大學物理波動光學總結大全11篇

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

大學物理課程是高等學校面向理工科專業學生開設的一門必修公共課程，隨著教育的發展，傳統的大學物理教學模式已經不能很好地適應時代的要求。為更好地服務應用型人才培養目標，江蘇科技大學蘇州理工學院對大學物理課程教學進行改革，實施模塊化教學。

在教學過程中，采取傳統的教學手段和多媒體教學且結合網絡課程網站輔助的教學方式，但由于物理內容知識點較多且多媒體教學信息量大，而一些本科大三學生數理基礎薄弱，使得學生要在較短的時間里掌握較多的大學物理知識很困難，在這種情況下，選擇一個方便快捷的平臺，實現與學生點對點、點對面的文字、圖片、語音、視頻等多種方式的交流對學生進行課后答疑輔導，就顯得非常重要。

1.傳統答疑方式的意義與不足

傳統的面對面的答疑方式有以下兩種：一是學生在課間與課后提問，由教師解答；二是學生課后作業，由教師批注，糾正學生的學習錯誤。這種面對面的答疑方式，可以增強師生之間的交流互動，使教師能夠充分了解學生的學習情況。然而，這兩種方式也存在不足。例如課間答疑時間太短，教師只能回答學生提出的某個具體問題，而不能對其進行全面解釋，不能滿足學生需要；課后答疑，通常采取定時定點安排教師進行答疑的方式，空間時間約束性太強，而學生由于有多種因素影響如學生較靦腆而沒有去問，效果一般。

2.手機微信答疑的可行性及實用性

隨著智能手機的普及，學生的上網方式發生了很大改變，即從機房、寢室等的電腦固定上網轉變為在校園隨時隨地使用智能手機、平板電腦上互聯網的多種模式。在眾多聊天軟件中，微信是最受學生喜愛的一種。微信具有支持視頻、圖片、文字、語音、群聊等特點，利用微信搭建師生交流的新平臺成為可能。同時，大學校園里的免費WiFi網絡、移動通信WiFi網絡等，基本實現了免費或低成本的手機互聯網，更是成為搭建微信平臺的一大有利因素。因此，筆者就自己所教班級建立了相應的大學物理微信群，使得答疑變得方便快捷，拓展了答疑時間空間。班級里大多數學生都加入該群，在群里可以非常方便地討論物理問題。此外，我們會在群里轉發一些現代物理前沿或物理在工程技術上的應用例子或與教學內容相關的物理學史，從而激發學生學習興趣。該平臺給師生互動帶來的及時性是其他答疑平臺（如課程網站）所不能比擬的。手機微信答疑方式方便、實用，作為教學輔導工具成效顯著。

3.微信答疑對課堂教學的反饋促進作用

通過微信平臺答疑，可以方便統計學生反映的個性與共性問題。通過所提出的個性問題的數量與質量，可以了解學生對教學內容的關注程度，理解思考程度、主動學習程度。對于消極、被動學習的學生，可以在課堂上多加引導，促進其主動學習。對于共性問題，則需要教師高度重視，它是教學的重點與難點，教師應充分準備所需資料后，再在課堂上進行集中講解，確保學生掌握該知識點，實現答疑對課堂教學的反饋促進作用，提高教學質量。比如對于簡諧振動中利用旋轉矢量法確定振動初相位知識點，有相當多的學生通過平臺反映，不明白如何運用該方法進行求解。而如果沒有掌握該方法，將不能很好地求解機械波的波動方程，不利于對機械波的物理意義的理解，進而影響后階段對波動光學內容的學習。通過該平臺的反饋，我們及時對該知識點進行重點講解，使得學生較好地掌握該方法，方便后續內容教學。

4.總結

在大學物理教學過程中，采用面對面的答疑和微信平臺答疑兩種方式，能有效地促進學生的學習，提高教學質量。當然，利用網絡信息技術搭建平臺進行答疑，除了微信，還可以采用其他方式。如以班級為單位建立QQ群、通過電子郵件答疑等?？傊?，答疑是課堂教學的有效補充工具。

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二、地方應用型本科院校大學物理教學改革措施

培養應用型人才既是現代社會經濟發展的必然需求，也是本科院校立足于教育市場的有效方法。大學物理是很多地方應用型本科院校的必修課程，這門課程可幫助學生打好扎實的專業基礎、提高學生的科學素養及創造性思維能力。［3－4］因此，地方應用型本科院校大學物理教學現存在的問題必須解決。第一，更新教學內容，實施“模塊組合”教學。教學內容是學生獲取知識的主要來源之一，不同教學內容的組合是激發學生學習興趣的一種手段。首先要更新教學內容，將最新的前沿成果融入教材當中，讓學生了解所學知識與實際生活的聯系，使其認識到大學物理在社會生活中所發揮的作用。如在講波動光學時可引入激光、光信息、光刻等方面的技術知識，聯系生活中常見的光盤記錄、激光防偽等技術，使學生感受到物理知識與實際生活有密切的聯系，對物理產生濃厚的興趣。此外，大學物理的課時有限且多為公共課，不同專業的學生對這門課程的需求也不盡相同，教師要恰當地選擇教學內容，將其模塊化，并科學、合理地進行組合，實施“模塊組合”教學。如將大學物理中相對獨立的質點力學、剛體力學、振動和波、熱學、電磁學、波動學列為縱向模塊，將近代物理及物理應用歸為橫向模塊，這樣可以根據課時安排或不同專業的培養目標組合各模塊，讓學生既能學到物理知識，又能提高邏輯分析能力及應用能力。第二，改善教學方式，聯系實際應用。傳統的教學方式難以觸及學生興趣點，導致課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。教師可以采用探究式教學法、實驗教學法、演示教學法等方式，活躍課堂氛圍，激發學生學習的積極性和主動性。如在講“紅限”時，因其概念抽象，教師可用演示實驗的方法，用不同強度的紅光照射于金屬鉀電極表面，都不會產生任何光電流，但用綠光進行照射卻有光電流出現。通過這個實驗，學生很容易就能理解“紅限”的概念。此外，為加強學生的實際應用能力，教師應將課堂教學與實際應用相聯系，激發學生興趣，引導學生將所學知識應用于實際生活當中。如在講“霍爾效應”時，可引入新聞“量子反常霍爾效應”，這樣不但增長了學生的課外知識，而且通過前沿問題的反應讓學生了解到大學物理在實際生活中的作用，使學生樂于深入探索物理知識。第三，提高教師職業素養，加強教師教學能力。教師在教學的過程當中起主導作用，教師的職業素養是影響整個課堂效果的主要原因之一，要想提高教學質量就必須提高教師的職業素養，加強教師的教學能力。為此，可讓教師進入專業的培訓中心進修，轉變教師的教育理念、改善其教學方式、端正其教學態度。另外，借助教研活動讓教師在授課之余了解最新的物理科技動態及科研成果，豐富教師的物理應用知識。鼓勵教師加強自身的創新能力，在實驗的過程中深入思考新問題，這樣才能為學生樹立榜樣，激發學生的創新熱情，培養學生的創新思維。第四，完善成績考核體系。成績考核是對學生學習成果的檢驗，成績考核的方式在一定程度上影響成績考核的結果。為全方位、客觀地考查學生的學習成績，教師可采取多元化的考核方式，根據實驗的不同層次采取不同的考核方式。如針對基礎實驗可采取實驗成績加筆試成績的考核方式，其中實驗成績包括預習成績、實驗過程中的表現及實驗總結報告三方面。通過考查學生的預習成績可提高學生學習的主動性;實驗過程中的表現考查學生的動手能力和綜合素質;實驗總結報告考查學生的數據分析及處理能力。另外，通過筆試成績可清楚地了解學生對理論知識、實驗原理、操作步驟的掌握程度。這種考核方式是改善了傳統的考核方式，全面體現了學生的綜合素質及能力。

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作者簡介：李玲（1980-），女，湖北荊州人，長江大學工程技術學院，講師。（湖北 荊州 430020）

基金項目：本文系長江大學工程技術學院教研基金項目（項目編號：JY201112）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0122-02

一、大學物理課程的意義

物理是自然科學的基礎性學科，它的知識體系和思維方法貫穿人們學習自然科學知識的始終，培養人的科學精神，陶冶人的科學思維，教會人應用科學方法解決具體問題。大學物理是工程技術學院（以下簡稱“我院”）相關系部許多專業課的理論基礎，但因有些學生認識不到這門課的重要性，經常在課程中期出現畏難厭學現象?，F通過改革課堂教學內容，提高學生對物理的學習興趣，以期提高教學質量。

物理學史上的許多名人軼事及其主要研究成果的研發過程都對今人有積極的指導作用，如光學波粒二象性對立統一的認知發展過程。若能結合教學內容將物理學史中有代表性的知識體系發展融入教學過程，既可激發學習興趣，改變滿堂灌的理論推導，又可有機地將物理知識要點與科學的世界觀及哲學發展理論結合起來，有利于學生知識底蘊的累積和眼界的開闊。

表1 大學物理全模塊教學內容及課時分配

我院經過數年的大學物理模塊化教學改革[1]后，將學科內容分為六個模塊（表1），參考課時分配，本文討論如何在課堂教學中將物理學發明史、名人史等容易激發學生興趣的內容導入，以及導入后其對課題教學可起到的積極作用，課程內容以我院現在使用的大學物理教材[2]為準。

二、大學物理全模塊教學內容

1.力學

力學部分的講授內容比較多，是物理學實踐探索方法與思想體系建立的基礎。質點運動學有兩次課，第一次課緒論開端討論物理學科的研究范圍，介紹從古人對自然的樸素的感性認知，到近代利用微積分等數學工具歸納推導大量天文觀測數據及實驗室數據而獲得的經典物理學基本定理與定律，再到近現代的量子物理和相對論，物理的發展史即人類文明的發展史。這兩次課中要將大學物理用到的微積分、矢量等數學知識進行系統化介紹，而微積分的發明者之一牛頓正是近代物理的標志人物。

牛頓定律部分由于學生熟悉內容，在理論講授部分很容易分散注意力，因此，介紹相關物理學史知識可以有效地激發學生興趣。如被稱為近代物理學之父的伽利略，其著名的比薩斜塔落體實驗、斜面實驗皆入選最美麗的十大物理實驗，[3]其物理思想如慣性、力與運動的關系等，是牛頓定律得以建立的基石。而牛頓在1687年發表的《自然哲學的數學原理》里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。質點動力學的最后一節非慣性系略有些抽象。以科里奧利命名的旋轉參考系中的慣性力有許多常見實例，很容易激發學生探究興趣，如臺風氣旋、下水方向、河道兩邊的不對稱沖刷，以及著名的列入十大最美物理實驗之一的傅科擺。[3]

剛體力學三次課相對來講較難較抽象，需要用到微積分、空間立體幾何及矢量叉乘知識，質點的角動量守恒可以將開普勒第二定律的反向證明作為計算實例，而歷史上牛頓正是由開普勒第二定律推導定義角動量的概念。在大段相對沉悶的概念講解和定理推導之后，第谷與開普勒師生的歷史故事以及他們對物理學發展的貢獻很容易引起學生的興趣。

2.振動與波

由于簡諧振動的振動方程、平面簡諧波的波動方程等都比較抽象，其對應物理量的計算和轉換多，所以此處學生最易產生厭學情緒。

機械振動兩次課，第一節課可用中國2013年6月太空課堂的單擺實驗導入；第二次課的利薩，及其后的阻尼振動及共振在生活中的應用及歷史中的實例就更多了，例如著名的18世紀拿破侖士兵齊步過橋致橋塌事件。在西方，波動現象的本質首先是由達芬奇發現的。機械波致質點受迫振動也可舉共振的例子，如中國古代戰場上利用共振器判斷敵軍多寡和方位、唐朝寺廟鐘磬聲波共鳴等事例。第二次課中可以用1842年多普勒在散步時的“多普勒效應”導入，目前該效應應用很廣。

3.熱學

熱學部分我院僅勘工和化工類專業需要學習。氣體動理論部分的兩次課中涉及到微積分的計算不太多，學生們對克拉伯龍方程也有一定基礎，總體難度不大。第二次課講自由度及麥氏速率分布率時，由于涉及到統計學，相對比較枯燥且理論公式冗長?？梢栽谇捌谝延^察到學生狀態及接受水平的基礎上，淡化理論，介紹一下科學家麥克斯韋生平。麥克斯韋被譽為牛頓與愛因斯坦之間最偉大的物理學家，其一生對物理學的卓越貢獻不僅表現在對后世產生巨大影響的電磁學上。他在熱力學方面提出的麥克斯韋速率分布式也是應用最廣泛的科學公式之一，在許多物理分支中起著重要的作用。同時代的科學家玻爾茲曼將麥克斯韋速率分布式應用到保守力場中，提出了玻爾茲曼速率分布律，在熱力學研究中也具有重要地位。玻爾茲曼把物理體系的熵和概率聯系起來，闡明了熱力學第二定律的統計性質并引出了能量均分原理。

熱力學基礎三次課，可聯系科學發展史上對永動機的探索導入。如第一類永動機不可能被創造出來是違背了能量守恒定律，但其探索過程為熱力學第一定律的建立提供了實驗基礎；第二類永動機則違背了熱力學第二定律。此外，熱機的發明是工業革命的標志之一，第二次課的循環過程可借此話題導入。

4.光學

光學是一個古老而充滿活力的學科。[4]從十七世紀中葉牛頓和惠更斯分別提出光的微粒學說和波動學說之后，對于光的本質的討論一直是科學界熱點話題，直到二十世紀愛因斯坦提出光的波粒二象性才告一段落。牛頓對光學的研究可視為近代光學的開端，其棱鏡分解白光實驗入選十大最美物理實驗，[3]而牛頓環實驗至今仍是大學普通物理實驗室經典必選實驗之一。因牛頓的權威，光的微粒學說在科學界占主導地位達一個多世紀。光的干涉第一次課以十九世紀初托馬斯楊的雙縫干涉實驗導入，這一實驗揭開了近代波動光學的序幕，亦是十大最美麗的物理實驗之一。[3]第二次課薄膜干涉可以用牛頓環導入。第三次課中介紹在物理學史上有重要地位的邁克爾遜（1907年獲諾貝爾獎）干涉儀。

在衍射部分，將菲涅爾等實驗證明的著名泊松亮斑在第一次課中作簡單介紹，可以很好激發學生的討論熱情，因泊松亮斑的相關歷史很多學生都有所了解。第二次課的X射線衍射的發現過程亦十分有趣，倫琴（1901年獲諾貝爾獎）夫人戴婚戒的手骨底片是第一張X光照片。

光的偏振總體上是介紹性質的講授，重點是1808年發現的馬呂斯定律和1815年布儒斯特定律，不作重點但比較有趣的雙折射現象則是早在1669年就被人們發現的，其在生活中可作為辨別晶體與非晶體的一種方式。

5.電磁學

經典電磁學理論是大學物理中的必修模塊，雖然理論推導多、微積分計算多，但現在電磁學在生活中的應用無處不在，且名人輩出，將課上得生動有趣并不困難。如靜電學部分的庫侖定律是1785年的庫侖扭秤實驗確立的，電荷的不連續性是由1909年密立根油滴實驗證明，該實驗是十大最美物理實驗之一。[3]第三次課講授的靜電場高斯定理因“數學之王”高斯得名。高斯生平傳聞軼事很多，尤其是其研究生時期，誤將懸留兩千余年未解的尺規作正十七邊形問題作為導師布置的課后作業一夜解決的故事，與學生們發散討論其心理學與教育學意義，對于學生打破心理設限努力鉆研學習很有意義。

穩恒磁場八次課，第一次課可介紹中國古人在磁學方面的發現，司南和指南針的意義；1820年近代磁學標志性的奧斯特實驗等，也是學生們熟悉且有興趣的內容。第二次課的畢奧-薩伐爾定律，可介紹其定律的得出與安培、拉普拉斯等在數學上的幫助密不可分，再次強調大學物理學習中高數知識的重要性。安培是一位在數學、物理、化學領域都有很高造詣的科學家，約第四、五次課中學習的磁場安培環路定理、安培定律都由他發現，被稱為“電學中的牛頓”。

電磁感應部分則由著名科學家法拉第的故事導入。被譽為電磁學領域的平民巨人，著名的自學成才的科學家法拉第，生于英國一個貧苦鐵匠家庭，僅上過小學。1831年，他作出了關于力場的關鍵性突破，永遠改變了人類文明。[4]法拉第是一位無以倫比的實驗物理學家，在電磁學、化學、電解、氣體液化等實驗方面都做出了巨大貢獻。而且法拉第十分幸運地在晚年遇到了既能理解他的物理思想，又長于數學的麥克斯韋，第三、四次課中的感生電場和位移電流假設都是由麥克斯韋提出。麥克斯韋于1873年出版了科學名著《電磁理論》，系統、全面、完美地闡述了電磁場理論，這一理論成為經典物理學的重要支柱之一。1888年，赫茲經反復實驗，終于發現了人們懷疑和期待已久的電磁波，由法拉第開創、麥克斯韋總結的電磁理論，得以完美的證明。

6.相對論與近代物理

這部分內容我院只有全模塊的勘工和建環專業按十六課時教學并考試，其他專業都只作為了解內容，用物理學史的故事串講主要內容即可：

（1）被譽為20世紀最偉大物理學家的愛因斯坦，其狹義相對論的兩個重要結論：時間延緩和長度收縮效應，及物理學史上著名的雙生子佯謬已被實驗證明，而為愛因斯坦贏得1921年諾貝爾獎的是光電效應的研究。

（2）光電效應方程中的普朗克常數對描述光的量子性非常重要，因研究黑體輻射而提出該常數的普朗克（1918年諾貝爾物理學獎）是量子力學的創始人。有趣的是，普朗克本人并不認同量子理論的許多觀點，直到愛因斯坦利用能量子假設完美地解釋了光電效應。

（3）被戲傳一舉拿下諾貝爾獎（1929）的德布羅意也是量子力學創始人之一，以物質波假設理論最初的確是在其博士論文中提出的，因德布羅意是法國公爵兼德國王子，使其曾被傳聞是一位花花公子，事實上德布羅意終身獻身于科學，深居簡出，是個標準的工作狂。

（4）提出氫原子能級假設的天才玻爾是著名的哥本哈根學派創始人，量子力學的奠基人之一。

（5）概率波動力學的創始人薛定諤，提出著名假設“薛定諤的貓”。

三、結束語

本文按長江大學使用的《大學物理》教材[2]中各章節先后順序列出各章可能提及的名人軼事，希望對執教于大學物理的同仁們在課堂教學中有所助益。

參考文獻：

[1]李玲，梅麗雪.獨立學院大學物理模塊化教學探討[J].華章，

2009，（9）.

[2]康垂令， 伍嗣榕，李玲.大學物理[M].武漢：武漢理工大學出版社，2013.

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1.2教師教學模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學法，以教師講授為主，照本宣科，致使學生覺得課上枯燥無味.另外，教師教學中教學大綱統一化，不同專業采用同一教學大綱，沒有專業特色，與學生專業課課程結合不夠緊密和充實，因此學生對大學物理課程興趣不夠.

1.3考評方式單一本校大學物理的考評方式基本是采用期末成績為主，平時出勤和作業為輔的的方式.學生學部分還是以應試為向導，學習被動，沒有深入領會到物理的奧妙.

2改革方向

為了解決教學中遇到的這些問題，針對獨立學院特色，大學物理改革可以從以下幾方面入手.

2.1不同專業區分對待，應制定不同的教學大綱大學物理涵蓋的內容是非常廣泛的，包括力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理等五篇，如果要全部授予學生，學時往往不夠，而且只授予學生點滴皮毛知識而已.教師應該深入各系進行調研，了解不同專業的需求.教學中做到心中有數，有針對性的授課.讓學生深刻認識到大學物理有本專業的特色，為他以后的專業課學習以及之后的工作有所準備.比如對于機械類專業，跟物理緊密相關的專業課程有“理論力學”“結構力學”“工程力學”等，對于他們大學物理教授時應重點放在力學和熱學篇章，如質點運動學、牛頓運動定律、功和能、動量、剛體定軸轉動、機械振動、熱學等.教師在授課時就應該多注重力學的分析和計算，并且多舉一些跟專業相關的例子，如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉動問題，橋梁結構的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業，后續的專業課程里“電路分析”“電子技術”跟物理關聯較大，對于他們大學物理教授時應重點放在電磁學篇章，并多介紹相關的科研新進展，以增強學生對大學物理的興趣.同時，增設電磁波的知識點并將其作為重點介紹，為后續專業課程電磁場與電磁波做好準備.

2.2物理理論與實驗教學結合大學物理是一門實驗性的科學，很多物理定律都是實驗總結得到的.但是很多學校的大學物理理論課和實驗課是分開設置的兩門課，由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學就有可能使得理論和實驗相脫節.應該加強理論課和實驗課的統一，或者直接由同一部門來授課.有些比較復雜的實驗在實驗室操作，而有些儀器比較簡單的實驗可以直接搬到教室穿插在理論課上進行演示.建議可以學習麻省理工學院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式，用直觀的實驗來演示復雜深刻的物理原理，使得課程具有啟發性和趣味性.比如，靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進行演示.這樣不僅可以化抽象為具體，學生親眼看到，甚至親自參與驗證，對定理的理解會更加深刻，同時可以提高學生的學習興趣，激發他們的科研興趣，培養創新意識.

2.3將物理理論和現實生活和社會實際結合起來物理學并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學科，它反映的是自然界萬物的規律，是一門和生活息息相關的學科.物理課程改革要強調“從生活走向物理，從物理走向社會”，即注重與社會實際和生活實際相聯系.而物理教師就可以起到這個橋梁的作用，教師在上課時，要特別注意將物理內容和實際生活的應用聯系起來介紹，激發學生學習興趣.比如，講到渦流時，就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬（安檢、掃雷）等例子；講到角動量守恒定律的應用時，就可以舉跳水運動員空中翻轉、花樣滑冰運動員旋轉、舞蹈演員旋轉等例子；講到熱學循環時，就可以介紹冰箱、空調的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會實際結合起來，學生能夠深切體會到物理是一門很有用的學科，變被動接受知識為主動學習.

2.4考評多樣化，注重素質教育對學生大學物理課程的考評單純采用平時作業和期末考試的形式的話，不能完全反映學生對物理知識的掌握和應用程度，這種考核方法不適應素質教育的要求.比較全面而科學的評價標準應該包括對知識的理解、應用和創新.教師可在傳統考核方式的基礎上增設其他比較開放、靈活的考核方式，比如李元杰推薦的數字物理教學方法。可根據學生專業特點在開學初開設一些小課題或者小應用公布給學生選做，學生可以自由組隊選題，也可以個人單獨選題.讓學生自己檢索資料、分析原理，并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報分享和討論，有些模型還可以做成動畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學生的視野和思路，也能培養學生自學能力、科研能力和創新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動起來，并讓學生充分參與到課堂教學上來，同時鍛煉了他們的團隊協作精神和社會實踐能力.課題的成果最終計入本門課程總成績中，教師評價的話也可以靈活一點，直接讓全班學生現場評分.

2.5成立物理興趣小組大學物理作為一門公共課，一般都是大班授課，很多學生有問題也很難全部在課上反應給老師，師生互動也會受到限制.為了解決這個問題，可以在班里或者整個學校內成立物理興趣小組，也可以建立相關的物理網站和論壇，大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題，各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中，并隨時到物理論壇上跟同學交流討論.同時還可以把課件、題庫、演示實驗、上課視頻、物理學史介紹等資料上傳到網上，還可以設置網上輔導、在線提問等模塊，以彌補課上教學課時的限制，同時擴充大家的視野，拉近師生距離.只有當學生和老師之間建立起個人的直接聯系的情況下———這時學生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達到最好的教學效果.

2.6承上啟下大學物理教學要做到承上啟下.所謂的承上，指的是要結合中學物理和高等數學的基礎.首先要讓學生理解大學物理不是中學物理的簡單重復，大學物理比中學物理要更加廣博，內容也更加深奧.教師在授課過程中，要與已經學過的中學物理內容聯系起來，進行比較和區別，引導學生應用新的思維，采用新的方法來解決大學物理問題.其次要讓學生明白高等數學與大學物理的密切聯系，在大學物理授課之前，都要先了解學生的高等數學基礎，對于高數基礎比較薄弱的，還要適當的給他們補習高數的知識，特別是矢量代數和微積分運算.大學物理教學也要做到啟下，即為學生后續的專業學習和工作服務，讓學生認識到大學物理的意義所在.

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國家經濟發展方式的轉變、產業結構的轉型升級需要大量高素質、多樣化的應用型人才，向應用技術型高校轉型是新建地方本科院校走向內涵式發展的必然選擇和重大機遇。在向應用技術型大學轉型的背景下，各新建地方本科院校突出了“應用型”辦學定位[1]。然而，目前多數新建地方本科院校仍然沿用傳統的大學物理教學模式，側重理論知識的教學，對不同專業未加以區分，在教材選用、教學內容、授課方式和考核評價等方面仍采用同一標準。不同專業有不同的特點和人才培養目標，對大學物理課的教學的需求也不盡相同，缺乏專業針對性的大學物理教學模式顯然已不適合新形勢下應用型人才綜合素質培養的要求。因此，如何將大學物理與各理工科專業有機結合，進行具有專業針對性的大學物理課程教學模式改革的探索與實踐具有重要的意義。

1．目前大學物理課程設置中存在的問題

1.1大學物理課程與理工科各專業其它課程結合度差

目前，多數新建地方本科院校各理工科專業使用統一的大學物理教材,與各個具體的專業結合不夠緊密,專業針對性差。雖然大學物理是理工科各專業的公共基礎課，但各專業有各自的專業特色和要求，因此對大學物理課的要求也不盡相同[2]。大學物理課程缺乏專業針對性容易使學生產生物理無用論的錯覺，認為學習物理對專業知識、課程的學習沒有幫助，學習積極性不高，學習效果差。

1.2教學內容陳舊，較少體現現代性和專業針對性

當今社會科技發展日新月異，物理新知識、新技術不斷涌現，為其它學科的進步奠定了重要的理論和物質基礎，推動了諸如信息科學、材料科學、生命科學以及農業科學等學科的進步。然而目前多數新建地方本科院校使用的物理教材，教學內容陳舊，側重于經典物理學中的力學、熱學、振動和波動光學以及電磁學基本知識和理論的教學，較少涉及高新技術、科技在現實社會中的應用，同時缺乏專業針對性，對與信息科學、材料科學以及生物科學等學科關系緊密的激光信息技術、量子通信技術、同步輻射核磁共振波譜技術、新型顯微技術、混沌理論和耗散結構等鮮有介紹。

1.3課程體系結構設置不合理

向應用技術型大學轉型的大形勢下大學物理地位被削弱，大學物理教學面臨著學時少而教學內容多的突出的矛盾。目前，大多數新建地方本科院校各理工科專業主要是通過刪減教學內容來克服學時少的矛盾，側重于經典物理知識的教學而對于近現代物理技術及其應用僅作簡單介紹或干脆完全刪除，在課程體系設置方面則主要還是采用單一的必修課。物理新知識、新技術的發展帶動了其他學科的發展，因此，有必要對物理學新進展、新技術及其在各專業中的應用加以介紹。顯然，單一的課程結構已不能適應物理學知識的深度與廣度上不斷發展的趨勢,不能滿足各理工科專業對物理新知識的需求。

2.改革的具體措施

2.1優化教學內容、加強專業關聯性

物理學包括經典物理學，近代物理學與當代物理學三個部分。經典物理學主要涉及力學、熱學、光學和電磁學等內容，這部分內容的教學對理工科專業學生的科學素養、數理思維以及分析解決實際問題能力的培養具有重要意義。在向應用技術型技術大學轉型發展的背景下雖然大學物理的地位被弱化、教學課時被縮減，但筆者認為大學物理中經典物理知識的完整性不應被削弱和破壞，但要結合各專業特點進行優化整合[3]。在學時有限的前提下，那些與專業課程聯系不是特別緊密的內容只需圍繞物理學基本知識、概念、定律和思想方法進行定性介紹，只要能夠使學生建立清晰的物理圖像即可，避免繁雜的數學論證和理論推導；而那些對專業課程具有較大影響的內容則要進行重點教學。比如，對于通信工程和電子信息工程類專業的學生，電磁學部分要進行重點教學。對于這些專業的學生而言，《電磁場理論》是一門非常重要的專業課。電磁場和電磁波作為信息的重要載體，在通信領域應用非常廣泛，在雷達、遙感、導航等技術領域也有廣泛的應用。因此，通信工程和電子信息工程類的學生必須熟練掌握電磁場與電磁波的基本性質、傳播規律和傳輸、輻射、散射的基本理論。作為《電磁波理論》的先導課程，大學物理課程教學時應該突出電磁學部分的教學，重點介紹電磁感應現象和變化的電磁場等內容，使學生對感應定律、自感和互感、電磁振蕩、電磁波和電磁波譜的基本理論和規律有充分的認識，為《電磁波理論》的學習奠定良好的基礎。對于土木工程類專業大學物理在教學內容上應該側重于力學部分；而對于石油化工等專業則需要側重于流體力學和熱力學基礎定律等知識。近現代物理學與當代物理學前沿知識的教學可以開闊學生的視野，有利于學生創新意識和創新思維的培養。在有限的課時內，需結合理工科各專業的特點從眾多物理學新知識和新技術中選擇與專業緊密相關的內容進行重點教學。比如對于材料類專業，應選擇與材料檢測、分析息息相關的電子掃描顯微鏡、X射線衍射儀、激光超聲檢測等先進檢測技術的原理和方法進行重點教學；對于通信類專業，應選擇激光信息技術、量子通信技術、量子計算機和光復用與光放大等技術進行重點介紹。

2.2完善課程結構,將必修、選修和網絡課程有機結合

各專業的特點和人才培養目標不同，對大學物理課的教學需求不盡相同。因此，需要對大學物理課程體系進行調整，改變單一化的課程模式，豐富大學物理課程體系[4]。根據大學物理教學內容與各專業的緊密程度，可以分成必修、選修和自主學習三個模塊。必修模塊主要包括經典物理理論基礎知識和核心內容，其中重點在于與各專業聯系緊密的物理知識，是學生必須掌握的部分，學生通過該模塊的學習可以形成基本的科學素養、數理思維以及分析解決實際問題能力；選修模塊則側重于物理知識的延展與應用，主要包括與各專業聯系最緊密的物理學前沿知識、技術及其在各專業中的應用，本模塊可為理工科各專業學生后續的實踐、操作課程奠定理論基礎，增強學生的實際動手能力；科技發展日新月異，知識量、信息量劇增，除了通過必修模塊和選修模塊將經典物理學內容和與各專業聯系密切的近現代物理學前沿知識、技術傳授給學生，還應優選與專業關系緊密的物理學最新進展，如“高亮度發光二極管”、“超導體與超流體”、“混沌理論”和“熵信息論”等內容制成網絡教學視頻，供學生根據興趣和需要自主學習，達到開闊學生視野，培養學生創新型思維的目的。

2.3豐富教學方式、手段，開展多元化教學

如上所述，為適應轉型發展的需要大學物理課程的教學內容、課程體系需要根據理工科各專業的特點和應用型人才培養的目標做出相應調整。教學內容和課程體系的調整要求教學方式和教學手段也必須作出相應的變革。

2.3.1傳統教學方式與研討式、啟發式有機結合

向應用技術型大學轉型的背景下，大學物理課程課時被大幅壓縮。傳統的大學物理教學是以保姆式、注入式的教學方式為主，需要耗費較多的課時，而且教師一言堂講授式教學往往忽略了學生的主體地位，教學效果普遍不佳[5]。因此，應該根據教學內容的特點和專業特色，將傳統的教學方式與啟發式、研討式等教學方式有機結合。比如講解“位移電流”時，教師可以利用奧斯特實驗進行啟發式教學。通過奧斯特實驗學生已經知道了變化的電場會產生磁場。因此，教師可以類比地提出問題“變化的磁場是否產生電場”，通過類比的方法，引導學生提出“位移電流”的假設，并與“傳導電流”進行比較，從而使學生對于“位移電流”的本質有一個清晰的認識。除了傳統的講授式和啟發式教學外，對于那些與各專業的工程技術和實際生活聯系緊密的，學生又易混淆、難以理解和掌握的物理概念和知識，可以通過創設問題情境的方式引導學生研討，使學生對原本模糊的概念、知識和規律有清晰的認識。比如，為了加深學生對極性分子的極化、取向變化以及電磁感應和渦流加熱原理的理解，在教學中可以讓學生討論為何金屬容器不能放進微波爐而電磁爐只能使用鋼、鐵等金屬容器？在學生文獻查閱、交流討論的基礎上，教師進行物理相關知識進行總結概括，最終使學生電磁感應和渦流加熱原理。

2.3.2優化多媒體、電視教學等現代教學技術的應用

多媒體、動畫演示、仿真視頻等技術手段可以將抽象的物理概念、現象形象化，可以幫助學生從直觀的物理現象中加深對基本物理概念、物理規律的理解和掌握，同時避免概念、定理等文字性內容的板書，顯著增加課堂的容量。但是，在大學物理課程教學中應當注意多媒體等現代教學技術不能偏離課堂教學輔助手段的定位，不能忽略教學內容的主導作用，應根據教學內容的特點適當地使用多媒體技術，避免過分依賴多媒體課件。對于抽象的概念和側重演示與觀摩的教學內容，使用多媒體和電視教學等現代教學技術進行輔助教學可以獲得較好的教學效果；而對于側重理論推導和定量計算的教學內容，傳統的授課方式效果更好。比如推導“麥克斯韋方程”時，傳統的推導式教學可以引導、培養學生的思維，學生更容易形成自己的邏輯推理能力，而用多媒體演示的效果要差得多。

2.4優化考核、評價體系

現有的大學物理課程基本上是采用結合平時作業、考勤和期末閉卷考試卷面成績的考核方式，其中又以期末閉卷考試為主。閉卷考試的考核方式容易造成學生為了應付考試而死記硬背例題，從而忽略對知識的理解和應用。為適應應用型人才培養的要求，對學生的考核、評價體系也應當根據教學內容、課程體系和教學方法的改革同步地作出調整，宜采用多元化和累加式的考核方式，增加平時考核的項目和比重[5]。平時測試可以包括隨堂測試、單元考核和攥寫探究性論文等形式。比如在講授電場強度時，教師在分析了均勻帶電圓環在其軸線上的電場分布后可以隨堂測試學生是否能夠推導出均勻帶電圓盤在其軸線上的電場分布情況。教師還可以將教學內容分成幾個單元，在每個單元教學結束后針對本單元的教學重點和難點給出知識應用型題目，采用開卷答題考試的方式考察學生掌握情況。除此之外，教師還可以針對生活中常見的物理現象提出問題，讓學生通過自主查閱文獻資料，撰寫科技小論文。除了平時測試，針對基本知識和教學重點，每學期末再進行一次開卷答題考試。最終按照作業10%，考勤10%，平時測試成績40%，期末考試成績40%的比例核定總成績。

3.結語

圍繞服務新建地方本科院校向應用技術型高校轉型發展和高素質、應用型人才培養的目的，結合學科、專業的特點對《大學物理》課程從教學內容、課程體系、教學方式和考核評價體系幾個環節開展教學改革的討論和探索，給出了改革的具體建議，希望能夠對轉型發展形勢下的《大學物理》課程教學工作有所促進。

作者:顏慧賢 曾振武 楊秀珍 單位:三明學院機電工程學院

參考文獻:

［1］李宏,谷建生,莫文玲.結合專業特色的大學物理課程教學改革探索[J].物理與工程，2014,24(3):48-50.

［2］韓桂華,王鈺.應用型人才培養模式下的大學物理課程教學改革[J].黑龍江高教研究,2009,6:185-186.

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中圖分類號：G640　文獻標識碼：A　文章編號：1671-0568(2012)41-0109-03

物理學是自然科學中基礎的學科之一，揭示了自然界物質的運動和變化規律。大學物理教學對學生的作用不僅僅限于提供物理知識，它在培養學生的科學素質包括科學思維方法、科學研究方法和創新精神以及靈活運用數學工具等方面，都具有獨特的優勢。在物理課程學習過程中形成的堅實物理基礎、深刻物理思想以及良好的學習能力，是一個優秀專業技術人才所必須具備的科學素質。

一、物理教學過程中存在的問題

在物理學習過程中，學生不光對物理知識有了系統的了解和掌握，而且在此過程中也訓練了自己的學習能力，這些對專業知識的學習和能力的發展有著非常重要的意義。但是由于近年來各高校擴招影響，生源質量參差不齊，給基礎課程教學尤其是物理教學帶來了一定困難。以作者所在的高校為例，大學物理課程主要面向機電、材料、建筑、信息等工科專業的大一大二本科生開設。在教學過程中，發現很多學生學習的獨立性、自主性較差，對教師的教學上的引導有很強的依賴性，許多學生課堂學習效果差，教學質量也難以得到提高。具體分析，可能存在以下幾個方面的原因。

1.部分學生物理功底較差，學習存在困難

由于近些年來高考制度的改革，學生參加高考時可以選報“3+x”的科目。課堂抽查發現，有半數的學生高考時未選擇物理科目。由于大學物理是所有工科專業的必修課，當這部分學生錄取到某一個工科專業時，同專業學生間物理學習功底的差別表現在參差不齊的學習理解能力上。

另外，還存在有些工科專業的學生在高考錄取時是文科生、民族生或單招生，比如工程管理專業就有相當比例的文科生的情況。在他們當中，大多數學生的中學物理基礎差、物理思維訓練不夠，甚至有些學生對中學物理知識也沒有什么概念。這樣，就會造成部分學生很難跟上教學進度，平時的作業不能按時完成。有一部分學生甚至最后很難通過大學物理的考試。這些問題，既挫傷了學生的學習積極性，也影響其后面課程的學習。

2.部分學生學習興趣不高，無成就感

由于課時的限制，教師上物理課時不可能對所有的物理問題都像中學那樣進行深入探討，而大學物理知識理論性較強，內容比較抽象，需要較深層次的高等數學知識，比如剛體轉動章節求剛體對于不同轉軸的轉動慣量、沖量矩、外力矩做功等，這樣往往導致學生在理解物理問題時感覺困難重重，如果自己不肯鉆研也不愿意向其他同學或教師請教，久而久之將變得消極、懈怠。我們在課余時隨機調查班上的學生，問到物理是否難學時，學生的反饋基本上都是很難。在這樣的認知下，學生學習物理變得非常痛苦，也就毫無成就感可言。

3.課程節奏快，學生缺少獨立思考過程

大學物理的理論性很強，有些內容比較抽象和深奧，并且高等數學的知識運用較多，通常把上課內容制成電子教案，上課時對著投影講課，可以節省大量寫黑板、畫圖的時間，一定程度上緩解了學時少、教學內容多的矛盾，擴大了上課的信息量，同時也可以使課堂教學變得生動、形象。但是，由于一方面許多學生在上課時思想不集中也不做任何筆記，寄希望于課后向教師索要PPT資料，覺得可以回去后再復習，就使得課堂效率降低。另一方面，由于時間關系，教師在講解物理定律或典型例題時，往往在關鍵的地方停留一下以便學生思考。如果學生在上課時稍不專心，就可能只是“看見”而沒有“想過”這個關鍵點，這時就還得從頭把之前上課的內容真正在頭腦里過一遍，而他們的思考時間則根本不夠。

4.教學課時少，內容涵蓋面廣

金陵科技學院(以下簡稱“我院”)開設的大學物理課程總計授課96學時，分兩學期完成，涵蓋力學、熱學、振動與波、波動光學、電磁學、相對論及量子物理等內容。對于我院機電、材料、建筑、信息等工科專業的學生來說，物理并不是一門全新的課程，除了文科轉工科專業的學生之外，他們具有相當多的物理基礎知識。但是，這些學生可能已習慣于中學物理的教學方法和學習方法，習慣于大量舉例和反復練習，幾乎已經形成了一定的思維定勢，這將對大學物理的教學帶來負面影響。為了完成教學大綱規定的內容，大學物理教師一般對要求的基本知識點進行描述性地講解，很少像中學課程那樣有時間進行詳細分析和展開。這樣，學生在學習的過程中難以把握重點，且很難關聯各知識點，形成良好的結構體系。

二、解決方案

鑒于大學物理教學現狀及存在的問題，為了提升物理課程的教學質量，培養學生探索和創新精神，有必要采取多個步驟，引導不同基礎層次的學生提高其學習能力，樹立起學習的自信心，以便在大學階段獲得比較全面的發展。

1.做好大學與中學物理課程的銜接

教育心理學的研究表明，學生從原先已習慣了的教學方法過渡到一種新的教學方法，需要一定的時間。為了做好大學物理與中學物理課程的銜接，課程內容安排應由易到難、由少到多。剛上物理課時，應該讓學生在思想上做好準備，知道有多少章節，每個章節花多少課時等，并在開始適當放慢教學進度，使學生逐漸適應后，再過渡到正常的教學進度。大學新生之前已習慣于中學課堂教學慢節奏、少容量、講練結合的教學方法，不容易適應快節奏、大容量的教學，因此在大一上學期最容易有科目不及格的情況發生。物理課程雖然在大一下學期開始，學生也已經對大學的課程有了一定適應，但是考慮到大部分學生物理基礎薄弱的情況，在教學進度安排上，開始時要盡量放緩節奏。比如緒論和第一章質點運動學，讓學生從習慣了的教學模式過渡并接受新的教學模式。另外，可以針對基礎比較薄弱的學生特別是文科生、民族生和單招生，增加基礎物理內容的簡單教學，做好大學物理和中學物理的銜接教學，使學生盡快地適應大學物理的學習。

2.精心選編例題和習題

由大學物理的教學要求，學生只需對課程中的基本概念、基本理論、基本方法有較全面、系統的認識和正確的理解，并具有初步應用的能力；立足于對體現基本物理思想、思維技巧和計算方法的有關內容的認識。這些就規定了學生不必像中學那樣陷入題海之中。于是，相對于中學物理教學來說，大學物理教學習題的數量大大減少。據我院統計，學生一學期的物理作業題在50道左右，意味著大學物理教學中的例題和習題，必須是經精選的典型例題和習題。并通過這些題目，達到鞏固新知識的目的。我院目前選用的教材是馬文蔚等人編寫的《物理學教程(第二版)》和夏兆陽主編的《大學物理教程》，分別作為我院

和獨立學院的本科生用教材。物理教研室的教師則正在進行例題和習題的編寫工作，主要針對學生基礎情況，用一些小題目來鞏固所學的內容，以弄清物理定律、定理、物理意義及適用條件等，引導學生用高等數學微積分和矢量知識來解題，并且在與中學知識解題相比較的過程中，體會新方法的便捷性。

3.培養學生的自學能力和學習的主體意識

以往中學的教學模式更多地是教師講學生記，課后學生再抽時間做練習和復習，很少需要學生提前預習內容，更不會有課上不講、完全自學的情況。為了培養在將來學習、科研及工作中獲得知識和運用知識的能力，在大學階段必須培養學生的自學能力，增強學習的主體意識。具體可以從幾方面人手：

一是在課堂上布置自學的內容，在下周上課時抽查，讓學生自己講解這部分內容。并且，事先按學號編排小組。為了獲得較好的效果，小組內進行分工，幾個人寫材料，幾個人宣講或補充，等等，這樣就發揮出每個人的特長。小組之間的競爭，有效地激發了學生的興趣。我院做過這樣的嘗試：選了一節教學大綱外的應用類內容“靜電場的應用”，引導學生到圖書館或上網查閱最新的資料做成課件，再到下次課上來講，結果形成了活躍的課堂氣氛，學生熱情非常高，他們積極思考并敢于對感興趣的內容提問，各方面能力也得到了鍛煉。

二是開列出參考書目錄，要求學生借閱不同類型的參考書。一種是與教材相關的參考書，可以讓學生在平時的學習中隨時查閱書中有關內容，碰到重點難點便于跟教材相互印證，方便自己總結、歸納每個章節的主要內容、重要定理、解題方法等；一種是物理應用類的參考書，讓學生在學習物理知識的過程中了解這些定律、定理有什么實際的應用價值；還有一種是物理學歷史的參考書，讓學生了解教材上的科學家名字命名的定律、定理和公式等，不是一下子就出現的，是經過許許多多的科學家不斷探索和研究總結得出來的，其中又走了不少的彎路，讓學生意識到這是認識世界的必然規律。

三是在平時的教學過程中，針對不同專業的學生，有目的地增加與不同專業聯系緊密的內容，擴展其深度，側重于展示科技進展給人們日常生活帶來的影響。比如對通信專業的學生，講到光波在一定條件下遇到折射率大的界面發生全反射，舉例光纖正是基于這個原理進行遠距離通信，這部分內容書上雖然有所涉及但并不詳細，我們在教學時也總是有意識地把相關內容傳遞給學生。為了進一步了解這方面的知識，就要求學生自己到圖書館查閱更多資料。

四是建設網絡教學系統，錄制教學視頻及使用仿真教學軟件，實現學生自主學習。基于學校的4A網絡平臺，這部分工作正在進行中，錄制教學視頻可以方便學生在網上點播每一章節的內容，鞏固學習效果；建成專門的仿真實驗室用軟件模擬物理實驗，可供學生自己來操作以便進一步理解書上的一些物理規律和實驗原理。這樣，就建立起包括學生輔助教材和復習題庫在內的大學物理立體化教學體系，方便學生的自習和復習，以系統地掌握大學物理的知識體系。

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一教學體系的構建和優化

生物醫學光電檢測是應目前學校教學改革的需求，結合現今生物學、醫學及光學等多門學科交叉融合發展的現狀，而面向大學本科三年級學生開設的專業課程。該門課程涉及的內容相當廣泛：綜合了一般醫學與生物學的檢測技術——光學顯微技術、電子顯微技術、X射線影像檢測技術、超聲檢測技術、核磁檢測技術和太赫茲檢測技術等；所呈現的內容新，處于自然科學研究領域的前沿：涵蓋了包括近代物理學、化學、數學、生物學、醫學和生物化學領域等的多項研究成果和最新進展；相關的參考資料如專業書籍、雜志和相關文章數量眾多，內容豐富；與多種檢測技術相關的檢測儀器種類多，發展迅速，相應的教學內容具有一定的工程化技術化的特點；相比本系開設的其他專業課程如《波動光學》、《激光原理》、《信息光學》和《光通信技術》等，該門課程的開設時間較短。因此如何根據本門課程的特點，合理有效地開展教學工作，達到開闊學生的視野，加強學生對基本原理、概念的認知能力，提高學生對相關問題的思考能力和理解能力，培養學生工程化能力、多學科綜合能力和創新思維能力的目的，就成為了本門課程的教學目標和重中之重。為此，筆者根據擬定的教學大綱和教學內容，進行了教學體系的構建和優化，內容包括教材的選取、教學內容的調整、教案的準備和教學要求的制定等。筆者首先進行了教材的篩選。在眾多教材和參考書中，筆者選取了2014年清華大學出版社出版的，由黃國亮等主編的《生物醫學檢測技術與臨床檢驗》[1](清華大學985名優教材)一書作為教材，另考慮到近年來激光技術與生物學技術的緊密結合，將1995年由湖南科學技術出版社出版的，由向洋編寫的《激光生物學》[2]和2010年由中國農業科學技術出版社出版的，由段智英等編寫的《激光生物學效應研究》[3]兩本書中的部分章節選入作為補充教材。之后在教材內容的選取上，以生物醫學檢測技術和激光生物學技術為兩大板塊，進行了教學內容的調整和取舍：生物醫學檢測技術的主要教學內容包括多種成像檢測技術和光譜檢測技術；激光生物學技術的主要教學內容包括了激光工作原理及特性、激光生物學作用原理和激光的安全防護等。以這些內容為教學重點，做到教學體系的完整性和合理性。在此基礎上，結合教材內容和相關的參考資料[4-13]準備手寫教案，并同時進行多媒體教學課件的準備，完成教學前的準備工作。值得一提的是，在準備多媒體課件的過程中，筆者在網上搜集了大量的與該課程有關的圖片、視頻和PPT等，并對這些資料進行了分析、整理和整合，融入到自己所制作的課件中，力爭做到課件信息量大、形象直觀，讓學生記憶深刻。在教學過程中，舉出豐富的事例對學生進行知識點的講解，并遵循知識點隨機提問，進行課堂討論，增加與學生的互動；向學生提出合理的學習要求：上課之前預習教材內相關章節內容，課堂記筆記，課后復習；積極思考課堂提問，認真完成課堂作業、課后作業，學有余力且對相關知識感興趣的學生可參考筆者提供的參考資料收集相關內容進行學習。另外參考國外的教學方式，為了讓學生了解平時學習的重要性，相應設計出了多元化的考查方式，將平時成績在總成績中所占的比例提高到了50%，平時成績為上課點名、課堂提問、課堂測驗和平時作業等成績的加權平均，而期末考試成績只占總成績的50%，這從另外一方面也減輕了學生的考試壓力，有助于增強學生學習的興趣，提高學生學習的能動性。除此而外，筆者在課后收集學生對每堂課的教學反饋意見，實時調整教學中的部分內容，根據學生感興趣的內容，查閱該領域該部分內容的最新進展，增加相應的教學量，提高教學質量，優化教學體系?？傊?，教學體系的構建和優化涵蓋了教學活動中的所有環節，對于有效開展課堂教學非常重要。

二教學內容的選擇和系統化

在教學體系的構建和優化中，教學內容的選擇、教學內容的系統化是一個非常重要的部分。該門課程的內容廣泛，參考資料豐富，如何有側重地選取教學內容，保證教學內容的系統化有一定的難度，因此筆者在備課和教學的過程中，對該門課程的教學內容進行了精心的選擇和安排，力爭做到以教材為藍本，突出教學重點，注重基本概念和基本原理的理解，注重光、機、電、軟件的結合，注重檢測技術和儀器運用的結合，注重工程化與技術化的結合，注重理論和實踐的結合，實現教學內容完整性和系統性的統一。以顯微技術一章為例，自從1665年胡克發表了用顯微鏡觀察軟木塞組織的微觀結構以后，顯微鏡就與生物醫學觀察和檢測密不可分了。以光學顯微技術為代表的顯微技術成為了生物醫學光電檢測技術的基礎與核心內容，之后產生和應用的檢測技術如電子顯微技術，雖然在技術手段和方案上有所創新，但依然在重復利用或借鑒顯微技術的基本原理和基本思想，因此筆者以顯微技術為基礎和切入點，向學生展示相關檢測技術的原理。而在闡述顯微鏡的成像原理時，又著重介紹了顯微鏡性能評價參數如視角放大率、分辨率、有效放大率、光束限制和線視場，并從光學知識出發，分別對這幾個參數進行了理論推導；通過數學推導讓學生理解和掌握有關顯微鏡的基本問題，如為何高倍物鏡比低倍物鏡能觀察到的物面范圍要??；顯微鏡的分辨率與波長，與數值孔徑有何關系；為何數值孔徑要與放大倍率合理匹配，才能充分發揮顯微鏡的分辨能力等。對這些問題的理解都有助于學生今后正確地選取和使用顯微鏡，也有助于引導學生思考實驗儀器的選擇和其性能的關系，提高他們的分析能力和實踐應用能力。在此基礎上，筆者介紹了顯微鏡的制片技術和使用；之后，筆者對多種顯微鏡如熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡、相襯顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、倒置顯微鏡及新型顯微鏡的原理進行了描述，并與普通顯微鏡原理的異同進行了比較。對于顯微技術的發展歷史、國內外主要顯微鏡生產廠家介紹等趣味性強和難度較低的內容則不作教學要求，留給學生自學，給予他們一定的空間開拓視野。這樣的內容安排使學生輕松容易地掌握相關的知識，且對儀器的使用產生濃厚的興趣，達到較好的教學效果。而后面章節的內容也正是基于同樣的思路進行選擇和安排的。正是由于對教學重點和難點的選擇和合理安排，讓筆者做到了課程內容的完整性和統一性，為之后教學方法的實施和教學手段的運用作了鋪墊。

三教學方法的實施和教學手段的運用

好的教學方法和教學手段有助于推動教學工作的開展，有助于提高教學質量。2011年筆者進行了該門課程的申請和教學工作，由于當時缺乏經驗，不知如何完成此項教學任務，故在一次偶然的機會中，向1996年諾貝爾物理學獎獲得者、斯坦福大學物理系教授DouglasOsheroff請教了該門課程的教學問題，他告訴筆者一句話：“Startingtheclassfromthesimplethings.”他的這番話讓筆者受益匪淺：教學就是要深入淺出，從簡單的事物、事例出發，讓學生對這門課程的內容有所了解，充滿興趣，借此引導學生進入該課程的學習。在之后的教學工作中，筆者始終秉持這種由淺入深，由簡單到復雜的方式來幫助學生吸收知識，積極思考。以該門課程的引言部分為例，筆者首先向學生介紹此課程具有學科交叉、涉及專業廣等特點，再將課程內容進行了歸納，課程的核心是“檢測”二字，此課程著重解決兩個問題：一是檢測什么？二是如何檢測？對于第一個問題，答案是物體形貌和特性表征；對于第二問題，答案是成像和成分分析。提綱挈領的表達讓學生清晰地認識到課程的內容；之后從檢測技術和激光生物學這兩個板塊，對課程的構架進行了框圖表述，讓學生直觀地看出教學內容間的邏輯聯系。在此之后，從學生最熟知的觀察及成像出發，將課程內容引入。向學生提出一個看似簡單卻甚少有人思考的問題：“我們是如何觀察到物體的？”學生經過思考后給出的答案不是非常全面，筆者就學生的回答做出了一定程度上的肯定，然后向學生拋出筆者自己總結出的觀察物體的三個層次：看得到、看得清楚和看得舒服。言簡意賅的答案引起了學生的熱烈討論，由此引出了學生對光特性探討的熱情。學生從光的波動性和粒子性回顧了他們的光學知識。之后，筆者又引導他們思考在物體太小和物體離人眼距離太遠的情況下，如何觀察物體的問題。認真思考的學生做出了回答：可用顯微鏡和望遠鏡來進行觀察。在此基礎上，引導學生根據透鏡成像的規律分析對比放大鏡、顯微鏡和望遠鏡成像的異同；然后順利引出顯微技術和其他生物醫學檢測技術的發展概況和應用實例，較好地完成了既定的教學任務。在整個教學過程中，筆者盡量做到由淺入深、循序漸進地引導學生對所學內容產生興趣；在隨機提問和自由討論的輕松氛圍中，讓學生自然地做到了與教師的“教”與“學”的互動；通過圖片、視頻資料豐富的多媒體課件，讓學生獲取信息量大、直觀生動的知識；結合在黑板上用粉筆推演公式的傳統方式，以適中的速度讓學生理清楚基本原理和相關公式的來龍去脈；根據學生感興趣的知識點和目前的熱點研究成果，實時調整部分教學內容，收集相關知識的最新進展，為學生補充知識，如教材中沒有的太赫茲檢測技術等，以達到擴展學生知識面，擴大學生視野的目的?？傊?，通過多樣化的教學方法和有效的教學手段來培養學生的思考能力和理解能力，提高教學質量。