通识教育模式下大学物理教学内容改革探索

【摘 要】本文介绍了通识教育的核心理念，以及探讨了在通识教育背景下，大学物理教学如何定位，怎样设计课程内容和采取什么样的教学方式才能达到对学生通识教育培育的目的。

【关键词】通识教育;物理;课程目标;课程内容;教学方法

中图分类号： U464-4;G642文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）01-0081-002

0 引言

21世纪是我国经济发展和科技力量增强的时代，随着我国社会经济的转型和产业结构的调整，国家的强国战略对人才培养的模式也提出了新的要求：高等教育培育的人才不仅要具备扎实的专业功底和精准的专业实践技能，而且还要有人文和科学素养、具备能够独立思考的能力和独立人格气质的高素质全才。目前，我国很多高校通过将通识教育和专业教育相结合的模式，力求达到这一人才培养目标。

通识教育是一种大学教育理念和教育模式，旨在培育具备通融见识、博雅精神和优美情感的博学和专精人才。和专业化教育相比，通识教育没有硬性的专业划分，对人才是非职业性和非功利性的培育，和专业课程相比，通识课程有两个主要特征：首先，通识课不像专业课一样，过多追求知识的“量”、“专”、“精”，而是强调知识体系的内在逻辑，保证受过教育的人能获得多学科知识融会贯通的能力。其次，通识课的教学目标是对学生进行高品质的心智教育，而不是学生专业能力的培养和提高。 而物理学作为自然科学的基础学科，是大学通识课程体系的重要组成部分。通过这门课程的学习，可以提高学生的科学素养、培育学生的理性思维和提高学生的综合素质。

1 物理通识课教学定位和目标

物理学是研究物质基本规律的基础自然学科，不但在工程科技领域有极其重要的地位，在人文精神方面也有深远的影响。 通识理念指导下的大学物理教育，不再强调对学生专业知识体系的构建和专业能力的培养，而是通过对各种学科背景的学生讲述物理学科的建立和发展的历史过程，物理学的概念和理论体系，物理图像，物理学的研究方法，物理学的研究现状和前沿问题，以及物理学规律在生活中的应用，普及物理思想，展示物理问题研究方法，逐步培养学生的科学人文精神、创新精神、批判性思维，科学理性思维、以及分析和解决问题的能力。

为了达到以上通识教育的目标，在教学中有以下几点问题需要注意：（1）物理通识课不是对“普通物理”内容进行简单的压缩和删减，要避免以专业实用的角度拓宽专业知识面。要给学生传授课程中最有价值的知识，应重点培养学生获取知识的能力;（2）避免侧重于物理知识的讲解和单纯的知识点灌输，应将研究物理问题的方法、分析问题的思路和物理规律所揭示的内涵作为重点，从而培养学生的理性思维、分析和解决问题的能力。（3）作为一门自然学科，物理学并不只包含枯燥的理论公式，物理学同样蕴含着丰富的人文哲学思想、社会伦理、美学和爱国情怀。通过讲述科学家的传记故事、物理学与社会和自然的关系，给学生传输物理学中的人文思想。

2 物理通识课教学内容框架和设计

按照物理学涉及的研究领域，物理通识课的教学内容可分为以下6个主题：经典力学、热动力学、光学与电磁辐射学、电学与磁学、原子与分子物理学、粒子与宇宙。每个主题都是一个独立的物理学研究分支，其教学内容包括对物理学规律深入浅出的讲解，实例介绍物理学原理在生活中的广泛应用，物理学前沿问题介绍，揭示科学研究方法及其中蕴含的科学和人文精神。

物理规律的讲解要力求通俗易懂和深入浅出。例如，用“水会沿着高度梯度自发的由上而下流动”这个自然常识作类比，会让学生易于掌握电势差的概念以及和电流的关系。根据课堂教学实践，一般通过分析生活中常见的自然现象所形成的原因，来解析其蕴含的物理规律，往往会收获到良好的教学效果。例如，通过对一些著名的光学现象的解释（例如海市蜃楼、色彩的视觉显示、彩虹的形成等）来介绍光学原理（光的折射定律、反射定律、光的波长与色彩的关系等）。水存在一些特殊现象，比如有万能溶剂之称的水为何不能溶解所有物质，水为何可以抵抗重力的影响沿着毛细管向上爬，为什么4摄氏度时水的密度最大，通过分析和解释这些现象来介绍极性分子的概念和性质。这样不但可以使学生易于接受和理解这些知识而且也会激发他们的学习兴趣。

介绍物理学原理在生活中的应用实例，可以培养学生的理性思维和科学实践能力。物理作为一门实用性非常强的学科，在工农业和日常生活中的应用不胜枚举。例如，牛顿第三定律在火箭推进技术中的应用，万有引力定律在卫星发射和选择其运行轨道中的应用，角动量守恒在来复枪子弹直线射击中的应用，无线电波在通讯和射电天文学中的使用，红外线在生物、医学和天文学中的应用，原子能在原子弹、核能反应堆和放射诊疗等中的应用等。通过对这些实例的介绍和分析，可以培养学生的实践能力和创新思维，使学生深切体会到，物理学规律并非高深莫测和难以企及，物理规律的应用其实在我们的生产和生活中随处可见。

通过对物理学前沿问题介绍有利于激发学生对自然学科的兴趣，提高科学素养。物理学前沿涉及的研究课题非常广泛，研究内容多而新，并且有多学科交叉的特点。在有限的教学时间内难以面面俱到。所以在教学中选择前沿研究的重点和热点进行介绍。例如暗物质的探寻、黑洞的研究、正反物质的不对称性探索、微观世界与宇宙的统一等。物理与其它学科交叉的前沿问题介绍，可以打开学生的思路，启迪思维。

通过对一些物理重大发现的历史背景介绍，来揭示物理学家的科学思想和研究方法。例如爱因斯坦提出相对论基本假设的历史背景介绍，普朗克为了解释黑体辐射第一次提出量子假说的背景介绍等著名的物理历史事件。对一些著名科学家尤其对我国和华裔物理学家做出贡献的介绍，可以培养学生的爱国主义情操。例如我国的科学泰斗钱学森，为了报效祖国，毅然决然放弃国外优越的生活条件，怀着满腔的报国热情、历经艰难险阻才得以回国;居里夫人为纪念自己灭亡的国家，而将自己新发现的元素命名为“钋”。

3 物理通识课教学方法改革

物理类通识课面向的学生大部分为文科背景，如果依旧采用传统的专业课教学模式：老师对知识点详细深入的讲解和推导，学生紧跟老师思路被动接收知识即可，是很难提起学生的学习兴趣。这门课程要达到良好的教学效果，一方面需要培养学生的学习兴趣;另一方面需要在教学中调动学生的学习积极性并引导学生主动学习。为了提起学生的学习兴趣，课堂内容的讲解要生动有趣、故事性强。例如，以“水”为例讲解“极性分子”的性质，从与水有关的现象展开：（1）作为万能溶剂“水”，可以溶解一些坚硬的固体，为什么不能溶解在泳池游泳的人;（2）常用真空泵抽水所達高度最高位10米，那么高度100米以上的杉树，怎样将水分从根部运送到树冠;（3）昆虫为何在水面可以行走。在实际教学中，这种教学方式很能吸引学生的听课注意力和提高他们对该课程的兴趣。

为了调动学生的学习积极性和自主性，在教学中我们尝试采用“导学式”教学模式：老师首先给学生介绍所学内容的框架，并推荐参考文献和参考书。然后设置具有导向性的问题引导学生通过查阅资料主动学习，最后在课堂就提出的问题展开讨论并鼓励学生表达自己的独到见解。这种教学方式不但教学效率高，又能培养学生自主学习的能力、以及用科学的态度思考、分析和解决问题的能力。

4 结束语

通识教育是本科教育未来发展的趋势，为了体现通识教育以人为本的理念，物理通识课的教学不仅仅普及物理科学知识，而要将学生培养为知识、能力和素质协调发展的高素质人才。为了实现这一教学目标，物理通识课的教学内容和教学方式需要不断的探索与革新。

【参考文献】

[1]李莉莎，贺庆丽，姚和宝.物理通识教育的思考与探索[J].高等理科教育，2010（5）：107-109.

[2]周运志.通识教育理念指导下的大学物理教育[J].大众文艺，2010（8）：250-250.

[3]邵晓强.浅析新加坡国立大学物理系通识课种类[J].当代教育实践与教学研究，2018（2）.

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