关于大学物理前沿内容教学的一点探讨

关于大学物理前沿内容教学的一点探讨

摘要：大学物理前沿内容与现代科技、社会文明息息相关，其内容新、奇、广等特点使得教学难度相应增大。如果在教学过程中灵活合理处理教学内容，可有效提高教学效果。

关键词：物理前沿教学内容

大学物理包括经典物理和前沿物理两部分，在高校推广大学物理前沿内容教学，有利于培养大学生的物理思想、物理思维，激发对自然科学的兴趣，提高科学素养，是当代大学生素质教育不可或缺的一环。教学过程中可以将前沿内容穿插融入经典内容，也可以将前沿内容单独开设成专业选修课或作为通识选修课，在教学内容、教学模式、教学方法等方面均可灵活处理，具有极强的可操作性。

大学物理前沿内容涉及近现代物理学发展的许多重大前沿课题，具有涉及知识面广，内容多且新，与其他多学科相互交叉，综合性强等特点，教学过程中又常面临教学内容多，课时少等问题，教学难度大。因此，对教师也提出了更高的要求，需要具有丰富的知识储备以及较高的处理教材的能力。如果在教学过程中合理选择教学内容，适当调整教学难度，有利于培养学生的学习兴趣，提高教学效果。结合近年在大学物理前沿内容课程教学过程中的初步探索，本文就该课程教学内容的处理进行探讨。

1 渗入历史背景知识

哲学家休谟曾经说过：“历史不仅是知识中很有价值的一部分，而且还打开了通向其他许多部分的门径，并为许多科学领域提供了材料。”任何一门基础学科都经历了漫长曲折的发展历程，无数科学家为之付出了艰辛的汗水，物理学也不例外。回顾科学发展的历史，缅怀科学先驱的同时，也学习他们不畏艰险，勇于探索创新的科学精神。在科学发展的历史长河中，也可瞥见国家荣辱、民族兴衰，命运沉浮，激励莘莘学子发愤图强，为国争光。在大学物理前沿内容中渗透历史背景知识，有利于学生认识到大学物理前沿内容的重要性，提高学习动力。

在教学内容中渗透历史背景知识，要让学生了解近现代物理学与经典物理学的联系与区别，知道近现代物理学是在解决经典物理学无法突破的难题的基础上提出、发展起来的。同时，要让学生了解在发展近现代物理学的过程中，有的是毫无先例可以借鉴的，需要敏锐的科学眼光，一定的前瞻能力及大胆创新的能力，而这些也是当代大学生应有的科学素养。在教学内容中渗透历史背景知识，不能仅简单地对物理历史进行回顾，要在物理学前沿领域发展历史脉络中抓住物理思想和物理方法，这些才是推动物理学发展的关键所在。

2 增加实验教学内容

大学物理前沿内容涉及的很多重大前沿课题与实验技术和应用都有密切的关系，但由于课时压缩、资金短缺、缺乏配套实验器材等多种因素的限制，往往只设有理论教学，而缺乏实验教学内容，学生

仅停留在文字和图片上的认识，不利于激发学生的学习兴趣，达不到培养新世纪人才的要求。

近现代物理前沿课题研究往往需要大型昂贵的实验设施，且集中在著名的高校或研究机构，让普通高校购买或带学生进行实地参观、观测都不大现实，但有的利用一些相对简单的实验也可以进行模拟，如利用较低功率的激光器也可以让学生对激光的产生、性质、应用等作更直观的了解；有了液氮和少量的高温超导材料，就可以展示超导电性的独特魅力，也可进行超导磁悬浮原理演示实验。此外，也可以利用软件进行仿真实验。当然，这些需要相应课时的增加以及相关实验配套设施建设的跟进，否则也无法实施。

3 因“才”施教

大学物理前沿内容涉及范围广，知识新，与其他学科交叉融合，增加了学生学习本课程的难度，容易造成畏难情绪。在教学过程中，要考虑学生的物理基础和专业特点，针对不同专业对教学内容和难度作适当的调整，做到因“才”施教。

基于上述考虑，对物理学专业的学生，因具有较为扎实的物理学专业基础，可适当增加对前沿重大课题里涉及到的基本物理原理、物理专业知识的要求，开阔学生的物理学视野，给学生今后的学习与研究提供一个向导，激发学生对物理学，特别是对基础物理学和理论物理学的热情，树立专业信心，鼓励他们从事物理学教学与研究工作，

为发展中国和世界的物理学做出贡献。强调前沿物理知识的重要作用是我国新课改的理念之一[1]，近年来各地高考理综卷中也出现了一些与物理热门研究课题相关的考题[2]，此外新版高、初中物理教材增加了扩展的前沿物理内容，这就对中学物理教师对物理前沿内容的掌握提出了更高的要求。因此，在多数将来要从事中学物理教师职业的物理学专业学生中开展大学物理前沿内容教学时，可同时渗入新课改中的相关内容，介绍中学教材、中考及高考中常见的物理前沿内容，未雨绸缪，为学生将来从事中学物理教学奠定基础[3]。

对非物理学专业的学生也应区别对待，在理工科学生中开展大学物理前沿内容教学时，这些同学已具备了一定的物理基础知识，但不够深入透彻，可适当降低对前沿物理专业知识的要求，并需要结合各专业的特点，有针对性地对涉及课题有所偏重，这样可提高学生的学习兴趣和对自身专业的认识。比如对电子信息专业，可偏重于“半导体技术、超导电性、超声电子学等前沿课题对电子工业发展的影响”等内容的教学，而对其他一些内容作适当的删减。又如对环境科学专业，则可适当增加“空间环境科学、高温低温测量技术”等教学内容[4]。若是对文艺体类学生又需进一步降低对物理专业知识的要求，侧重介绍大学物理前沿内容涉及的人文历史背景，前沿物理在科学技术、文化娱乐、生产生活等方面的应用这些方面的知识，让学生认识物理学的重要性，增加学生的理科人文知识，提高学生的科学素养，培养大学生综合素质。

在近年来对各专业开设的大学物理前沿内容教学中，我们不断摸索、实践，在对教学内容的处理方面不断改进，总结出了些许经验并应用到了教学实践中，对提高学生学习兴趣和主动性，增强教学效果有一定的作用。此外，在教学中还应注意教学方式方法、教学手段等的灵活运用，让更多的学生了解物理，热爱物理，拓宽知识面，奠定综合性知识基础。

参考文献

[1]冯爽,李富强.新课改中前沿物理知识教学的问题与反思——郑州市中学前沿物理知识讲授现状调查研究[J].北京教育学院学报:自然科学版，2008，3(3):34-37.

[2]刘德成,于永建.高考物理与科技前沿相结合的试题新编[J].物理教学探讨,2007,10(25):24-27.

[3]郭有田.科技前沿知识在物理教学中的渗透[J].技术物理教学,2012,2(20):2-3.

[4]蔡枢,吴铭磊.大学物理（当代物理前沿专题部分）[M].北京：高等教育出版社,2004.