成果名称：工科物理课程与相关课程间的衔接研究与内容改革
项目组成员：漆新民 程衍富 杨长铭 戴同庆 奚玉敏
获奖等级：湖北省高等学校省级教学成果奖二等奖
获奖时间：2001年
中学物理与大学物理在内容上有一定重复，比如，理论力学部分内容重复率比较高；此外，大学物理与后续相关课程的衔接方面也不尽人意，这是目前工科物理教学亟待解决的问题，为此，课题组于1995年提出立项申请，旨在通过开展大学物理瑟中学物理内容衔接的研究，通过对大学物理相关后续课程的教学体系、内容等分析，提出一些改革措施，从而，构建合理的、科学的大学物理课程体系，提高人才的科学素质。
一、成果的主要内容
课题组通过对新生入学问卷调查、摸底考试及广泛收集工科及相关学科课程改革的有关资料等方式，开展了中学物理内容与大学物理内容的对比研究及大学物理课程与相关课程的衔接研究，取得了丰硕成果：
（一）撰写了三份阶段研究成果报告
1. 中学物理和大学物理课程内容衔接研究报告
该报告包括三个部分。（A）新生入学物理问卷调查；（B）新生入学物理考试分析；（C）中学物理和大学物理课程内容衔接研究。该报告得出了许多有意义的结论。
第一，一般工科院校的学生约55%来自非县以上重点中学，从使用的中学物理教材及摸底考试情况看，大约只有58%的学生达到了国家教委《工科物理教学基本要求》规定的起点，因此，大学物理教学起点不宜太高，特别是学生的主观感受和实际水平不完全一致，对中学物理来说、力学、电学仍是学生掌握的薄弱环节。
第二，由于各中学情况的差异，学生对物理实验普遍掌握较差，特别是示波器、气垫导轨实验，在中学阶段几乎是空白，因此物理实验教学应以此为依据制定教学改革措施和开设必要的预备性实验。
第三，由我院优、差生对比研究，我们发现我院入校基础较好的学生主要来自湖北、河南、湖南，差生主要来自青海、海南、新疆。优、差生的差距主要在分析和处理综合性问题的能力上，这对于具体教学中如何培养尖子、帮助差生有一定的指导意义和参考价值。
第四，通过比较中学物理和大学物理内容，发现重复率有一定比例；在科学素质培养上中学物理教材反而高于我们现在使用的大学物理教材。当然在联系实际，知识更新上中学教材也优于现行使用的大学物理教材。以上结论给我们敲响了警钟，大学物理教材体系内容已到了非改不可的关键时刻。
（二）大学物理课程与相关课程间衔接研究报告
通过大学物理课程与相关课程对比研究也得到了许多有意义的结论。
1. 课程体系改革势在必行。我们从工科大学物理与相关课程间的衔接研究中，通过所使用的教材和教学基本要求的对比分析发现，大学物理与中学物理，后继课程与大学物理间都存在着内容重复的问题，其中尤以理论力学与大学物理的重复问题最为突出。理论力学教材中分为静力学、运动学、动力学三大部分，其中运动学部分基本上与大学物理重复，在运动学部分，也有相当多的内容是重复的。我们把我院目前使用的这二门课程教材的目录和教学基本要求，放在衔接研究报告的附录中，以便比较。我们认为，应抓好后继课程的起点，使其与前授课程有机衔接应遵循后继课程的内容体系服从前授课程。既要把握好大学物理合适的起点，避免与中学物理的重复，同时也要把握好理论力学的起点，避免与大学物理的重复。
2. 要搞好课程体系改革，必须转变教学思想与教学观念。过去，由于高等教育主要强调传授知识。因此，所开设的各门课程都过分强调自身的完整性与系统性，同时，还强调知识的学习要遵循“螺旋上升”的规律，这样一来，开设的各门课程之间必然存在着内容重复的问题。旧观念必须改变。从培养综合素质高、能力强的人才要求和知识爆炸的时代特征来看，这类重复是没有必要的。
3. 工科物理课程内容体系必须改革。工科《大学物理》面临着加强与中学物理的衔接，适应培养学生综合素质的需要以及如何实现课程的现代化等一系列的问题，要解决好这些问题，工科《大学物理》课程内容体系必须改革。
4. 我们从工科物理与相关课程的衔接研究中，通过对各门课程“教学基本要求”的分析，发现相关课程间“基本要求”本身存在着重复性，既有概念要求上的重复，也有规律要求上的重复，其中尤以理论力学最为突出。这样，使目前课程间存在的重复性合法化。为适应课程体系改革的需要，我们建仪应适时调整“工科本科基础课程教学基本要求”。
5. 要加强课程间的衔接，克服内容上的重复性和陈旧性，课程体系必须改萆。课程体系改革既是教学改革中的重点，也是难点。各级教学主管部门必须有效领导与大力支持课程体系改革工作，方可取得突破性进展。建议院教务处作出规划，对一、二个专业的课程体系改革开展专题研究，取得试点经验后再在各个专业全面推进课程体系改革。我们愿承担大学物理课程体系改革的有关任务。
(三)大学物理教学内容改革初步设想研究报告
该报告在上述两个研究成果的基础上提出了一些基本看法和有关大学物理课程体系改革的设想。
1. 大多数工科院校的大学物理课程都已感到与现代节奏明显不合拍，都处于改革的浪潮中，我们必须顺应潮流，跟上时代的步伐，为大学物理课程的改革做出贡献。
2. 当前改革中的主要矛盾是：教学时数的减少与增加内容的矛盾；我校学生的入学基础与加深教学难度的矛盾；教师在教改中的投入与学校对该项工作支持的矛盾等等。
3. 大学物理课程总体改革设想
（1）保证原有的132学时基本内容的讲授，而另设工程专题讲座约30学时，
（2）以对称性和守恒律为主线总全课程内容体系的改革。
（3）以CAI和开放性演示实验为主体，优化教学手段，逐步实现教学手段的现代化。
（4）教务部门要支持改革试点，以新编讲义改革班试点的方式使大学物理教学改革的想法得以实践，并深入下去。当然以上改革需较强的政策配合和教师辛勤投入，长期坚持不懈，方可取得成效。
（四）发表论文6篇
二、创新点
（一）新生问卷调查和摸底考试分析所得结论是我们独立发现的且对一般工科院校具有普遍意义。
一般工科院校的学生约55%来自县以上重点中学，约58%的学生达到国家教委《工科物理教学基本要求》规定的起点，各中学为追求高考升学率，对物理实验普遍不够重视，中学所要求的示波器、气垫导轨实验在大部分县以下中学几乎空白等。
（二）率先将现行中学物理教材与大工学物理教材进行详尽对比分析。通过对比分析，我们发现大学物理教材的改革远落后于中学物理教材，主要改在科学素质培养、联系实际、知识点的更新适度等方面。
（三）工科大学物理各相关课程必须进行综合改革，这样才能有利于培养优秀人才，在以大学物理为基础的相关课程改革中，必须遵循后继课程服从前授课程的原则。
（四）在大学物理内容改革上，我们同步于部分全国重点工科院校，但又结合了自身特点，编写了石油工程物理9个专业的教学大纲，并计划在教学中实践。
（五）作为后继课程教学内容与课程体系改革的试点，编著了《电磁场论》教材。这本教材采用以演绎法为主、归纳法与演绎法相结合的论述体系，用Maxwell方程组构成一条清晰的主线贯穿全书，与传统的电磁场论教材相比，有较大的突破和独到的见解。
三、应用情况
（一）按新设计的改革教材，我们调整了教学内容体系，即力、波、热、电、近代物理，使其结构更合理，逻辑性更强，重新编写了教学大纲，删除了与中学物理重复的内容，调整了各部分的教学时数，使近代物理内容超过20%，并从97级开始已经在教学中实行。
（二）我们已编写的试用讲义《静电场》一章约5万字，已从97级开始用于教学实践，该部分内容在知识传授中体现了工程意识的培养，在例题的选取上联系了石油工业的实际，在内容安排上符合我们教学内容改革的基本思想。
（三）从优差生对比分析的结论中，我们重点加强了对优生的培养，因此在96级中就开设了专题讲座10个，98级又开设了近代物理选修课，在近两年的期末考试中，大学物理成绩优秀学生比率提高了8%～13%。
（四）从我们的研究报告中得知，物理实验是中学物理教学的薄弱环节，为此我们进行了实验教学改革，建立了新的实验教学体系。我们的实验改革教学共分为三个层次：第一个层次为基础训练、基本实验方法训练，用30学时完成。第二个层次也为30学时，采用开放式教学方式，加大综合实验、设计性实验内容。第三层次为科研训练实验，在教师指导下学生设计实验项目并独立完成。第三层次的内容供优生选做。从97级开始我们已进入实践阶段。特别是第三层次的教学，学生踊跃报名参加，由于条件所限，我们只选取部分学生组成10个实验小组进行。
（五）一本后继相关课程的改革教材《电磁场论》已在石油大学(华东)使用二届，在我院使用三届，受到了同行专家、任课老师和学生的一致好评。
从近三年的实践看，本项目的研究成果对我院的大学物理和后继课程的教学起到了极大的推动作用，取得了显著效果，连续三届学生期末统考的成绩都有明显提高。大学物理课程于1998年被评为湖北省优秀课程。
