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[摘要]基于現代農業和物理農業發展需求,農業院校物理課程有著重要的地位和作用。針對農業院校物理教育教學的現狀和存在的問題,指出農業院校物理教學改革的措施和建議,提升物理教學質量更好地推動農業生產。
[關鍵詞]現代農業;大學物理;教學改革
農林院校《大學物理》是面向高等農業院校農學、林學、園藝、食品以及生物等非物理專業本科生開設的一門公共基礎課程。課程內容主要涉及流體力學、熱學、靜電學、穩恒磁場、波動光學以及量子力學基礎,涵蓋了從經典物理到近代物理的完整知識體系。該類課程內容旨在讓學生可以系統地理解以及掌握物理學的基本概念、原理、客觀規律以及研究問題的方式,初步運用物理學的思維及辦法解決農牧業科學中的一般性問題,培養剖析和解決問題能力,提升創新能力,使其知識、能力、整體素質協調發展,為后續課程的學習及未來從事農牧業研討工作奠定良好的根基[1]。
1物理在農業中的重要作用
當前,低碳化、高效以及環保的能持續發展現代農業已經是農業發展的重點。物理農業和生物工程運用使農業生產模式從傳統的化學農業轉變為綠色可持續發展的農業[2]。物理學應用于農業發展中最大的特點是安全與環保,帶給人類的是沒有化學殘留的綠色有機食品農業[3]。國外上個世紀八九十年代就已經將物理技術應用于農業中了。美國、日本用電磁波處理提離農副產品的品質及單產,法國、日本也應用電磁波處理作物增產及提升出苗率等,日本制造了人造雷電刺激香菇的生長,韓國用帶電液體噴施蘑菇提離單產,2001年,美國已經使用了圈舍電凈化技術設備,2008年,日本對于豬舍實施電凈化控制疫情,2009年,德國選用等離子體對于豬舍展開除臭試驗[3];我國在這方面應用起步較晚,90年代出現了磁化水灌概、磁化肥,90年代中期利用電場對種子進行處理與保鮮,目前已使用物理手段殺蟲滅菌,大大減少化肥和農藥的使用量,而且在畜禽舍空氣凈化系統已經發展得較為成熟。物理技術保證了農產品綠色、無公害生產,實現可持續發展的現代農業。因此可見,物理知識和技術在農業中占有非常重要的地位?,F代農業更需要高層次的具有物理知識和技能的農業科技人才,中國是農業大國,對這類人才的需求量很大,他們即將成為農業生產第一線和農業企業的技術骨干,擔負著農業現代化建設的光榮使命。高等農業院校在這方面有著不可替代的作用,高等農業院校培養的專業人才為現代綠色農業的技術設備及技術裝備的開發及應用提供了最堅實的后備軍。所以必須重視高等農業院校物理教育。
2農林院校大學物理現狀
在多數人的印象中,物理學就是難懂的理論和復雜的公式,是屬于工業鄰域、信息領域等方面的應用,農業幾乎與物理沒有關聯。近10年來,隨著我國高等教育的快速發展,高等院校包括農業院校的擴招、自主招生和中學物理教學改革、高考科目結構調整等都會使高校學生生源和學習基礎發生很大的變化。因為農業院校的辦學定位和學科特性,因此在培養學生的側重點與理工科院校教育有很大的差異。隨著高校規模的擴展,各個高等農業院校的框架結構還出現了變動,學科專業分布更加廣泛,除原本的農科類專業,也產生了許多理工類、文科類的專業。農業院校已經不再是原來的農業院校,而是開始轉變為綜合性院校。但是與各種學科配套的大學物理的課程內容、教材等卻沒有太大的變化,具體內容單一,不能與時俱進。課堂教學學時數、教材內容及課程內容的抉擇往往僅僅依據學科知識大類區分,對于農科類專業的針對性較差。教學模式以及技術手段都比較單一,主要就是概念的講解、理論公式的推導等等,枯燥無味,課堂教學效果不怎么理想。大學物理實驗儀器設備不適應教學要求,有些儀器較為陳舊,跟不上時代進步,難以形成體系[4]。在多數農業院校,大學物理不是考研的課程(外語、數學、化學是學生的考研課程),往往得不到高校以及學生的重視,大學物理課學時逐漸減少甚至沒有列入課程表,物理教學長期處于相對落后狀態,物理學科較弱且發展緩慢。我國物理學者趙凱華先生說:“如果我們今天培養跨世紀的技術人才時,把物理原理通通看成“學院式的理論”而從課程表里排除掉,我們的“高技術”豈不成了無源之水、無本之木。物理是一門培養和提高學生科學素質科學思維方法和科學研究能力的重要基礎課。”[5]。因此,針對目前農業院校發展背景和物理課程教育現狀,農業院校物理教育質量急需提高,農業院校物理教學改革勢在必行。
3農業院校物理教學改革
2018年,教育部《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》(教高[2018]2號)中指出:全面推進高等教育綜合改革,一些高校黨政領導精力、任課教師精力、學生精力、教學資源投入依然不到位,教育觀念仍相對滯后,政策導向和評價方法仍不夠聚焦[6]。高等學校必須主動順應國家戰略規劃發展新需求以及世界高等教育發展新態勢,牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心內容點,把本科教育置于人才培養的核心內容上、教育教學活動的基礎地位、新信息時代教育發展的前沿地位,振興本科教育,奮力開創高等教育人才培養新局面。作為農業院校的大學物理教師,就應該順應時代要求,抓住改革機遇,對農業院校大學物理教學進行深入探索和實踐,改變農科物理落后局面,提高農業院校物理教學質量,為此,我們進行了以下幾方面的改革。
3.1根據農業院校的特點,轉化大學物理課程大綱及教學內容,編寫新的教材。農業院校不同專業學生《大學物理》學時數不同,培養要求也不同。根據新世紀人才培養目標和現代農業發展要求以及不同專業特點制定教學大綱,改革課程體系,充實教學內容,適用于不同專業教學。改革教材內容,注意理論聯系實際,多增加當代物理在農業方面的應用內容,使物理教材與時俱進。
3.2利用信息技術,使用先進便捷的教學手段。利用多媒體等信息技術技術,制作包括幻燈片、圖片、圖表、動畫的生動課件,將多媒體技術教學與傳統式黑板書相結合,活躍課堂氣氛,激發學生的學習熱情和興趣。通過E-mail、QQ、微信、教學通APP和建立論壇等多種渠道,加強與學生的溝通和交流,及時發現學生的難題和問題,引導和幫助學生有效掌握相關理論和實驗技能。
3.3構建適應農業院校不同專業教學資源及移動共享平臺。結合我們現有的精品課程、示范實驗室、農科物理精品資源共享平臺等硬件和軟件資源,拍攝具有科學性、可學性和可看性的微視頻。以不同的知識體系為知識模塊,通過組塊的方式來組織并完善學習資源,構建適合教學的微課堂資源并通過移動共享平臺等信息化技術建立大學物理移動學習共享平臺。
3.4構建課前、課堂和課后學習過程記錄系統,完善評價體系。通過移動共享平臺,建立和完善學生學習和評價體系,對學生的網絡學習情況進行實時實地的考核。通過課前測試練習、課堂中的討論學習及實驗自主操作過程評價、課后的同步問題解析及期末考試等過程性和終結性考核方式,完善立體化考核體系,突出學生自主研發和分析解決問題的能力。
4結語
經過近幾年的調查研究,我們物理教學團隊于2013年主持的《農科物理學》校級精品課程資源就已經共享于校園網絡,同時編著和修訂多本農業類物理教材,2019年《農科物理學》被評為山西省精品共享課程,為山西農業大學學生和其他農業院校學生和社會學習者提供了學學物理的平臺,獲得一致好評,促進了山西農業大學和其他農業院校物理教育的發展。因此,農業院校要根據現代農業發展要求,不斷進行改革探索,提高大學物理教學水平。
作者:段智英 張茹 郭銳 龐如意 單位:山西農業大學 山西傳媒學院