本文關(guān)鍵詞：蒸煮工藝和化學(xué)成分對(duì)米飯應(yīng)力松弛特性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

在卓越工程師計(jì)劃中大學(xué)物理應(yīng)力如何與專業(yè)相結(jié)合的研究 【摘 要】卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃中提出基礎(chǔ)課程要與專業(yè)相結(jié)合的辦法培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和邏輯思維能力，同時(shí)應(yīng)用型本科大學(xué)物理教學(xué)改革的重點(diǎn)之一是改革教學(xué)理念，優(yōu)化、調(diào)整教學(xué)體系和內(nèi)容.因此我們應(yīng)敢于建立創(chuàng)新的教育觀念，科學(xué)合理地選擇教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)注重與學(xué)生專業(yè)相結(jié)合培養(yǎng)出高質(zhì)量的工程技術(shù)創(chuàng)新型人才。
【關(guān)鍵詞】卓越工程師計(jì)劃；大學(xué)物理；應(yīng)力；教學(xué)改革
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，其重要特點(diǎn)之一是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。而作為當(dāng)代高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)與源泉的物理學(xué)不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)科技知識(shí)的基礎(chǔ)課，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要渠道[1]。我校積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召開展“卓越工程師計(jì)劃”，提出在為同學(xué)們講解相關(guān)物理知識(shí)時(shí)要與學(xué)生專業(yè)有機(jī)結(jié)合的策略。我們緊跟時(shí)代步伐和適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的要求，提出在保證學(xué)生們學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，打破現(xiàn)有物理學(xué)科傳統(tǒng)課程教學(xué)體系，引入新內(nèi)容，結(jié)合相關(guān)專業(yè)，給學(xué)生們未來(lái)的發(fā)展和創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)的相關(guān)基礎(chǔ)的實(shí)施方案[2]。
近年來(lái)，隨著材料科學(xué)，生命科學(xué)，微電子技術(shù)等新興學(xué)科的迅速發(fā)展，不少高校的大學(xué)物理課程教學(xué)緊跟時(shí)代的步伐，，在內(nèi)容和模式上進(jìn)行了大量的改革和探索。大家力求在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)減少經(jīng)典，增加現(xiàn)代物理的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生們掌握的物理知識(shí)能夠與時(shí)代的發(fā)展同步，如同濟(jì)大學(xué)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等大學(xué)在這方面已經(jīng)做出了很多工作。
我們結(jié)合本校實(shí)際情況，在講解大學(xué)物理內(nèi)容如作用力與反作用力，彈性力和波的形成時(shí)引入了應(yīng)力方面的內(nèi)容，目的是使學(xué)生體會(huì)到本課程與專業(yè)之間的依托關(guān)系，從而能夠找到物理課程在其專業(yè)領(lǐng)域中的位置，這樣的特色教學(xué)不僅可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，起到事半功倍的效果，還能使學(xué)生們的思維更加開闊，在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中創(chuàng)新性地解決涉及應(yīng)力的各類問(wèn)題提供知識(shí)儲(chǔ)備和基礎(chǔ)。
物理學(xué)是整個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的帶頭學(xué)科，物理教育在高等教育中具有極其重要的地位，特別是在工科專業(yè)教學(xué)中尤其重要。然而現(xiàn)階段大多數(shù)高校針對(duì)不同的專業(yè)采用統(tǒng)一的教材、統(tǒng)一的學(xué)時(shí)、統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容，其中部分內(nèi)容涉及應(yīng)力問(wèn)題，但都是一筆帶過(guò)，并未做深入的探討。事實(shí)上，應(yīng)力普遍存在于普遍存在于光學(xué)薄膜與器件，半導(dǎo)體器件，新型材料，化工工藝，機(jī)械制造，土木建筑，地質(zhì)等多個(gè)領(lǐng)域，是多個(gè)學(xué)科的重要內(nèi)容之一，但我們以前未給予相應(yīng)的重視[3，4]。隨著大學(xué)物理被列入我�！白吭焦こ處熡�(jì)劃”的重要基礎(chǔ)課程，我們必須更多地關(guān)注應(yīng)力在“卓越工程師計(jì)劃”專業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展前沿，以此來(lái)拓寬學(xué)生們的知識(shí)面，為學(xué)生們?cè)诠こ虒?shí)踐中創(chuàng)新性解決應(yīng)力的相關(guān)問(wèn)題提供條件。
一、應(yīng)力在不同專業(yè)中的應(yīng)用
應(yīng)力簡(jiǎn)介：應(yīng)力的定義為材料受外力后，單位面積上所承受的附加力。實(shí)際上該定義在不同領(lǐng)域有著不同的用途和形式。例如薄膜應(yīng)力按照應(yīng)力在作用方向上有張應(yīng)力和壓應(yīng)力之分。薄膜中的應(yīng)力按形成機(jī)理的不同，可以分為熱應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力。薄膜中的總應(yīng)力是內(nèi)應(yīng)力與熱應(yīng)力之和。若薄膜與基片的熱膨脹系數(shù)不同，成膜時(shí)基片的溫度又不同于應(yīng)力測(cè)量時(shí)的溫度，就會(huì)山此產(chǎn)生熱應(yīng)變，從而導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生。另外成膜過(guò)程中，由于基片溫度的不均勻分布會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力[5，6]。
食品科學(xué)與工程領(lǐng)域：隨著生活水平的口益提高和消費(fèi)傾向的變化，人們對(duì)食品及原料品質(zhì)的關(guān)注不再僅僅是營(yíng)養(yǎng)成分和衛(wèi)生狀況，對(duì)其物理性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特征也提出了更高的要求。食品的結(jié)構(gòu)破壞是它的內(nèi)部相鄰部分之間連接結(jié)構(gòu)的破裂，其破壞是宏觀可見的，破壞程度取決于食品的組織構(gòu)造和外力特點(diǎn)，食品工作者應(yīng)該了解食品材料的應(yīng)力、應(yīng)變、變形、斷型機(jī)理等性質(zhì)，這不僅對(duì)制備食物有很大幫助還能有助于我們將食物做得更可口宜人。在小變形實(shí)驗(yàn)（應(yīng)力松弛）中是在不破壞食品樣品的情況下，使食物瞬時(shí)加載應(yīng)力造成非破壞性變形，通過(guò)這一變形的恢復(fù)過(guò)程來(lái)把握其內(nèi)部應(yīng)力變化的歷程，其解析結(jié)果在食品原料質(zhì)構(gòu)分析中起到非常重要的作用。我們可以測(cè)定部分食物的的應(yīng)力松弛曲線，并分析食物的主要化學(xué)成分，研究米飯的應(yīng)力松弛參數(shù)與化學(xué)成分的關(guān)系，為食物蒸煮工藝的優(yōu)化和新型炊具的開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[7，8]。
機(jī)械加工領(lǐng)域：機(jī)械加工中工作由于經(jīng)常受到切削力和切削熱的作用，其表面層力學(xué)性能將產(chǎn)生很大的變化，對(duì)基體材料性能的造成了很大差異，這些差異主要表現(xiàn)表在層的金相組織和硬度的變化及表面層出現(xiàn)的殘余應(yīng)力。而結(jié)構(gòu)件的焊接殘留應(yīng)力、塑性加工所形成的殘留應(yīng)力、材料熱處理所產(chǎn)生相變態(tài)殘留應(yīng)力、多重批覆層材料接口牽引的應(yīng)力場(chǎng)均有殘余應(yīng)力的存在。殘余應(yīng)力的存在對(duì)于工程材料的運(yùn)用性有很大的影響，對(duì)于材料的使用壽命、安全設(shè)計(jì)上的考慮、以及機(jī)械與物理性質(zhì)的變化，時(shí)常扮演關(guān)鍵性的角色[9]。
建筑工程領(lǐng)域：混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，是研究鋼筋混凝土強(qiáng)度、裂縫和變形理論的重要依據(jù)之一。一些復(fù)雜的重大鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如反應(yīng)堆壓力容器、水壩、海洋工程等結(jié)構(gòu)中，混凝土處于明顯的應(yīng)力狀態(tài)。其承受的應(yīng)力可能是壓或拉應(yīng)力的不同組合。研究混凝土在應(yīng)下的強(qiáng)度變化規(guī)律和準(zhǔn)則，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)、安全運(yùn)行和節(jié)省建筑材料有著重大意義[10]。
電子科學(xué)與技術(shù)，電子信息工程，集成電路和半導(dǎo)體器件領(lǐng)域：為了使集成電路技術(shù)能延續(xù)摩爾定律所揭示的發(fā)展速度，通過(guò)工藝、材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究半導(dǎo)體納米器件中應(yīng)力、應(yīng)變的控制有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值，例如，通過(guò)在溝道中引入適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力和張應(yīng)力能分別提高PMOS的空穴遷移率和NMOS的電子遷移率。典型的PMOS應(yīng)變硅器件可通過(guò)外延SiGe源漏引入溝道壓應(yīng)力，利用源漏和溝道的晶格常數(shù)失配控制應(yīng)變大小，進(jìn)而改善空穴遷移率；而對(duì)于NMOS應(yīng)變硅器件則可通過(guò)淀積SiN薄膜引入溝道張應(yīng)力，利用SiN薄膜的高本征應(yīng)力控制應(yīng)變大小，進(jìn)而改善電子遷移率[11]。二、物理中深入講解應(yīng)力與專業(yè)結(jié)合的必要性
1.由應(yīng)力本身的重要性決定
應(yīng)力的研究有強(qiáng)烈的社會(huì)需求背景和廣闊的發(fā)展?jié)摿Γ瑧?yīng)力在薄膜光學(xué)，金屬制造，食品加工，工程機(jī)械，建筑力學(xué)，電子科學(xué)與技術(shù)，電子信息工程，集成電路和半導(dǎo)體器件，新材料，醫(yī)學(xué)和地質(zhì)學(xué)中均有不同程度的運(yùn)用[12-17]。例如在在光學(xué)薄膜的制備過(guò)程中由于品格失配、熱膨脹系數(shù)失配、薄膜在沉積過(guò)程中分子之間的相互作用以及薄膜內(nèi)部存在著各種宏觀缺陷，從而使薄膜基板系統(tǒng)中存在著應(yīng)力，研究光學(xué)薄膜的應(yīng)力行為，控制薄膜應(yīng)力對(duì)提高光學(xué)薄膜的性能就具有有重要意義。在一定條件下控制應(yīng)力使機(jī)械零件殘余應(yīng)力合理分布，可以提高零件的機(jī)械性能和使用壽命，將其變害為利。研究機(jī)械工程領(lǐng)域鋼在熱處理過(guò)程中應(yīng)力的分布和變化規(guī)律，使之合理分布對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。
2.有助于掌握物理知識(shí)和領(lǐng)會(huì)物理精髓
應(yīng)力研究涉及物理、機(jī)械、地質(zhì)、電子、化學(xué)、材料、地質(zhì)和計(jì)算機(jī)模擬等多個(gè)等領(lǐng)域，綜合性較強(qiáng)。而且目前包括我國(guó)在內(nèi)的各領(lǐng)域均已取得一定的成果。
了解和學(xué)習(xí)應(yīng)力研究成果、不僅有助于學(xué)生聯(lián)系基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，還有助于豐富學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)習(xí)和科研的熱情。如通過(guò)介紹應(yīng)力研究涉及到的科學(xué)儀器如牛頓環(huán)測(cè)試裝置，XRD衍射儀，拉曼衍射儀，CCD測(cè)試與計(jì)算，超聲波測(cè)試儀，原子磁性共振儀等儀器[18]，這樣可以讓學(xué)生了解當(dāng)前的一些先進(jìn)儀器的原理和使用方法，更能讓學(xué)生知道曾學(xué)習(xí)過(guò)的光學(xué)顯微鏡等儀器的適用范圍和缺點(diǎn)，還能讓學(xué)生知道科學(xué)研究是一個(gè)探討的、不斷發(fā)展的過(guò)程，任何知識(shí)都有自己的適用范圍，都需要不斷改進(jìn)和升華。
3.有助于培養(yǎng)創(chuàng)造性思維
大學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力來(lái)源較多，如適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要、對(duì)知識(shí)的渴求、對(duì)未知科技領(lǐng)域好奇等。目前大學(xué)物理教材雖然已經(jīng)改版上百次，取得一些成果，但是其內(nèi)容并未得到根本的、有效的改革。陳舊、重復(fù)知識(shí)較多，復(fù)雜數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多，無(wú)助于學(xué)生今后發(fā)展的知識(shí)較多。相反，用、新、趣的知識(shí)（如：應(yīng)力研究）內(nèi)容較少而使學(xué)生失去興趣和動(dòng)力。事實(shí)上，應(yīng)力的研究雖然在近50年發(fā)展的極為迅速，并已取得極為豐富的成果，但仍處于研究的初始階段，還有許多領(lǐng)域未曾研究透徹，如多層膜、合金膜、顆粒膜等等，關(guān)于應(yīng)力研究的實(shí)用化和理論認(rèn)識(shí)還沒(méi)有取得最終突破，還有很多工作需要開展。因此對(duì)應(yīng)力的學(xué)習(xí)和對(duì)其研究動(dòng)態(tài)的了解不僅有助于學(xué)生對(duì)面前的科研任務(wù)艱巨性的認(rèn)識(shí)，也有助于學(xué)生積極探索、開放思路、自我形成創(chuàng)造性思維。
三、開展大學(xué)物理應(yīng)力及其專業(yè)相結(jié)合的對(duì)策
1.提高教師科研素質(zhì)
應(yīng)力涉及領(lǐng)域具有全、新、深的特點(diǎn)。教師只有具備較高科研素質(zhì)和濃厚興趣，才能了解和熟悉應(yīng)力及其研究動(dòng)態(tài)，從而對(duì)其進(jìn)行深人探討，才能將應(yīng)力和現(xiàn)有大學(xué)物理教材有機(jī)結(jié)合，形成統(tǒng)一體系。然而由于各種原因，物理教師專業(yè)和興趣參差不齊，因此只有提高教師的科研素質(zhì)，才能應(yīng)對(duì)教育和科技發(fā)展的新形式。
2.將大綱和學(xué)生的實(shí)際情況有機(jī)結(jié)合
目前工科大學(xué)物理教材經(jīng)過(guò)多年的改革已取得了不少成就，不僅具有體系完整、層次分明、概念清晰、邏輯性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，還補(bǔ)充了一些當(dāng)前物理學(xué)發(fā)展的新成就。如趙近芳等編的《大學(xué)物理學(xué)》（北京郵電大學(xué)出版社，2003）大量壓縮了原有大學(xué)物理內(nèi)容，對(duì)之進(jìn)行了調(diào)整，并在最后一章補(bǔ)充了新技術(shù)的物理基礎(chǔ)。但遺憾的是，當(dāng)前教材對(duì)新技術(shù)，尤其是應(yīng)力的補(bǔ)充太少，導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容仍有舊、難等感覺(jué)，難以從物理學(xué)角度激發(fā)學(xué)生的現(xiàn)代意識(shí)和創(chuàng)造熱情，難以培養(yǎng)適應(yīng)科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的科技人才。因此，應(yīng)將現(xiàn)有大學(xué)物理教材的優(yōu)點(diǎn)與新技術(shù)，尤其是應(yīng)力等有機(jī)結(jié)合。
另外，物理教師還應(yīng)與專業(yè)教師進(jìn)行深入、廣泛交流，將物理基礎(chǔ)與具體專業(yè)有機(jī)地結(jié)合，才能制定適合學(xué)生實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)習(xí)成為邏輯的、連續(xù)的有連續(xù)的有機(jī)過(guò)程，才能培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、科技學(xué)習(xí)興趣濃的適應(yīng)21世紀(jì)的大學(xué)生。
3.組織必要的小專題會(huì)議
由于近年來(lái)，各工科院校不同層次地壓縮大學(xué)物理學(xué)時(shí)，尤其是個(gè)別專業(yè)已被壓縮到不足60學(xué)時(shí)，導(dǎo)致在有限的課堂學(xué)時(shí)內(nèi)既要完成基礎(chǔ)內(nèi)容和方法的介紹，又要補(bǔ)充對(duì)學(xué)生有用、有趣的新技術(shù)知識(shí)，其難度非同一般。因此可根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，選擇合適課題組織一些專題專門小會(huì)議以拓寬學(xué)生在某領(lǐng)域的必要知識(shí)。通過(guò)專題介紹，既可讓學(xué)生及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域動(dòng)態(tài)，豐富學(xué)生知識(shí)面，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的必要性，又可激發(fā)學(xué)生探索新科技的積極性和探索未知領(lǐng)域的熱情。
4.吸引學(xué)生參加應(yīng)力前沿小課題
單純的知識(shí)介紹雖可以讓學(xué)生更快掌握知識(shí)，但學(xué)生是在被動(dòng)學(xué)習(xí)。只有讓學(xué)生親身體驗(yàn)，才能培養(yǎng)主觀能動(dòng)性。由于目前條件限制，少有學(xué)生直接使用應(yīng)力方面的研究實(shí)驗(yàn)和設(shè)備，因此讓學(xué)生參與老師的課題或讓學(xué)生設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的應(yīng)力方面的小課題，有助于學(xué)生了解科學(xué)研究并非學(xué)習(xí)那樣一帆風(fēng)順，目前還存在很多需要探索的領(lǐng)域。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
工科大學(xué)物理在素質(zhì)教育中的地位和作用決定了大學(xué)物理改革的必要性。盡管多年來(lái)，物理改革從減學(xué)時(shí)到變內(nèi)容，從教研室與實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)立到物理應(yīng)用研究室的成立等作了較多的嘗試和改革，然而離真正意義上的素質(zhì)教育還有很大距離。怎樣找到大學(xué)物理教學(xué)在卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的準(zhǔn)確定位，又能與學(xué)生們的專業(yè)相結(jié)合（如在不同專業(yè)的教學(xué)中引入應(yīng)力內(nèi)容），還能夠大量舍去陳舊、無(wú)效、累贅、重復(fù)、僵化的知識(shí)而補(bǔ)充能開闊學(xué)生視野、豐富知識(shí)面、有助于創(chuàng)新性培養(yǎng)的教學(xué)體系是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，需要教育同行的不懈努力。
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本文系2012年南陽(yáng)理工學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目：基于卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃下的大學(xué)物理教學(xué)改革與創(chuàng)新研究（基金編號(hào)：087122）。
作者簡(jiǎn)介：王生釗（1980—），男，河南南陽(yáng)人，博士，現(xiàn)供職于南陽(yáng)理工學(xué)電子與電氣工程學(xué)院，研究方向：光電薄膜及其應(yīng)力研究。 與專業(yè)相結(jié)合的大學(xué)物理教學(xué)探索 摘要 從當(dāng)今大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā),分析大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程難以有機(jī)結(jié)合的原因,提出加強(qiáng)專業(yè)思想教育、精選教材和開展專題研究、制訂不同的授課計(jì)劃、合理決定教學(xué)側(cè)重點(diǎn)4種措施,使大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程緊密結(jié)合。
關(guān)鍵詞 大學(xué)物理;教學(xué);基礎(chǔ)課;專業(yè)課
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2010)12-0042-02
Questing for Combining Speciality with College Physics Teaching//Chen Li, Chen Qiaoling
Abstract Basic on the present college physics teaching condition, the paper analyses the cause of difficulty combining college physics teaching with professional course, brings forward four measures of intensifying speciality virtue education, choosing exquisitely textbook and carrying out research project, drawing up different teaching plans, deciding reasonably teaching focus, to make combining college physics teaching with professional course closely.
Key words college physics; teaching; basic course; specialized course
Author’s address Department of Mathematics and Physics, Fujian Engineering University, Fuzhou, China 350007
1 前言
大學(xué)物理作為工科高校主要公共基礎(chǔ)課之一,內(nèi)含豐富的物理學(xué)以及人類認(rèn)識(shí)自然的思想精華,它可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、工程實(shí)踐能力、實(shí)踐動(dòng)手能力。因此,大學(xué)物理在整個(gè)知識(shí)體系中有著極其重要的地位,物理學(xué)教學(xué)的實(shí)施直接影響教學(xué)效果,對(duì)構(gòu)建大學(xué)生的素質(zhì)平臺(tái)舉足輕重。但在實(shí)際的大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中,由于大學(xué)物理的一些知識(shí)點(diǎn)理論性強(qiáng),實(shí)驗(yàn)操作比較困難,與專業(yè)課程難以有機(jī)結(jié)合,因此,如何既保證物理學(xué)本身的系統(tǒng)性、全面性,又緊密而有效地與專業(yè)的特點(diǎn)相結(jié)合,與當(dāng)代物理學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及專業(yè)發(fā)展的方向相結(jié)合,已是現(xiàn)代高等教育中必須考慮的問(wèn)題[1-3]。通過(guò)大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程的結(jié)合,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,全面提升學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ),為以后的專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。故探討大學(xué)物理教學(xué)與專業(yè)課程的結(jié)合具有積極的意義。
2 與專業(yè)課程難以有機(jī)結(jié)合的原因分析
當(dāng)前福建工程學(xué)院給排水工程、土木工程、電子工程、計(jì)算機(jī)、機(jī)電工程等專業(yè)都開設(shè)了大學(xué)物理課程,在大學(xué)物理教學(xué)中存在以下現(xiàn)狀。
2.1 重要性認(rèn)識(shí)不夠,缺乏專業(yè)思想
很多學(xué)生在學(xué)大學(xué)物理時(shí),時(shí)常會(huì)發(fā)出一些抱怨:“學(xué)習(xí)大學(xué)物理有什么用?以后的專業(yè)和工作與大學(xué)物理所學(xué)知識(shí)沒(méi)有多大的聯(lián)系!”[4]學(xué)生對(duì)重要性認(rèn)識(shí)不夠,缺乏專業(yè)思想,造成部分學(xué)生厭學(xué),上課不專心,課后不復(fù)習(xí),作業(yè)不認(rèn)真。學(xué)生理解不了大學(xué)物理的重要性,不能引起應(yīng)有的重視,甚至有些學(xué)生以獲得學(xué)分為目的,提升不了學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效果不明顯,從而影響后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的學(xué)習(xí),影響全面發(fā)展。
2.2 缺乏與專業(yè)相適應(yīng)的教材當(dāng)前,大學(xué)物理課程仍然沿用幾十年前的教學(xué)體系,由力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及近代物理的少數(shù)部分內(nèi)容組成[5]。經(jīng)典物理和現(xiàn)代物理的比例懸殊,現(xiàn)代物理技術(shù)和物理前沿內(nèi)容涉及很少,缺乏理論知識(shí)的應(yīng)用,特別缺乏與專業(yè)相配套的應(yīng)用內(nèi)容,缺乏與各專業(yè)相適應(yīng)的教材,已難以適應(yīng)高校工科不同專業(yè)對(duì)培養(yǎng)高科技人才的需求。
2.3 教學(xué)內(nèi)容無(wú)側(cè)重大學(xué)物理是工科專業(yè)必修的公共基礎(chǔ)課程,由于承擔(dān)大學(xué)物理課程的教師一般是從師范大學(xué)物理類專業(yè)畢業(yè),缺乏對(duì)各專業(yè)知識(shí)的了解。因此,大學(xué)物理教學(xué)中,對(duì)每個(gè)專業(yè)的學(xué)生統(tǒng)一采用相同的授課計(jì)劃、相同的授課內(nèi)容、相同的授課重點(diǎn),且授課教師在教學(xué)內(nèi)容取材和設(shè)計(jì)上,偏重于理論知識(shí)和理想化條件下的討論,造成理論與實(shí)際的脫節(jié)。
3 解決措施
3.1 加強(qiáng)專業(yè)思想教育大學(xué)物理是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)到的第一門課程,即大一學(xué)大學(xué)物理。此時(shí),他們對(duì)自己的專業(yè)還不了解,因此,應(yīng)要求在開學(xué)初對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)思想教育,讓學(xué)生了解自己所學(xué)專業(yè)是做什么的,涉及的內(nèi)容有哪些,激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的興趣,使學(xué)生有牢固的專業(yè)思想,才會(huì)有學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的積極性和思想動(dòng)力。
在大學(xué)物理教學(xué)時(shí),應(yīng)把物理教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合,潛移默化地進(jìn)行專業(yè)思想教育。如針對(duì)工民建專業(yè),可以把全站儀與物理課中無(wú)線電波、光的發(fā)射、接收等知識(shí)相結(jié)合;對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè),可以把光盤、磁盤的讀寫原理及鼠標(biāo)定位的工作原理與電磁學(xué)、光學(xué)的知識(shí)相結(jié)合;對(duì)電器專業(yè),可以把電磁灶等電器工作原理與電磁感應(yīng)、渦電流等知識(shí)相結(jié)合。這樣加強(qiáng)前后知識(shí)的聯(lián)系,讓學(xué)生預(yù)先了解他們將要學(xué)習(xí)的有關(guān)專業(yè)內(nèi)容,使學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)物理與掌握專業(yè)知識(shí)的密切關(guān)系,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣,同時(shí)反過(guò)來(lái)為學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課打下基礎(chǔ)。
3.2 精選教材,開展專題研究針對(duì)缺乏與大學(xué)物理相適應(yīng)教材的問(wèn)題,首先可讓一些有專業(yè)功底、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)名師,結(jié)合物理教學(xué)編寫介紹物理與專業(yè)相適應(yīng)的專題教材,或先自編教材,在學(xué)生試用一段時(shí)間,經(jīng)過(guò)幾輪試用,再最終出版;其次,以專業(yè)中的物理問(wèn)題作為實(shí)例進(jìn)行分析,彌補(bǔ)教材不足,有利于拓展視野,拓寬知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,增強(qiáng)應(yīng)用物理知識(shí)解決專業(yè)問(wèn)題的意識(shí)和能力。
3.3 制訂不同的授課計(jì)劃不同專業(yè)若用同一個(gè)教學(xué)計(jì)劃,則使物理教學(xué)不能有的放矢,不能很好地為專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課服務(wù)。為此,在教學(xué)中必須根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)針對(duì)專業(yè)實(shí)際調(diào)整和充實(shí)內(nèi)容,刪減與專業(yè)聯(lián)系不緊的知識(shí),精選補(bǔ)充最基本、最必要、最實(shí)用的內(nèi)容,制訂不同的授課計(jì)劃[4,6-7]。對(duì)于各個(gè)專業(yè)要制訂不同的授課計(jì)劃,必須熟悉該專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃、該專業(yè)所學(xué)的全部課程。因此,根據(jù)該專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃找出與大學(xué)物理課相關(guān)聯(lián)的科目和課程內(nèi)容,有針對(duì)性地調(diào)整大學(xué)物理課對(duì)該專業(yè)的授課計(jì)劃,在保證基本的大學(xué)物理教學(xué)體系的情況下,根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行不同內(nèi)容的教學(xué)側(cè)重,為專業(yè)的后續(xù)課程做好必要的理論鋪墊。
3.4 合理決定教學(xué)側(cè)重點(diǎn)大學(xué)物理教學(xué)中,理工科專業(yè)在保持內(nèi)容體系基本完整的前提下,應(yīng)依據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)對(duì)物理學(xué)的各部分內(nèi)容有所側(cè)重和增減教學(xué)內(nèi)容[7-8]。如建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能與動(dòng)力工程等專業(yè)對(duì)力學(xué)、熱學(xué)知識(shí)的需求多一些,對(duì)這類專業(yè),就要加深力學(xué)、熱學(xué)部分的教學(xué)內(nèi)容。環(huán)境工程、食品工程、制藥工程等專業(yè)用的熱學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)更多一些,有必要加強(qiáng)這兩部分的教學(xué)。同時(shí)還要根據(jù)這幾個(gè)專業(yè)后繼課程的需要增加流體力學(xué)的內(nèi)容。電子工程專業(yè)用的電磁學(xué)、光學(xué)需求多一些,可加強(qiáng)這兩部分的教學(xué)。
大學(xué)物理存在內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的問(wèn)題,也應(yīng)根據(jù)專業(yè)實(shí)際情況,增減教學(xué)內(nèi)容。如對(duì)電子、電氣化專業(yè)減少熱學(xué)中部分內(nèi)容,增加熱敏、光敏傳感元件和收音機(jī)接收原理,并運(yùn)用帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的知識(shí)介紹示波器及電視顯像的工作原理。對(duì)機(jī)電、機(jī)制專業(yè)減少光學(xué)中部分內(nèi)容,增加熱學(xué)中熱處理知識(shí);結(jié)合帶電導(dǎo)體表面電荷分布規(guī)律及靜電屏蔽,增加儀器儀表的屏蔽等內(nèi)容[7-8]。通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容有所增減和側(cè)重,使學(xué)生覺(jué)得物理與自己的專業(yè)密切相關(guān),使物理教學(xué)及時(shí)滿足專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和專業(yè)技能的需要。
4 結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前,大學(xué)物理教學(xué)存在與專業(yè)課程難以有機(jī)結(jié)合的問(wèn)題,通過(guò)加強(qiáng)專業(yè)思想教育、精選教材和開展專題研究、制訂不同的授課計(jì)劃、合理決定教學(xué)側(cè)重點(diǎn),可以進(jìn)一步提升大學(xué)物理教學(xué)效果,使物理教學(xué)的計(jì)劃和內(nèi)容都能及時(shí)滿足專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課的教學(xué)需要,為專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)奠定實(shí)踐基礎(chǔ),及時(shí)有效地把物理知識(shí)深化并向相近專業(yè)知識(shí)遷移,從而達(dá)到物理教學(xué)為專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課教學(xué)服務(wù)的目的。但在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中存在授課教師的專業(yè)知識(shí)面不夠廣、學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)計(jì)劃安排沖突等問(wèn)題,但只要潛心研究,梳理教學(xué)主線和知識(shí)內(nèi)容的聯(lián)系,則大學(xué)物理與專業(yè)課程的結(jié)合性教學(xué)將會(huì)收得愈來(lái)愈好的成效。
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