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【关键词】
大学物理;教学方法;现存问题
1大学物理教学面临的问题
1.1大学物理的学科地位正在逐步弱化
当前有一定数量的师生群体对大学物理的学科地位缺乏深刻的认识,他们认为非物理专业的学生将大学物理作为必修课没有多少实际意义,同时许多院校非物理专业学生的大学物理课时数量也在逐渐下降。[1]国家教育部门2015年颁布的关于大学物理课程的规范要求各院校大学物理的课时不能少于144课时,然而真正严格按照要求执行的院校少之又少,大部分院校的课时在72至108之间,课时数量更少的也不在少数。
1.2大学物理的教学内容显得过于陈旧
物理学主要划分为经典物理和近代物理两个版块,然而值得注意的是,当前大部分高校的大学物理所讲授的内容中经典物理占据超过了百分之八十的比例,近代物理部分的知识讲授严重不足。经典物理所包含的理论与概念都是二十世纪前的研究成果,这些在大部分中学物理教材中都有所涉及,因此难以调动学生的学习兴趣。然后近代物理的有关内容却因为课时原因而无法做足够的介绍,这就从根本上导致了教学内容的陈旧。
1.3大学物理的考核评价方式过于单一
绝不部分院校在大学物理这门课上采取的计分方式都是综合评价,即平时成绩与期末卷面成绩的加权分数。平时成绩主要又来自课后作业,然后由于网络的便捷性,基本上所有习题的答案都能通过网络找到,因此课后作业的成绩很难反映出学生是否真的掌握了知识点以及学习态度是否端正。而期末考试也只是单纯的卷面答题,这对于学生综合能力的培养造成了巨大障碍,难以真正锻炼学生的自学能力以及创新思维。
2大学物理教学新方法
2.1绪论部分
绪论部分是整个课程的引入,包含了大学物理所要研究的对象、内容以及需要用到的方法。绪论部分作为大学物理的第一节课,对于调动学生的学习兴趣起到了关键作用。任课教师不应当只是照本宣科,将大学物理的各个章节罗列出来。为了增强课程的趣味性,在介绍物理学的研究对象和内容时,应当适当运用现实生活中的案例来解释,特别是采用当下大学生感兴趣的话题,例如使用汽车在上坡时采用的是高档位还是低档位来解释其中的物理原理。[2]在介绍物理学的发展历程时,可以具体介绍某一物理学家发现某一物理定律的过程,并在介绍过程中不断提问,让学生发现问题,自己解决问题,总结问题,形成科学研究思路。在强调物理学的研究意义时,教师可以多举一些物理学在所教学生的专业领域的实际应用案例,例如对于计算机专业的学生,可以举一些量子物理学在晶体管研究上的应用。
2.2物理课程分层次教学模式的实施
根据不同专业的实际需求进行教学层。将学缘相近的几个专业作为一个单位,按照入学时学生的成绩,将全部学生分成两类班级,成绩优异的归为一类,这类学生不需做进一步细分;成绩较差的也归为一类,但是这类学生需做进一步细分,综合分析实际情况调整教学内容。同时多层次内容选择也可以安排在网上选修时由学生自主选择,但是校方需要对选课系统做出一定限制,避免大部分学生都故意选择内容较浅的课程。
2.3经典物理部分
经典物理部分的内容大多都在中学课程中介绍过,因此不必面面俱到,对于不同专业的学生应该有所侧重,例如对于化工类的学生,应该着重讲授热力学模块,为化工类学生后续的物化课程做铺垫;对于机械类的学生,应该着重讲授力学模块,为机械类学生后续的结构力学课程做铺垫;对于信息类的学生,应该着重讲授电磁学版块,为信息类学生后续的光电学课程做铺垫。[3]在对各专业学生授课时,要注意有的放矢,使得学生在学学物理时能够感受到其与自身专业的关联性,从而获得更大的学习目的性和动力。对各专业学生讲授经典物理的其他版块时,应当以实例为引入,以拓宽视野为主要教学目标。
2.4近代物理部分
近代物理学的重要理论对于现代科学技术的进步具有巨大价值,然而,这个部分的内容过于抽象,一般学生难以熟练掌握。因此,大学物理教师在讲授这个版块的内容时,应当强化对概念的介绍,尽量跳过对定理的推导,并以近代物理的研究成果为依托,着重对理论进行初步介绍。著名物理学家费恩曼对于物理的学习曾提出过自己的看法,“学习物理的人不应该只是试图去解出微分方程,而是应当尝试理解它们的涵义”。在狭义相对论的教学中,我国教师的教学重点普遍在于洛仑兹推导公式,并以此为基础,推导出一系列公式,注重的是公式的推导而不是内涵的探索。相反,国外的部分物理教材一般会通过简单的举例来解释公式的导出,而不是用严格、冰冷的数学方式进行推导,这种方法能够大大节约公式的学习时间,加深公式的理解程度,这显然更加符合大学物理的教学目的。此外,高校还应当适时举办一些物理学专题讲座,向学生们宣导物理技术近年来的发展概况,使学生们在了解理论知识的基础上,对物理技术的动向也能有所认知。
3结语
物理学作为一门基础学科,是广大科研工作者从事科学研究的基础,大学物理作为理工科学生的必修课程,其包含了对于科学研究理论与方法的传授,对于理工科学生的专业发展具有重要价值。因此,各高校应当重视大学物理这门课程的教学,并从教学方法上入手,解决当前大学物理教学中存在的诸多问题。
作者:李宁 赵宝 单位:聊城大学东昌学院 聊城大学
参考文献:
1大学物理教学面临的问题
1.1大学物理的学科地位正在逐步弱化
当前有一定数量的师生群体对大学物理的学科地位缺乏深刻的认识,他们认为非物理专业的学生将大学物理作为必修课没有多少实际意义,同时许多院校非物理专业学生的大学物理课时数量也在逐渐下降。[1]国家教育部门2015年颁布的关于大学物理课程的规范要求各院校大学物理的课时不能少于144课时,然而真正严格按照要求执行的院校少之又少,大部分院校的课时在72至108之间,课时数量更少的也不在少数。
1.2大学物理的教学内容显得过于陈旧
物理学主要划分为经典物理和近代物理两个版块,然而值得注意的是,当前大部分高校的大学物理所讲授的内容中经典物理占据超过了百分之八十的比例,近代物理部分的知识讲授严重不足。经典物理所包含的理论与概念都是二十世纪前的研究成果,这些在大部分中学物理教材中都有所涉及,因此难以调动学生的学习兴趣。然后近代物理的有关内容却因为课时原因而无法做足够的介绍,这就从根本上导致了教学内容的陈旧。
1.3大学物理的考核评价方式过于单一
绝不部分院校在大学物理这门课上采取的计分方式都是综合评价,即平时成绩与期末卷面成绩的加权分数。平时成绩主要又来自课后作业,然后由于网络的便捷性,基本上所有习题的答案都能通过网络找到,因此课后作业的成绩很难反映出学生是否真的掌握了知识点以及学习态度是否端正。而期末考试也只是单纯的卷面答题,这对于学生综合能力的培养造成了巨大障碍,难以真正锻炼学生的自学能力以及创新思维。
2大学物理教学新方法
2.1绪论部分
绪论部分是整个课程的引入,包含了大学物理所要研究的对象、内容以及需要用到的方法。绪论部分作为大学物理的第一节课,对于调动学生的学习兴趣起到了关键作用。任课教师不应当只是照本宣科,将大学物理的各个章节罗列出来。为了增强课程的趣味性,在介绍物理学的研究对象和内容时,应当适当运用现实生活中的案例来解释,特别是采用当下大学生感兴趣的话题,例如使用汽车在上坡时采用的是高档位还是低档位来解释其中的物理原理。[2]在介绍物理学的发展历程时,可以具体介绍某一物理学家发现某一物理定律的过程,并在介绍过程中不断提问,让学生发现问题,自己解决问题,总结问题,形成科学研究思路。在强调物理学的研究意义时,教师可以多举一些物理学在所教学生的专业领域的实际应用案例,例如对于计算机专业的学生,可以举一些量子物理学在晶体管研究上的应用。
2.2物理课程分层次教学模式的实施
根据不同专业的实际需求进行教学层。将学缘相近的几个专业作为一个单位,按照入学时学生的成绩,将全部学生分成两类班级,成绩优异的归为一类,这类学生不需做进一步细分;成绩较差的也归为一类,但是这类学生需做进一步细分,综合分析实际情况调整教学内容。同时多层次内容选择也可以安排在网上选修时由学生自主选择,但是校方需要对选课系统做出一定限制,避免大部分学生都故意选择内容较浅的课程。
2.3经典物理部分
经典物理部分的内容大多都在中学课程中介绍过,因此不必面面俱到,对于不同专业的学生应该有所侧重,例如对于化工类的学生,应该着重讲授热力学模块,为化工类学生后续的物化课程做铺垫;对于机械类的学生,应该着重讲授力学模块,为机械类学生后续的结构力学课程做铺垫;对于信息类的学生,应该着重讲授电磁学版块,为信息类学生后续的光电学课程做铺垫。[3]在对各专业学生授课时,要注意有的放矢,使得学生在学学物理时能够感受到其与自身专业的关联性,从而获得更大的学习目的性和动力。对各专业学生讲授经典物理的其他版块时,应当以实例为引入,以拓宽视野为主要教学目标。
2.4近代物理部分
近代物理学的重要理论对于现代科学技术的进步具有巨大价值,然而,这个部分的内容过于抽象,一般学生难以熟练掌握。因此,大学物理教师在讲授这个版块的内容时,应当强化对概念的介绍,尽量跳过对定理的推导,并以近代物理的研究成果为依托,着重对理论进行初步介绍。著名物理学家费恩曼对于物理的学习曾提出过自己的看法,“学习物理的人不应该只是试图去解出微分方程,而是应当尝试理解它们的涵义”。在狭义相对论的教学中,我国教师的教学重点普遍在于洛仑兹推导公式,并以此为基础,推导出一系列公式,注重的是公式的推导而不是内涵的探索。相反,国外的部分物理教材一般会通过简单的举例来解释公式的导出,而不是用严格、冰冷的数学方式进行推导,这种方法能够大大节约公式的学习时间,加深公式的理解程度,这显然更加符合大学物理的教学目的。此外,高校还应当适时举办一些物理学专题讲座,向学生们宣导物理技术近年来的发展概况,使学生们在了解理论知识的基础上,对物理技术的动向也能有所认知。
3结语
物理学作为一门基础学科,是广大科研工作者从事科学研究的基础,大学物理作为理工科学生的必修课程,其包含了对于科学研究理论与方法的传授,对于理工科学生的专业发展具有重要价值。因此,各高校应当重视大学物理这门课程的教学,并从教学方法上入手,解决当前大学物理教学中存在的诸多问题。
参考文献:
[1]陶薇,谢柏林,万士保.基于应用型人才培养的民办高校大学物理教学方法探讨与实践[J].教育教学论坛,2015(12):182~183.
对于理工科的大学生来讲,物理不是一门全新的、陌生的课程,他们从初中开始接触物理知识,这有助于大学物理的教学。但学生已具有的物理基础知识也可能不利于大学物理的教学,因为大学物理和中学物理在教学方法、学习方法等各方面有许多不同,若学生已习惯于中学物理的教学方法和学习方法,已经形成了一定的思维定势,将对大学物理的教学和学习带来负面影响。所以,尽量做好大学物理和中学物理的衔接教学,使学生尽快地从中学物理过渡到大学物理的学习,是大学物理教学迫切需要解决的一个问题。
一、大学物理和中学物理的主要区别
1.教学方法和手段的区别。
中学物理教学内容少,课时多,所以教学进程相对较慢,老师有时间对内容进行详细讲解、分析,对学生提问,并通过课堂演练题目的形式边讲解、边讨论、边练习,加深学生的理解和记忆,在每一章节或每一部分内容结束后,安排课堂练习或习题课,帮助学生总结归纳本章节的主要内容。大学物理由于教学内容多、课时少,课堂教学的信息量大,很少有时间进行课堂练习、介绍各种类型的习题,课堂上以老师讲解为主,学生当堂理解和掌握课堂内容有很大的困难,要求学生课后自己总结和归纳。中学物理教学以物理知识点的传授为主,将知识点讲深讲透;大学物理教学以物理思想和知识整体结构讲解为主,主要是物理思想、方法的运用。中学物理中的许多物理现象都可通过实验进行演示;大学物理教学由于种种原因,基本不进行课堂演示实验。
2.教材的区别。
从教材的种类来看:中学物理教材种类少,只有必修教材和选修教材两种版式;而大学物理教材种类多,据我们调查,现在各高校比较流行的大学物理教材版式有十多种。
从教材的内容来看:中学物理教材的内容虽然包括力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部分,但都是五大部分的一些基本知识,而且与数学知识的结合不是非常紧密,物理中要用到的数学知识,学生已在数学课上学过,所以难度较小;而大学物理教材的内容虽然也是力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部分,但在深度和广度上都有加深和拓展,而且与高等数学知识的结合比较紧密,大学物理中要用到的高等数学知识,有许多内容学生在高等数学课还没学过,所以难度增加了。
3.学习目的和目标上的区别。
虽然中学物理教学大纲已经明确规定了学习中学物理的目的,但大多数中学生学习物理的目的是为了在高考中取得好成绩,考入理想的大学,因为目标明确,所以学习比较刻苦、自觉。虽然大学物理教学大纲已经明确规定了学学物理的目的,但现实情形是,刚考入大学的许多新生(因为大学物理一般在大一开设)学习目的不明确,学习目标不确定;一些学生学学物理的目标是在期末考试中能够及格,拿到学分即可;作业只是应付了事;上课不认真听讲,个别学生甚至随意旷课。
4.学习方法上的区别。
学习方法在大学物理的学习中也是非常重要的,掌握得好,事半功倍;掌握得不好,事倍功半。在大学物理的学习中要注重物理概念的理解和物理问题的分析。物理理论是高度概念化和定律化的知识体系,中学物理由于数学上的局限,很多物理概念无法用数学公式形式表示出来,只能解决一些简单的问题,稍复杂一点的问题就要设法化为用初等数学可以解决的形式,学习的难点在数学技巧上,所以要多做计算练习,熟能生巧。而大学物理由于微积分的引入,各类物理问题大都可用相应的公式形式表示出来。
5.学习心理上的区别。
在中学,接二连三的小考、大考、联考、模拟考,迫使学生紧张地并超负荷地学习。考入大学后,部分新生存在“休整”心理,所以思想上产生了一种惰性;部分学生自制能力较差,在中学里,学校的老师,家长对他们是保姆式管理,在大学里,基本是自我管理,生活、学习、工作等事情主要都得靠自己来安排,使他们产生了茫然不知所措的心理;部分新生由于中学物理没有学好,对大学物理产生畏惧心理。
二、如何做好教学的衔接
1.适当放慢教学进度,使学生逐渐适应、过渡。
教育心理学的研究表明:学生由原来已习惯了的教学方法过渡到一种新的教学方法,需要一定的时间。学生已习惯于中学物理课堂教学慢节奏、少容量、讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏、大容量的教学,往往不能适应,不仅影响大学物理的教学效果,而且会挫伤学生学习物理的积极性。所以,要使学生有一个逐渐适应的过程,最后过渡到正常的教学进度。
2.重视绪论课的教学。
良好的开端是成功的一半。在大学物理的第一堂课,应将大学物理和中学物理的区别,学学物理的目的,本学期的教学计划、教学内容、教学方法,成绩考核、评定方法告知学生,同时介绍一些好学习的方法和经验,使学生一开始就明白大学物理和中学物理有许多的不同。
3.研究中学教材内容,由中学物理知识过渡到大学物理知识的学习。
物理知识具有系统性和连贯性,大学物理的部分知识是在中学物理基础上的提高,在进行这部分内容教学时,首先简要复习中学物理知识,随后指出中学物理知识的局限性或特殊性,从而比较自然地引入课题。要做到这一点,首先必须了解和研究中学物理教材内容,这部分内容较多,如圆周运动,中学研究的是匀速圆周运动的规律,但当速率变化时,圆周运动的规律如何?中学学过速度方向在一条直线上的相对速度问题,速度方向不在一条直线上的相对速度如何求解?恒力冲量的定义式和恒力做功公式中学里都学过,变力冲量和变力做功如何计算?但在教学中有一点要注意,复习中学的内容要重点突出,简明扼要,目的是要由此引入大学物理新内容,重点是讲解大学物理知识。
4.精心选择例题和习题,巩固所学的新知识和新方法。
大学物理教学和中学物理教学的一个重要区别是例题和习题的数量大大减少,但这并不是说在大学物理教学中不需要例题和习题,而是要精选例题和习题。通过典型例题讲解和布置作业,达到巩固新知识的目的。但由于大学物理教材中习题配置的一个共同性问题,用中学物理知识能完全求解的习题过多。所以,我们精选习题布置作业的原则是:完全用中学物理知识求解的习题一律不布置,凡是布置的习题要么规定必须用大学物理的新方法去求解,要么含有大学物理的新知识,以达到通过做作业来巩固所学的新知识、新方法的目的。
5.采用多媒体教学手段,激发学生学学物理的兴趣。
关键词: 青年教师;教学名师;示范课;大学物理
Key words: youth teachers;teaching masters;model lesson;university physics
中图分类号:G451 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)26-0230-02
0 引言
听教学名师的示范课,是引领青年教师快速成长的最有效途径。教书育人是教师的天职,作为刚从校门走出的青年教师,无论是对知识点的内涵还是在教学艺术上都很欠缺,因此,急需一批教学方面的专家、带头人来给青年教师一个正确的指引,促进青年教师的专业成长、提高青年教师的专业素质。
1 专研专业知识
青年教师的发展主要取决于自身,一方面要虚心学习老教师的教学方法;另一方面要对专业知识进行深入的专研,避免授课时出现明显的错误。在教学过程中,要严谨、准确的表达每一个知识点。如,当给学生讲解弹力和弹性势能概念的时候,部分学生将弹性势能叫做弹性力势能是不正确的,教师要给予及时的纠正。发生弹性形变的物体各部分之间,由于有弹力的作用而具有了势能,这种能量叫弹性势能。物体的形变量越大,弹性势能就越多,反之,则越小。要告知学生弹性力是力,而弹性势能是能量,其大小取决于物体克服弹力所作的功。再比如,曾有一名青年教师在讲解静电场中高斯定理之前,首先讲解了电通量的概念,“电通量表示穿过闭合曲面的电场线的条数”。显然,该教师没有准确的掌握电通量的概念,高斯定理表达的是穿过闭合曲面的电通量或者说电场线条数与电荷之间的关系,但并不能把电通量的概念直接定义为穿过闭合曲面的电场线条数,而应陈述为穿过任意曲面的电场线的条数。以上举例说明,部分青年教师对知识点本身的理解如果不够,会出现对相关知识点或者概念讲解错误的现象。因此,专业知识扎实很重要,备课过程中要多专研、多思考,不断提升自身的理论功底。
2 注重讲解大学物理与中学物理的区别
在中学阶段,学生在教师讲解知识点后,要劳记一些概念、公式、定律和定理,然后会利用它们解决实际物理问题,最注重的是如何利用所学的知识点去解题,教师在讲解知识点时,并不注重讲解这些概念、公式定律和定理都是如何演绎过来的。而在学学物理的过程中,学生们不仅仅要牢记一些物理概念、公式、定律和定理,最重要的是要掌握每个概念、定理的形成过程,要知道他们阐明了什么样的物理规律,体现了什么样的物理思想以及它们的适应条件和范围都是什么,在此基础上还要求学生们学会运用高等数学知识来解决物理问题。如,中学物理学生就学习过冲量的概念,但仅学习了物体在某个时刻冲量的算法,不知冲量概念是如何衍生过来的,是一个状态量。而大学物理教学中,教师先通过牛顿第二定律的数学表达式,推倒得出了动量定理的表达式,从而引出了冲量的概念,若已知力作用在物体上的时间范围,则在此时间范围内力对时间持续作用的效果对应的就是冲量,其表达式为■=■■dt,显然这里的冲量是一个过程量,适合求解物体在变力作用下所产生的冲量,而中学时学习的冲量■=■t只适合求解力在瞬时产生的冲量。因此,教师在讲解概念时,要通过给学生讲解概念的演绎过程,使学生更深刻的理解相应的物理概念,从而游刃有余的解决相关物理问题。
3 讲解例题时,出题要严谨,注意展开并进行总结
教师在讲解知识点之后,要讲解几道例题帮助学生消化以上知识点。例题不能随意出,不仅要将所教内容都能运用到例题中,还要注意出题要严谨,准确。如,在讲解变力所做的功例题时,书写力的表达式后要紧跟单位,位移后也要紧跟单位,从而影响着学生形成严谨的治学态度。再如,讲解迈克尔逊干涉仪时,会涉及到求解入射光波长的问题,教师举例时要注意给出合理的薄膜厚度等物理量,确保所求红光波长在实际620-760纳米范围之内。最后,讲解例题后一定要进行总结,让学生明白为何此题用以上知识点进行解决,要总结解题时需要注意哪些问题,此结果可以进行哪些延伸,会得出什么其他重要的结论,只有这样讲解例题,学生才能更深刻的理解该知识点的应用。除了讲解例题要有总结,每次讲完理论课都要对所学知识点进行总结和延伸,展开说明每个知识点的深刻内涵及其应用范围等,只有对知识点进行充分展开,才能让学生更深刻的记住这部分知识的物理意义。
4 板书与多媒体教学相结合
由于大学物理课程,教学面宽,学生普遍反映较难。如果一味使用多媒体进行教学,学生学习效果不会很理想。因此,教师要根据学生的特点,尽量使用板书进行教学。教师在上课之前,要精心设计板书,将每次课的重点内容全部体现在板书中。教师在教学过程中,要边讲解知识点边及时的书写板书,只有这样学生才能紧跟教师思路,当然部分物理知识使用多媒体和板书结合进行教学更合适。如,在讲机械波的干涉知识时,如果只利用数学推导方式,可以很容易得出驻波的波动方程,但多数学生仍不理解驻波的波形图是什么形态,此时采用多媒体进行演示,会更形象生动的展示驻波的波形图。因此,将板书和多媒体教学相结合,是提高课堂质量的有效方法。
以上是笔者通过多年来的自我专研,并总结教学名师的示范课程所形成的一些新的认识。总之,希望青年教师在走上教学之路之前,能具备扎实的专业知识;注意讲解大学物理与中学物理的区别;有针对性的讲解例题;以板书为主,采用板书和多媒体相结合的教学方式,这样才能提高教师的教学效率,从而提高学生的学习效率。
参考文献:
大学物理是一门概念性、逻辑性和系统性都很强的基础课,它在科学素质和思维方式等方面的培养和训练上起着重要作用,因此该课程的改革一直受到关注。大学物理教学中运用多媒体教学课件便是该课程教学手段的改革。多媒体课件的使用改变了过去单调的教学模式,对于提高教学效率和质量是有利的。然而教师如果不恰当地使用不合适的课件也会带来一些弊端。在大学物理教学中如何运用多媒体课件,怎样将多媒体教学与传统教学手段相结合是值得思考与探索的问题。
1、多媒体教学的现状
目前,大学物理多媒体教学已广泛开展[n}。多媒体教学与传统教学手段相比有诸多优势,例如便于资源共享,增加了信息量,通过图片动画使一些抽象的物理概念、物理模型和物理过程得以形象生动地展示。因此有些学校有些教师便过分地强调多媒体教学的作用,教学过程完全依赖并不理想的课件,依靠电脑和投影仪,不使用其它教学手段,抛弃了传统的黑板和粉笔,一堂课写不了几个字,教师变成了PPT的解说员,甚至出现年轻教师离开多媒体课件讲不出完整的授课内容的现象。学生坐在下面似听非听,难以做笔记,来不及思考,昏昏欲睡,完全没有了课堂应有的气氛,更谈不上提高教学质量,于是出现又一现象即有人怀疑否定多媒体教学的作用。
2、运用多媒体教学的体会
通过我们在教学实践中的探索,体会到使用多媒体教学会对提高教学质量有帮助,但要真正发挥多媒体教学的作用,需要制作合适的多媒课件,需要教师在实施多媒体教学过程中的组织技巧,将传统的教学手段与多媒体教学手段相结合,并找出其最佳结合点。
2.1多媒体课件的制作
一个好的多媒体课件是提高大学物理多媒体教学质量的基础。课件的制作要注意以下几点:
2.1.1简洁明确有特色
1.教材的区别。
从教材的种类来看:中学物理教材种类少,只有必修教材和选修教材二种版式;而大学物理教材种类多,据我们调查,现在各高校比较流行的大学物理教材版式有十多种。
从教材的内容来看:中学物理教材的内容虽然包括力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部份,但都是五大部份的一些基本知识,而且与数学知识的结合不是非常紧密,物理中要用到的数学知识,学生已在数学课上学过,所以难度较小;而大学物理教材的内容虽然也是力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部份,但在深度和广度上都有加深和拓展,而且与高等数学知识的结合比较紧密,大学物理中要用到的高等数学知识,有许多内容学生在高等数学课还没学过,所以难度增加了。
从教材的编写体系和书写风格来看:中学物理教材一般由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识,配有较多的插图,所以比较形象生动;每节内容后都配置有关本节主要内容的练习题,这除了使学生掌握本节主要内容外,还有二个重要作用:一是帮助学生及时巩固、复习所学内容,二是增强学生学好物理的自信心,因为每节内容后给出的练习题都是本节公式、原理的直接应用,所以绝大多数学生都能正确求解,而教学心理学的研究表明,学生能正确求解习题时会有一种成功的感觉,这种感觉不仅会提高学习物理的兴趣,而且会增强学好物理的自信心(中学物理实验编排在教材之中)。大学物理教材很少从演示实验,生产实际,生活经验等引入相关知识,它注重理论上的分析、推理、论证;插图较少,所以比较抽象;每章后才配有思考题和习题,对学生及时巩固、复习带来一定的困难(大学物理实验不编排在教材中)。
2.教学方法和手段的区别。
中学物理由于教学内容少,课时多,所以教学进程相对较慢,老师有时间对内容进行详细讲解、分析,对学生进行提问,并通过课堂演练题目的形式边讲解、边讨论、边练习,加深学生的理解和记忆,在每一章节或每一部分内容结束后,安排课堂练习或习题课,帮助学生总结归纳本章节的主要内容。大学物理由于教学内容多、课时少,课堂教学的信息量大,很少有时间进行课堂练习、介绍各种类型的习题,课堂上以老师讲解为主,要使学生当堂理解和掌握课堂内容有很大的困难,要求学生课后自己总结和归纳。中学物理教学,以物理知识点的传授为主,将知识点讲深讲透;大学物理教学,以物理思想和知识整体结构讲解为主,主要是物理思想、方法的运用。中学物理中的许多物理现象都可通过实验进行演示,大学物理教学中由于种种原因,基本不使用课堂演示实验的手段进行教学。
3.教学信息反馈方法的区别。
中学物理老师和中学生平时接触时间多,学生会随时随地向老师反馈有关信息,大学物理老师和大学生除上课外,平时接触时间比较少,学生平时很少向老师反馈有关信息,并且平时很少进行单元测验,课堂练习等,只能通过作业得到学生平时的学习情况,由于部分学生有抄作业的现象,所以这样的反馈信息有一部分是不真实的。
4.学习方法上的区别。
中学生一般课前不预习,上课不做课堂笔记,课后很少仔细阅读教材,课余时间用来完成老师布置的作业外,就是求解大量的题目,学习的主体意识不强,对教师的依赖性较强。大学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上抓住重点、难点,做好课堂笔记,课后及时复习,总结,做的题目不在多,而在精;要有比较强的学习主体意识。
5.学习目的和目标上的区别。
虽然中学物理教学大纲已经明确规定了学习中学物理的目的,但现实中大多数的中学生学习物理的目的是为了在高考中取得好成绩,考入理想的大学,因为目标明确,所以大多数中学生学习比较刻苦、自觉。同样,虽然大学物理教学大纲已经明确规定了学学物理的目的,但现实情形是,刚考入大学的许多新生(因为大学物理一般在大一开设)学习目的不明确,学习目标不确定;一些学生学学物理的目标是在期末考试中能够及格,拿到学分即可;作业只是应付了事;上课不认真听讲,甚至于个别学生随意旷课。
6.学习心理上的区别。
在中学,接二连三的小考、大考、联考、模拟考,迫使学生紧张地并超负荷地学习。考入大学后,部分新生存在“休整”心理,所以思想上产生了一种惰性;部分学生自制能力较差,在中学里,学校的老师,家长对他们是保姆式的管理,在大学里,主要是自我管理,生活、学习、工作等事情主要都得靠自己来安排,使他们产生了茫然不知所措的心理;部分新生由于中学物理没有学好,对大学物理产生畏惧心理。
二、如何做好衔接教学
1.重视绪论课的教学。
良好的开端是成功的一半。在大学物理的第一堂课,应将大学物理和中学物理的区别,学学物理的目的,本学期的教学计划,教学内容,教学方法,成绩考核、评定方法告知学生,同时介绍一些好学习的方法和经验,使学生一开始就明白大学物理和中学物理有许多的不同。
2.适当放慢起始教学进度,使学生逐渐适应后再过渡到正常的教学进度。
教育心理学的研究表明:学生由原来已习惯了的教学方法过渡到一种新的教学方法,需要一定的时间。学生己习惯于中学物理课堂教学慢节奏,少容量,讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏,大容量的教学,学生一下子不能适应,这不仅影响了大学物理的教学效果,同时也会挫伤学生学习物理的积极性。所以,要使学生有一个逐渐适应的过程,最后过渡到正常的教学进度。
3.研究中学教材内容,由中学物理知识顺利过渡到大学物理知识的学习。
物理知识具有系统性和连贯性,大学物理的部分知识是在中学物理基础上的提高,在进行这部分内容教学时,首先简要复习中学物理知识,随后指出中学物理知识的局限性或特殊性,从而比较自然地引入课题,要做到这一点,首先必须了解和研究中学物理教材内容,这部分内容较多,如圆周运动,中学研究的是匀速圆周运动的规律,但当速率变化时,圆周运动的规律如何?中学学过速度方向在一条直线上的相对速度问题,速度方向不在一条直线上的相对速度如何求解?恒力冲量的定义式和恒力做功公式中学里都学过,变力冲量和变力做功如何计算?但在教学中有一点要注意,复习中学的内容要重点突出,简明扼要,目的是要由此引入大学物理新内容,重点是讲解大学物理知识。
4.精心选择例题和习题,巩固所学的新知识和新方法。
大学物理教学和中学物理教学的一个重要区别是例题和习题的数量大大减少,但这并不是大学物理教学中不需要例题和习题,而是要精选例题和习题.通过典型例题讲解和补置作业,达到巩固新知识的目的。但由于大学物理教材中习题配置的一个共同性问题,用中学物理知识能完全求解的习题过多。所以,我们精选习题补置作业的原则是:完全用中学物理知识求解的习题一律不补置,凡是补置的习题要么规定必须用大学物理的新方法去求解,要么含有大学物理的新知识,以达到通过做作业来巩固所学的新知识、新方法的目的。
5.通过指定参考书等方法,有意识地培养学生的自学能力和学习的主体意识。
为了培养学生的自学能力和增强学习的主体意识,应开列出参考书目录,要求学生借二本不同类型的参考书,一本是教材型的参考书,让学生在平时的学习中随时去查阅书中有关内容;一本是复习型或习题解答型的参考书,让学生在学完一章内容后通过查阅该参考书,自己总结、归纳本章节的主要内容、重要定理、习题类型、解题方法等。在平时的教学过程中,一是不完全按照教材内容和次序进行教学,如有的内容教材中介绍得比较简单或没有介绍,而在课堂上讲得比较详细,这样就迫使学生找参考资料去查阅该内容;二是将教材中部分内容定为自学内容,列出自学提纲要求学生课后自学。
6.采用多媒体教学手段,激发学生学学物理的兴趣。
为了克服大学物理教学过程中基本上没有课堂演示实验,因于学生觉得大学物理比较抽象,深奥的问题,应利用多媒体进行大学物理教学,充分利用多媒体教学的优点,用计算机上的模拟实验来代替演示实验,利用多媒体特有的声光效果来吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
三、结束语
做好大学物理和中学物理教学的衔接,不仅可以提高大学物理教学的质量,增强学生学学物理的兴趣,而且有利于大学后继课程的教学,有利于学生综合素质的提高,这方面所作的探索只是初步的。我们将继续认真分析大学物理和中学物理教学脱节的各种情况和主客观因素,努力探索做好教学衔接的具体方法和措施,使大学物理的教学质量得到进一步提高。
参考文献:
[1]张三慧.大学物理学[M].北京:清华大学出版社,2000.
[2]马文蔚.物理学[M].北京:高等教育出版社,1993.
1大学物理光学教学中的问题
在大学教学系统中,大学物理光学的教学内容专业性非常强,并且其具有很强的系统性以及独立性,使其与其他学科之间的联系不强。换言之,大学物理光学教学的重点放在了对于教育学科的完善上,但是却与实际生活拉开了联系,以至于学生难以对于物理光学的教学体系进行系统全面的掌握。所以,学生的学习动力主要是为了面对考试以及拿学分,对于书本知识进行死板的背诵记忆,只能被动的接收知识灌输,出现了对于物理概念以及公式只知道如何套用却不知道其原理的现象。
1.1对于知识的摄取关注力度大于学习方法
受到我国传统的应试教育的影响,在我国不管是中学生还是大学生,各个阶段的学生在学习过程中都会出现只重视知识获取的结果的现象,而对于知识的获取方法不够关注。例如,在进行大学物理的光的折射现象的教育教学过程中,在实验过程中采用的介质是水,使得部分学生们的思维定式中认为只有水才能当介质,在思考过程中没有主动的进行思维发散,这虽然与教师的授课方法有关,但与学生知识获取的导向性结果也不无关系,导致学生对实际性解决问题的方法没有进行掌握。
1.2学生的学习兴趣不高
一般情况下,学生们初入大学,对于大学课程都会有较强的好奇心,特别是对于大学物理光学中的奇妙物理现象有着非常浓郁的学习兴趣,在学习过程中,学习氛围也是非常融洽。然而,随着学生对于相对晦涩乏味的物理理论的了解日进加深,学生们学习的积极性与学习兴趣也开始慢慢的被消磨掉,从光的电磁理论到光波的叠加,再从光的反射到光的折射再到光的传输,学生们的学习积极性被逐渐消耗殆尽,以至于掌握能力也越来越低,更甚至有学生对于这门课程产生了厌恶心理。
1.3学生的数学能力相对薄弱,对于物理知识的理解难度大
大学物理的光学内容有着非常强烈的专业性,因此,其学习难度也非同小可。物理光学的主要学习内容就是物理公式的推算与演练,物理现象的记录等。这样以来,就要求学生必须有着良好的数学素养,只有这样才能够保正物理公式的推演过程中一帆风顺。但是现实情况是,很多学生由于数学底子不够坚实,对于物理公式的推演有难度,进而就选择对于物理知识进行死记硬背,这样以来,学生对于物理公式的含义就不会有正确的理解,没有明白其中所包含的要义。
2高校教改形式下对大学物理光学教学的实践与探索
在大学物理光学教学中,教师不能仅把课堂当做知识传播的途径,更要将其当做知识的创新以及延伸的一个过程。在大学物理光学的教学方式的探索过程中,要充分利用系统性、启发性、科学性以及趣味性等教学方法与措施来促进学生对于物理光学知识的掌握程度,将物理教学中的对于公式的死记硬背,转变为思维能力的发散层面上,让学生对基础知识掌握与吸收的同时,对获取知识的方法即学习方法亦能掌握与培养,对学生分析问题的能力、自主探讨的能力、自主解决问题的能力进行提升与培养。通过对于笔者的从教经验以及对教学方法的探索,建议从以下几个角度对大学物理教学方法进行改进与总结。
2.1更新教学理念
教学过程中的理论知识实际上就是对于现实生活当中的某些现象进行总结,教师在进行教育教学活动的时候,应当将书本上的理论知识与实际生活当中现象结合起来,将其进行生动直观的展现。这样以来,学生就能够以此为基础对于问题有着明确的认识与了解,并且寻找出最合理科学的解决方案与办法。这样的教学方式不仅能够让学生的学习效果与教师的教学质量得以提高,更能够激发学生的学习积极性以及学习兴趣,能够在学生的脑海当中留下物理图像,为学生解决相关的物理问题打下坚实的基础。学生在学习过程中,最好的方式就是能够通过一个知识点引出其他的知识点举一反三,换言之,学习方法比学习本身更有价值,授之以鱼不如授之以渔,教师要教会学生对于上课有一个正确的认识,即在课堂上应当学会学习知识的方法而不是仅仅对于知识的掌握。问题是永远在变的,而解决问题的办法是永远不会变的,这就是大学生在学习物理光学所需要重点关注的问题。
2.2调整教学内容
大学阶段的物理光学教育有着非常强的专业性,并且还有一定的抽象性,所以在现实生活中很难用实际现象对其进行准确的表述与显示,因此用传统的教育教学方法进行教育活动,会让学生对于物理光学的相关知识理解起来存在很大困难。需要对于现代化化的教学方式进行引入,利用多媒体设备进行教学,比如对于幻灯片、视频播放等软件的使用,将抽象的理论知识进行实质化与具体化,能够使学生对于抽象的物理概念与知识进行理解与掌握,进而使学习效果能够得到进步与提高。
2.3优化教学模式
关于高素质专业性人才的教育与培养,是双方互动的教育行为。因此,在课堂上的教育教学活动中,教师要对于师生之间的互动要加强重视,不能一味的只知道单方面的知识灌输。在教育教学过程中,应当积极的采用讨论式以及启发式教学方法进行讲授,这样以来学生在学习过程中就会有更多的独立思考的空间,不仅能够促进学生的学习效率,更能够培养学生的发散思维以及创新能力,对于学生学习的积极性以及学习兴趣的培养有着重要的作用,达到学生学习目标以及教师教学任务有效加强与提升的目的。
3结语
综上所述,物理学科当中的光学板块的发展过程,是一个漫长的历史非常悠久的过程。是人类对于外在的各种客观规律的探知与开启的过程。大学阶段的物理课程中,光学教育贯穿了整个物理学知识教学系统。因此,学生只有对于相关的物理光学知识进行深刻的学习与掌握,才有机会进行更深层次的物理光学课程的学习与探究。大学物理学教师,应当在对学生进行物理知识传授的过程中,积极尝试教学方法的改革与创新,对于学生的学习兴趣以及学习积极性进行锻炼与培养,从而使每名学生的学习发展都能够得到相应的提升,为学生日后进行更深层次的学习与探究打下坚实的基础。
参考文献
[1]李玉红.“光学”课程教学改革实践与成果[J].高等理科教育,2006(2):97-99.
[2]郑晓东,刘向东.光电信息工程实验教学的思考与改革[J].光学技术,2007(S1):280-281.
目前,多媒体教学模式已经在高校中大量应用,大有完全代替传统教学模式的趋势。诚然,合理使用多媒体教学,确实可以大大大学物理的教学效率。研究表明,合理利用现代化教学媒体,能使学生学到比目前多三倍的知识。但是,现在的高校教学中,很多老师过度依赖多媒体教学,忽略传统教学以及板书的作用,板书随意书写,有的老师甚至一节课没有一个字符板书在黑板上,仅仅照PPT过一遍。
经过一段时间实践表明,完全利用多媒体教学,忽略传统的板书教学模式,教学效果并不明显,甚至会打击学生的学习积极性,主要表现在教学速度过快,前面的还没听懂,后面的新知识就来了;从而导致虽然上课的内容丰富了,但是学生对知识点的掌握不扎实;或者前面的只是刚刚掌握好,过一会儿后就忘记了。在本期的大学物理教学过程中,我们对传统板书教学与多媒体技术的结合进行了多种模式的探索,我们的探索表明,在大学物理的教学中,要把每节课的重点,特别是公式、定理、定律等详细地列举在黑板上,特别是一些重要公式的推理过程能在黑板上详细地带领学生一起推一遍,这对公式的理解特别有用。同时,每节课的重点知识板书到黑板上之后,在本节课中一定要保持不被抹掉,以便学生在后面新知识的学习时忘记前面学的知识点时能及时回过头来随时复习。而对于一些具体的例题、模型、物理实验、历史物理典故等可以通过多媒体展示出来,以丰富上课内容,激发学生学习兴趣。通过传统上课模式和多媒体技术的有效结合,经过一段时间的时间后,学生的反馈很好,包括对大学物理知识的理解,对大学物理的学习热情等有了显著提高。
二、基础知识的传授与前沿科学研究探讨相结合,培养学生的综合素质和创造能力
长期以来,中国的传统的教育以“传道、授业、解惑”为主,特别注重于知识的传递与记忆,注重于知识的理解。在大学物理教育方面也传承了许多历史积累下来的惯性思维,例如基本公式、基本定义的讲解,然后大量题型的训练。诚然,这些训练对于大学物理基础知识的理解和巩固,对于培养学生扎实的大学物理功底有着非常重要的意义。然而,在当代社会,除了要培养学生扎实的基本功外,还需要特别注重创造性思维的培养。对大学生进行创新思维的培养的途径有很多,而在大学物理教学中把大学物理与科技前沿相结合,把反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想引入大学物理课堂,同时,老师在自身的科研经历和研究过程中鼓励和引导学生参与,这对培养学生的思辩能力、带动学生的学习爱好、提高学生自主学习能力、培养学生的学习热情,特别对于培养学生的创造性思维能力,有着非常重要的现实意义。
从2010年秋季开始,我们在机械设计制造及其自动化、汽车服务工程、信息与计算科学、物流工程、生物工程、高分子、林产化工等各理工科专业的教学中将最新的科研动态渗透到相关的大学物理知识教学中,例如,在讲到《大学物理》第16章量子力学基础时,我们把最新的前沿科学低维结构中量子热导、量子电导知识渗透到其中,并将我们正在进行的科学研究,包括目前低维量子体系中热、电输运需要解决的理论问题、我们的研究方法、研究内容、正在主持的课题介绍给大家,同时,把正在研究的问题中急需解决的关键核心问题介绍给大家,引导学生思考,在这些问题的引导下,开展撰写“小论文”的教学课外活动,引导学生开展第二课堂。通过学生课后查资料,自主参与调研,主导思索,把自己的想法和构建的解决方案在一段时间后集中在课堂讨论。通过这种教学模式的实践,结果表明,学生的学习积极性得到了提高,激发了学生对新知识的求知欲,特别是通过这种与前沿科学研究相结合的教学模式,提高了学生研究问题、解决问题的能力,从而提高了学生的创造能力。
大学物理作为理工科学生必修课,涵盖的内容广泛,包括力学、热学、电磁学、光学等普通的物理内容,还涉及到量子力学与相对论等一些新兴的科学。从初中开始学生就系统地学习了物理知识,这可能有助于大学物理教学,学生已具有一些物理基础知识;但这也可能不利于大学物理的教学,因为大学物理和中学物理的教学方法、学习方法等各方面有许多不同。若学生已习惯于中学物理的教学方法和学习方法,已经形成了思维定势,将对大学物理的教学和学习带来负面影响。所以,如何正确引导学生完成从中学物理到大学物理的学习转变,是大学物理教学迫切需要解决的一个问题。
一、大学物理和中学物理的区别与联系
1.大学物理与中学物理教学内容的深度不同
我们知道物质是在不停地运动的,有运动就有变化,那么描述运动状态或运动规律的物理量就是变量,要求解变量,微积分知识是必备的知识,这在中学时是无法解决的问题。由于数学上的局限,只能将问题作些条件上的限制和化简,这使得中学物理不能将问题展开和进行深入的探讨。而大学物理是学生在学习微积分以后再学习的,这样学生就站在一个更高的台阶上,能更全面地理解过去接触过的物理概念,有利于学生抛开中学时讨论物理问题总离不开“理想状态”,而更贴近“真实世界”。
2.大学物理和中学物理教材编写体系和风格不同
中学物理教材一般由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识,配有较多的插图,所以比较形象生动,并且每节内容后都配置有关本节主要内容的练习题,这能够帮助学生及时巩固、复习所学内容。大学物理教材很少演求实验、生产实际、生活经验等相关知识,反注重理论上的分析、推理、论证,插图较少,所以比较抽象,每章后才配有思考题和习题,对学生及时巩固、复习带来一定的困难。
3.大学物理与中学物理培养学生思维方式不同
大学物理与中学物理另一个区别在于大学物理更注重培养学生系统的物理思维,开拓人的认识领域,而不像中学物理只强调会做题,这是非常重要的一点不同之处。大学物理的内容广泛,要求学生全部掌握肯定是强人所难,因此学习的时候更重要的是学习方法,学习科学家们的思维历程,明白新的知识总是在探索中创新得到的。中学物理研究的大都是我们可以直接观察到、接触到的物理现象,而大学物理则要把实际的物体抽象成物理模型,从而研究物体的共性。这就要求学生正确理解这些模型真正的物理含义,充分发挥自己的想象力,从而提高了学生的逻辑思维能力和创造性思维能力。
二、引导学生调整好学习心理,改变学习方法和态度
1.调整好不良学习心理:希望进入大学后能好好放松一下的“休整心理”
经过三年高中的苦读,终于迈进了大学的校门,很多学生都松了口气,于是不良的“休整心理”顿然而生,很多学生把着眼点放在期末考试的合格,顺利拿到学分上,从而产生不重视心理。有的学生认为中学已学过了,而大学物理许多内容从表面上看和中学差不多,所以放松了学习。针对上述种种心理,必须采用一些方法加以调整。如:让学生了解现在就业形势的严峻,意识到大学并不是一个休息的地方,必须打好基础,才能为以后就业加好筹码;了解大学物理与中学物理的区别、联系,从而主动学习;同时,还要让学生了解大学物理和他们所学专业的联系,以及物理思维对其整体科学素养提高的重要性。
2.改变学习方法和学习态度
中学物理由于数学知识的局限性,很多物理概念无法用数学公式形式表达,稍微复杂一点的问题就要设法简化成用初等数学可以解决的形式。使得学习的难点在数学技巧上,所以要多做计算练习,熟能生巧,即“题海战术”,而大学物理的学习中更注重物理概念的理解和物理问题的分析。所以教师在给学生分析问题时,不要急于告诉学生怎么解,而应着重分析为什么要这样解。同时大学学习也是一个自学能力的培养过程。中学时往往一个星期只学一个概念、一个公式,老师举一反三,学生在课堂内消化理解,而大学往往是一堂课下来已翻几十页,在一个章节同时会出现好几个公式。考虑到大学生应有一定的自学能力,因此,大学老师不会像中学老师那样面面俱到,只是将问题的重点提出来,所以课后一定要自习。通过自习,独立思考,提出问题,才能真正学到知识。所以,要中学的被动学习转变到大学的主动学习,培养终身学习的意识。
三、充分发挥教师的作用
在中学物理教学中,老师起着主导作用,学生主要通过课堂上老师反复详细地讲解来理解,并通过大量的习题练习来加深对知识的运用和掌握,而在大学物理教学过程中,老师应该尽量做到两点:一是使学生掌握全面的物理知识;二是使学生具有探讨、研究问题的能力。
1.改变教学模式
教学模式是在一定教学思想和教学理论指导下,为实现特定的教学目标而建立的教学活动结构框架和活动程序。教学模式是多种多样的,每一种教学模式都有一定的运用范围和条件。因此,中学物理与大学物理的教学模式绝不能一成不变,而应考虑到中学物理与大学物理的不同,采取行之有效的教学模式。中学物理的教学内容主要是讲授――接受模式,其程序为:
组织教学讲授新课巩固运用新知识总结并布置作业
该模式的优点是在有限的时间内传授大量的物理知识,集中体现教师的主导作用。但大学物理内容多、课时少、任务重,因此在大学物理的教学中要善于精讲,可采用引导――自学――辅导模式,其程序为:
提出学习要求指导自学讲座答辩精讲释疑总结并布置作业
该模式有利于将学生的主体地位落实到实处,调动学生的学习积极性、主动性,有利于学生自主学习。但是教学模式并不唯一,教师要根据实际情况,善于选择模式,要努力避免教学的模式化。
2.在教学中不断改进教学方法和教学手段,摆脱传统教育观念的束缚,注重思想方法和创新的能力培养
运用启发式教学唤起学生学习的主体意识,帮助他们完成从“被动接受”向“主动探索”转变;采用讨论式教学,增强师生之间互动和交流。教师明确主要问题,学生通过各种手段查找相关资料、论著,开展辩论,改变了原来传统的你教我学局面,这样既加深了学生对理论知识的理解,也锻炼和培养了他们的思考能力、概述和交流吸纳能力。大学物理教学过程中基础上没有课堂演示实验,因此学生觉得大学物理比较抽象、深奥。采用多媒体教学手段,充分利用多媒体特有的声光效果,可以吸引学生的注意力,激发学生学学物理的兴趣。
教师从教材、教学方法和教学手段等多方面入手,进行全方位的改革,培养学生独立思考、分析解决问题的能力,引导学生的思维进程,逐步培养学生从单一思维向综合思维发展。从中学到大学,不仅仅是学习内容的深入和发展,更重要的是学习方法的学习,是一种思维锻炼。
参考文献:
1.程守洙,江之水.《普通物理学》.北京高等教育出版社
0 引言
当今大学生通常要完成几十门课程学习。对应用型本科高校的学生来说,课程大致分为四大类:通识课、专业基础课、专业课以及实训课。各课程构成一个完整的体系,在将来的职业生涯和人生中均占有极及重要的地位。课程间相互联系、相互依赖这是非常常见的。大学物理和工程力学是我院机械类、土木类专业的两门重要课程,大学物理为通识课,工程力学为专业基础课。处理好通识课与专业基础课教学中的结合问题,是解决当前应用型本科处理理论课程课时紧与实训课时需增加的这一矛盾的当务之急,在提高学生学习兴趣方面也可起到积极作用。
1 两课程间的联系与区别
大学物理与工程力学的主要区别体现在性质、任务、研究对象方面;联系体现在数学工具的运用及内容重复方面。
1.1 大学物理与工程力学课程的区别
大学物理课为通识课,即基础课,主要是工科类、农学类、医学类学生学习。课程研究对象广泛,包括物质世界的基本规律、基本原理,涉及力、声、光、电、磁、热、原子物理等多个领域,该课程是许多自然科学、工程技术、新技术的基础。它的目的和任务是:通过学习,学生对物理概念、物理规律、物理原理有全面认识,了解物理学的前沿、了解物理学在新技术中的应用;使学生的运算能力、抽象思维能力、创新能力得到严格的训练;培养学生的以科学思想,用科学方法去分析和处理问题的能力。
工程力学为工科类学生的专业基础课。主要包括理论力学(静力学、运动学、动力学)和材料力学,以研究机械运动规律和构件承载能力为主。该课程理论性强但研究对象与后续专业课程、工程实际联系紧密。课程开设的目的和任务是使学生掌握物体机械运动的基本规律及其研究方法,初步学会用这些规律和方法分析、解决工程中简单力学问题,并为后续专业课的拓展及实际工作处理力学问题奠定坚实理论基础。
1.2 大学物理与工程力学课程的联系
从课程内容来讲,力学为大学物理课程中一个重要组成部分。两门课程在内容上有许多重叠和类同之处,可以说工程力学是从物理学中分离出来的一门内容更详细、与工程技术更接近的课程。它将物理学中的力学部分进行了扩展。
此外,两门课程的联系在于处理问题的科学思想、科学方法。建立理想化模型,抓住问题的主要矛盾在两门课程中反复体现。同时,数学知识的应用,比如向量的运算、微积分的应用是两门课程在问题处理方法上的最大共同之处。
2 两课程教学结合的关键
目前,应用型本科院校对学生的实践能力培养日益重视,实践课时在不断加大,理论课学时不断缩减。在实施大学物理与工程力学两课程的教学过程中,应揣摩两课程的特点,坚持有效的教学结合原则。
2.1 正确处理课程内容衔接问题
两门课程中存在不少重复的内容。以马文蔚的《物理学教程》和谢帮华的《工程力学》为例[1-2],工程力学中的静力学部分,重复内容包括:摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、重心的坐标公式;材料力学重复内容包括:应力、剪切变形、受迫振动;运动学部分重复包括:点的运动、刚体的基本运动、运动的合成;动力学部分包括:质点运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、动量矩定理、惯性系(惯性系、非惯性系、科里奥利力、惯性力、非惯性系中的动力学方程)、转动惯量。共18处重复。其中应力、剪切变形这两个概念仅在大学物理机械波传播速度与介质的关系这一部分提到,其余部分内容在两门课程基本都有完整的阐述。
因此,两门课程的授课老师应对相应的重复点熟悉,做到不浪费课时、也不漏讲内容。同时,大学物理具有基础性,且很多内容相对容易理解,应坚持大学物理的主体地位原则。这样,一些大学物理教学大纲要求详讲的内容,工程力学课可以略讲或直接删减,如摩擦定律、力矩、空间力系平衡方程、点的运动、刚体的运动、运动微分方程、刚体绕定轴转动的微分方程、功和功率、动能定理、动量定理、角动量定理、转动惯量这11个内容均为大学物理大纲中的必学内容,工程力学课中可略讲或不讲;而相对运动、惯性系、质心运动定理(重心的坐标公式)这3大内容在大学物理大纲中定为选学内容而又是工程力学必不可少的内容。大学物理老师可补充进行讲解或明示学生该内容的重要性,而不是按照大纲机械地删掉。另外,应力、剪切变形这2个内容在大学物理课程中提及,受迫振动只讲特殊情况的部分,大学物理老师也应让学生明白这些内容在后续课程的重要地位。
2.2 正确处理科学思想、科学方法衔接问题
大学物理研究物理规律、物理定理时,建立理想化模型是常用的研究方法。如质点模型、弹簧振子模型、理想气体分子模型、电荷元模型、电流元模型,这种抓住事物主要矛盾的做法正是辩证唯物主义方法论的具体体现。类似的建模思想在工程力学中有刚体、理想变形固体等多种力学模型。倘若没有科学的方法,问题的分析将变得复杂甚至无法解决。教师应进行类比,将这种各领域研究问题方法上的类比渗透于教学过程中。
在具体问题的计算过程中,高等数学微积分、矢量的运算法则均有广泛运用。这基本贯穿了整个大学物理和工程力学的课程内容。若在教学过程中,教师有意识的将数学工具的应用推广到别的领域,将处理方法进行类比。这必将会减轻另一课程的教学和学习负担,使学生的思维能力、科学方法的应用能力进入新的平台。
3 结语
课程间的教学结合问题,是教育者应加重视的问题之一。合理处理大学物理与工程力学课程中的重叠、类同内容,适当进行类比教学,有利用提高课时利用率、提高学生学习积极性,更能满足当前高校教育培养应用型人才的需要。这一问题的有效实施,需要教师研究教材,相互探讨,不断试验,检查效果,及时总结,不断完善。
关键词: 中学物理;大学物理;衔接
Key words: high school physics;university physics;cohesion
中图分类号:G624 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)10-0264-02
0 引言
大学物理是工科院校一门十分重要的基础课程,大学物理一般都是面向大学低年纪的学生开设的基础课程,笔者在实际的教学中发现,虽然学生刚从高中阶段过来,但在大学物理的学习中,学生总习惯用高中的思维和方法来理解已经比较复杂的大学物理问题,比较难接受新的概念和方法,比如在中学物理中的路程等于速度乘以时间没有错,但在大学物理中求物理碰撞后移动的距离再利用这个规律就不对了,很多同学在学学物理的过程中还是习惯用中学的题海战术来学习发现最终掌握知识的效果并不好。
下面笔者从以下方面来谈几点感受。
1 中学物理和大学物理的联系与区别
1.1 中学物理和大学物理的联系与区别
大学物理和中学研究都是物体运动规律的学科,包括:力学,热学,光学,电磁学以及原子物理五大内容,虽然在内容上有所重复,但中学物理只是描述了基本的物理现象和概念,而大学物理是通过深入的学习并揭示出产生这些现象的物理规律,研究这些规律所需要的数学表达式和推导过程。
比如在静电场中,高中物理因为数学知识的限制只讲述了一些基本的规律和概念,无法描述静电场的相关性质,大学物理通过静电场中的高斯定理,环路定理揭示了静电场为有源无旋场,这是在高中学习中无法做到的。
1.2 在教学和学习方法上的区别
大学学习主要以复习和自学为主,而中学往往是集中时间学习一个概念和公式,然后强化训练举一反三,在教学形式上,高中物理内容比较少,课时多教学进度比较缓慢,教师有时间对内容进行讲解,分析,提问并进行随堂练习,大学物理在内容上多,课时却相对很少,所以课堂教学知识量需要学习的就比较大,在大学物理学习中如果学生不能从高中的学习方法上过渡过来在某个知识点方面花过多的时间就会感到力不从心,学习进度跟不上来。
1.3 学生学习目的和学习心理的区别
在高中阶段学生学习物理的目的就是为了高考有个理想的分数,所以在成绩决定论的作用下学生学习很刻苦,钻研也比较深,但在大学中由于大学没有了升学率的要求,只需要修完相应科目的学分即可,60分就算合格,所以在这样的要求下,学生学习积极性下降学习起来比较随意,甚至有旷课,考试的时候带小抄蒙蔽过关的情况。
2 如何做好中学物理和大学物理的衔接
2.1 教师在教学方法和手段上要更新
在大学物理开课时候就要向学生讲解高中物理和大学物理在学习方法上的区别,并介绍一些有建设性的意见。
教师要根据学生从高中过渡到大学的特点,刚开始适当的放慢教学进度,从学生由高中比较缓慢的节奏过渡到相对快,学习内容信息大的教学当中,对高中已经学习过的基础知识只需要复习一下,对需要加深的内容花更多的时间进行推导和讲解,采用启发式和讨论式的教学方法,增强师生的互动和交流,教师在上新课程之前可以向学生以布置作业的形式,提出相关的问题,让学生通过查找资料,预习教材相互讨论得到初步的答案,教师在上课的同时让学生回答相应的答案,通过答案给予肯定和意见,在比较抽象和深奥的知识点,应多利用多媒体教学的优点和演示实验通过模拟实验生动画面和实际的操作相结合,这样就使学生从高中的生硬的学习到能自主学习的成功转变,同时也加深了学生对理论知识的理解,也锻炼了他们的想象力。
2.2 了解中学物理教学,加强教材改革
大学老师应该首先对中学物理的教育特点,现状和内容有非常明确的了解,这样在实际的教学中能知道哪些知识点是学生可以掌握的,哪些知识点是需要重点讲解的,比如恒力冲量的定义式和恒力做功公式在中学都学过,但变力冲量和变力做功没有接触,在教学中在可以先通过简明扼要复习高中的知识,目的是引入大学的物理新内容。
在教材上,要了解中学物理教材改革的动向,密切联系学生学习的实际,把大学的物理教材和高中的物理教材紧密联系起来,避免知识点重复和过大的跨越,内容要做到少而精,真正把高中的物理和大学物理很好的衔接起来。
3 总结
目前已有许多高校开始重视大学物理和高中物理教学的衔接,根据自己学校学生的学习水平来制定适合本学校的大学物理教材,做好两者之间的衔接不仅可以增强学生学习的兴趣同时也提高了大学物理教学的质量,有助于学生对知识的全面理解达到一个全新的高度。所以现阶段作为大学物理教学的工作者要重视中学物理和大学物理衔接的工作,使大学物理的教学质量得到不断的提高。
参考文献: