电子科学与技术专业“大学物理”课程设置探讨

摘 要：以2010年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》和《电子科学与技术本科指导性专业规范》为依据，参照福建农林大学《关于制定本科专业人才培养计划的原则意见》，针对福建农林大学电子科学与技术专业的学科特点，对该专业的《大学物理》课程的授课内容的设置和安排进行了探讨。

关键词：电子科学与技术；大学物理；授课内容设置

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）02-0044-03

物理学是研究物质世界最基本形态的学科，其研究的内容包括物质结构、物质相互作用及其运动基本规律。物理学的基本原理渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的各个方面，是其他自然科学和工程技术的基础[1]。由于大学物理对于其他自然学科和工程技术的基础性和重要性，以物理学基础为内容的“大学物理”课程，成了所有理工科专业学生必修的一门专业基础课，该课程在为学生打好科学和工程技术基础，增强学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识方面，具有其他课程不可替代的作用。

一、大学物理课程的教学基本要求

（一）教学内容基本要求

《基本要求》将大学物理课程的教学内容分为A类、B类和自选专题类。其中A类为核心内容、共74条，涉及了力学、振动与波、热学、电磁学、光学、狭义相对论力学基础、量子物理基础等，建议学时数不少于126学时，A类内容可理解为学生的必学内容。B类为扩展内容、共51条，为各校根据自身培养目标和专业特点选学的内容。

（二）能力培养基本要求

《基本要求》要求教师在大学物理课程教学过程中，应注意培养学生独立获取知识的能力，增强独立思考、更新知识结构的能力，以及通过观察、分析、演绎、归纳、科学抽象、类比联想等方式发现问题、分析问题并通过建立物理模型、运用物理语言研究解决问题的能力。

（三）教学过程基本要求

《基本要求》要求在大学物理课程教学过程中，以培养学生知识、能力、素质协调发展为目标，以学生为主体、教师为主导。不仅要求采用启发式、讨论式等教学方法，也要求充分利用演示实验，并有效结合多媒体技术来提高教学效果，同时强调了习题和考核的重要性。

二、福建农林大学制订本科专业人才培养计划的原则意见

为适应新时期新形势下社会对专业人才提出的新要求，提高人才培养质量，福建农林大学在2011年出台了《关于制订本科专业人才培养方案的原则意见》，并对本校的本科专业人才培养方案进行了修订。《原则意见》关于修订人才培养方案中的课程和学时设置的基本原则有：以培养学生的能力为重，重新整合实践教学体系；加强基础与增强适应性有机结合，扩大学生自主选择权，适度减少必修课比重，增加选修课的比重。

三、福建农林大学电子科学与技术专业“大学物理”课程现状

按照学校最新的《原则意见》，新修订的2011级各专业的培养计划在课程设置特别是学时安排上都比以前有较大的改动。由于《原则意见》要求加强实践教学体系的整合，并要求在加强基础与增强适应性结合的同时适当增加选修课的比重。即要求新修订的培养计划在总学时不变的情况下适当实践教学和选修课的学时，这必定削减了其他课程特别是“大学物理”这类公共基础课的授课学时。

按照《原则意见》对于“大学物理”授课学时的安排，电子科学与技术专业的学时数为102学时，第一学期52学时，第二学期50学时。其他理工类专业和农林学科专业学时分别只有72学时和48学时，均没有达到《基本要求》的学时数要求。

由于学时数少，无法满足A类核心内容的授课要求，使得在授课内容安排上只能侧重于基础性和与本专业最为相关的内容。这必定破坏了大学物理基本知识结构的系统性和完整性，更无法从深度和广度上培养学生的物理素养，从而导致无法达到课程的教学目标。

四、电子科学与技术专业“大学物理”课程授课内容设置

电子科学与技术专业是对物理知识要求较高的理工类专业。我校电子科学与技术专业开设了《专业规范》中要求的5个方向中的两个，分别是光电子技术方向和微电子技术方向。

针对福建农林大学电子科学与技术专业的特点，以及福建农林大学“大学物理”的现状和《基本要求》对授课学时的要求，结合《专业规范》对于“大学物理”知识的要求，对福建农林大学电子科学与技术专业的授课学时和授课内容进行了设置，课程授课学时数设置为126学时，第一学期66学时，第二学期60学时，涵盖了《基本要求》所规定的所有74条A类教学内容和部分B类内容，并对每部分内容的授课学时数进行了安排，同时兼顾了习题讲解所需的学时。详细的学时数安排如下。

（一）力学

尽管力学部分的知识点对于电子科学与技术专业后续专业课程的知识体系没有太多的直接关联，但通过这部分内容的学习，可以很好地培养学生运用矢量运算和微积分等数学工具分析问题的能力。同时，通过力学中质点、刚体、理想流体等概念的学习，可以逐步使学生学会建立模型的科学研究方法，通过变力做功的学习，可以使学生掌握利用微元法分析和解决问题的技巧。所以将力学部分作为“大学物理”课程学习的第一部分。

由于力学中大部分概念在中学时已经接触，所以在本部分学时的分配上，侧重于角动量、刚体和流体等概念，避免与中学重复。具体的教学内容和学时分配如下表。

（二）振动与波

通过本部分的学习，让学生理解振动和波动的物理图像，使学生理解并掌握相位和相位差、振动方程、波动方程、波函数的物理意义，为后续电磁波的学习奠定基础。教学内容和学时分配如下。

（三）热学

热力学基本定律是《专业规范》中要求学生必须掌握的核心内容之一，这部分内容是学习微观粒子状态描述的必备基础知识。通过这部分内容的学习，使学生掌握“系统”的概念，以及“系统”的研究方法和统计规律，并初步理解科学研究的建模方法。教学内容和学时分配如下。

（四）电磁学

电磁学对于电子科学与技术专业的学生特别是微电子方向的学生是非常重要的基础知识。通过本内容的学习，有助于学生掌握电磁场的概念及场的研究方法，同时有助于加强学生运用微积分解决问题的训练，使学生理解并掌握用“路”和“场”处理电磁问题的方法。所以电磁学是本专业学生重点学习的物理内容之一。教学内容和学时分配如下。

（五） 光学

光学是电子科学与技术专业光电子方向学生学习光电子技术、光电子器件等内容的基础。本内容的学习，使学生理解光栅光谱的特征及光谱分析的意义，了解光学精密仪器的原理和方法。光学部分也是本专业学生学习的重点之一。教学内容和学时分配如下。

（六）狭义相对论力学基础

讲授本部分内容的主要目的是为了保证学生知识结构的系统性和完整性。通过本部分内容的学习可帮助学生建立狭义相对论的时空观，并区别于经典力学的绝对时空观，从而使学生对物理学所描述的时空观有了完整的认识，拓宽了学生的知识面，提高了学生的物理素养。本部分内容与电子科学与技术专业后续课程关联较少，所以学时的安排相对较少。教学内容和学时分配如下。

（七）量子物理基础

我校电子科学与技术专业开设有“固体物理”、“半导体物理”、“半导体器件”等课程。学习这些课程的必备基础知识即是“量子力学”。由于后续课程“量子力学”只有36学时，“大学物理”所讲授的“量子物理基础”起到了帮学生建立物质波粒二象性和量子化概念，从经典物理过渡到量子物理的重要作用，并弥补了“量子力学”学时较少而无法讲授所有概念的不足。同时，通过几个重要实验和模型的学习，给学生以创新思维和探究精神的启迪。本部分内容的安排同时考虑的避免与后续课程相关内容的重复。教学内容和学时分配如下。

五、教学模式、教学方法以及课程考核

参照《基本要求》中对“大学物理”教学方法、教学手段及习题和考核等方面的要求，福建农林大学电子科学与技术专业“大学物理”课程教学过程中注重师生的交流和互动，积极引导学生独立思考。通过对物理概念、定律、定理的分析和讲授，深入介绍各种物理规律的来龙去脉、各种公式的推导过程，培养学生科学的思维方式。教学手段上采用传统的板书教学与多媒体技术相结合，利用视频，动画等资料帮助学生观察和理解物理现象。同时也加强习题的讲解分析及考核，习题讲解采用平时难题讲解与期末所有习题集中讲解的方式。平时的习题和期末卷面考核分别占期末总评成绩的20%—30%和70%—80%。注重对学生分析问题和解决问题能力的考核。

以2010年版《理工科类大学物理课程教学基本要求》和《电子科学与技术本科指导性专业规范》为依据[2]，参照福建农林大学《关于制定本科专业人才培养计划的原则意见》，结合福建农林大学电子科学与技术专业的学科特点，设置了该专业“大学物理”课程的授课内容。课程总学时126学时，第一学期66学时，第二学期60学时，涵盖了《基本要求》所规定的所有A类教学内容和部分B类内容。授课内容的安排保证了知识结构的系统性和完整性，为本专业学生学习后续课程打下坚实基础。

参考文献：

[1]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理

基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教

学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]教育部电子信息与电气学科教学指导委员会电子科学

与技术专业教学指导分委员会.电子科学与技术本科指

导性专业规范[M].北京：高等教育出版社，2010.

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