具有师范特色的非物理类专业基础物理教材建设研究

2022-10-17

物理学的基本概念和基本规律具有极大的普遍性, 它为自然科学、工程技术提供了理论基础和实验技术, 现已成为理工类各专业的重要基础课。它的思想和方法, 对自然科学研究和工程技术发展有指导作用, 也奠定了其基础内容在各个专业知识中的重要性。

由于各专业人才培养的社会需求不同, 所以在人才素质结构、知识结构和技能结构上也有不同要求, 这就使得高等学校基础物理课程的教材, 特别是理科非物理类专业基础课程的教材面临改革的迫切需要。虽然国家教委对教材改革进行了立项研究, 但是仍有很多教材并没有很好的适应时代的需求。近年来, 教育部牵头启动了一系列的高等教育教学改革工程, 旨在全面提高高等教育质量。如何结合自身实际, 有选择性的编写一部具有师范特色、适合非物理类各专业的通用基础物理教材是我们面临的重要问题。

1 现有基础物理教材存在的问题

1.1 教材内容基本没有改变

近代物理的基本概念没有得到应有的反映, 理科非物理类各专业一般不设置物理学的后继课程, 所以不仅要使经典物理学的基本内容与现代科学技术发展相适应, 还应增添近代物理学的重要基本内容。某些重要的物理现象与规律相对孤立, 并没有真正反映出现代物理对自然规律深刻的系统化的理解。

1.2 现有教材缺乏师范特色

现在的部分教材是大大扩充了范围和难度, 没有考虑扩招和精简学时的具体情况, 且教材的出版者大多是重点理科高校, 很少有适合于师范类高校特点的教材。现有教材中很少有注重学生科学素质、科学思维和科学普及的内容, 而这些正是师范类高校非物理专业基础物理关注的着力点。

1.3 内容笼统没有侧重点

现有的大部分教材内容较为笼统, 并没有实现内容的相对独立和有所侧重, 在使用过程中, 理科非物理专业的普通物理教材应适合于各种不同专业的使用, 在内容上除了要有所侧重外还要考虑与中学物理教学的衔接问题。但是这些在现有教材中却很少体现。

2 切合实际编写具有师范特色的非物理类专业基础物理教材

在基础物理教材编写方面, 我们已经积累了一些经验。在改革过程中适时更新, 使之与现代科技和师范院校的特点紧密结合, 与不同院系的人才培养要求结合, 从提高学生素质、科学思路、教学方法等方面着手进行改革。2006年, 我们在教学实践和调查研究的基础上, 对原教材进行了修订, 在修订过程中, 我们着重考虑以下几个方面。

2.1 注重教材内容的新颖性

从近代物理学的发展和要求出发, 将近代物理学发展的最新成果与物理学的基本原理有机结合起来。在内容叙述上力求简洁明确, 适当加入物理科学思想和物理科学方法的简介。同时, 在先介绍物理学基本知识的基础上, 使学生对物理学基本框架的建构有所了解后再学习具体的物理学内容。

2.2 继续保持教材的师范性

现有的教材中很多是直接给出公式运用, 但师范院校强调知识的系统性和完整性。在教材修订过程中我们注意结合师范性, 进一步发扬教材深入浅出和注重符合教学规律的优点, 注重教育方法、教育理念和教学手段的传授。在概念阐述上采用逐步展开和深化的办法, 分散了难点、增添了台阶, 使全书的内容结构上环环相扣, 形成了一个前后呼应的有机整体。同时适当增加一些有针对性的思考题, 注重知识传授过程中学生逻辑思维能力和创造性思维的养成。

2.3 考虑教材的专业适用性

有选择性地将部分内容独立, 为使用该教材的各院系提供一定的选择, 包括物理学科的精选内容以及各专业后续课程所需内容。如化学类各专业对热学部分的基础知识要求较多, 因此在化学类专业的普通物理课程中就适当增加热学部分知识的阐述;机械制造类专业则相应增加力学部分的内容;电子类专业的侧重点则在电学部分;数学类专业的侧重点则放在力学和电磁学方面。这样每个专业都能在这本教材中找到各自的侧重点, 学习时就可以有所侧重, 保证了与各专业的适切性。

2.4 适当增加物理学史的内容

注意增加部分物理学史的内容, 介绍他们的生平贡献与研究方法。一方面是向学生介绍必要的物理学史知识, 另一方面也希望学生能从这些科学家的开创精神、思维方法、治学态度以及思想境界方面获得教益。在教材内容上, 更注重科学思维的培养、科学内容的普及。

3 教材最大的特色与创新之处

3.1 结合中学内容和专业特点, 对教材内容适当增减

注重与中学物理的联系, 有选择地对教材内容进行增减。凡是中学大纲中已罗列的内容, 除讲述所需外, 一般不做简单重复。另外, 根据各专业的人才培养规格和后续课程学习需要, 有选择的对部分内容进行补充和删减, 更好地为各专业人才培养服务。

3.2 教学内容及时更新, 现代化特征明显

着重介绍现代物理学的观点使内容现代化, 如守恒定律与对称性, 相对论的时空观, 微观粒子的二象性与量子性等。如粒子理论、超导、等离子体、耗散结构理论等。介绍物理学的现代运用, 如等离子体发电、遂穿扫描显微镜等。这些内容作为阅读材料在教材中出现。这对于提高学生的物理学习兴趣, 扩大科学视野以及在各自的专业范围内开拓思维都有一定的帮助。

3.3 师范特征明显, 适合非物理类各理科专业使用

注重学生科学方法和科学思维的培养, 从物理学史中学到科学家的开创精神、思维方法、治学态度以及思想境界。学习过程中进一步发扬教材深入浅出和注重符合教学规律的优点, 注重学生教育方法、教育理念和教学手段的传授。在教学内容上有选择性地将部分内容独立, 为各院系的师生提供选择余地, 任何一个专业都能在这本教材中找到各自的侧重点。在学习时就可以相应的有所侧重, 在保证教材通用性的同时, 又保证了与各专业适切性。

4 结语

师范类院校非物理专业的各理工科专业的基础物理教材建设是提高教学质量的关键所在, 物理学的基础内容与各专业的结合点往往很多, 这就要求我们深入研究开设此课程的各专业人才培养规格, 在保证物理学基本内容的前提下, 有选择地渗透于教学内容之中, 为专业课的学习搭桥铺路。希望通过该教材的编写以及从事该课程教学的教师们共同努力, 一定能在师范类高校普通物理教学中开创一个新局面。

摘要：提出目前师范类院校中非物理类专业基础物理课程所使用的教材存在的问题, 介绍了具有师范特色非物理类各专业通用普通物理教材建设的一些经验, 对提高普通物理教材的适用性和非物理类各专业的普通物理教学水平提供一些参考意见。

关键词：基础物理,教材建设,师范性