導(dǎo)語：高校物理及實(shí)驗(yàn)課改綜述一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

普通物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本最普遍的規(guī)律，其中包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子和原子核內(nèi)的運(yùn)動(dòng)等等．它所研究的這些運(yùn)動(dòng)，普遍地存在于其他高級(jí)的、復(fù)雜的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式之中．普通物理學(xué)同時(shí)也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，研究物理學(xué)的方法實(shí)際上有兩種，實(shí)驗(yàn)觀察的方法和理論研究的方法，二者相輔相成，互相促進(jìn)，從而推動(dòng)整個(gè)物理學(xué)向前發(fā)展．因此，普通物理學(xué)所研究的規(guī)律具有極大的普遍性，可以說，物理學(xué)是除數(shù)學(xué)外一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是當(dāng)代工程技術(shù)的重大支柱．所以各工科院校，均把普通物理作為各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課．從學(xué)習(xí)物理學(xué)的角度來看，學(xué)生除了用抽象邏輯思維的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)外，還應(yīng)該注重用實(shí)驗(yàn)的方法來學(xué)習(xí)物理，兩者同等重要，不可偏廢．當(dāng)前，我們普通物理課的教學(xué)模式基本上是以教師、課堂、教材為中心，片面注重知識(shí)的傳承，而忽視探求和獲取知識(shí)能力的培養(yǎng)．2000年10月，一項(xiàng)改革本科工程類專業(yè)教育的國(guó)際項(xiàng)目CDIO（Conceive，Design，ImplementandOperate即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)作）正式啟動(dòng)．CDIO模式以產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng)從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，通過系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)知識(shí)、個(gè)人能力、職業(yè)能力和態(tài)度、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力，培養(yǎng)在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的能力等綜合素質(zhì)．普通物理作為一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，完全適用于在CDIO教學(xué)模式下進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生們通過普通物理的學(xué)習(xí)，達(dá)到上述CDIO所注重的各種能力的培養(yǎng)．為了使普通物理的教學(xué)真正起到培養(yǎng)學(xué)生CDIO所注重的能力的作用，必須對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革，設(shè)計(jì)基于CDIO的普通物理教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，建立符合國(guó)際工程教育共識(shí)的課程體系．我校從2010年開始，對(duì)電子信息專業(yè)2010級(jí)的兩個(gè)行政班進(jìn)行CDIO教學(xué)試點(diǎn)，在物理教學(xué)方面將普通物理與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整合為一門課即“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”，本文基于CDIO工程教育理念，對(duì)“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了以下幾方面的探討．

1傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)是由普通物理和物理實(shí)驗(yàn)兩門課組成，課程設(shè)計(jì)的初衷是讓學(xué)生通過理論研究和實(shí)驗(yàn)觀察的方法，抽象邏輯思維和直觀的方法來學(xué)習(xí)物理，二者相輔相成，互相促進(jìn)，兩者同等重要，不可偏廢．達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、動(dòng)手能力和觀察能力的目的．但現(xiàn)實(shí)情況是，盡管理論課與實(shí)驗(yàn)課的基本內(nèi)容保持大體一致，但由于是兩門課，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，理論與實(shí)驗(yàn)很難保持同步，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，理論課講的是力學(xué)內(nèi)容，物理實(shí)驗(yàn)課上做的是光學(xué)內(nèi)容，這樣學(xué)生很難用學(xué)到的理論知識(shí)去指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)以及通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和總結(jié)物理規(guī)律．學(xué)生在理論課上還是埋頭死記一些物理公式和定義，感到物理課非常抽象、枯燥、難以學(xué)懂，而在實(shí)驗(yàn)課上，由于對(duì)有關(guān)的物理理論大都已淡忘，有的甚至根本還沒學(xué)，因此只是按照規(guī)定的操作流程記錄一些數(shù)據(jù)來完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)過程中為什么這樣做，通過實(shí)驗(yàn)獲取什么、鍛煉什么、甚至實(shí)驗(yàn)的目的都不是很清楚．理論與實(shí)驗(yàn)起不到相輔相成，互相促進(jìn)的作用．

2理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中的問題，首先我們將普通物理與物理實(shí)驗(yàn)整合為一門課：“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”，使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)保持同步，教學(xué)過程中理論與實(shí)驗(yàn)穿插進(jìn)行．課堂上講解有關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的目的等，在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生體會(huì)和注意有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明哪些物理規(guī)律，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題和解決問題的能力．例如，在力學(xué)中，結(jié)合物體的受力分析我們要做“用拉脫法測(cè)液體的表面張力系數(shù)”實(shí)驗(yàn)，首先在課堂上講解液體的表面張力，實(shí)驗(yàn)的基本原理以及實(shí)驗(yàn)中有關(guān)圓環(huán)的受力情況，提請(qǐng)學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中，注意觀察表征液體表面張力大小的物理量是如何變化的．實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)表征力大小的電壓逐漸增加，到最大值后再減小，然后在某個(gè)值下突變．結(jié)合該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，首先讓學(xué)生們思考，液體的表面張力是最大值還是突變前瞬間的值，然后告訴學(xué)生對(duì)該問題現(xiàn)有兩種解釋，一是由于圓環(huán)不是水平的，造成液面部分脫落，所以應(yīng)該讀取最大值．另一是液面是突然破裂，由于環(huán)上的水逐漸滑落引起的力由最大值逐漸減小，然后讓學(xué)生給出自己的觀點(diǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論進(jìn)行證明，將有關(guān)內(nèi)容體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中．努力做到用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深對(duì)理論的理解．

3課程教學(xué)中貫穿CDIO理念

CDIO改革的三個(gè)總體目標(biāo)是要把學(xué)生培養(yǎng)成能夠掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行；理解技術(shù)的研究與發(fā)展對(duì)社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響．在課程教學(xué)中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)作CDIO的一個(gè)項(xiàng)目來進(jìn)行學(xué)習(xí)，做到在理論課堂上完成C（conceive思考），課下完成D（design設(shè)計(jì)），在實(shí)驗(yàn)室完成I（implement實(shí)施）和O（Operate運(yùn)行）．例如，在電磁學(xué)中結(jié)合霍爾效應(yīng)我們要做“霍爾效應(yīng)及霍爾元件基本參數(shù)的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)，首先在理論課上講解完霍爾效應(yīng)，讓學(xué)生們思考霍爾效應(yīng)有什么用？如何利用霍爾效應(yīng)測(cè)量有關(guān)的物理參數(shù)？布置課下作業(yè)讓學(xué)生設(shè)計(jì)霍爾元件基本參數(shù)的測(cè)量裝置，然后在實(shí)驗(yàn)室只對(duì)學(xué)生講解各個(gè)分立儀器設(shè)備的作用，整個(gè)實(shí)驗(yàn)如何操作，如何進(jìn)行由學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)去實(shí)施，整個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的結(jié)果體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中．這樣通過一個(gè)具體的普物實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)CDIO每一步所包含的內(nèi)容，使學(xué)生CDIO的能力得到不斷地鍛煉和提高．

4課程教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和表達(dá)能力

CDIO教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一是要培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和表達(dá)能力，教學(xué)過程中我們有意識(shí)地將一些思考題或項(xiàng)目以作業(yè)的形式讓學(xué)生以宿舍為單位，課下進(jìn)行充分的討論和論證，然后每個(gè)宿舍推舉一個(gè)同學(xué)在課堂上進(jìn)行表述．例如，在電磁學(xué)中，講解霍爾效應(yīng)和電磁感應(yīng)的內(nèi)容后，我們布置的項(xiàng)目是用什么物理原理去測(cè)量磁場(chǎng)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)了有關(guān)的物理知識(shí)，如何去用，如何根據(jù)相應(yīng)的物理原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，開始是很欠缺的，需要不斷引導(dǎo)和反復(fù)訓(xùn)練．通過宿舍內(nèi)同學(xué)之間的討論，同學(xué)們思考問題的不同方式，開闊了思路，增強(qiáng)同學(xué)之間團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，同時(shí)也鍛煉了表達(dá)能力．

5基于CDIO的教學(xué)模式改革

傳統(tǒng)的物理課側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，往往忽略了培養(yǎng)學(xué)生在領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行上的能力，這也是CDIO改革希望達(dá)到的目標(biāo)之一．傳統(tǒng)教學(xué)模式，重點(diǎn)放在被動(dòng)的信息傳遞上，而沒有放在讓學(xué)生更多地從事操作、運(yùn)用、分析和判斷概念上．加之課程概念抽象、公式繁雜，這樣的教學(xué)模式很難取得好的教學(xué)效果．傳統(tǒng)的普通物理實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例較大，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、企業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際的工程環(huán)境幾乎沒有聯(lián)系，這使得學(xué)生在本來最方便獲取工程經(jīng)驗(yàn)的環(huán)節(jié)反而收獲甚少．此外，更重要的是沒能將個(gè)人能力、職業(yè)能力、素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力等一系列綜合能力的培養(yǎng)融于課程中．CDIO改革的三個(gè)總體目標(biāo)是把學(xué)生培養(yǎng)成能夠掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行；理解技術(shù)的研究與發(fā)展對(duì)社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響．據(jù)此，“大學(xué)物理與實(shí)驗(yàn)”課程體系改革必須考慮一體化課程的構(gòu)建．制訂一體化課程計(jì)劃，首先向?qū)W生闡明該學(xué)科與其他學(xué)科知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與其他各種學(xué)科知識(shí)是相互支持的；其次在課程學(xué)習(xí)中，將個(gè)人的交流能力以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)建造能力的培養(yǎng)看作這個(gè)課程計(jì)劃不可分割的一部分．無論理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目的是希望學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)學(xué)到相應(yīng)的知識(shí)和具備一定的應(yīng)用能力．理論教學(xué)不應(yīng)該是簡(jiǎn)單枯燥的“填鴨”，而應(yīng)該是基于主動(dòng)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法的教與學(xué)．例如“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”課程中關(guān)于光的波動(dòng)性、光的波長(zhǎng)、光的干涉、衍射等光的特性的學(xué)習(xí)，學(xué)生很難根據(jù)公式來深刻理解．但是如果我們采用以下過程，學(xué)生一定會(huì)有領(lǐng)悟．課前準(zhǔn)備：教師提出與相應(yīng)概念有關(guān)的一個(gè)典型工程案例，學(xué)生查找相關(guān)概念的資料；課上教師講授，學(xué)生分組討論或辯論；課后實(shí)踐：也可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證有關(guān)概念，最后才是學(xué)生做課后計(jì)算作業(yè)．該過程就是一個(gè)主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，讓學(xué)生致力于對(duì)問題的思考和解決．這個(gè)認(rèn)知的過程不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，取得良好的學(xué)習(xí)效果，而且可以幫助學(xué)生培養(yǎng)批判性思維能力和養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)能力．教學(xué)過程中把教學(xué)的重點(diǎn)放在物理原理和物理知識(shí)的應(yīng)用上，簡(jiǎn)化有關(guān)物理原理和公式的推導(dǎo)，精心設(shè)計(jì)有關(guān)的題目或項(xiàng)目，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，強(qiáng)調(diào)在實(shí)際環(huán)境中制造產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)把所學(xué)到的理論知識(shí)和專業(yè)興趣聯(lián)系起來．例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)試方案，確定勻強(qiáng)磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)目作為課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)雖有相關(guān)內(nèi)容，但學(xué)生必須了解同樣是測(cè)量磁場(chǎng)，不同性質(zhì)的磁場(chǎng)，其測(cè)量方法是不同的，所用物理原理也不同，學(xué)生可以首先自主設(shè)計(jì)測(cè)試方案，以宿舍為單位進(jìn)行交流和論證，然后到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，最終上交書面報(bào)告．該報(bào)告并非只是測(cè)試結(jié)果，而是完整的方案解決報(bào)告．可以選擇項(xiàng)目成績(jī)好的學(xué)生制作PPT進(jìn)行全班的交流．逐漸培養(yǎng)個(gè)人工程推理和解決問題的能力、系統(tǒng)思維能力、創(chuàng)造性思維能力以及人際交流等等．

6結(jié)語

“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)效果對(duì)于電子信息專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)十分重要，本文基于CDIO工程教育模式，探討了該課程教學(xué)改革的幾個(gè)重要問題，希望對(duì)以后的教學(xué)實(shí)踐具有一定意義．文中有不當(dāng)之處懇請(qǐng)專家和同行指正，在今后的教學(xué)思考和實(shí)踐中進(jìn)一步完善．