大學(xué)物理教學(xué)的革新及施行論文
1大學(xué)物理課程教學(xué)方案的調整
首先，應針對不同專(zhuān)業(yè)設置不同的課程內容。例如，我校就針對工程類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)將大學(xué)物理分成了A、B、C三類(lèi)，分別包含不同的教學(xué)內容，為各類(lèi)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)打好物理知識基礎。此外在授課時(shí)應結合本專(zhuān)業(yè)的特征，適當拓展一些與專(zhuān)業(yè)結合的知識點(diǎn)，讓大學(xué)物理教學(xué)內容能服務(wù)于各專(zhuān)業(yè)的應用。在分專(zhuān)業(yè)設置教學(xué)內容后，一個(gè)突出的問(wèn)題就是課時(shí)數偏少。在保證教學(xué)效果的前提下，應解決教學(xué)內容多和教學(xué)時(shí)間少之間的矛盾，盡量讓學(xué)生在較少的時(shí)間內掌握物理研究方法和思維方式。學(xué)生不僅要在上課時(shí)能“聽(tīng)得懂”講授的內容，還要自己知道如何去下手處理問(wèn)題。這就要求把教師的精講和學(xué)生的課下練習結合起來(lái)，課上教師授課時(shí)不需要面面俱到。例如，在講述理論公式時(shí)只需要給出推導原理和所需要的數學(xué)方法即可，推導地具體過(guò)程要求學(xué)生課下自己完成，而應該把時(shí)間花在對公式的產(chǎn)生背景、公式的應用范圍以及理解和應用上。大部分教材在每章的后面都有小結提綱，每一章結束之后小結部分讓學(xué)生自己來(lái)整理，教師可以簡(jiǎn)單提出歸納總結。另外，對一些有可比性的知識，可以精講一類(lèi)，對比性的介紹另一部分的知識。例如，在電磁學(xué)中電場(chǎng)部分和磁場(chǎng)部分知識結構基本相同，這樣可以把電場(chǎng)部分作為講述分析的重點(diǎn)。建立了基本的思維方式和研究方法后，對磁場(chǎng)部分的知識可以以此類(lèi)推，很容易就能理解掌握。還有在力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒和動(dòng)能定理、動(dòng)能守恒部分，也可以采取這樣類(lèi)比講述的方式，節約上課時(shí)間，提高授課效率。
2多方式結合靈活教學(xué)
各專(zhuān)業(yè)學(xué)生在五年的中學(xué)物理教育后，對物理課程已經(jīng)有了一些認識，加上應試教育的影響，給多數學(xué)生留下了枯燥乏味的印象[2]。這就要求教師在教授大學(xué)物理課之前首先要在緒論部分指明大學(xué)物理和中學(xué)物理的不同之處，更正學(xué)生認為大學(xué)物理就是對以前知識的重復闡述，另外講述一下大學(xué)物理的現狀，尤其是前沿知識，調動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。在今后的授課中，為了清除物理知識留給學(xué)生的枯燥乏味的壞印象，可以借助新的教學(xué)手段，例如多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)綜合了符號、圖像、聲音、影像等多種媒體信息，根據教學(xué)目標和教學(xué)對象的特點(diǎn)，通過(guò)合理選擇和有機組合在教學(xué)過(guò)程中生動(dòng)演示各種物理現象和物理過(guò)程，達到最優(yōu)化的'教學(xué)效果。例如：剛體轉動(dòng)、彈簧振動(dòng)、波動(dòng)以及氣體分子運動(dòng)等多種抽象的物理模型和過(guò)程都可以通過(guò)多媒體直觀(guān)地展示出來(lái)，幫助學(xué)生提高空間想象能力。多媒體教學(xué)已經(jīng)成為不可替代的一種重要教學(xué)手段，它的優(yōu)勢和地位不容忽略。但是現在許多教師對多媒體教學(xué)手段過(guò)度依賴(lài)，忽視板書(shū)，走向了授課就是播放多媒體課件的另一個(gè)極端[3,4]。尤其是在講述例題時(shí)，速度較快的展示公式以及計算過(guò)程并不能吸引學(xué)生的注意力，反而會(huì )使得學(xué)生由于跟不上進(jìn)度而被迫放棄聽(tīng)課。如果在此時(shí)結合多媒體的圖形展示，利用板書(shū)將解題過(guò)程一一詳列，更會(huì )吸引學(xué)生的注意力，順著(zhù)教師講解的步驟慢慢弄清楚問(wèn)題所在，實(shí)現多媒體技術(shù)和板書(shū)的完美結合。此外，必要時(shí)也可要讓具有一定計算機編程知識的學(xué)生來(lái)模擬或擬合一些現有的實(shí)驗數據和圖形。例如，在講述熱學(xué)部分的麥克斯韋速率分布函數關(guān)系圖時(shí)，可以讓有matlab或mathmatic編程基礎的學(xué)生嘗試著(zhù)去擬合一下速率分布函數關(guān)系圖，看得到的結果是否跟麥克斯韋總結出來(lái)的公式相同，加深學(xué)生的印象，同時(shí)提高學(xué)習興趣，幫助學(xué)生準確掌握知識的難點(diǎn)和重點(diǎn)，提高學(xué)習效率。俗話(huà)說(shuō)，興趣是最好的老師。課堂上在介紹新知識之前，首先尋找新舊知識的矛盾點(diǎn)或者闡述現有的理論和不能解決的實(shí)驗現狀，讓學(xué)生看到以前知識的局限性，把握時(shí)機提出設想，提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生帶著(zhù)濃厚的學(xué)習興趣和疑問(wèn)去接受新知識。例如：在講解氫原子的線(xiàn)狀光譜時(shí)，可以先把實(shí)驗上得到的氫原子線(xiàn)狀光譜一一列出，并講明當時(shí)的理論現狀（盧瑟福為解釋α粒子散射實(shí)驗中大角散射部分提出了原子核模型，但該模型存在局限性，沒(méi)有解決原子核外電子的運動(dòng)情況），加之行星模型應用原子體系的不適用性，勢必要求新的理論介入。隨后加入對量子背景的介紹，玻爾三大假設自然而然插入，非常完美地解釋了原子的線(xiàn)狀光譜和原子的穩定性問(wèn)題。除了課堂上知識的傳授，課下通過(guò)組織物理興趣小組、成立物理協(xié)會(huì )、開(kāi)展家電維修、建模競賽、大學(xué)生競技賽等各種活動(dòng)參與創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練項目和大學(xué)生創(chuàng )新項目，讓學(xué)生有機會(huì )把課堂上學(xué)到的理論知識應用到實(shí)際生活中來(lái)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的積極性，提高綜合素質(zhì)。上面從多媒體技術(shù)、計算機模擬、課堂設問(wèn)、課下興趣小組等幾個(gè)方面結合自己的教學(xué)心得對多種教學(xué)方式相結合的靈活教學(xué)模式做了初步探討和實(shí)踐。只有各種教學(xué)手段交錯使用，揚長(cháng)避短，才能合理利用資源達到最優(yōu)的教學(xué)效果。
3加強啟發(fā)式實(shí)驗教學(xué)
大學(xué)物理實(shí)驗課程是大學(xué)物理的附屬課，是主要針對理工科大學(xué)的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和基礎課程內容開(kāi)設的驗證性實(shí)驗。學(xué)生課堂接受理論知識對實(shí)驗基本原理有所了解后，通過(guò)實(shí)驗驗證，可以加深對基礎知識的理解。但由于實(shí)驗過(guò)程和結果都早已被確認，因此在實(shí)驗過(guò)程中應不僅讓學(xué)生熟悉實(shí)驗儀器、掌握基本實(shí)驗方法、給出驗證性結果，更重要是培養學(xué)生的觀(guān)察能力、分析和處理問(wèn)題的能力。根據實(shí)驗過(guò)程中出現的問(wèn)題和不合理的實(shí)驗現象，找出原因所在，培養學(xué)生獨立思考、改裝實(shí)驗的能力。因此，針對不同專(zhuān)業(yè)需求考慮一些實(shí)驗的取舍，也可以增設設計性實(shí)驗和綜合性實(shí)驗。學(xué)生可以根據自己的合理想法在現有實(shí)驗儀器的基礎上，重新整合實(shí)驗過(guò)程，驗證自己的實(shí)驗設計，使學(xué)生充分發(fā)揮設計能力。例如，在“透鏡焦距測定”這個(gè)基礎物理實(shí)驗過(guò)程中，在接收屏上觀(guān)察到的物象并不清晰，有時(shí)還會(huì )將光源的燈絲形狀呈現在物象里，這時(shí)可以啟發(fā)學(xué)生想辦法來(lái)解決該問(wèn)題�？梢詮母倪M(jìn)光源入手，設計一個(gè)適合本實(shí)驗的平面光源，本人在教授該實(shí)驗過(guò)程中受到這個(gè)實(shí)驗誤差的啟發(fā)，設計了一種新型平面電光源裝置（專(zhuān)利：一種平面光源裝置，授權公告號：CN202580770U）。該面光源采用微單元平面光源結構，可以根據需要定制微單元尺寸和個(gè)數，能保證光源的平面度和均勻度；在“楊氏模量測定”實(shí)驗過(guò)程中可以對實(shí)驗室的楊氏模量測定儀進(jìn)行改裝，利用激光器代替光杠桿中的平面鏡，并調節激光器使出射激光的方向與工作平臺平行，這樣射出的激光會(huì )打在遠處的標尺上，得到較大的光杠桿長(cháng)臂，降低機械結構的復雜性，且測量方便。指導學(xué)生已將該實(shí)驗儀器的改造申請到實(shí)用新型專(zhuān)利“激光楊氏模量測定儀”（授權公告號：CN202393656U）。通過(guò)設計性實(shí)驗和啟發(fā)式實(shí)驗教學(xué)，提高學(xué)生對知識的理解能力，進(jìn)而培養學(xué)生的創(chuàng )新意識。
4教師教學(xué)素養的提高
針對上面提出的改進(jìn)辦法，要求高校教師應注重平時(shí)知識的積累，加強質(zhì)量文化建設。許多青年教師的教學(xué)效果不好，很大原因是自己對所要教授的內容理解不到位。只有扎實(shí)的基礎理論和對專(zhuān)業(yè)知識的深刻理解，才能在課堂上講出道理，理清思路，指出方法；另外，還需高校教師將科研融入到教學(xué)中。根據現代科技快速發(fā)展的要求，借鑒國內外各種教材的長(cháng)處，對大學(xué)物理授課內容做出一些相應的修改，適當地加入部分科技前沿知識。這就要求高校教師提高科研能力，教師在做科研的同時(shí)必然去查閱資料文獻，會(huì )對新的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行思考總結；在申報各類(lèi)科研項目的同時(shí)會(huì )對科技前沿知識有一個(gè)總結性的認識；在與同行進(jìn)行學(xué)術(shù)交流時(shí)，會(huì )交流觀(guān)點(diǎn)、思想碰撞、取長(cháng)補短，產(chǎn)生新的科學(xué)認識，這樣就會(huì )夯實(shí)自己的專(zhuān)業(yè)基礎知識、修正自己思想上的紕漏，充分了解科技前沿的步伐。教師把在科研過(guò)程中提純的思維方法和前沿思想，在課堂上滲透給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，開(kāi)闊學(xué)生視野，培養學(xué)生的科研意識和創(chuàng )新能力。例如，在講述電磁學(xué)部分中的帶電體所帶電量時(shí)，需要對學(xué)生在中學(xué)時(shí)接受的“任何帶電體所帶的電量都是e的整數倍”這個(gè)觀(guān)點(diǎn)做一下修正�；玖Ｗ淤|(zhì)子和中子這一類(lèi)強子是由更基本的單元———夸克組成的，而夸克具有一個(gè)顯著(zhù)的不同以往的特征就是它的帶電量是基本電量e的分數倍23|e|或-13|e|。適時(shí)地加入一些前沿知識必定會(huì )開(kāi)闊學(xué)生的知識視野，集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。通過(guò)大學(xué)物理這門(mén)基礎課程的學(xué)習，使學(xué)生熟悉自然界物質(zhì)的結構、性質(zhì)、相互作用及其運動(dòng)規律，為后繼專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習奠定必要的物理基礎，尤其是養成良好的理科思維習慣和處理問(wèn)題的方法。從科學(xué)教育的基本規律出發(fā)，強化基礎知識積累，結合以上幾種方式，目前所教授的各專(zhuān)業(yè)理科生對本課程的學(xué)習效果興趣明顯提高，學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中的主動(dòng)性和積極性也充分地調動(dòng)了起來(lái)。只要堅持對教學(xué)過(guò)程中紕漏的不斷修正，師生共同努力，一定會(huì )提高學(xué)習效果，逐步形成科學(xué)的思維習慣，培養出具有創(chuàng )新性思維的高素質(zhì)理科人才。
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