。2.分组、分岗共同完成实验的形式,也就是将会计手工实验室布置成一个模拟财会科,分设若干个会计岗位,在每个岗位上标出岗位名称及职责、规定每个岗位分管的会计科目及所属的账簿、确定会计凭证的传递程序等。采用这种实验形式,学生可以明确各个岗位的职责,增强会计实验的仿真性。
(二)会计电算化实验室
会计电算化实验室主要安排计算机环境下的会计业务实验,包括会计学专业教学中的全部课内实验。《管理会计》课内实验的内容主要是以解决管理会计中的实际问题为出发点,通过介绍、应用Excel工作表解决管理会计相关问题所涉及的常用公式、函数、分析工具等内容,使学生在分析和解决管理会计实际问题的过程中逐步掌握“Excel工作表”的功能以及解决管理会计各种问题的技能。《计算机会计》课内实验要求学生根据手工操作环境下的实验指导书所提供的原始数据,在指定的通用财务软件(如用友、金蝶)环境下,上机操作,完成凭证录入、账簿数据生成和打印报表等全部会计电算化工作。通过该项实验使学生掌握计算机会计信息系统的基本流程,感知手工会计与电算化会计的区别与联系,学会运用通用财务软件进行企业会计业务的处理,掌握记账和报表输出等基本的操作技巧,并进行基本的财务分析和处理。
(三)ERP实验中心
ERP实验中心主要安排手工环境下ERP沙盘模拟实验和计算机环境下的ERP软件模拟实验。ERP沙盘模拟实验课程的开展主要是针对一个模拟企业,把该模拟企业运营的关键环节:战略规划、资金筹集、市场营销、产品研发、生产组织、物资采购、设备投资与改造、财务核算与管理等几个部分设计为ERP沙盘模拟实验课程的主体内容,把企业运营所处的内外部环境抽象为一系列的规则,由学生组成六个相互竞争的模拟企业,通过模拟企业六年的经营,使学生在分析市场、制订战略、组织生产、财务管理等一系列活动中,领悟科学的管理规律,全面提升管理能力。
具体地说,我校“大学物理”课程由必修和选修两块教学内容组成,在教学实践中实现整体优化.由于课时所限,“工科物理”必须在保证基本要求的前提下,精简学时,为后续选修课程腾出教学时间.我们利用多媒体教学手段提高课堂效率,课时由128学时调整为112学时.必修课后,同学根据专业需要和自身兴趣,必须任选至少一门后续选修课程,同时计入公选课学分.多年来,经过凝练内容,总结经验,渐进实施,已经形成大学物理Ⅰ(必修课)+X(选修课)课程方案.首先,注重主干课程“工科物理”的建设.1996年起,以“教学内容现代化”和“教学手段改革”为核心,围绕教材、资源、方法、效果等要素,博采众长,持续发展.我们整体优化教学内容,出版了适应教改要求的“十一五”国家级规划教材《工科物理教程》;倡导多媒体综合教学手段,1998年率先完成的大学物理电子教案在国内有一定的示范影响;加强辅助学习条件建设,组织编写了《大学物理综合练习》等资料,建设了内容丰富的网络学习平台.总之,对“工科物理”成熟的课程模式,我们博采众家之所长,以资源建设为先导,教学内容和手段现代化为核心,深化课程内涵建设,成果丰富,分别于2004年和2000年获江苏省高等教育教学成果一、二等奖.其次,2005年以来,以素质教育和创新能力培养为中心,进一步强化系列课程建设,融合创新,力创自我之特色.新的课程体系教学内容包含现代物理知识、科学艺术交融、高新技术应用、创新实验探究等.教学手段广泛采用多媒体技术,所有课程都开发了多媒体电子教案,建立了网络学习平台,教学资源丰富.同时,针对不同课程的教学内容,探索以研究型教学为核心的多样化教学方法.目前,“物理与艺术”已成为国家精品课程,并于2012年分别被遴选为国家精品视频公开课和国家精品资源共享课;“工科物理”和“近代物理与高新技术”已建设成省级精品课程.系列课程建设成果于2011年获江苏省高等教育教学成果特等奖;2014年获国家级教学成果一等奖.
2文理交融培养素质
科学教育与人文教育相互融合有利于高素质的人才培养,物理教学在这方面有独特的优势,并发挥着重要作用.新的课程体系建设体现了文理交融、科艺相济的先进教育理念.首先,从2005年开始,经过深入的调研和大量的素材积累,我们在全国率先开设了“物理与艺术”选修课,教学内容主要是以艺术家和物理学家相互平行的视角,阐述人们对宇宙图像的建立过程和理解;对物质运动的基本形式的认识;分析比较他们在创新意识和思维方法上的共同点,以达到对学生进行科学与人文素质培养和提高创新思维能力之目的.经过近10年的教学实践,已经构成完整的课程教学体系,主要包括:自然哲学到物理学与绘画的开端;乔托的“透视”与伽利略的“参照系”;牛顿与达•芬奇;现代科学革命与现代美术革命;光与色彩的意义;空间的意义与立体主义画派;时间的意义与未来主义和超现实主义画派;量子风云与抽象主义艺术;宇宙与人文;对称与不对称;混沌和分形与抽象表现主义画派;东方的艺术之道与西方的科学之道等.简而言之,我们追寻着物理和艺术的发展历史,探讨它们之间的相互联系,教学的重点就在于揭示它们发展的每一次重大革命中的创新点.“物理与艺术”课程建设是一个符合现代教育理念,具有重要创新思想,在国内率先完成,并取得优秀教学实践效果和师生广泛赞誉的教学成果.由李政道先生亲题书名,杨叔子院士作序的“十一五”国家级规划教材《物理与艺术》(附课件光盘)出版后,在物理教育界产生重要影响,2012年被评为国家级精品教材.其次,开设的“文化物理”面向全校各专业学生(包括文科类),文理兼济,特色鲜明.课程采取“案例”式教学,追寻物理学历史发展脉络,通过分析物理学重大发现的社会背景和深刻影响,凝练出科学文化与人文文化相融合的教学内容,培养学生对自然世界(宇宙)的情感、科学研究的态度、创新性的思维方式和崇尚人文科学精神的价值取向.国家级“十二五”规划教材《文化物理》特色鲜明,全书不依靠数学公式,而是以科学意义的图片代替方程,科学内涵的图景理解概念.用简洁的语言和发人深省的科学故事,在科学文化的视野下,鼓励学生欣赏物理学和体味蕴涵其中的深刻思想.
3联系前沿激发创新
为了适应科技发展,培养创新精神,进行工科物理教学内容现代化改革成为共识.自2000年起,我们以现代教育思想为指导,以近代物理的基本思想、基本方法及其在高新技术中的应用为主线,针对不同专业学生,开设了“近代物理与高新技术”课程.在面向航空主机类专业的“近代物理与高新技术Ⅰ”课程的教学中,我们将激光武器、红外探测与隐身、巨磁阻材料、清洁能源等方面的发展和成果介绍给学生,并且注意本校学生的专业方向特点.教学中结合航空航天方面的高新技术发展的事例,引起了同学们的极大兴趣,如高能激光、激光制导、激光推进,飞机和火箭等飞行器的红外辐射特征及其隐身技术等,使课程既具有强烈的时代气息,又具有航空航天特色.在面向电子信息技术类“近代物理与高新技术Ⅱ”课程教学中,我们注意加强半导体物理与微电子技术的教学,并将最新的微电子制备技术和测试分析技术介绍给学生.
在开展课程教学过程中,根据教学对象为大二、大三学生的特点,我们认真分析研究了他们已接受的数学、物理等方面课程学习的情况,精心编写出版了《近代物理与高新技术》教材.全书从学生的实际出发,实施因材施教,注意不过多地涉及高深理论和技术细节,不强调理论的系统性和完备性,力求采用普通物理学的教学方法(即所谓的“普物化”)完成近代物理的教学.在内容处理上,适当铺垫一些理论过程,既有一定的深入又不至于太难,又要浅出又不流于肤浅,使课程教学的深度、广度、进度适合学生的知识水平和接受能力,使学生初步了解近代物理学和高新技术中的基本概念和方法、近代物理对高新技术的作用、当代高新技术的发展等,培养学生的科学素质和创新能力,为学生适应科学技术飞速发展打下基础.在课程现代化建设中,我们认识到近代物理实验可以培养学生运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术中的一些基本实验方法和技术手段.因此,我校利用“211工程”项目建设了近代物理实验室,面向工科专业的学生开设了“拓展性近代物理实验”课程.在原子核物理、原子物理、低温物理、磁共振技术、微波技术、谱线分析、相对论、光信息处理、光纤通信等方面建立起基本的实验手段,为适应培养新世纪高科技人才的要求提供了基本的实验平台.我们积极探索研究型实验教学新模式.在形式上,不是要求学生简单地重复或验证实验现象,而是组织若干个围绕某一专题的物理实验,比如,“STM实验与纳米技术”“狭义相对论和核物理技术”“光学信息处理技术”等8个专题性实验,要求学生课前查找资料,自学专题实验涉及的知识内容,然后自己动手,观察和验证现象,以科研训练方式完成实验,最终形成论文式的实验报告.课程教学对培养学生的科学素质,形成现代自然观和提高创新能力有显著的作用.我们以“特色化、精品化、现代化”的设计思想建设了一个“物理演示与探究实验室”,并开设“物理演示与探究”选修课程.
一方面,购置各类原理性演示实验,以配合大学物理课堂教学;更为重要的是,我们贯彻科研与教学相互融合的先进理念,把本校若干项重要的科研成果中的物理原理提炼出来,在相关专家指导下,设计开发物理与科研相互结合的演示仪器,并通过申请校内“大学生科研训练计划”资助,鼓励有兴趣的学生参与完成.这一过程性、研究型教育的设计思想和实践,不仅激发学生学习物理的兴趣,而且使他们体会到物理知识对他们今后专业发展的重要性.目前,整个实验室建设和特色演示实验仪器的研制已经形成一个由学生参与,不断发展、不断积累和不断完善的学习过程.近代物理实验和演示实验向所有选课学生开放.近几年来,学生参与研制的实验作品60余台,26次获国家或省级创新竞赛奖.其中,“大场景360°环视动态显示系统”“数字水墙”分别荣获十二届和十一届“挑战杯”竞赛一等奖;“旋转磁场演示仪”获全国高校物理演示教学仪器奖;还有20余项成果在江苏省高校大学生物理及实验科技作品创新竞赛中获奖.
4实践应用影响广泛
教学内容的拓展和课程模式的变革是我们课程改革的核心内容.首先对选修课的设置和教学内容,根据教学实践不断调整、完善,最终形成目前成熟的课程群.其次我们综合运用课堂教学、探究实验、网络平台、开放课题等不同教学媒介,形成开放的、动态的、个性化的学习过程.针对不同课程特点,实现了由单一的物理知识学习模式向多元化、混合型学习模式的转变(见图2).特别强调指出,我们的传统“工科物理”主干课程,和后续系列课程不是割裂的,而是相互促进,协同发展.后续系列课程的建设成果不断融入到工科物理的教学中,反哺工科物理的教学改革,使得整个大学物理教学充满活力.这种由单一的物理知识教育向提高素质、培混合型课程群养创新能力转变的教学体系,激发了学生的学习积极性,不少同学选修2门以上的课程.
关键词:文理科;物理与文化;素质教育
作者简介:胡蓉(1978-),女,湖南长沙人,北京工商大学理学院,讲师。(北京 100141)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0107-02
人类社会进入21世纪的今天,实施大学生综合素质教育是我国社会、经济发展对高校教育提出的客观要求,然而,由于我国教育一直存在着文理分科现象,导致受教育者知识片面化、思维单一化。为了培养出科学素质和人文素质全面发展的复合型人才,教师一方面在教学过程中要注重文理渗透,努力提高文科学生的观察力、想象力、逻辑思维能力和实践创新能力,同时也应加强理科学生的文学素养;另一方面从教学内容、教学方式、考核形式、教材使用等环节上改革,探索出适合文理科生不同的教学方法。
一、注重大学物理教学的文理渗透和美学教育
19世纪法国雕塑家罗丹曾说过:“生活中不是没有美,而是缺少发现美的眼睛。”物理学是一门自然科学,它研究自然的规律和法则,大自然本身处处存在着天然的艺术设计,因而,物理学和美学是分不开的。
许多文科生认为物理是较为抽象的自然科学,学起来艰涩而枯燥乏味。为了提高文科生对物理的学习兴趣,教师应针对文科生形象思维和语言感知能力强的特点,在讲解物理学中让他们明白物理学中蕴含着对称美、简约美与和谐美。
1.对称美
对称总给人美感,物理学规律的描述处处显示出了对称美。例如,平面镜成像、电荷的正负、作用力和反作用力、电生磁和磁生电、物质与反物质等空间对称性,角动量守恒体现了宇宙的空间转动对称性,能量守恒体现了宇宙的时间平移对称性。
2.简约美
在一个艺术家眼里,简洁就是一种美。物理学源于对自然现象的解释和摸索,曾经是很繁琐的,随着物理学家对自然规律一步步探究,他们逐渐总结出了反映物理本质属性的基本概念、定理和定律。例如,宇宙中的种种作用力可归纳为万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力四种;牛顿三定律解释了低速条件下的物体动力学特征;麦克斯韦方程组可以解释电磁学的许多问题;爱因斯坦相对论内涵很神奇,它的原理却十分简单明了。
3.和谐美
自然界既是千姿百态的,又是统一的,万千事物的存在和变化遵从一定的规律,这些为数不多的规律体现了自然界的统一与和谐之美。牛顿将“落下的苹果”和行星运动引力联系起来;麦克斯韦理论统一了电、磁、光;爱因斯坦广义相对论将引力、时间、空间、物质联系起来;德布罗意关系揭示了物质波动性和粒子性的统一。
物理学不仅是一门科学,也是一种文化,在理科生大学物理课堂上,教师可以将物理与文学结合起来,借助优美的古诗词句加深学生对物理规律的理解和记忆,同时培养他们的文学素养。张若虚的《春江花月夜》中,诗句“春江潮水连海平,海上明月共潮生”描绘了明月与潮水同升的景象;史达祖在《满江红·中秋夜潮》中用诗句“万水归阴,故潮信盈虚因月”提示了潮汐现象与月亮相关。由此,教师可以让学生明白:利用万有引力公式定量计算发现,月球的引潮力是太阳的2倍多,潮汐主要是月球对潮水的引力而形成的。苏轼的诗“峰多巧障目,江远欲浮天”形象讲述了“光沿直线传播”的理论。教学中以诗句引趣,以意激情,使学生自然地进入最佳学习状态,有利于启发学生思维,强化学生记忆,调动课堂气氛。
二、注意文理科生大学物理教学的差异性
文理科生物理基础差距大,理科生熟悉的内容,文科生可能并不了解。文科生具有较强的文字功底和语言表达能力,理科生独立思考和逻辑思维强。为解决不同知识背景学生的需求,教师应从教学内容、考核方式和教学方法等方面探索出适合高等院校实际的、能充分调动师生积极性的教学模式。
1.教学内容的不同
文科学生与理工科学习物理知识有着本质不同。首先,课时差距很大,北京工商大学(以下简称“我校”)理工科每学年总课时为119课时,而文科学生只有34课时,这要求教师要精选文科生物理学习内容;其次,物理基础的不同使得任课教师在教学深度和难度上要把握得当。另外,理工科大学物理教学是为了培养研究和应用型人才,文科学生学物理是为了提高他们的科学素养。因而,理工科教学内容应 “系统化”、“逻辑化”和“研究型”,而文科学生侧重于科学精神和物理规律的定性学习。
我校理工科大学物理教学内容系统化,涉及力学、热学、振动和波动、光学、电磁学和近代物理。教师教学不单纯以“传授知识”活动为主,而且要辅之以“探索知识”活动,这不但发展一般应用知识的能力,还要发展高层次能力,即创造力。在教学中,注重教学主题的引入,启发学生思考问题,理论联系实际,从而培养学生分析问题和解决问题的能力,让学生从单纯的物理知识学习上升到创新能力的培养。我校教师让学生走进实验室,引导学生自主设计和开发新的实验仪器,通过这样的教学方式,提高学生动手能力和科研技能,培养他们的创新能力。最终,教师指导学生获得三项物理演示实验竞赛奖:2011年北京市大学生物理实验竞赛一等奖,2011年北京市大学生物理实验竞赛三等奖,全国高校第10届物理演示教学仪器一等奖。
文科大学物理教学中注重物理学史的介绍,让学生了解物理学规律和定律变革的洗礼,深刻领会物理学家思想的真谛,感悟科学家所具有的探索精神、求真精神、创新精神和献身精神,以及科学家们所表现出的谦虚、诚实、合作、淡泊名利的优秀品质。例如,在讲述卡诺循环物理原理时,介绍了法国青年工程师卡诺如何在前人研究基础上找到了提高蒸汽机效率方法的研究过程,由此激励学生在学习中应像卡诺那样具备不断探索的精神。又如在引入库伦定律时,不仅让学生了解库伦,还要了解卡文迪许、富兰克林等科学家为该定律的建立付出的不懈努力,使库仑定律最终在1784~1785年间通过纽秤实验得以验证。课堂物理学史的引入不仅能使学生对所学内容印象深刻,还激发了他们学习物理的兴趣,培养了他们的人文精神。
2.课堂教学方式不同
针对理工科学生特点,教师着重训练他们的逻辑思维能力、空间想象能力、运算能力和科学研究能力,可以采取下面几种教学方式:第一,运用所学物理知识,教师引导学生对物理问题进行科学分析,形成一定的逻辑思维习惯、抽象思维能力、解题思路和物理模型。第二,教师指导学生熟练运用高等数学知识解决物理问题。微积分是最常用的数学分析手段,也是学生觉得最难的数学工具,物理教师应向学生深入剖析微积分的物理意义,以此提高他们的运算能力。第三,大学物理实验数据经常要使用计算机软件来处理,有些学生计算机水平低,教师应加强他们的信息处理能力。第四,物理规律和理论来源于实验和生产实践,教师通过大学物理实验课培养学生的实验动手能力和创造力。
大学物理学习对文科生要求相对比较低,主要掌握基本物理概念和原理,培养一定的科学思维方式。考虑到文科生物理基础薄弱,教师可利用轻松愉悦的教学方式引入教学主题,向文科学生适当介绍与物理有关的社会问题如能源、环境问题,当代科技前沿知识如航天飞机、纳米材料知识,而最简单形象的就是利用实验仪器的演示来解释物理问题。我校大学物理演示实验室已向文科生开放,“法拉弟笼”是学生最感兴趣的实验之一。当约50~100 KV高压电源向法拉第笼放电时,笼内的同学安然无恙,学生对此惊讶不已,觉得真不可思议。教师用静电屏蔽的物理理论进行解释后,并启发学生思考:在生活中是否存在类似现象?学生想到了高压线圈外的铁架,还有些同学想到如果将易发生雷电地区的房屋装上这些具有屏蔽作用的笼网,可以保护人身安全,这样的演示实验让学生感觉到物理现象就在身边。物理演示实验室展厅还摆放有许多生活中可以见到的实验仪器,如三维电影、鱼洗盆。这些实验仪器越贴近生活,学生越有兴趣,急切地想知道它们的物理本质。教师再引导学生分析其中的物理奥妙,学生必然兴趣盎然,觉得物理大有用处。
3.教材和考核方式不同
我校大学物理课程是在理工科学生一、二年级开设的必修基础课,而文科生大学物理为选修课。大学物理课教学内容丰富,知识具有一定深度和难度,课时比较紧。教师选用好的物理教材,可启发潜在的物理人才,精进其物理能力,提高学习兴趣。参照教育部制定的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》,理工科大学物理课程选择了由程守珠和江之永主编的《普通物理学》(上、下册)作为主要教材,该教材还有配套的习题分析与解答、思考题分析与拓展、学习指导书等资料。文科生选取的是由倪光炯和王炎森主编的《物理与文化》,是以传递物理文化和科学精神为主的教材。此外,笔者还与IT公司软件技术人员合作,用actionscript语言开发了集文字、图像、视频和声音于一体的多媒体物理教学软件,该软件使教师教学更灵活生动,极大提高了学生学习兴趣。
理工科考试成绩主要由两部分组成:期末成绩占60%,平时成绩占40%。文科学生因理论课比实验课时少,成绩主要由以下三个方面来评定:期末考试成绩占50%;教师对学生实验仪器操作、数据测量和数据误差分析进行记录,学生课后上交实验报告,报告内容包括实验目的、仪器、原理、数据处理和分析讨论,该部分占总成绩的30%;每组学生选一个专题进行口头报告,由教师和本班学生共同评定,评定成绩占总成绩的20%。
参考文献:
[1]陆文庆.文科大学物理课的教学探讨[J].物理与工程,2010,
4(20):56-58.
[2]李永辉.文科大学物理选修课教学初探[J].宜春学院学报,2007,
论文关键词:文科物理;素质教育;教学举措
随着素质教育的全面普及和教学改革的深入开展,文理渗透、学科交叉是现代高等教育发展的趋势。提高文科学生的科学素养,正成为一种社会共识。物理学是整个自然科学的基础,无论是蒸汽革命和电力革命,还是近代高新技术与产品如激光、电子计算机的出现,都是以物理学的成果为基础的。不仅如此,物理学的研究方法和思维方式已经渗透到了其他各个学科领域,甚至应用到了经济学中。20世纪末,继生物物理学、地球物理学和天体物理学之后,在经济学与经济管理学研究的前沿,一门由物理学向经济学中渗透、交融而产生的新学科——“经济物理学”问世。由此可见,物理学是非常适合对大学文科学生进行科学素养通识教育的学科。
一、文科物理的含义
为高等院校文史、经管、外语、艺术等文科类专业学生所开设的物理学课程,一般我们通称为文科物理。文科物理在培养目标、内容体系以及内容处理三个方面区别于理工科物理教育。所以,文科物理不是简单地为文科学生讲授物理课程,文科物理课程更加侧重体现物理思想和人文精神的交融,从而使学生深刻体会到物理学中蕴含的丰富文化内涵,因此文科物理无需过多地涉及繁琐复杂的理论公式推导。通过讲授物理学的基础知识及其在社会各个领域的广泛应用,特别是物理学史上的一些具有里程碑意义的重大发现及在发现过程中所体现的哲学思想与创新思维,使学生从物理学的科学思想与研究方法中获益,使其感受到自然的美和自然科学的美,感受到大自然的和谐与美妙,最终提高学生的科学素养,培养学生终身学习的愿望。
二、文科物理教育的意义
我国国民科学素质状况不容乐观,借鉴国外一流大学的办学经验,1995年高校“基础物理教学的主要任务——科学素质的培养”这一议题被明确提出并获得了广泛认同。物理学兼有哲学的概括性、抽象性,数学的逻辑性、严谨性以及实验的实践性和操作性的特点。即使是在社会科学领域,物理思想和方法的运用仍然卓有成效。所以说物理是非常适合对文科学生进行科学素质教育的学科,而文科物理课程的开设是对文科生进行科学素质教育的重要组成部分。在高校文科类专业中开展物理教育,对促进学生人文素质与科学素质的有机融合,特别是提高当代大学生的科学素养起着积极的促进作用。文科学生在学习物理学过程中,将会领略到物理知识与物理思想的奥妙,不断吸收其中的精华,从而培养学生的观察力、想象力、表达能力、创新能力与理性逻辑思维能力。
除此之外,文科物理在构建文科大学生合理的知识结构、探索科学先进的新型教育模式等方面都具有重要作用,同时开设文科物理也是物理学教育自身发展的需要。因此,开设文科物理课程迫在眉睫,势在必行。
三、文科物理的教学现状
随着当今社会发展对高素质、全方位人才的需求增多,各类文理交叉专业大量涌现,国内部分高校开始探索怎样完成理工科与文科教育的交叉渗透,促进人文素质教育和科学素质教育的融合。北京大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学等大学首开先河,为文科类专业学生开设了大学物理课程即文科物理,并且取得了很好的教学效果,由此也带动了全国各个高校为文科类专业开展大学物理课程的教学模式。其中,浙江大学的“物理学与人类文明”已经创办成为国家级精品课程。
在文科物理蓬勃开展之时,我们也看到,很多高校对文科物理的课程定位、教学目的和课程内容等问题认识存在误区,存在的问题主要包括以下几个方面:1)部分高校开设的文科物理课程,没能做到区分生源,因材施教。选课人数众多,基础参差不齐,众口难调,严重影响教学效果。2)教学内容的甄选,未能解决文科物理课时压缩与知识增多之间的矛盾,缺乏对文科学生这一特殊教学对象的针对性和实用性。3)部分授课教师忽视了文科物理与理工物理的差异,不能摆脱传统的理工科物理的羁绊,课程的传授严重依赖高等数学等工具,这样数理基础较差的文科学生容易产生畏难与厌学情绪。
四、文科物理的教学举措
目前看来,文科物理教学状况不容乐观。文科生对物理的认识比较迷茫,或不理解、或怀疑、或否定,这需要引起广大教育工作者的深思。根据一项调查显示,43.3%的文科生认为文科物理课程的改革重点在教学内容,36.7%认为改革重点在授课方式,13.3%认为在授课教师。因此,结合教学实践,笔者拟从上述三个方面对文科物理教学展开探讨。
1.合理的教学内容
物理学内容包罗万象,知识点浩如烟海,同时文科物理课时有限,比如淮南师范学院在教育系开设的文科物理只有54学时。在这有限的时间里,不可能面面俱到,必须对教学内容进行仔细甄选,并有所取舍。
文科物理课有别于理工科物理课而具有其自身特色,故在教学内容和知识体系的选取与设计上,应当充分考虑到文科物理作为大学素质教育通识课程的特点。文科物理教学内容总体而言涵盖了以下三个方面的内容:一是物理学基本概念,并结合物理史适当介绍一些物理学家的高尚品德和人格魅力,扩大学生的物理基础知识面,掌握物理学的思想和思维方法。二是与物理有关的社会问题,如臭氧枯竭、全球变暖、技术风险、能源、核动力、核武器、伪科学等,努力地使文科学生感到物理是鲜活的,是具有哲学意义和社会影响的。三是日常生活中高科技和现代化的物理学,通过介绍能源、材料、医学、航天、激光等领域中蕴含的物理知识,融课本中的物理内容和现实中的前沿应用为一体。
开设物理实验课也是对文科物理教学的有益补充。物理学归根结底是一门实验科学,在物理学的发展史上,每定义一个概念、发现一个定律,都是建立在坚实的实验基础之上的。比起抽象的理论学习,物理实验更加直观具体。通过物理理论与实验结合的教学体系,可以加深学生对物理概念及规律的理解,锻炼学生的观察、动手能力,培养学生的理性思维方式以及探索精神和创新意识。因此物理实验能极大地激发学生的学习兴趣,对促进学生理解物理概念、掌握物理规律起着积极的辅助作用。
另外,笔者认为在文科物理教学中应该适时穿插具有重大新闻价值、引起社会反响的事件,讲授其中所蕴含的物理知识,以神州系列飞船为例,我们可以讲述第一宇宙速度、角动量守恒、机械能守恒、宇宙射线等,还可以谈论飞船太阳能电池工作原理——光伏效应。这样,根据合理构建文科学生知识结构、提高文科学生科学素养的要求,为他们量身定做、精心设计教学内容,以增强课程的趣味性、针对性和有效性。
2.丰富的教学手段
由于文科学生数学根基不深,物理知识也比较生疏,在学习的过程中遇到哪怕是简单的微积分运算、公式推导,都会产生一种害怕学不好的畏难心理,从而对物理课程产生抵触情绪。多种教学手段的娴熟运用则有助于教学工作的顺利开展。文科学生的形象思维能力和语言能力较强,通过直观性教学手段,如实物演示、幻灯片、科教视频等多种教学手段,将抽象的物理概念、定律等形象化、具体化,这样学生更容易理解。另外,还可以尝试专题和讲座的授课方式,深入浅出地讲授纳米技术、磁悬浮等高新科技。
再者,发挥学生的主观能动性,鼓励学生走上讲台阐述自己感兴趣的物理话题,笔者曾组织过此类活动,话题涉及广泛,一些学生讲述了冰箱、微波炉、太阳能热水器的工作原理,更有学生选择时光旅行作为话题,课堂气氛轻松活跃,寓教于乐,学生很容易接受。
3.文理贯通的教师队伍
高水平、高质量的教师队伍对提升文科物理教学效果至关重要。语言生动、板书合理、多种教学手段的有机灵活运用是从事教学工作教师的基本素质。除此之外,文科物理教学工作的特殊性对授课教师也提出了新的要求。目前担任文科物理教学任务的一般是从事理工科物理教学的教师,他们专业知识雄厚而扎实,面向理工科学生授课游刃有余。但文理科学生思维方式不同、数理基础也有显著差异,这就要求教师正视文科物理与理工物理的差异,不断充实人文知识,具备丰厚的文化底蕴,并做到自然科学和人文科学的融会贯通;另外,文科物理有可能涉及到学科前沿以及当前热门的科学话题,这就要求教师随时关注科技进展,了解当前科技动态,并在课堂中能够将复杂的物理问题深入浅出、言简意赅地传授给学生。简而言之,鉴于文科物理教学内容和教学对象的特点,要求教师知识渊博、文理兼备,并能够与学生充分交流,根据反馈意见,不断调整优化教学内容,满足学生的需求。
在教师努力提升自身素质的同时,我们也应看到这个问题:教师能力与精力是有限的,不可能样样精通。笔者认为,可以将物理课程分成几部分,每部分由不同的教师担任,这样就组成了一支分工明确、协调合作的教学团队。一方面,每个教师都可以讲授自己擅长的内容,更加得心应手,而且备课时间更加充裕,可以对教学内容进行更加深刻的挖掘与优化;另一方面,增加了学生的新鲜感,同时也可以领略到不同教师的授课风采与思维方式。
[关键词]理论物理;课程群:教学改革;精品课程
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2013)12-0123-03 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.12.024
一、引言
理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、物质运动和相互作用的基本规律的学科。理论物理的研究领域主要有宇宙学、粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、统计物理等,几乎包括了物理学所有分支的基本理论问题。我院理论物理课程群包括《理论力学》、《电动力学》、《热力学和统计物理》、《量子力学》、《数学物理方法》和《固体物理》六门主干课程,它们多数是物理学、应用物理、光信息、微电子、新能源和材料学等理工专业的重要必修课程。通过本课程群的学习和训练,可以培养学生具有扎实数理基础、良好科学素养和创新意识,掌握物理学的基本理论和方法,获得相应的科学思维和基础训练,为理论物理、凝聚态物理、材料科学、电子科学、计算机等科学和技术领域培养创新人才和高级专门人才。
虽然我校理论物理各门课程的教学改革取得了一些很多成果,但是理论物理教学系统改革研究相对较少,较多为单一学科、某些方面的研究。为适应当代科技发展和高新技术产业人才的需求,有一些共性和新出现的问题,需要系统的研究和解决。这些问题这主要表现在:
(1)传统思维定势的影响:认为理论物理课程需要的基础知识多、理论性强,部分学生认为课程枯燥、难学是正常的,没有从学生的认知准备和心理准备出发解决这一问题;
(2)由于是集中教学,课程内容又是理论课,教学中不同程度存在着重理论、轻实践,重共性、轻个性等问题,各课程任课教师之间也没有很多交流;
(3)由于微电子、材料学和新能源是近几年新上的专业,教学大纲和教学内容没有很好体现这些专业的需求,没有有效地联系当代高新技术产业发展,教学方法不能完全适应创新型、应用型人才培养的要求。
如何以专业和就业为导向,针对理工科的不同特点,深化教学内容改革,既培养培养素质高、能力强的研究型人才,又培养基础深厚、了解产业特点、符合高新技术产业发展需要的应用型人才,是理论物理教学研究面临的重要课题。本研究在多年跟踪问卷的基础上,重新梳理和设计理论物理的每门课程,提出“点面体”三个层面的教学改革模式。并在此基础上,实践和完善了这一改革体系,取得了较好的教学效果。
二、跟踪问卷调查的部分结果
自2011年起,我们连续三年对学院各专业的同学进行过《理论物理学习问卷调查》,共有1200多人次同学参加,针对各专业和前一年的问卷结果,问卷形式、内容和侧重点也不尽相同,得到了许多翔实的意见和建议。比较一般性的问题有:
(1)大部分同学们觉得学习理论物理概念抽象,难以理解。2013年针对哪些课程的学习难度较大的调查,涉及5个专业,数学基础、普通物理、理论物理等,有效问卷486份。可见,相对于其他课程,学生普遍感到理论物理课程较难。
(2)有关“觉得课程难度较大原因”的调查结果显示:23.3%认为概念和原理太抽象,28.6%认为公式条件或范围搞不清,22.6%认为数学解题能力不行,15.6%认为,老师上课内容基本听不懂,32.5%认为老师讲解能听懂,但作业不能独立完成。由此可见学生觉得学习理论物理课程难,原因很多,除了学习兴趣,集中反映的问题还有自己的认知水平和学习方法等方面。2013年的调查结果现实,较多同学即使听懂了基本概念和公式,接近三分之一的同学也不能独立解题。有的同学虽然理解公式和规律,但仍需老师讲解才能够完成解题过程,这在《电动力学》和《量子力学》等分项问卷中,也得到了验证。
(3)《数学物理方法》这门课程是理论物理的基础课,但对于所有专业的学生来说基本都是难点,这在表一中就可以看出。虽然学生对于该门课程老师们的教授风格非常认可,但很多学生不能理解这门课程的用处,也难于把握学科的主要知识点,2012年调查结果显示:有关“《数理方法》难度较大原因”的调查显示,30.2%认为自己数学基础不扎实,53.1%认为课程知识本身很难,51.7%学生认为数学问题解法多种但不知其目的,41.9%认为不知数学方程对应的物理问题。(问卷涉及5个专业,有效问卷360份),2013年的问卷调查也是类似的结果。
(4)每个专业的同学,均有甚至一半以上的学生,不看理论相关的书籍和文章,只是在考前才看书。在完成作业的方式上,学生多参考同学作业或参考答案,如何能够使学生自觉性学习、更好理解课本知识,并灵活的运用到解题和未来科学研究中,成为值得教学中深思和改变的问题。
(5)学院所设专业中,除了新能源专业,多数同学并非第一志愿报考,这说明很多学生对于大学选择专业上,不了解未来自己专业的发展方向,而且对于相对理论物理课程的学习有一定的惧怕心理。调剂过来的同学中,需要经过一段时间的专业了解和学习,才有可能对自己的专业感兴趣,进而对理论物理产生兴趣。
(6)基本上每个专业有考研意向的同学都在一半以上,并且绝大多数人希望考取专业相关方向的研究生,希望理论物理改革能与专业学习和考研结合起来。
问卷调查中还有其他很多有意义的结论。如,(1)从学生学习层面分析,有些同学没有充分了解学习理论物理的重要性,不能对自己的学习给以准确的定位;虽然一些学生的学习的动机和态度都很好,但自己制定计划不能很好地完成,说明自我控制能力需要加强;学生在学习理论物理的认知准备方面做的不充足或学习方法不恰当时,会给后续的学习带来较大的困扰。(2)对于具体课堂教学,学生们希望老师增加课外相关知识的讲解,以丰富课堂内容。如生活中的物理、现在物理动向、物理高新科技成果、物理学史等方面的内容,提高学生课堂学习的积极性,进而增加同学们对课程的积极性;老师不要一味讲解,可以采用模型进行教学,或运用动画模拟相关内容;多讲习题,尤其是解题的思路和方法;增加课外实验,培养学生的动手能力和实际处理问题的能力可以增加师生互动环节,组织课外研究小组等等。这些都对深化理论物理课程群教学改革有着重要的参考意义。
三、“点面体”结合的教学改革
理论物理课程群的改革,首先要理顺课程群的层次:《数理方法》以《高等数学》为基础,它又是其他理论物理课的基础:理论物理中的四大力学分别以普通物理的《力学》、《热学》、《电磁学》、《光学》和《原子物理》五门课程为基础,也是学习《固体物理》,以及《高等量子力学》和《量子电动力学》等研究生课程的基础,而且它们在不同专业中的地位和作用是不同的,所讲授的内容也有所不同。而这些课程的层次和内容关联,决定着学生认知结构的层次和关联,需要在教学中认真分析和准备。
更重要的是,要深化理论物理教学改革,必须以促进人的全面发展、适应社会需要作为衡量教育质量的为标准,坚持“全面发展、彰显个性、人人成才、服务社会”的培养思路,进行创新人才和应用型为人才主导的培养模式改革。所以,我们将理论物理课程群的改革,按照每一课程从知识点和教学点剖析,进而在课程层面将其教学改革系统化,最终进一步密切各课程衔接,实现理论物理课程群的立体化改革。主要做法如下:
1.点的方面改革,是理论物理课程群改革的着力点和基础,需要做大量细致的工作。具体说:(1)不断根据专业特点和培养人才需要,分析和调整各学科的教学知识点和掌握标准,进而全面修订各学科的教学大纲和各专业的教学计划;(2)为让教师掌握讲课要点和学生特点,大面积开展微课练习和公开课观摩分析,提高教师教学的基本功;(3)通过课堂教学,以及辅导员和专业班主任,尽量了解学生个体的不同差异,以便因材施教,弥补集中教学的不足。
2.课程层面的改革。包括主要两方面的内容:(1)主要是针对课程和专业特点,根据不同的教学要求,系统完善教学内容,并通过课程作业、网络教学、专题讲座和创新实验等多种形式,将这一课程教学改革系统化;(2)理顺课程群中各学科的内在联系,密切各课程之间衔接,各课程教学改革相互借鉴,以适应课程、学生和专业学科的特点,改善和优化教学。
3.体的方面改革。是指“以人为本”完成课程群的改革,按照“宽口径、厚基础、重实践、强创新”的原则,以锻炼学生的独立思考能力,表达能力、沟通能力、创新能力等为出发点,立体改革理论物理课程群,使之不仅适应不同专业特点,更符合学生的成才和发展的需要。它是建立在点面改革基础上的,具体说有以下几个方面:
(1)专业课程模块化,以适应光电产业、新材料、新能源产业需求为目的的课程体系改革,设置专业基础必修模块,以及微电子、光电信息、新能源、材料物理等4个专业选修课程模块。每个专业基础必修和选修模块中理论物理课程不同、教授的内容也不同;
(2)拓展课堂教学改革,在改善课堂教学的同时,采取课程论文为引导的研究性学习的方式,培养学生独立思考的能力;所有理论物理课程都上网,以网络课程和网络辅助教学平台,拓展和丰富学生的课外学习;
(3)在培养方法上,实行课堂教学与课程论文、创新实验等研究性学习相结合,实验教学与动手能力培养相结合,技能训练与企业实训相结合,开阔视野同学术交流相结合,创新能力与科学研究相结合,个性化培养与社会契合度相结合,在更大视野、更全面地提高学生的培养水平;
(4)评价方式上,卷面考试与课程论文相联系,设计性实验与基础性实验相联系,综合素质评价与创新性学分相联系,制定学生素质评价制度,全面考核学生学业水平;
(5)在学生培养模式方面,打破现有班级编制,以选拔和个人志愿相结合的方式,设置创新人才实验班、应用人才实验班,采取小班(不超过30人)授课,每个学生都配有一名专业老师,指导参加创新项目:实验班的每门理论物理课程都增加了学时,用于专题、探究和课程论文等教学环节;对优秀学生实行本硕连读制度等等。