時間:2022-04-04 05:13:31
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論文摘要:由于高考采用文、理分科考試,導致教學知識片面化、學生思維模式化。文科生是我國未來社會事物和文化活動的組織者及管理者,因而提高文科生綜合素質尤為重要。從完善教學資源、研究教學形式和培養文科生綜合素質等方面介紹了北京工商大學開設的大學物理演示實驗課程。
論文關鍵詞:文科;大學物理;演示實驗;教學軟件
為適應科技和社會的飛速發展,必須培養具有實踐能力和創新意識的復合型、應用型人才。人才培養的現代化需要教學手段的現代化。在教育部公布的2003~2007年教育振興運動計劃中明確指出:“創建國家級教育信息化應用支撐平臺,加大涵蓋各級各類教育的信息資源開發,形成多層次、多功能、交互式的國家教育資源服務體系。”隨著現代信息技術在教育領域中的廣泛運用,計算機、多媒體及網絡教學在高校的教學改革中已越來越重要。
物理學是整個自然科學和現代技術發展的基礎,它以實驗為基礎,而演示實驗是最直觀有效、形象生動的實驗教學形式。通過物理演示實驗,學生能更好地理解物理概念、掌握物理規律、培養實驗技巧、提高創新能力。物理的創新成果都源自于實驗。因此,物理演示實驗教學應成為培養學生綜合素質的重要環節。
北京工商大學十分重視實踐教學,近年來加大了對物理演示實驗室的投入,購置了大批國內一流的先進演示設備,建成了物理演示實驗室,為學生提高科學素質、改善知識結構創造了很好的條件。但目前物理演示實驗室主要面臨三方面的不足:演示實驗室雖具有少量教學輔助資料,但難于滿足全校學生對高科技資源的需求;實行單一的“表演實驗”教學模式,學生主要是觀察者,處于被動地位,這種教學模式難以激發他們的學習興趣,限制了創新能力的培養;大學物理文科教學已經得到越來越廣泛的重視,并在文科人才的素質教育中扮演了十分重要的角色。物理演示實驗雖已在北京工商大學工科專業學生中廣泛開展,但參與的文科學生很少,因而物理演示實驗教學改革迫在眉睫,創建基于多媒體技術的演示實驗教學模式是當前我國高等教育發展的必然趨勢,也將填補北京工商大學物理演示實驗室在這方面的空白。下面結合實踐教學在培養文科人才素質教育中的地位和作用,主要從教學資源的完善、教學形式和文科課程改革三方面進行有益的探討。
一、完善大學物理演示實驗教學資源
近幾年,學校投入170萬資金購置了大批國內一流的演示實驗設備,建成了230平方米的物理演示實驗室,能演示150多項實驗。在2007年北京市本科教學評估期間,北京工商大學物理演示實驗室受到評估專家和學校領導的高度評價。雖然物理演示實驗室的建設受到學校領導高度重視,學校也投入了較高力度的人力、物力、財力,向學生開放演示實驗室。但物理演示實驗室目前僅有實驗操作說明書,缺乏配套教學資料。所以,編寫演示實驗教學課件、開發現代化教學軟件迫在眉睫。
從2009年學校向文科生試開設大學物理演示實驗課程開始,教師從力學、熱學、電磁學、光學、振動和波動五方面整理了物理理論知識和編寫了適合文科學生的PPT教學課件,并指導學生使用照相機或攝像機在演示實驗室拍攝演示實驗儀器圖片和視頻。拍攝照片需要實驗儀器和背景對比強烈,簡單清晰。拍攝后指導學生使用Photoshop軟件進行后期處理。教學視頻中最好包括教師演示和講解過程,這樣有利于吸引觀看教學視頻學生的注意力,可形象生動地展示物理現象,有利于教師對物理原理的解釋。除此之外,根據教學內容的需求,通過互聯網的下載、圖像掃描、手動制作等方式也可收集其他物理演示實驗教學資料。另外,我們還與公司IT專業技術人員探討多媒體教學軟件所需要使用的匯編語言、軟件界面的設計和分類、軟件所需圖片和視頻嵌入的穩定性,最終使用actionscript語言編寫了多媒體物理演示實驗教學軟件,該軟件在課堂上使用后極大地提高了學生的學習興趣。
二、采用靈活多樣的大學物理演示實驗教學形式
許多高校已經采用了靈活多樣的現代化物理演示實驗教學形式,如利用計算機和網絡的物理演示教學、雙語物理演示教學以及利用“投票機”(voting machine)讓學生選題判斷的物理演示教學等都極大地激發了學生的學習興趣。雖然北京工商大學物理演示實驗室已配備了導學儀、計算機、高清大屏幕電視等多種形式的現代化多媒體教學設備,但目前僅采用單一的“表演實驗”教學模式,每個班的工科學生僅利用兩節課時間在實驗室觀看教師演示實驗儀器,學生處于被動地位,限制了學生創新能力的培養,教學效果不甚理想。
針對向文科生開設的大學物理演示實驗課程,教師采用了多種教學和管理形式:大學物理演示實驗雙語教學模式讓文科學生了解了物理專業英語,有利于培養學生的國際交流能力、主動參與國際合作與國際競爭的能力,積極響應了教育部提出的“積極推動使用英語等外語進行教學,以適應經濟全球化和科技革命的挑戰”的教育方針;教師采用理論分析與實驗演示相結合、學生親自動手操作實驗儀器等教學模式,對學生采用實驗報告、實驗操作和PPT演講等形式的考核方式,這種教學方式使學生接受的信息量增多,豐富了教學內容,極大地提高了課堂的教學效果,培養了學生的實踐能力和創新意識、團隊協作精神及語言表達能力;教師隊伍中有多年豐富教學經驗的教授和副教授,也有具有極強科研能力和外語水平的博士,還有調試和維修實驗儀器的專業技術人員,從而保證了教學質量。
三、大學物理演示實驗教學課程注重文科學生綜合素質的培養
各大高校教育以提倡大學生素質教育為前提,不少院校針對理工科大學生相繼開設了美術、聲樂、大學語文等課程,從而加強了他們的人文知識教育。而對于文科大學生科學素質的教育工作起步較晚,進展也相對緩慢。因此,有必要培養文科學生的觀察力、想象力、邏輯思維能力和實踐創新能力,針對文科生開設大學物理演示實驗教學有助于學生開拓思路、鍛煉能力,促進各學科之間的滲透和互補,對提高文科生的科學文化素質具有重要意義。
北京工商大學于2009年春季首次向文科學生專門開設了“物理探索與實踐”大學物理演示實驗選修課,第一次開課限選人數為35人。為了提高教學效果,教師們從教學內容、教學方法、教學過程管理、實驗儀器維護等方面進行了探討,教學效果良好。在總結了第一次開課的教學經驗后改進和完善了教學課件,于2011年春季再次開設了該選修課,選課人數達到80人,分兩個小班授課。文科學生普遍反映本選修課使他們更好地理解了物理概念和規律,提高了實踐動手能力,開闊了學習視野,培養了團隊合作意識,激發了學生的學習熱情。
對于向文科學生新開設的大學物理演示實驗課程,教師們一致認為應以突出素質教育為指導思想,改變灌輸式的教學方法,以學生獨立操作實驗為主、教師啟發式指導為輔的方式,實行“觀察實驗—理論解釋—動手實踐—演講總結”的分層次教學模式。第一,學生在演示實驗室先觀察實驗現象。例如,在講解“法拉弟籠”實驗時,先讓學生觀察50~100kV高壓電源向法拉第籠放電現象,因為籠體的屏蔽作用,籠內的同學安然無恙。學生對此驚訝不已,覺得不可思議,急切想知道其中緣由。第二,教師在課堂上用PPT課件詳細解釋了靜電屏蔽的電學原理,并啟發學生思考:在生活中是否存在類似現象?學生想到了高壓線圈外的鐵架,還有些同學想到如果將易發生雷電地區的房屋裝上這些具有屏蔽作用的籠網,可以保護人身安全。這樣的演示實驗讓學生感覺到物理現象就在我們身邊,對所學知識印象深刻。第三,讓文科生參與到普通大學物理實驗中,講述實驗原理、實驗操作方法和數據處理過程,提高了他們的動手能力和邏輯思維能力。第四,在每學期末,教師指導學生課后從網絡收集課程相關信息,讓學生制作感興趣的實驗項目專題PPT,通過學生PPT演講的形式來討論。這種教學方式培養了學生的自主學習能力、設計制作PPT能力和語言表達能力。
文科學生與理工科學生學習物理知識有著本質不同。首先,課時差距很大。該課程每學期共34學時,這要求教師要精選物理內容;其次,物理基礎的不同使得任課教師在教學深度和難度上要把握得當;另外,學習目的不一致,文科生大學生物理演示實驗課程旨在提高其綜合素質,而不是像理工科那樣與專業課程教學相結合。所以,教師可以從以下幾個方面來準備教學。
1.介紹物理學史,培養科學精神
物理學史反映了人類對自然界各種物理現象的認識過程,研究物理學發生和發展的基本規律,研究物理學概念的思想發展和變革過程。科學精神是指由科學性質所決定并貫穿于科學活動之中的基本的精神狀態和思維方式,是體現在科學知識中的思想或理念。教師在教學過程中應注重傳遞科學家所具有的探索精神、求真精神、創新精神和獻身精神以及科學家們所表現出的謙虛、誠實、合作、淡泊名利的優秀品質。例如,演示實驗室具有冰箱原理展示儀器,在講述與之相關的卡諾循環物理原理時介紹了法國青年工程師卡諾如何在前人研究基礎上找到了提高蒸汽機效率方法的研究過程,由此激勵學生在學習中應像卡諾那樣具備不斷探索的精神。
2.滲透物理思維方法
培養學生科學的思維方法比單純傳授知識更重要。教學過程中應讓學生掌握如何思考、如何分析問題和解決問題的方法。例如,在學生進行示波器實驗中,有些學生調不出李薩茹圖形,教師啟發學生從X/Y軸信號是否輸入正確、兩軸信號頻率比值是否合適、兩軸信號在示波器上顯示位置以及模式選擇等方面來進行分析,大部分學生最終解決了該問題,并加深了學生對該實驗物理原理的理解。雖然“物理探索與實踐”選修課針對北京工商大學文科專業學生開設,但因高考時分文、理科生源,學生的實驗動手能力水平參差不齊,如何調動不同層次學生的積極性和主動性,使每個學生都能最大限度地從課堂中獲益,還有待進一步探索教學方法。
3.教學與實踐相結合
教師在傳授理論知識的同時必須輔之以實踐教學環節,使學生學有所獲。我們研究確定了工科和文科學生力所能及的演示實驗研究課題,培養了他們獨立思考的能力,讓學生參與調試,真正將理論與實際相結合。最終,教師指導學生獲得了三項物理演示實驗競賽獎:2011年北京市大學生物理實驗競賽一等獎,2011年北京市大學生物理實驗競賽三等獎,全國高校第十屆物理演示教學儀器一等獎。
摘要:大學物理是所有理工農科高校都必開的課程,其基礎地位是其它學科無法取代的,重要性不僅體現在拓展學生的知識面,更是表現在不斷出現的新興的高科技技術里,這些高精尖的技術往往是各個學科的交叉結合,而物理學是各個交叉學科的基礎。但目前在一些農業院校里存在這樣一種看法,認為大學物理與某些專業無法銜接,因此不斷壓縮大學物理課程的學時。針對以上存在的現象及問題,本文將分析其中的原因和對策。
關鍵詞:大學物理 混合型農業院校 課程地位
大學物理也是農林院校開設的必修課之一,但在一些以農林為主的院校里得不到應有的重視[1-6]。分析其原因大概有三個方面:第一個方面的原因出在大學物理這門課程的性質上,大學物理是現代技術的基礎,其涉及的內容繁雜,包括力、熱、光、電以及近代物理等,這些內容又都是基礎性的,很難與具體的某個或某些專業內容直接結合起來,從而給人一種學了沒用的感覺;第二方面的原因集中在這門課程的內容上,大家知道,現在各高校所開設的大學物理的課程內容絕大部分都是經典物理的內容,換句話說,是兩百年前就已經有的內容了,顯然大學物理的內容設計落后了,跟不上時展的步伐就必然不會受到重視;第三個原因是農林院校的專業老師對大學物理這門課程認識不足,由于專業的局限性,導致學科視野受到限制,看不到本專業以外的知識。
針對以上問題,筆者認為作為一名大學物理的老師應該從以下幾個方面來應對。
1 改革教學大綱,針對不同專業制定相應的教學大綱
現有的教學大綱的設計都比較注重學科內的連貫性和一致性,對本學科以外的內容很少涉及。比如我校的工科大學物理的教學大綱對同一層次,如本科是一樣的,但不同本科專業間的區別就不能在大綱中體現,像食品、動植物檢疫這一類的農科類本科及土木、城市規劃、農機和機械等這一類工科類本科對大學物理具體內容的要求是不一樣的,前者注重熱力學、光學等部分的內容,后者更注重力學、機械波、機械振動等部分的內容。因此針對這一情況在設計教學大綱的時候要對不同的情況應做出相應的調整。
還有不同層次的學生對大學物理內容的要求也是不同的,比如農科專業與工科專業,農科專業由于學時少,大學物理課程大綱的設計更應細致。
2 合理安排教學內容,加強教材建設
教學內容是教學大綱的實施,教學大綱設計得再合理,最終還要反映在教學內容里,如何安排教學內容關系到是否能如忠實地貫徹教學大綱的要求。那究竟怎么安排教學內容才合理呢?
這個問題實際上很難有確定的答案。因為教學過程是一個雙向過程,因為教學過程是一個雙向過程,教師在安排教學內容的時候要考慮他的教學對象的特點。同樣的內容不一定適應所有的對象。對大綱中要求的內容,不適合教學對象的部分做出適當的刪減,而適合教學對象的內容要做適當的加強。
比如筆者在講到電磁學的時候,針對食品類專業的學生就著重強調了電磁學在食品科學里的應用,對關于食品的檢測、保鮮和儲藏現代技術進行了適當的介紹,這些內容書上是沒有的,但這些內容是與物理學有關的并且與他們的專業相關。這樣在講課的時候學生就比較容易接受而且還有興趣。
那么這樣看來,加強教材建設就顯得很重要了[7]。目前還沒用一本特別適合農科專業應用的大學物理教材。而編寫一本合格的農科大學物理教材需要很多專家學者,不同專業、不同高校的老師共同努力。
3 增強實驗教學環節,使學與用相結合
物理學歸根到底是一門實驗科學,大學物理實驗教學是大學物理課程中必不可少的一個環節。大學物理實驗不僅能加強對物理學知識的進一步認識,還能使學生從實驗中發現新問題,從各種新問題中培養他們觀察、思考和解決問題的能力。
但目前大學物理實驗還局限在經典物理學的范疇中,而且實驗教學和理論教學存在脫節的現象。具體表現在實驗教學有可能與理論教學不同步,或提前或推遲;實驗教學內容和理論教學內容不相符,存在實驗教學內容過于陳舊等問題。
針對以上問題,大學物理實驗課程必須做出相應的調整:
第一,刪除一些過于陳舊的實驗項目或將舊的實驗項目進行重新設計等。有些舊的實驗經過重新設計以
也能煥發新機。
第二,對大學物理實驗的課程安排進行合理的調整,盡量做到先講理論而后再做實驗,最好能做到講完理論馬上就做相關的實驗。這就需要對實驗管理制度進行改革。
第三,將物理實驗和相關的專業知識、專業內容以及專業實驗等相結合。這就需要大學物理老師同不同專業老師進行很好的交流與合作。對大學物理實驗教學進行不斷地創新,以適應新的需要。
總之,要調整實驗教學內容,使物理實驗內容能與相關的專業內容聯系起來。
4 加強教師的科研能力,使教學與科研相互促進
教學和科研從來都是相輔相成的,科研做得好的老師,在教學上肯定能有所受益。科研不僅能促進教學,對大學物理的老師來說,更能夠促進與不同學科、專業間的交流與合作,使大學物理的教學更能夠貼近相應的專業,適應相應專業的發展需要。另外科研也促進大學物理老師的專業知識和技能的提高,進一步拓展了物理老師的知識面和學術視野,使得大學物理老師在講課的過程中能比相應的專業老師更全面和系統地介紹相關的知識。
5 結束語
大學物理課程是教育部規定的理工農林院校的專業必開的課程,既然教育部這樣要求,必然有一定的道理,因此一定要重視大學物理課程。特別以農林專業為主的高校,更應該探索合理的方法和途徑,使大學物理在農林相關的專業里發揮其應有的作用。
一、工科大學物理課程的地位和作用
20世紀后半葉,物理學在此前建立起來的狹義相對論、量子力學、量子電動力學、統計物理和許多重要物理實驗基礎上,以前所未有的速度發展著.許多物理學的分支學科,如原子、分子物理、原子核物理、固體物理、等離子體物理以及粒子物理等,都得到極大發展.與此同時,科學發展的另一個重要特征是學科間相互滲透和交叉綜合.物理學和其他學科相互滲透,產生了一系列交叉學科和邊緣學科,如化學物理、生物物理、大氣物理、海洋物理、地球物理等等.物理學的新概念、新理論和新的實驗方法向其他學科轉移,促成各學科的發展并成為其組成部分.
20世紀后半葉,新技術特別是高新技術發展之快也是前所未有的.高技術包含的科學知識高度密集,綜合性極高,如紅外和紅外成像技術、激光技術、計算技術、信息技術、航天技術、生物技術等等,都無一例外地與物理學等學科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關,其發展在很大程度上依賴包括物理學在內的各學科的發展.
現代軍事科學技術的知識密集性、綜合性極高,處于科學技術的前沿,近幾年來的局部戰爭向人們展示,現代戰爭在相當大程度上是高新技術的較量.現代軍事科學技術離不開物理學和物理學的新成就,如紅外夜視、激光制導、激光雷達、三相彈等都與物理學原理和物理學實驗技術密切相關.
這一切都表明,在科學技術發展的進程中,物理學不但在歷史上曾經是處于主導地位的,在20世紀是處于主導地位的,而且毫無疑問,21世紀物理學在科學技術發展中也必將處于主導地位,它的作用將會更加突出.
大學物理課是一門重要基礎課,它的作用一方面是為學生較系統地打好必要的物理基礎,另一方面是使學生初步學習科學的思維方法和研究方法,這些都起著增強適應能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發探索和創新精神、提高人才素質的重要作用.學好大學物理,不僅對學生在校學習十分重要,而且對學生畢業后的工作和在工作中進一步學習新理論、新知識、新技術、不斷更新知識,都將發生深遠的影響.物理課的這一作用,特別為許多專家、教授、高級工程技術專家所強調.
我國工科大學物理的學時一直少于理科.因此,目前實施的教學內容,主要是傳統物理課內容在給定學時范圍內一再精選后形成的.總的來講,工科大學生的物理基礎較薄弱,物理知識面也較窄,特別是近代物理和現代工程技術有關的物理基礎和現代工程技術方面的新知識更顯薄弱.如我們的課程基本要求中沒有物性學、分子、原子核、粒子等內容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應等內容;量子物理、統計物理等近代物理基礎的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱.這些內容,工科一般專業在后續課中多不再涉及,而它們恰恰是當今學習新理論、新知識和新技術所要涉及的,有些甚至已成為當今高新技術的組成部分.在這個意義上講,大學物理課內容“老的多、新的少”.因此,更新內容,加強現代物理和現代工程技術有關知識,特別是有關基礎知識,是工科物理教學改革必須面向的首要問題.
二、工科物理課教學改革
工科大學物理課程的教學改革是很復雜的,也是很困難的,不可能一嗽而就.應該堅持以下原則:不應改變物理課作為基礎課的地位和作用,應著力研究現代高級工程技術人才應具備什么樣的物理基礎;要重點研究如何處理好經典物理和近代物理及有關近代內容的關系;應在培養學生科學思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度,與研究教學內容改革的同時,還必須系統地研究教學方法、考試方法等教學環節的改革.
工科大學物理課內容改革的重點在于加強物理學基礎(包括經典物理基礎和近代物理基礎),同時適當地介紹反映現代物理和現代工程技術的新知識,擴大學生的知識面,在整個教學過程中提高學生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力.由于工科物理課程教學時數少,只靠課程內容和體系本身改革回旋余地小,改革要將課內課外、理論教學與實驗教學、課與課間關系諸方面綜合考慮.
(一)課程教學內容改革,應以物理課程教學基本要求為依據.在保證經典的前提下,進一步精選經典物理內容,突出教學內容及能力培養,避免過分強調系統性和嚴密性等,在整個經典物理教學過程中應貫徹加強近代思想;在近代物理基礎的基本要求部分,加強量子力學和統計物理基礎知識,以利于學生在校和離校后進一步學習新理論、新知識和新技術;加強現代工程技術物理基礎專題,這部分內容應側重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分內容的講授學時,分別約占總學時的58%、27%和15%.
(二)開設物理類和技術類專題選修課(或講座).物理類選修課:如現代物理導論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態物理、嫡和信息、傅里葉光學、非線性光學、非線性力學等、技術類選修課:如現代工程技術專題、激光技術、光散射技術、全息技術、穆斯堡爾譜學、核磁共振技術、薄膜技術、換能器、紅外技術、低溫和超導等.選修課應著重物理概念、物理思想和方法,不追求數學嚴密性,不過分強調系統性和完整性.
(三)教學手段改革是教學改革的重要組成部分.粉筆加教鞭不適應改革的需要已經成為人們的共識.近幾年來,有許多院校在多媒體輔助教學上做了大量的工作.實踐證明,把多媒體技術應用于教學可以改變信息的包裝形式,在計算機上把圖、文、聲、像集成在一起,提高教學內容的表現力和感染力,能調動學生主動運用多種感觀積極參與多媒體的活動,使學生由知識的被動接受轉為主動發現.同時,這也為教學研究提供了有力工具,為教學的順暢實施與高效提供了可靠的技術保障.在提高認識的基礎上,加大這方面的資金投人,多媒體輔助教學必將成為21世紀教學手段的主體.而多媒體輔助教學軟件也應向智能化方向發展.1997年n月6日,中國物理學會正式宣布中國物理教育網建立.這就為網上教學和科研提供了方便,物理教育工作者應充分利用這一有利條件,從網上獲取信息服務于教學.名校、名師更應在網上傳播自己的教法和經驗,使大家受益.
三、教學過程中的一點嘗試
物理學的迅速發展,不斷在廣度和深度上揭示物質結構和物質運動的普遍規律.在教學實踐中,我以物理課程教學基本要求為依據,在保證經典的前提下,把現代物理專題中的部分內容穿插安排在授課之中,學生反映很好.如在講完振動與波后,由單擺的線性振動自然地過渡到單擺的非線性振動,從而引出“棍沌”,接著向學生指出了普遍存在的混飩現象,并簡要介紹了混沌理論的發展及意義、激發了學生濃厚的學習興趣,另外,我還編制了部分多媒體輔助教學軟件以用于教學.如在駐波一課中,用形象、直觀的動畫把駐波的成因生動有趣地展現在學生面前,提高了教學質量和時效.
摘要:
從大學物理教學的現狀出發,提出改革大學物理的教學思想,根據專業科學的選擇教學內容,將理論課和實驗課整合優化,為學生營造教學和科學研究相結合的氛圍,以實現對學生創新思維和動手能力的培養。
關鍵詞:
大學物理;創新思維;培養
一、當今大學物理教學的現狀
目前,我國還有相當數量的大學缺乏對學生進行創造性思維的培養,教學過程停滯在學習科學知識的認知過程上,缺乏“研究性”和“創新性”特征,學生依然是被動接受知識,主動的探究新知識,解決新問題的積極性不高。這些弊端在大學物理教學中同樣存在,即沒有將課內教學和課外的科研活動有機地結合,不利于培養學生獨立思維能力和實踐操作能力。很多學生認為大學物理就是為相應的專業課服務的,實用性不強,專業化不夠。這種片面的觀點忽視了大學物理在增強學生分析和解決問題的能力,培養學生科學素養等方面的重要性。在本文中,筆者將從目前大學物理教學的現狀出發,著重闡述如何在大學物理教學過程中多方位的培養學生的創造性思維和創新能力。
二、多方位的培養學生的創新能力
(一)改革傳統的教學思想
將“教學為中心”充實為“在以教學為中心的前提下,以培養學生的創新能力為目的,以服務科技應用于實際為導向”,從以下幾個方面培養學生的創新能力。首先是獲取知識的能力。學生一方面可以通過傳統的課堂教學獲取知識,還可以借助圖書館或者網絡查閱相關文獻資料。有了一定的知識儲備之后,接下來就要引導學生進行數據的分析處理,這在大學物理實驗中有直接的體現,借此可以鍛煉學生分析和解決問題的能力。第三點是邏輯推理能力。該項能力是物理學教學要著力培養的,也是創新性思維所必需的。教師在日常的教學活動中,應有意識的引導學生應用直覺思維,鼓勵學生對新的問題創造性的提出自己的看法,逐步建立起創新的思維模式[1]。
(二)選擇合適的大學物理教學內容
目前我校多數專業的大學物理課程遵循相同的教學大綱,實施的教學內容基本相同,這種做法忽視了不同專業對物理知識的側重點不同的實質,從而使物理教學面臨新的挑戰:即如何保持物理課自身體系完整同時又兼顧專業特點和要求。為此,應針對不同專業的特點制定不同的教學大綱,在教學過程中體現專業化的特點。就我校而言,電子信息工程以及通信工程等專業與物理學中的電磁學部分結合緊密,汽車服務工程和軌道交通專業與力學部分結合緊密,化學專業多用到熱學和光學知識。因此,在教學中應根據學生的專業有側重點的設置教學內容,這樣有助于實現大學物理課程和其他專業課的對接。
(三)實現大學物理理論課和實驗課的整合
物理學是一門理論和實驗相結合的學科,為了使學生對物理知識有深刻的理解,就要求在傳授物理理論知識的基礎上,還要借助物理實驗進行印證。但就我校來看,目前大學物理理論課和實驗課的開設沒有實現很好的融合,表現如下:一是大學物理理論課和實驗課幾乎完全獨立,理論課教學內容的順序和實驗課的設置不一致,造成了理論知識不能得到及時的實驗驗證,也不能及時指導實驗。二是目前的大學物理實驗教學多為驗證性實驗,一般是學生統一的按照固定的實驗題目、儀器和方法,按步驟進行操作,記錄和處理數據,對照物理理論分析實驗結果。實驗課純粹就是驗證現有理論,失去了物理實驗促使新知識的發現這一重大作用,很大程度上限制了學生的實踐和創新能力。為此,我們認為有必要對大學物理理論課及實驗課進行整體優化,使其有效的配合起來,出現“1+1>2”的結果[2]。首先,應該根據大學物理理論課的授課內容有針對性的開設合適的實驗題目,比如在一章結束之后即進行與該章內容相關的實驗課。其次,將實驗分為基礎性實驗和設計性實驗等。在基礎性實驗中,著重訓練學生對基本知識、技能和方法的掌握能力,主要由學生自己參照講義動手完成實驗,教師進行個別輔導,為后繼實驗的進行奠定扎實的基礎。設計性實驗則和學校的創新性項目相結合,采用啟發式和開放型的教學方式,教師只作啟發式引導,對于“查閱文獻—擬定實驗方案—數據測量和分析—撰寫實驗報告”這一環節,則要求學生獨立完成。
(四)將學術研究貫穿于教學過程
要培養出具有創新能力的學生,必然對教師也有更高的要求,即作為大學教師,要積極參與科研活動,將新知識引入到大學物理的教學內容中去,這對提高大學物理理論課教學質量、培養學生的科學思維方法等都具有重要意義。在經典理論中加入新理論、新技術,不但可以擴充學生的知識面,還可以激發學生的好奇心和求知欲。在教學中,將物理科研融于課堂,把灌輸式教學變為引導式教育,能夠培養學生自主學習意識,提高思維能力[3]。在具體的教學過程中,可以結合教師本人的研究課題,設立一些比較簡單的題目,對學生開放。比如筆者所在的學校,近兩年開展的大學生創新性實驗項目就是類似的情況。在項目的執行過程中,教師要注意把經典理論和實際應用相結合,引導學生從實際物理問題中抽象出理想化的物理模型,再利用現有理論分析和解決實際問題。
三、結語
本文針對在大學物理教學過程中,如何多方位的培養學生的創新能力提出了幾點看法:首先是要改革傳統的教學思想;其次根據學生的專業有側重點的設置教學內容,將理論課和實驗課整合優化,并設置設計性實驗對學生開放,以培養學生的動手能力和創新精神。
作者:常旭 單位:商丘師范學院電子電氣工程學院
摘要:
文章著重分析了大學物理實驗教學中翻轉課堂教學模式的內涵、優勢和存在的問題,指出學生課前通過觀看教學視頻,自主學習教學內容,課堂上邊操作實驗,邊相互討論,尋找解決問題的途徑,可以培養學生學習的主動性,提高學生分析和解決問題的能力,形成開放性知識體系。
關鍵詞:
高等學校;物理實驗;翻轉課堂
翻轉課堂顛覆了傳統教學模式,利用網絡把教師的授課部分以視頻的方式展示給學生,讓他們在課外自主學習,而把學生練習和分析討論部分放到課堂上[1]。它是學與教的革命[2]。
一、大學物理實驗教學中的翻轉課堂教學模式內涵及其優勢
(一)大學物理實驗教學中的翻轉課堂含義
大學物理實驗教學中的翻轉課堂教學模式,是讓學生在課前自主學習教學視頻,通過查找相關材料,補充相關知識,課堂上操作實驗,提出并討論問題,師生相互交流,共同尋找解決方案。此種教學模式可以培養學生學習的主動性,提高學生分析和解決問題的能力,使物理實驗教學不再是學生完全被動的、機械的操作儀器的過程,而是讓學生像科學家一樣邊思考邊實驗,相互討論交流,最終得出科學結論的過程。
(二)大學物理實驗教學中翻轉課堂優勢
第一,增加了學生主動學習的時間。傳統教學模式中,學生被動接受知識后,機械的操作實驗,以獲得學分為目的,即便提問,也只是針對操作中遇到的問題,是完全被動的學習。而在翻轉課堂教學模式中,教師只是教學活動的設計者和組織者,課堂時間全部用來引導學生思考,發現和提出問題,分析討論和相互交流,尋求解決問題的途徑,充分調動了學生的學習主動性。整個課堂教學過程不再是知識的傳遞過程,而是知識的生成過程。學生從知識的接受者轉變為知識的探索者。第二,重視知識的內化過程。與傳統教學相比,翻轉課堂教學模式把教師講授部分放到課外,而把原本放在課外的發現和提出問題,分析討論,總結和練習等學生個人的知識消化和理解過程放在課堂上進行。教師主要通過營造自由探究氛圍,組織學生討論交流,邊討論邊實驗,把理論和實驗結合起來,幫助學生順利完成知識內化的過程。第三,尊重學生個體之間的差異,滿足學生個性化發展的需要。傳統大學物理實驗教學模式是教師先講解實驗原理,實驗儀器的使用方法和注意事項,然后由學生獨立操作。這種教學模式的弊端在于,它是在有限的、相同的時間內,向所有學生灌輸大量的“陌生”信息,忽視了學生之間的個性差異。由于有的學生缺乏相應的知識基礎,無法在短時間內完全消化這些信息,導致教學效果不好。而在翻轉課堂教學模式中,學生可以根據自身的情況,自主選擇學習時間,管理學習進度,可以反復聽課,隨時查閱資料,補充相關基礎知識,在線與教師互動,答疑解惑,實現個性化學習。課堂上,教師不再是知識的傳遞者,而是教學活動的組織者和引導者,甚至是參與者。教師積極參與到探究活動中,與學生一起探索解決問題的方法,對學生提出的方案給予及時的、有針對性的評價和個性化的指導,促進學生個性化的發展。第四,更注重學生學習能力的培養。與知識相比,翻轉課堂教學模式更注重對學生獲得知識能力的培養。課堂上學生在教師的引導下,通過參與問題討論、協作交流和實驗操作等探索活動,親自體驗知識的獲得過程,提高學習能力和實驗操作技能,而且學生的語言表達能力和合作交流能力也得到培養。翻轉課堂教學模式下,師生交流互動變得更頻繁,課堂外線上交流,課堂上面對面的交流,學生學會了知識獲得的新方式-合作與交流。有了這些技能,學生的知識體系不再是閉合的、僵化的,只局限課本上的結論,而是開放和活化的,通過與周圍信息交流,能隨時得到補充和發展,應用到現實生活中,解決實際問題的。
二、大學物理實驗教學中的翻轉課堂教學模式設計
大學物理實驗教學中翻轉課堂教學模式主要分為課前知識傳遞,課堂上實驗探究,課后綜合性評價三個階段。
(一)課前知識傳遞教學設計
該階段教師要明確教學目標,設計教學方案,錄制教學視頻,布置學習任務。教學視頻可以錄制成三個,分別為講解實驗原理,介紹實驗設備與儀器的使用方法,講解實驗數據處理方法。視頻中,教師要提出思考問題和學習任務,用來激發學生學習興趣,促進小組交流與合作,使學生帶著問題進入課堂。根據具體的實驗內容,通常教師提出的學習任務可以是設計性的,例如讓學生設計某物理量的測量方法;可以是操作性的,例如讓學生利用日常生活中常用物品,自制儀器;還可以是書面性質的,例如讓學生通過查閱資料了解實驗的歷史背景和相關人物。
(二)課堂實驗探究教學設計
1.學生自主學習情況信息反饋
課堂上,要求各小組組長匯報學習情況。主要包括課前進行了哪些活動,如何分工的,取得了哪些成果,存在哪些問題,有哪些體會等,便于教師及時了解和掌握學生的自學情況,同時對學生的課前學習活動起到一定的監管作用。
2.探究性實驗
項目驅動教學法是20世紀80年代在德國推行的教學方法。教學中,以項目為載體,以小組為學習單位,推動學生通過運用已有知識,在分析和解決實際問題過程中,理解抽象的理論知識,激發學習興趣,培養學習的主動性和團隊合作精神[3]。大學物理實驗翻轉課堂教學模式,可以仿照德國的項目驅動教學法,教師將整個實驗任務融入到一個現實性問題中,按探究階段把整個實驗任務分成幾個小任務,圍繞著這些小探究任務,結合各小組課前遇到的問題,師生團結合作,討論與交流,實驗操作,共同探究,利用實驗來驗證自己的想法,或通過對實驗現象和過程的觀察,發現"新"的理論和方法。隨著課堂教學活動的深入,通過一個個小目標的實現,逐步完成整個實驗。課堂上,教師不要直接給出實驗操作的具體步驟,而是讓學生在探究中,通過不斷的嘗試,自己探索出正確的操作流程,得出實驗結果。實驗結束后,教師要組織學生進行誤差分析,找出誤差產生的原因,并鼓勵學生提出減小誤差的方法,改進實驗方案。
3.鼓勵性的點評
教師的點評貫徹在整個課堂教學活動中。教師要善于發現學生的閃光點,對他們的有效行為表現給予及時的、鼓勵性的點評,不但能對學生的活動提供信息反饋,強化有效行為,還能激發探究動機,促進探究活動的順利進行。
(三)課后對學生進行全面的評價
與傳統教學模式相比,翻轉課堂不但注重學生獲得知識的數量,更重視學生獲得知識的"質量",即知識建構能力和創新能力的培養。因此,對翻轉課堂教學模式中學生的評價,不能單一的只進行單一性的評價,考察學生獲得多少知識,成績提高多少,還要對學生獲得能力和在活動中的情感表現等進行多元性評價,使翻轉課堂教學目標在教學評價體系中充分得到體現。
三、翻轉課堂在大學物理實驗教學中應用遇到的問題
(一)資金投入問題
翻轉課堂教學模式的順利實施離不開網絡信息技術的支持。為了保證視頻質量,微課視頻的錄制,需要配備專業的攝影和錄音設備,專業的錄制和剪輯人員,還要建立專門網絡平臺等,這些需要大量的資金投入。大學物理實驗翻轉課堂需要建設具有多種功能的綜合性的網絡平臺,能流暢和清晰的播放教學視頻,方便學生自主學習教學內容;還要提供開放性的學習資源,方便學生隨時查閱相關文獻,補充和擴展自己的知識結構;更要能在線交流,方便學生解決疑難問題;要有在線測試,方便學生檢查自己的學習成果;還要能在線提交作業,虛擬實驗等功能,為學生打造個性化的自主學習環境。
(二)課堂教學活動的設計問題
翻轉課堂的教學成效主要取決于課堂上學習活動的設計。教師在課堂上設計的教學活動,要能充分的調動學生的主動性,讓學生相互交流,積極主動的發現,提出問題,并努力的尋找解決的方案,避免教學活動形式化。而這對于習慣以講授為主的教師是個不小的挑戰。需要有專門的翻轉課堂研究人員對教師進行培訓,講解相應的教學理論和方法,對教師設計的課堂活動進行指導。
(三)學生的自主學習能力
翻轉課堂中教師的教授部分是以視頻的方式,放到課外進行的,這就涉及到學生的自主學習能力問題。學生能否在沒有人監督的情況下,自覺利用課外時間有效的觀看視頻,查閱相關資料,獨立自主的學習新知識。要知道,如果學生課前沒有觀看視頻,或者只是敷衍的學習視頻內容,那么接下來的課堂上的學習活動,無法順利的進行。可以說,學生課前的學習效果,直接決定了翻轉課堂的成敗。
(四)師生轉變教育理念
翻轉課堂的順利實施,需要師生共同轉變教育觀念。教師不再是單純的知識的傳遞者,而是課堂教學活動的組織者和引導者,把課堂時間完全留給學生,通過組織學生討論和交流,引導學生實驗探究,順利實現知識內化。學生也不再是完全被動的知識接收者,實驗儀器的機械操作者,而是知識的主動建構者。學生要積極的參與課堂討論,大膽的表達自己的觀點,與他人交流,要有良好的交流和表達能力。而受傳統教育影響多年的師生,能否適應和接受自己的新角色,成為翻轉課堂能否成功的關鍵。翻轉課堂教學模式在我國高校的貫徹實施,只靠專家學者的努力,是遠遠不夠的。它需要建立網絡化的教學環境,建設優秀的教師隊伍,提高學生的自主學習能力等。
總之,翻轉課堂教學模式在高校教學中的貫徹實施任重而道遠。
作者:李敬然 單位:哈爾濱理工大學應用科學學院
【摘要】
正電子,又稱陽電子、反電子、正子,基本粒子的一種,帶正電荷,質量和電子相等,是電子的反粒子。最早是由狄拉克從理論上語言的。1932年8月2日,美國加州理工學院的安德森等人向全世界莊嚴宣告,他們發現了正電子。正負電子一旦相遇,則發生湮滅,是正電子的最基本性質。在這之前是不具有我們理解的正電子的最基本性質。那么對于大學生在學學物理中該如何理解正電子,本人在文章簡單介紹了正電子的發現過程,讓大學生對正電子的概念有一個基本的了解。
【關鍵詞】
正電子;狄拉克方程;湮滅;空穴
1.引言
正電子的理論預言和實驗發現揭開了反粒子的發現之幕,這也無疑是近代物理界的極為重要的和極其有意義的發現,它的發現標志著我們對物質的內涵有了更進一步的理解,尤其是對基本粒子的認識進一步加深。構成物質的基本粒子是既不能產生,也不會湮滅,如電子,我們通常的電子都是指帶負電,而且規定電子所帶的電量大小為單位電量,直到正電子的發現,對基本粒子的認識翻開了新的一頁。現如今,我們發現在一定條件下,正、負電子可以相互轉化,成對的產生或者湮滅。我們在認識世界的過程中,總是從感性上升到理性,通過概括和整理,使之成為概念。本文簡單介紹我們該如何去理解正電子的概念,這就是本文探索的目的。
2.正電子的理論來源
1928年,英國物理學家提出了著名的狄拉克方程,該方程式描述自旋為12粒子的波函數方程,是對薛定諤方程進行洛倫茲變換得到的,它同時遵循狹義相對論與量子力學的原理,是相對論量子力學重要基礎。狄拉克1928年提出了合理真空理論假說———狄拉克之海,認為這些粒子是電子的反物質,很好的解釋了方程中反常的負能量問題,對反粒子的存在做出了合理的預言。此外,根據狄拉克方程求解得到的結果,電子不僅有能量取正值的情況,還有負值的情況,而且正負態關于能量為零的點完全對稱。雖然這個結果很有意思,但解釋起來遇到了“永動機”的問題,這與物理基本規律是肯定矛盾的。針對這個矛盾,狄拉克于1930年提出了空穴理論。該理論考慮了電子是費米子,那就必須滿足泡利不相容原理,負電子填滿了所有的真空狀態,這樣電子就不能找到能量更低的態,而且正能量態中也就沒有電子,所以任何一個電子都不能找到能量更低的狀態,也就是說整個系統非常穩定,電子不可能跳到能量更低的狀態,對外輻射能量。此外,我們至少需要兩倍于電子靜止質量的能量,才能把某個電子從原來的負能態激發到正能態,可以看作一個正能態對應著一個負能態空穴。正能態電子所帶電荷為-e,而且所具有的能量大于或等于一個電子靜止能量,因為它們必須滿足電荷守恒定律和能量守恒定律,所以負能態的電子的帶電量應該就是+e,能量也應該大于或等于一個電子靜止能量。這個粒子就是狄拉克所預言的“正電子”。
3.實驗發現
狄拉克本人雖然對理論作出了完美的解釋,空穴理論給出了反粒子概念,但實驗上還并沒有觀測到正電子,正電子理論并沒有得到學術界的承認,包括狄拉克本人,當時也不是完全確認理論自身的正確性。不過,狄拉克的預言因為找到實驗上的證據被證實了。1932年,美國物理學家安德森等人在研究宇宙射線是電磁輻射還是單純的粒子問題,觀察到高能光子穿過重原子核附近時在磁場中的偏轉情況,這一細節引起了他的注意,雖然當時著名的物理學家康普頓做出了解釋,但并沒有使安德森及其合作者信服,隨著后來的觀測,在云室中拍攝了一張照片,發現宇宙射線進入云室穿過鉛板后,軌跡確實發生了彎曲,而且,在高能宇宙射線穿過鉛板時,有一個粒子的軌跡和電子的軌跡完全一樣,但是彎曲的方向卻“錯”了。第二年,安德森又用γ射線轟擊方法產生了正電子,從而從實驗上完全證實了正電子的存在,正電子得到學術界的廣泛認可。
4.結束語
對于大學生本科生來說,我們大學生在學學物理中該如何理解正電子,本人認為我們大學生要了解一些有關于正電子的理論來源,從源頭了解正電子的實質。當然考慮到本科生物理知識有限還不具備研究高等量子力學的客觀條件所以大學生只需了解其基本大意就行,對于某些學有余力的同學可以刨根問底,可以說這對學生的學習能力能有一定的提高和發展。但我們大學生要對正電子的性質與概念要有清楚的了解,一定要區分開正電子與空穴,兩者有極其相似的地方。但本質不同。正電子真實存在的。如同電子、質子一樣時基本粒子而空穴則不然,它是一個為方便解決物理問題而創造出的一種概念不是真實存在的,這一點我們要清晰。
作者:許眾 單位:西南大學物理科學與技術學院
摘要:
大學物理課程平時成績考核是大學物理課程考核中的重要組成部分,平時成績的考核是檢驗學生學習狀況和教師教學效果的基本手段,是教學工作中必不可少的環節;本文針對我校大學物理課程的平時成績考核模式進行研究和探討,對目前大學物理平時成績評定方法單一和評定過程隨意的形式進行改進,旨在提高教學質量,促進教風、學分的建設和教育體制的改革。
關鍵詞:
大學物理;平時成績;考核模式;教學改革
大學物理課程是許多理工科學生的必修基礎課程,在其專業體系課程中占有舉重若輕的地位。隨著教育制度的不斷改革創新,對教學的要求也日益提高。平時成績是教學過程考核中重要的一部分,對學生進行平時成績的考核,不僅能反映教師的教學效果,還能對學生的學習狀況和學業進展起到監督作用,有利于激發學生的學習動力,增強學生的自信心,促進學生綜合素質全面發展。我校規定大學物理課程的平時成績占總成績的30%,由此可以看出平時成績在大學物理課程考核中的重要性。如何更好地評價學生的平時成績,是每一個教師應該認真對待的問題。
一、關于現階段大學物理平時成績考核中存在的一些問題
1.考核方法簡單且依據單調。在大學物理平時成績考核過程中,大多數教師考核平時成績是以上課出勤情況和課后作業完成情況為依據,這種方法形式單一,內容片面,并不能證明學生是否認真聽講;課后作業是為鞏固和檢驗課堂所學而服務的,且課后作業的完成情況能直接反映學生的學習態度和學習效果,但是學生在課后作業中存在抄襲行為,所以作業本并不能很好地反映作業完成情況。
2.平時成績評定過程隨意。調查顯示,部分教師對平時成績的評定工作沒有做到位。課程開始時,教師只是簡單地說明平時成績的考核方式及要求,實施過程中學生并不知道考核的具體情況,課程結束后學生也不知道自己的平時成績,即“事前不說明,事中不公開,事后不備查”。什么時候扣分了學生都不清楚,導致學生對平時成績的重視程度慢慢降低。
二、大學物理平時成績考核模式探討與創新
為了達到預期的效果,筆者主要從以下五個大學物理平時成績考核方面開展工作。
1.基本考核。這部分的考核內容同傳統的大學物理平時成績考核內容一樣,以課堂出勤率和作業完成情況為主,約占平時成績的30%,同時,為了防止學生在課堂出勤率上“鉆空子”,上課點名可進行隨機抽查,或上課前,或下課后,或隔幾次。課后作業的完成情況直接反映學生對課堂知識的掌握情況,所以對這一部分的考核也很重要,但是目前學生存在抄襲現象,所以考核中應占比小一點,采取隨機抽查的措施,同時將參考答案發給學生自行核對,找出作業中的錯誤。
2.課堂考核。課堂學習是整個學習過程中最重要的一個環節,課堂教學是教師授業解惑的重要形式,所以學生上課的積極性直接反映學生的學習狀況。這一部分考查占20%,主要由課堂提問和課堂考試組成,課堂提問可以促進教師與學生之間的交流,也可以檢驗學生對教學內容的掌握情況,可對學生進行隨機抽查;而課堂考試則是針對課后作業實行的一項舉措,比如,上課前進行一次小測試,可以就一兩個題目,這樣不僅可以讓學生回顧上一節課所學的知識,還能體現學生對知識的掌握情況。
3.任務類型考核。在整個學習的過程中,課后對知識的鞏固也很重要,筆者將這一考核所占比例設為20%。在這一類型考核中,教師給學生分配任務,對學生的任務完成情況進行考核,任務的形式可以多種多樣,比如,給出一個具體的題目讓學生進行簡答,或者寫一篇簡短的小論文等等。
4.實踐類型考核。學習不僅僅是掌握課本上的知識,還要學會去應用,讓理論與實踐相結合,因此,這一類型考核在平時成績考核中也是不可或缺的,筆者設定這一比例為20%,考核內容以實驗和編寫程序為主,大學物理實驗可以體現學生的動手能力和應用能力,因此,這一部分的平時成績考核也是必不可少的;隨著時代的發展,借助先進工具解決問題是當代大學生必須掌握的一項基本技能,可通過學生完成編寫程序的情況,對學生進行考核。
5.其他類型考核。這部分考核所占比例為10%,教師可以根據實際情況確定考核內容。比如,學生可通過參加大學生物理競賽、聽關于物理的學術報告等來進行加分。
三、結論
本文針對大學物理課程平時成績的考核提出了一些舉措,高度重視平時成績在學分建設和教學改革中的重要性,積極推進大學物理平時成績考核模式的開展,結果顯示,學生對大學物理課程的學習興趣大大增加,不僅活躍了課堂氣氛,課余時間更是積極尋求新的知識,提升了創新能力和獨立解決問題的能力。
作者:唐炳 單位:吉首大學物理與機電工程學院
摘要:
大學物理教學設計的理論基礎,是教師進行教學的基礎。設計教學的目的是為了讓學生能夠更好的學習,調動學生的學習主動性。教學理論知識主要來自于兩個方面,一是教師教學的實踐經驗,二是科學研究的理論成果。課堂教學的實施是重要的環節,在大學物理教學中,力學及電磁學兩部分是重點、難點,針對這兩部分教學,可以根據實際情況,結合教學內容選擇多種教學方法。
關鍵詞:
大學物理;有效教學;理論;實踐
一、大學物理有效教學的基礎理論
(一)認知建構主義
認知主義萌發于兒童認知發展理論,其強調學習者的內部認知過程。認知建構主義認為學習是一個意義構建的過程,其在傳統經驗與現實經驗兩者的打磨中形成,同時進一步地豐富、調整自己認知結構的過程。大學物理教學涉及到很多中學就已經涉及到的重要的概念、定律等,教師可以藉此對前概念進行深入,進一步引導學生將新概念內化到認知結構中。
(二)社會認知理論
社會認知理論是認知心理學與強化理論的結合,其強調學習者的期待和對相仿的經驗的認識,可以說社會認知理論是傳統行為主義與認知理論的紐帶。其認為行為、個體及環境三個方面都能夠對學習產生影響,個體通過一系列的行為學習,即注意榜樣—生成榜樣—觀察學得,這其中學習者一定要具有表現或抑制的動機。社會認知理論對大學物理有效教學有著十分重要的引導作用,教師可以將一些抽象、難懂的概念和定律進行講解之后,再輔以一些例題予以演示,從而學生對這個“榜樣”的過程有了全面地理解。
(三)情境學習理論
情境學習理論強調在學習過程中,個體與其他文化歷史情境的彼此配合,注重過程的有效性和真實性。情境學習理論指出,學習是社會性、實踐性的參與過程。當前,大學物理教學所面臨的問題是如何提高學生的知識遷移能力,當學生掌握了一道題的解決方法后,再做另一道與之相似的題目就無法解答,這很大程度上與知識點的情境相關。在這種情況下,要為學生創造一個良好的學習情境,從而提高學生的學習能力。
(四)學習動機理論
學習動機理論包括內部動機與外部動機。所謂內部動機是個體在活動中的感受所決定,外部動機是獎勵等所激發的動機。學習動機理論由無動機、外部學習動機及內部學習動機所建立的序列,其能夠有效激發個體的學習活動。在大學物理教學過程中,只要是形成了學習動機,那么其就能夠貫穿于個體的整個學習活動,學習動機影響學習效果,學習效果也影響學習動機,兩者相輔相成。
二、大學物理有效教學的實施
(一)變式教學
要想讓學生學以致用,將所掌握的物理概念靈活地解決實際問題,可以采用變式教學。以“質點運動的描述”為例,變式重點體現在“坐標維數變時物理量的定義式變化”、“情境變式下問題的求解”兩個方面。其重點、難點在于掌握描述運動的各個物理量并能熟練示解;消除非科學前概念對科學概念的負面影響。主要實施過程為:①創設情境、引入新課;②與學生討論分析,現實問題模型化,模型問題數學化;③不同空間維數下物理量的表達式;④已知各種不同的加速度表達式,示速度或運動方程;⑤情境變式教學,問題解決,知識遷移;⑥課堂小結并評價。教學要重視知識的情境性,比如教師可以以生活中的問題作為鋪墊,引出學習的新知識。將所學的知識應用于不同的問題情境中來求解現實問題,從而強調“變中的不變”,助推學生深入理解物理概念的本質。
(二)相似性教學
在大學物理教學的電磁場部分,對學生的微分運算能力有著很高的要求。在求解基本物理量中,磁場與電場有著很大的相似性,如質心求解、轉動慣量的求解過程,體現于圖形、侵害微元等。主要實施過程為:①創設情境,引入新課題;②微分及積分的數學模型;③庫侖定律及畢奧-莎伐爾定律;④老師講述載流圓線圈軸線上一點磁感應強度的求解過程;⑤學生求解帶電圓環軸線上一點的電場強度;⑥總結兩者之間的相似處和不同處;⑦電荷分布在面上,求解均勻帶電圓盤軸線上一點電場強度;求解磁感應強度;學生表述微積分求解電場和磁場的方法和思路,側重于兩者的相似點及不同點,以便能夠更好的掌握能量及環流。電場及磁場的相似性教學,需要對教材內容重組,其是通過學習思維發展來對教學內容予以整合。相似性教學利用圖像方法能夠直觀地反映微分積分的思想,能夠有效地幫助學生解決帶電體、載流體。
(三)主題教學
若是單擺教學在“線性諧振子”的研究層面停滯不前,就很大程度地阻止了學生認知能力的發展。可以說單擺運動是研究混沌運動的典范,在教學中引入非線性系統,能夠幫助瞄準科學探索的方向。主要實施過程為:①以多媒體展示單擺模型,導入新課題;②在允許的環境下施加一個阻力,研究單擺的運動;③施加一個周期性外力時,研究單擺的運動;④總結線性運動與非線性動力的特征。以單擺為主題,充分發揮了科學研究的基本思路及方法。在了解了簡單環境下物體的運動之后,慢慢將問題深入和提高。需要注意的是,不同因素要逐步添加,不能一擁而上。以單擺引出混沌,最大的價值在于能夠讓學生明白混沌現象的普遍性,其反映了在受近阻尼運動中的單擺、水龍頭緩慢滴水的花樣等,其實經典物理與現代物理十分接近。
三、結語
有效教學需要將教學理想轉化為教學理念,在教學實踐中中等教學理念。在大學物理教學中,有效教學具有整合的理論基礎,具有多維教學目標,教學內容設計呈現多樣性,教學方法應多元化。要想實現大學物理有效教學,首先要轉變教學觀念,確定正確的教學目標;其次要轉變課堂教學范式,實現師生角色轉換;再次需關注多元教學方法,注重教學的適度性。同時,有效不能流于形式,最重要的是質量的提升。
作者:孫皆宜 單位:唐山學院
摘要:
我國高中已經開始全面實施新課程改革,這給后續大學物理教學帶來了很大沖擊,傳統教學模式不能滿足發展要求,如何正確把握學生物理基礎,如何開展有效大學物理課程的教學,怎樣解決大學物理教學與中學教學的銜接成為大學物理教學必須要面對的課題。針對新課改標準下高中物理內容、目標及形式的變化,本文提出了加強大學物理與高中物理教學銜接的措施,以期通過教學方面的改進,讓學生更好地適應大學物理的學習。為提高學生科學素養,積極探索物理發展前沿奠定了基礎。
關鍵詞:
物理課程標準;大學物理;教學;銜接
2003年,我國教育部頒布并實施了《普通高中物理課程標準》,并于2006~2010年相繼全面推行新課程改革。新課程標準下的高中物理在課程體系、課程內容以及教學要求等方面進行了調整和改革,這些變化勢必對學生進入大學后,學學物理帶來一定影響。大學物理作為高等院校重要的一門必修課,在高中課改背景下,如何解決大學物理與中學物理的銜接問題成為當前課程建設必須解決的問題。本文就高中新課改背景下如何進行大學物理教學與同行進行商榷。
一、因材施教,針對不同專業合理選擇教學內容
大學物理是以培養和提高學生科學素養為教學目標的一門基礎課程,在中學物理課程改革的大背景下,大學物理教師必須掌握高中物理教學體系,為做好大學物理教學的有效銜接做好準備。2006~2010年高中新課程改革全面啟動,此次高中物理課程最為明顯的變化是采用模塊式設計,共分為12個模塊:其中必修l和必修2為共同必修模塊,其余都為選修模塊。這種選修的不確定性,造成高校不同專業學生物理基礎的非均衡性發展,因此在強調大學物理課程內容的基礎性和系統性的同時,也要滿足不同基礎或專業學生的需求。同時針對不同專業學生有的放矢,才能達到良好的教學效果。物理課是一門基礎課,它包括力學、熱學、聲學、光學、電磁學、原子物理學、核物理和基本粒子物理學,并且還涉及各種交叉學科和邊緣學科。在有限的學時里要想完成所涉略的全部大學物理內容是無法做到的,所以在教學實踐中依據不同專業要有所側重和取舍。我們對新入學的新生進行問卷調查,了解其在高中選修模塊的情況。然后根據學生選修模塊的情況和不同院系專業的需求,把學生分成不同層次的教學班。按照需求教學,并適當補充高中沒有學習而后繼課程又需要的內容。根據不同專業合理選擇教學內容,為專業教學打好理論基礎。我校在這方面做了有益的嘗試,針對不同專業院系的要求將大學物理分為兩個層次,針對不同專業來設計不同的課程內容和教學大綱,教學內容的側重點各有不同。特別針對文科學生開設了《物理與文化》素質課程,有效結合學生基礎和起點,努力做到搭臺階,小步走的教學策略,從實際教學效果來看,確實做到了大學物理的教學和專業的有效銜接,起到了培養文科學生學習物理的興趣的作用。
二、針對高中教材新增內容,引入相應演示實驗,重在培養科學素養
現代的教育理念均強調:教師為主導、學生為主體,從傳統教師講授向合作式、探究式的教學方式轉化,要遵循學生的認知規律、激發學生學習興趣、發掘學生學習潛能,引導學生自己探究和學習。新課程標準指導下的高中物理教材增加了很多與實際相聯系的內容,針對高中教材新增加的內容,大學物理教學中要積極引進先進的演示實驗作品。對于那些在生活中難以見到的物理現象,由于學生頭腦中缺少感性認識和體驗,僅僅通過教師講授來傳輸相關內容,學生接受起來是困難的,如果在教學中加強相關的演示實驗和分組實驗,給學生創造體驗的環境和機會,從理論走向實際,從認識膚淺走向親身體驗,在這樣的過程中學生通過觀察、探究、實驗分析等過程,培養了學生的觀察力、實踐能力、分析能力和創新能力。演示實驗已經成為大學物理課堂教學的有機組成部分,在物理教學中發揮著極其重要的作用。對于那些操作簡單,實驗現象明顯的演示實驗(如圓錐爬坡、尖端放電)一定要在課堂上演示,而對那些科技含量較高,無法在課堂上演示的,就安排在物理實驗的演示室中進行。演示實驗進課堂,不僅激發了學生的興趣,同時課堂參與熱情和活力都有所加強;演示室的現場觀摩,更大激發了學生創新熱情,引起了學生的更大思考,實驗的強化使課堂教學形式更加豐富。
三、加強經典與近代的融合,課程內容現代化
從高中物理新教材內容可以看出:高中物理在注重基礎知識的同時,增加了與實際聯系比較大的內容,緊密聯系現代科技和社會問題。而現行的大學物理教材:在經典物理部分與高中物理內容重復較多,而近代物理內容卻偏少,涉及前沿問題的內容也較少,沒有體現物理在科技進步、航天技術、軍事競技等各領域中的生命力,課堂枯燥、教學乏味空洞、學生沒興趣、教師失去教學的幸福感。為了加強經典與近代的融合,在教學中可以放手讓學生搜集整理近代物理發展與實際生活的聯系、現代物理分支學科和交叉學科的前沿內容,編輯整理成教學素材,依據不同專業學生的基礎和實際,進行適當的介紹和講解,在與經典物理內容相關的近代物理要進行擴展和加深,如以每年公布諾貝爾物理獎為契機,及時將相關內容和材料背景做成PPT,并將相關研究的最新進展也補充進來,最快的時間介紹給不同專業的學生。將近代物理測量分析方法的內容補充到教學中,如激光掃描自動測平、X射線衍射、紅外測溫、掃描隧道顯微鏡、高效液相色譜、電泳、差示掃描量熱技術、核磁共振、磁共振成像確定結構、激光俘獲、CT、時間分辨光譜等等,結合學校不同專業的特點,可以將相關儀器和內容與學科進行有效聯系整合,讓學生看到所學內容與現代技術發展是緊密聯系的,深切體會物理思想、方法是物理學發展的根基和精髓,讓學生感受前輩大師留給我們的寶貴智慧,使學生在精神上受到感染和影響。
四、拓展知識,注重內容更新,課堂教學應用化
針對高中新課程標準,后續大學物理教學也必須做相應的銜接調整,要注重內容更新,課堂教學應用化。物理學的基本原理在日常生活和工程技術中有非常廣泛的應用,在講述物理學理論時能夠與現實問題聯系起來,物理課可以變得生動有趣,同時學生的綜合素質也會得到提高。教學上進行教學內容拓展,強化物理學的科技含量,緊密聯系生產實際,如講熱力學第二定律時介紹厄爾尼諾現象;講方均根速率時介紹同位素的分離和植物的光合作用;講到致冷機時分析冰箱和空調的原理;講磁場介紹了電子顯微鏡中的磁聚焦原理;講傳感器時可以給學生介紹光纖光柵傳感器在大型建筑(橋梁、高樓、機場、艦船、飛機等)健康安全方面的智能監測;講到光柵衍射,可以從光柵衍射拓展到單色儀等。在教學中引入這些內容,不但使得教學內容充實飽滿,也使得所教的理論知識與社會科技進步緊緊聯系在一起,培養了學生學習興趣,喚醒學生內心的創新意識,激發了學生的創新熱情。結合教師的科研成果更新教學內容,還可以激發學生追求真理、崇尚科學、勇于探索的熱情。新課標背景下如何能夠讓剛剛進入大學學習的學生低臺階順利做好過渡和銜接,使得大學物理學的教學得以順利開展,能夠讓學生在學習期間比較全面、系統地掌握大學物理相關內容,并將所學習的知識與實踐聯系,還有很長的一段路要走,對于大學物理教學的深化改革,還需要我們在實際的教學和工作中不斷地做出調整和探索。
作者:朱文霞 李寶臣 王樂新 單位:黑龍江八一農墾大學理學院 大慶市薩東第四小學
摘要:
以“陀螺的進動”為例,從課程內容的設計,教學策略的優化和教學過程的實施與評估,討論了研究型教學模式在軍校大學物理課程中的應用,并就研究型教學模式對軍校學員研究能力、創新意識與團隊合作精神的培養做了初步探討。
關鍵詞:
研究型教學;陀螺效應;軍校;創新能力
一、引言
研究型教學模式已經在國內外大學課程中被廣泛運用并取得了顯著成效,受到越來越多教育工作者特別是大學基礎課程老師的認可與推崇。所謂研究型教學,其基本內涵可以概括為[1]:以知識為載體,以能力培養為主要內容,將學習、研究和實踐三者有機結合,充分調動學員的主觀能動性,引導學員高度參與,達到培養學員分析問題、解決問題的能力和創新精神的目標。與傳統教學模式相比,研究型教學模式通常采用討論式、啟發式教學和基于問題的教學方式來開展教學工作。因為這種教學模式變教師為引導者,學員為主體,同時教學內容豐富多樣,教學方法靈活多變,因此極大地提高了學員的學習興趣,有效培養了學員的綜合素質,提高了學員的研究能力,受到諸多大學特別是工科院校的青睞。在軍校基礎課程中開展研究型教學非常必要。目前我軍正處于新軍事變革和跨越式發展的關鍵時期,要培養未來高素質新型軍事人才,必須對軍校現有教學方法進行適當改進。以“大學物理”等基礎課程為例,這就要求教員必須針對原有教學模式,在教學內容、教學方法以及教學環節的設計和教學效果的評估等方面做出相應調整。研究型教學模式強調以學員為中心、教師為引導,教學內容注重研究的深度,在強調學員個性化思想的同時,特別注重學員發散性思維和研究能力的培養,因此也逐漸成為軍事院校新型高素質軍事人才培養的有效手段和拔尖創新人才培養的重要途徑。
二、“大學物理”研究型教學的基本策略
大學物理是培養軍事院校生長技術軍官和指揮軍官的一門重要基礎課程,是學員后續專業課程學習的理論基礎,在學員知識結構的構建過程中起著不可替代的關鍵作用[2]。從目前國內大部分工科院校所采用的《大學物理》教學大綱看,其涵蓋的知識模塊多,從普通物理學的力、熱、光、電到量子力學,再到相對論,公式推導多,理論性強,是歷年來本科學員心中“始終不可逾越”的一座大山。在大學物理傳統教學模式[3]中,我們在教學過程中過分突出了知識的傳授、注重打牢基礎,缺乏軍事應用教育,這與目前所強調的“要堅持面向戰場、面向部隊,圍繞實戰搞教學、著眼打贏育人才,使培養的學員符合部隊建設和未來戰爭的需要[4]”是有所偏離的。因此,傳統的大學物理教學模式已經不能滿足新形勢的發展,需要在教學形式、教學內容和教學評價等諸多方面做進一步改革[5]。大學物理有其鮮明的課程特點,即物理圖像清晰,內在邏輯嚴密,基本物理規律大多來源于生活等,這為我們在大學物理課程中開展研究型教學提供了很好的切入點。當然,我們也必須注意到,整個大學物理課程也面臨很多問題諸如課時多、內容多、學員人數多并且基礎參差不齊等,如何開展研究型教學是一個巨大挑戰。特別是在軍校,學員軍事訓練任務重,課余時間不足,活動場所受限,學習資源(如網絡)有限等不利因素較多的情況下,如何有效開展具有軍校特色的大學物理研究型教學是值得廣大基礎課教員思考的緊迫問題。針對這些實際情況,同時考慮到學員各專業的特點和未來學習的需要,我們近年來在大學物理研究型教學方面做了一些初步嘗試。首先,我們根據大學物理知識點較多的實際情況,依據學員的專業方向合理選取部分內容開展有針對性的研究型教學。例如,在《力學》中剛體力學部分,我們選擇“陀螺的進動”開展研究型教學,在相對論力學中選擇“尺縮效應與動鐘邊慢”開展研究型教學,再比如電磁學中的導體部分、力學中的碰撞問題、熱學中的多方過程以及光學中的折射衍射等等。這些知識點蘊含的物理與生活實際息息相關,很容易切入并被學員接受。這樣,大學物理每一個知識模塊都可以選取1~2次課(2~4學時)來開展研究型教學,原來被“耽誤”的內容可作為選講或者略講,將主要時間和精力放在學員創新能力培養上。這種教學模式要求在課程的評價和學員的最終考核上不能以偏概全,因此要在頂層上作進一步設計,如將研究型教學中學員的互動和學習報告甚至學員的某些奇思妙想納入最終考核,同時在閉卷考試部分加入對開放性問題的討論,減少對純粹知識點的考核,注重對學員創新能力的考察。下面,我們就以力學中“陀螺的進動”為例,探討如何在軍校大學物理課程中開展有針對性的研究型教學。
三、“陀螺的進動”研究型教學設計
“陀螺的進動”是大學物理“剛體力學”部分的重要組成部分,是將大學物理的基礎理論與軍事高新技術緊密結合的具有重要軍事應用前景的知識點,對于軍事院校部分專業如導航、定位和激光陀螺等學員具有承上啟下的橋梁作用。
(一)教學對象與教學目標
授課對象為光電科學與工程學院軍用光電和信息光學兩個專業的全體本科生,掌握好“剛體的進動”基本知識對于這批學員后續專業課程的學習具有重要意義。此外,電子科學與工程學院及理學院部分專業也從事慣性導航相關基礎研究,努力學好這部分內容對于學員未來從事相關科學研究和熟悉相關武器裝備十分必要。本節課的教學目標可以從三個方面概述:知識的獲取、能力的培養和素質的提升。首先我們可以通過行進中的自行車和陀螺傾而不倒的生活案例出發,在知識獲取上使學員能了解剛體進動(旋進)和定向性的基本知識,理解進動角速度公式的推導方法,讓學員進一步掌握對抽象物理問題做簡化模型選取的研究方法,這是在知識層面學員要達到的目標。其次,在學員創新能力培養上,我們希望通過“陀螺的進動”的學習,使學員能夠靈活運用進動的知識來解決實際問題,比如解釋摩托車轉彎的問題、槍膛來復線的問題等等,培養學員獨立思考的習慣、分析和解決物理問題的能力。最后在軍校學員基本素質的拓展上,我們希望通過這部分內容的學習,讓學員針對一些前沿開放性研究課題,特別是武器裝備如直升機旋翼的問題、導彈定位和慣性導航等問題,開展探究性學習,進一步拓寬軍校學員的知識面,培養他們理論聯系實際的能力和團隊合作精神等。在具體教學環節中,我們始終注意對學員嚴肅的科學態度,嚴格的科學作風和科學思維方法的訓練,使學員在領會基本知識的同時,掌握科學的學習方法,真正實現從“學會”到“會學”再到“會用”。
(二)教學內容與實施
考慮到學員已經在前面系統學習了剛體的基本知識,具有較好的基礎,在學習“剛體的進動”及陀螺的定向性等內容時,我們力求將重點放在進動的應用上。同時,作為研究型教學的課程內容,必須將教學內容與學員的生活體驗、專業特點等密切結合才能讓生硬的物理知識充滿“靈氣”,構成能夠看得見摸得著的整體。因此,筆者在教學過程中遵循“接地氣、重思考,挖本質、學能力”的原則來設計教學內容:
1.生活案例引入。自行車行進和陀螺傾而不倒的問題。首先通過行進中自行車不倒而靜止的自行車很容易倒下的生活實例,逐步引導學員思考內在原因,從而引出陀螺的進動基本概念。在講授陀螺的進動時,可以采用演示實驗和視頻播放的方法,讓學員親眼看到高速轉動的陀螺傾而不倒的神奇之處。
2.基本知識傳授。陀螺的旋進。不考慮空氣阻力,由剛體定軸轉動的角動量定理得出陀螺的重力矩和角動量垂直。然后與勻速圓周運動作類比,自然引出結論:與角動量垂直的力矩并不改變角動量的大小,但會引起角動量方向的變化,從而產生剛體的旋進現象,即進動。
3.思維拓展訓練。摩托車轉彎問題。這部分內容是對上述知識點的應用和有效拓展,要引導學員理論聯系實際,培養他們利用已有知識分析問題、解決問題的能力。為進一步提高學員對科研的興趣,我們給出美國《Science》上發表的有關自行車進動與穩定性的科研論文[6],讓學員瞬間感受到生活中的物理竟然如此“高、大、上”,只要注意觀察,身邊處處皆物理。這部分教學內容在歷屆學員中反映效果良好,可以讓他們對看似枯燥無味的力學知識產生強烈的求知欲和濃厚的興趣。
4.軍事高科技應用。槍管中的來復線、響尾蛇導彈、三軸陀螺儀和激光陀螺。這部分內容與軍事裝備密切相關,是針對軍校部分專業學員量身定做的。一方面,陀螺的進動會提高子彈精準度;另一方面,陀螺的定向性在軍事上有重要應用。同時,作為拓展思維的重要組成部分,還要讓學員知道,陀螺慣性導航系統的轉子轉速高達每分鐘數萬轉,如果轉子稍不對稱就會對各個支撐軸產生巨大的作用力而使其損壞。在此基礎上自然引出無轉子陀螺如激光陀螺等高科技前沿,進一步拓展學員的科學視野。
5.探究性學習。通過前面基礎知識的學習和案例的講解,我們列出一些前沿開放式研究課題供學員分組討論,這些課題包括但不限于:地面摩擦力、空氣阻力和輪胎變形等對自行車穩定性的影響;陀螺效應在直升機飛行過程中的作用;陀螺進動的同時伴隨的章動及其應用等。這些研究課題緊扣生活實際和軍事前沿,既結合了學員專業特點,又有著濃厚的軍校特色,不但可以進一步鞏固學員對基本知識的掌握,還可以培養他們的發散性思維。在具體實施過程中,我們將每次課題討論分為藍方和紅方,針對課題研討內容互相提問,共同提高。對于研討后的論文和報告,我們要求學員通過學校圖書館、軍網MOOC平臺、互聯網等廣泛調閱資料,分工合作,一個小組就是一個團隊,隊長由成績較好、具有一定組織和協調能力的學員擔任,并與教員保持密切溝通,隨時報告學員反映的問題和存在的困難并盡快解決。
(三)研究型教學的成效與評估
為了對比研究型教學的實際效果,筆者在2015年兩個教學班做了對比實驗。這兩個教學班都采用相同的教材,學員基礎相近,入學成績和生源分布都基本一致。其中一個教學班我們采用的是傳統的教學模式,以教師講解為主,學員主要是“預習、聽課、練習、考試”;另一個教學班針對部分課程內容開展了有針對性的研究型教學,以學員討論和回答問題為主,教師引導學員主動學習。筆者在施教的過程中很明顯地感覺到,研究型教學班的學員學習興趣被極大的調動起來,課堂氣氛十分活躍,學員回答問題絡繹不絕,基本沒有瞌睡的現象。一個學期下來,初步統計有25%的學員課堂回答問題超過30次,約80%的學員一個學期回答問題超過15次,全班所有學員至少參加了一次課題討論、調研和實驗設計。這與傳統教學班完全不同———回答問題基本靠點名,上課有相當部分同學注意力不集中或者打瞌睡,期末考試部分同學靠突擊。此外,值得一提的是,通過開展研究型教學,學員廣泛閱讀資料,調研文獻,知識面得到了拓展,同時分析問題、解決實際問題的能力有了顯著提高。對于一些前沿科學問題和新概念武器問題,部分學員思維十分活躍,提出了一些“奇思妙想”,極大地豐富了課堂教學,令督導組專家和教員本身深受啟發。誰又能否認,未來戰場上這些“奇思妙想”不會實現呢?這不正是我們軍校需要培養的科學素養嗎!最后,對于如何評價研究型教學,我們在施教過程中也做了初步嘗試。首先,在平時成績的考核部分,我們采用積分制,將學員的討論和發言包括回答問題做統計納入平時成績。同時,每次課題討論包括論文都按照等級打分,納入考核。在期末考試部分,我們力求增加開放性課題作為附加分。實踐表明,通過開展研究型教學,極大地調動了學員的積極性和參與度,學員分析問題和解決問題的能力得到了提高,初步具備了從事科學研究所必需的團隊精神和創新能力。這種研究型教學的初步嘗試雖然還存在或多或少的實際問題,比如,某些知識點講解不夠透徹,理論推導不夠詳細,部分內容還有刪略,學員課余時間占用過多等等,還需要在以后的實際教學過程中做進一步優化。
四、結束語
研究型教學對于新型高科技軍事人才和拔尖創新人才的培養至關重要。本文以“陀螺的進動”為例,從課程內容的設計,教學策略的優化和教學過程的實施與評估,討論了研究型教學模式在軍校大學物理課程中的應用。實踐表明,這種有針對性的研究型教學模式可有效培養學員的研究能力、創新意識與團隊合作精神。
作者:余同普 鄒德濱 銀燕 邵福球 黃明球 單位:國防科學技術大學理學院
摘要:
微課,顧名思義就是將課程進行精簡和微縮,一節微課往往只針對一個知識點進行講解,表達方式不再局限于教師和學生的面對面講解,而是運用視頻或者音頻等多媒體手段來進行授課。本文就將就這一新型的教學資源進行剖析,探索如何將微課作為大學物理實驗教學的催化劑。
關鍵詞:
微課;大學物理實驗;新型教學資源
“微”,作為21世紀的一個新概念,最初是從微博中興起的。很快,人們將微博作為微時代的開端,萌生出了微電影、微小說、微信等等新型的內容。微時代不光影響了娛樂和通訊行業,教育領域也越來越受到微時代的影響。微課、微視頻等等教學資源逐漸成為教學過程中的一個重要的輔助工具。其中受到最廣泛應用的就是微課。微課作為微時代以及多媒體快速發展過程中的一個優良產物,在滿足教師教學要求的前提下,為學生提供了更多元化的學習方式,滿足各更多學生的個性化的學習要求。物理學是每一個理工科學生在大學階段必須要學習的基礎性學科,作為整個自然科學中的基礎學科之一,物理實驗的重要性不言而喻。大學物理實驗與物理理論課程相比,最大的優勢就是能夠讓學生通過自己的實踐感受到物理原理的神奇與奧秘。相對于較為枯燥的理論學習,物理實驗課程無疑豐富了課堂的趣味性,同時也最大程度的發揮了學生的動手能力和創新能力。在培養工程技術人才中有著至關重要的作用。在物理實驗課堂中,可以鍛煉學生的觀察、分析、質疑、探究、總結以及解決問題的能力,這些都是日后學生走向社會是所需要具備的基本能力。
1微課及其特點
“微課”,作為教師教學的手段之一,是將視頻作為主要載體,記錄教師講授某個知識點、專題或者是實驗活動的全過程,針對于教學中存在的某些難點和重點,進行針對性的講解。微課往往短小精悍,就某一知識點進行深入剖析,具有較高的獨立性、完整性以及示范代表性。傳統的課程一般是針對某一章節進行講解,而微課一般是針對某一難點進行深入分析,可以讓學生在課下有針對性的進行鞏固學習。和傳統教學資源相比,微課更加生動、代入感更強,滿足了教師和學生在課下依舊可以“交流”。相較于傳統教學資源,微課具有如下特點:
1.1教學時間相對較短。微課的核心內容是教學視頻,該視頻的時長一般在十到十五分鐘左右,最長不會超過二十分鐘,因此相較于傳統的四十五分鐘一節的大課來說,微課可以算是一個片段或者示例。
1.2教學內容相對集中。在傳統教學過程中,教師往往會在課堂上將某一章節的全部內容教授給學生,學生一直處于被動灌輸的狀態之下。而微課與傳統課堂的區別恰恰是將問題集中、突出出來,將更多的時間用在某一章節的重點和難點上。至于其他的相對容易理解的知識點,可以讓學生自行理解領悟,遇到問題后再進行有針對性的交流。這樣一來,學生鍛煉了自主學習和解決問題的能力,教師也能夠更加清楚的了解學生問題所在,給予更加有針對性的輔導。
1.3資源容量相對較小。從視頻大小上來說,微課的視頻以及相關輔助資源的總容量一般在幾十兆左右,視頻格式支持網絡在線播放,這樣一來,學生和教師不光可以使用電腦觀看微課,還可以將視頻下載到手機等移動設備上。這樣一來,能夠讓學生將一些零碎的時間利用起來,使得時間最大化。
1.4資源情景化。微課由于時間較短,因此要求教學內容主題突出、有明確的指向性和針對性,并且要相對完整。微課一般是將重要的知識點從課堂中剝離出來,因此微課要保證不脫離原有的教學環境,給學生足夠的代入感。微課的作用不光是成為教師在課堂上的一種教學資源,更重要的是能夠讓學生在課下反復回顧和消化課上的難點和重點。因此,微課的內容必須精益求精、主題鮮明、結構緊湊。微課的出現也成為促進教師提升自身教學水平和轉變教學風格的原動力之一。
2教師講授微課的基本要求
課堂作為教師傳授知識最主要的戰場,講授是整個教學過程中最重要的環節之一。微課雖然是微時代下的一個新興產物,變換了承載形式,但是其主旨沒有改變,因此教師在微課教學過程中必須做到以下四點:第一,迅速切入課題。由于微課的教學時間比較短,因此之前的鋪墊不能冗長。教師可以選擇一個比較有代表性的問題、經典的原理或者是生活中經常出現的一種物理現象;也可以承接上堂課的內容;亦或者可以直接開門見山的進入課程。總之,教師務必要保證節省教學時間;第二,講授的線索務必清晰。微課的重點在于微,因此課程必須要保證有且只有一條線索。靈活運用這一條線索引出知識點,并且在此基礎上對重點問題進行剖析。爭取在有限的時間里以最高的質量完成教學任務;第三,語言生動得體。在微課教學過程中,由于沒有與學生之間的互動,只有教師單方面的講授,因此教師講解知識點時的語言就顯得特別重要。在講授過程中,教師應當保證語言生動,能夠給學生足夠的吸引力,并且語言要有感染力,關鍵是語言表述要準確,邏輯性強,思路清晰,便于理解;第四,板書要簡單。由于微課時間有限,板書在微課中應適當減少,板書在微課中的存在主要是對重點內容起到強調作用。在微課教學過程中,教師可以將板書提前準備在紙板或者小黑板上,當講授到相關內容的時候直接放上來即可,大大節約了教學時間;第五,課后要小結。在微課的結尾處,教學需要拿出幾分鐘的時間對整個微課講授的內容進行概括和匯總,并且著重強調重點難點問題。微課的小結,不需要面面俱到,只要能夠將科學的學習方法和實驗思路傳授給學生即可。
3微課的優點
和傳統的課程相比,微課所需要的時間更短,學生觀看的時間和地點更為靈活多變。另外,和傳統課堂不同,一節微課只有一個線索和重點內容,針對性和側重點更明確。微課能夠培養學生自主思考的能力,一些相對簡單的問題能夠自己解決,從而培養了學生的自主思考和解決問題的能力,可謂事半功倍。
結束語
微課作為一種新型的教學手段,能夠有效的增強課堂教學效果,但微課對于教師的教學水平以及對相關知識的了解程度提出了更高的要求。從另一方面看,短小精悍雖然是微課的一大優點,但是暴露出其無法在深度和廣度中加以拓展的弊端。因此,想要利用微課這一新型資源提高大學物理實驗課程的教學效果,還需要教育工作者的不懈努力和探索。
作者:唐茂勇 遲建衛 高兆輝 徐建萍 汪彥軍 單位:大連海洋大學
【摘要】
教育在新的時期取得了舉世矚目的成就,在此過程中教學在發展的過程中同樣取得了不少的成就,在教學過程中出現的新理念、新方法使得教育發展的質量和效率不斷提高。同時在教學發展的背景下,教學在發展的過程中暴露出不少的問題值得我們去思考,在實踐中不斷尋求解決問題的措施。大學物理實驗教學中也是如此,在新時期發展迅速,但是不得不承認的確存在一些問題制約著其教學質量和效率的提高。本文主要是對大學物理教學的思考和建議,希望可以起到拋磚引玉的作用。
【關鍵詞】
大學物理;實驗教學;存在問題;解決措施
1大學物理實驗教學發展現狀概述
大學物理實驗教學是大學物理教學的重要內容之一,對于學生學習物理知識來講十分重要。在整個物理教學發展過程來看,實驗教學是十分有效的教學方法,在此實驗教學發展的過程中受到了師生的一致好評,取得了不錯的成績。在新的時期教育不斷發展,課程改革不斷深入的背景下,物理實驗教學也發生了巨大的變化,受到課改的深刻影響。其中在物理實驗教學的過程中出現了一系列新的教學理念和教學方法,使整個大學物理實驗教學的面貌煥然一新,同時一些新的教學設備的使用也使得物理實驗教學的質量和效率不斷提高。在新的時期教學發展迅速的過程中,大學物理實驗教學在具體的實踐過程中仍然存在不少的問題,比如說學生參與實驗的積極性和主動性不高,學生的主人翁地位得不到充分保障;教師在引導教學的過程中效率不高等等都制約了新時期大學物理實驗教學質量和效率的提高。
2大學物理實驗教學取得的成就分析
新時期大學物理實驗教學在其發展過程中受到教育發展所帶來的影響,整個大學物理實驗教學的質量和效率較之前都有明顯的提高。在經過仔細調查,認真研究之后,我對大學物理實驗教學所得成就作如下分析:
2.1教學理念和方法得到更新
教學過程需要有教學理念和教學方法的指導,在大學物理實驗教學的過程中也是如此。在新的時期教育不斷發展,課程改革不斷深入的背景下,大學物理實驗教學過程中出現了大量新的教學理念和教學方法。其中最為有效、應用范圍最廣的應該是師生角色的相互轉變、合作教學方法。教師從教學的主導轉變為教學的引導者,學生轉變為課堂的主人,在教學過程中發揮主體作用。同時在大學物理實驗教學的過程中,合作學習法的使用,使學生之間相互聯系,共同分享思維,促進了思維的交流和碰撞,使得整個教學的面貌煥然一新。
2.2教學與科技聯系日益密切
21世紀是科技發展的時代,科技與社會生活聯系日益密切。在大學物理實驗教學中也是如此,大量科技產品在教學過程中的使用,使得整個大學物理教學變得十分方便、簡潔,充滿時代特色。在我們對大學物理實驗教學的過程中進行分析之后發現,多媒體信息技術的使用,使大學物理教學的效率和質量得到提高,整個教學過程中,學生的積極性和主動性得到提高,而且教師的個人素質得到不斷提高,整個教學煥然一新,教學取得了巨大的成就。
2.3師生共同取得了巨大進步
在新的時期大學物理實驗教學的發展迎來了機遇,同時也面臨著巨大的挑戰。在實踐中教師和學生之間彼此共同合作,相互聯系,迎接挑戰,把握機遇。教師的個人專業素質不斷提高,給學生提供了更高質量的引導。同時學生參與學習的興趣得到激發,積極主動的參與到教學之中,學習方法變得高效便捷。從而教師和學生都取得了巨大的進步。
3新時期大學物理實驗教學存在問題
在新的時期大學物理實驗教學取得重大成就的背景下,我們發現在具體的實踐教學中仍然存在一些問題值得引起我們高度關注。在調查分析之后發現其中存在的問題主要表現在以下幾個方面:
3.1新理念新方法的使用受到阻礙
在新的時期雖然新的教學理念和教學方法盛行,給整個教學帶來巨大的變化,但是在具體的實踐中我們發現新理念和新方法受到了巨大的阻礙。大學物理實驗教學發展歷史悠久,傳統教學理念和教學方法根深蒂固,在整個教學的過程中我們發現新時期出現的新方法和新理念并沒有完全發揮作用。比如說教師和學生之間的角色轉換存在問題,教師在新時期仍然處于主導地位,學生依然在被動的接受教育,教師沒有發揮引導作用,學生的主體地位沒有得到尊重,制約了整個大學物理實驗教學質量和效率的提高。
3.2教師個人綜合素質不過關
教師是教學活動的主要參與者,從古到今,教師在教學過程中扮演的角色不可替代,發揮的作用不容忽略。在整個教學發展的過程中我們發現新時期教學給教師提出了更高水平的要求。新教學理念和教學方法,以及新教學設備的出現和使用,都要求教師有較高的綜合素質來滿足實踐需要,但是在我們調查分析中發現,教師的綜合素質不達標,導致教學理念和方法以及教學設備的作用得不到最大化發揮,制約了新時期大學物理實驗教學質量和效率的提高。
4新時期提高大學物理實驗教學質量和效率的具體措施
新時期大學物理實驗教學存在的問題要在實踐中不斷找到解決問題的措施,促使其不斷完善。在調查分析之后我認為可以從以下幾個方面入手思考:
4.1加大宣傳力度,掃清思想障礙
充分利用新時期的媒體優勢,廣泛利用學校廣播,黑板等宣傳手段,對新時期出現的新理念和新方法進行廣泛全面的宣傳,促使教師和學生對新時期的新理念和新方法有全新的認識,從思想上提高重視程度,從而不斷為教學質量和效率的提高提供源源不斷的智力支持和方向保證。此外通過對新時期新內容的宣傳,可以有效的掃清傳統理念的阻礙,為新理念和新方法的使用打下基礎。
4.2改善培訓質量,提高教師素質
教師在新時期教學中發揮的作用十分關鍵。要從教師入手,積極開展多種形式的培訓活動,促使教師專業素質得到不斷更新,不斷提高教師的個人專業素養,同時鼓勵教師廣泛學習,不斷擴展自身知識層面,不斷提高個人綜合素質,以此來滿足教學發展的新要求。同時教師要樹立新的教學理念,與學生建立新型的師生關系,促使教師和學生之間相互聯系,實現雙贏、
5小結
新時期大學物理實驗教學要緊握時代脈搏,積極使用新時期出現的新思想新理念,不斷促使教學的自我完善和自我發展。在教學的過程中從思想角度入手,全面提高重視程度,促使教師和學生端正學習態度,積極投身教學實踐,促進教師個人綜合素質的提高,以此來適應教學發展的新要求。從而促使大學物理實驗教學的質量和質量不斷提高。
作者:李忠 單位:長春理工大學光電信息學院
摘要:
在科技不斷進步的今天,社會對于科技型人才的需求越來越多,對于學生的科學素質要求越來越高.物理實驗教學作為培養科學技術型人才的課程之一,越來越受到眾多高校和教師的重視.如何讓學生認識到實驗在物理教學中的作用是提高物理實驗教學的重點.本文通過了分析目前大學物理教學中存在的問題以及實驗在大學物理教學中的意義,并提出了改善大學物理教學效果的相關措施.
關鍵詞:
物理實驗;大學;教學質量
1目前大學物理教學中存在的問題
物理學是研究物質的運動規律及其相互作用的學科,一般大學的物理教學過程分為兩個部分,分別為“理論教學”和“實驗教學”.大學物理教學目標是要求每一位學生都能夠領會物理專業理論基礎知識、掌握科學實驗的基礎知識、熟悉各個物理實驗的方法并領悟其核心技巧,并且能夠恰當地將這些理論知識和科學實驗知識運用到實踐操作當中去.相對于高中的物理課程,大學的物理教學內容沒有那么細致和復雜,教材編者針對教材改革對大學物理教材進行了簡化.但是,很多學生甚至是教師對于物理實驗的認識存在著不足,這種情況會直接影響到學生學習物理的態度和對物理問題的理解,給教師的課堂教學帶來很大的難度.現在的大學物理教師在授課的時候都是以書本的內容為主,對書本上的實驗進行反復的講解和操作,使得實驗課程缺乏創新.有些學生在高中或者是課外的時間已經對大學物理實驗有了一定的認識和研究,固定式的實驗練習對于這些學生而言是比較無聊和枯燥的.大多數的教師都是在不斷地用實驗驗證物理教材中已有的定律,長期下去,學生會覺得這種實驗沒有挑戰性和趣味,從而失去學習的興趣.除此之外,理論教師和實驗教師不同,大多數的高校都是大學物理教師對學生講解物理定律和定理,到實驗室由實驗教師帶領學生進行實際操作.這樣的教學模式使得部分學生沒有辦法很好地將理論與實踐完全結合起來,因為理論與實踐的地點不同,學生在接受完專業理論知識的教學后,難以在這么短的時間內將這些內容記牢和理解,到了實驗室可能都已經忘記了理論知識的內容,即使實驗教師講解,也很簡略.如今的大學生的學習時間相對比較自由,老師對于學生的管束也比較松懈,這種情況導致學生沒有過多的重視學習,對于物理實驗這一塊也沒有進行相應的預習準備.加上有的教師在進行實驗的時候直入主題,沒有給學生過多的思考和準備時間,導致學生在做實驗的時候只能盲從,沒有一個準確和清晰的思路,從而難以完成實驗的數據記錄工作.另外,物理實驗的考核受到了諸多因素的影響,導致考核方式過于死板,這在很大程度上挫傷了學生的學習積極性以及教師的工作積極性.
2實驗在大學物理教學中的作用
目前的很多大學生對于物理實驗的認識不足,不知道物理實驗課程存在的意義.大學物理實驗課程的開設目標是培養一系列的科學技術型人才,培養學生的創新能力和動手實踐能力,以適應現代社會的需求.基本上物理實驗都是假設在理想條件下進行的,排除了各種外界不穩定因素的影響.這種課程可以讓學生在任何一個條件下進行實驗,通過一系列的技術性的實驗來預測書上的定理和定律,并由此獲得新的知識和信息.學生在進行實驗的時候必定有著諸多成功和失敗的例子.成功的實驗不僅能夠揭示大自然的奧秘,還能夠解釋生活中許多“奇怪”現象產生的原因.失敗的實驗則可以讓學生認識到自己對于物理理論知識的理解不夠充分.
2.1為學生提供必要的生活知識
物理中的許多內容都與我們的日常生活有著重大的關系,但是其中的諸多原理學生們卻不得而知.學生可以通過書本上的理論知識將這些現象通過實驗顯示出來,讓學生充分地了解生活中常見的物理現象是由什么因素組合產生的,使得學生能夠獲得豐富、正確的生活知識.
2.2深化學生的理論知識
大學物理課本上的很多概念以及定律都是比較抽象和復雜的,學生即使能夠大致地了解這些知識,但是還是很難對其有全面的理解和記憶.學校安排的實驗教學則可以將這些復雜的知識點和概念通過實驗演示出來,將枯燥乏味的文字表述變成生動形象的演示,使得這些重點和難點變得容易理解和記憶.實踐是檢驗真理的唯一標準,只有讓學生親自驗證定律和定理的真實性,認識到物理現象是真實存在于我們生活當中的,而不是虛無飄渺的,增強學生學習物理的興趣,讓學生認識學習物理的重要性.
2.3培養學生的動手實踐能力以及觀察能力
一般大學物理實驗教學過程分為三個步驟:第一步,老師先對實驗進行講解和操作;第二步,學生自己動手開始操作;第三步,學生記錄實驗的相關數據,并對數據進行相應的處理.老師在進行物理演示實驗演示的時候,可以引導學生對此過程進行觀察和學習,培養學生的觀察能力.學生在觀看完教師的實驗演示后,不僅可以其增強理論知識的記憶,還能夠為其提供比較清晰的實驗思路,以便接下來的實驗操作.學生主動參與到實驗當中去,不僅可以提高學生的興趣,還能夠提高學生的動手實踐能力.每一個學生的實驗結果多多少少都會存在一定的差異,有些學生在實驗過程中還能夠發現新的、與課本上內容不一致的新知識,發掘學生的創新能力.
2.4激發學生的學習興趣
眾所周知,興趣是學生學習的最大動力.只有當學生對學習產生了一定的興趣,才能夠促使他們認真學習.在大學這個階段,學生正處于一個興奮、對事物有著許多好奇心的階段,他們的學習主動性和積極性主要是來源于感知和興趣.物理實驗課程具有極強的操作性和創造性.物理實驗課堂的開設能夠讓學生親自體驗實驗的操作過程,使用各種各樣的物理儀器和實驗器材,感受實驗帶來的樂趣.
3改善大學物理實驗教學的措施
3.1轉變大學物理實驗的教學模式
教師的教學觀念能夠直接影響物理的教學效果,想要從根本上提高大學物理實驗教學的有效性,教師應該要摒棄落后傳統的教學觀念,樹立一個新的、科學的教學理念.傳統的教學模式都是以教師為主體進行教學,這種教學模式讓教師成為課堂的主導者,學生則成為了一個旁觀者,沒有辦法讓學生真正地參與到大學的物理實驗當中去,學生很難感受到學習物理的樂趣.新的教學理念要求教師能夠把學生作為課堂的主體,備課的內容也應該要從學生的學習興趣和學習能力方面下手.備課的時候應該要充分考慮到學生可能會遇到的重點難點并進行著重的標記,以便在課堂上能夠對學生進行及時的指導.另外,大多數高校的實驗室和課室都是分開的,針對這一點,教師可以盡可能的在實驗室為學生講解理論內容,然后再緊接著進行實驗內容,讓學生能夠及時的將理論知識與實踐內容結合起來.物理實驗可能存在著一定的風險,因此教師應該要預先準備好每一個實驗,爭取獲得比較真實的實驗資料,并且記錄可能會發生危險的地方以及其他重點注意事項,保證學生能夠在安全的條件下順利進行物理實驗操作.此外,現在很多的大學生都沒有足夠的重視物理實驗,對物理實驗課程開設的意義認識不足.因此,教師應該在學生進行實驗之前,對他們做好思想準備工作,宣傳大學物理實驗課程的開設意義.只有當學生認識到物理實驗的意義,才能夠認真的對待實驗的每一個步驟.
3.2提供多元化的實驗考核制度
很多的高校的物理實驗的考核制度比較死板,這又在一定程度上導致了學生學習積極性的降低.為了能夠激勵學生認真學習,提高物理實驗的教學質量,學校可以改變一下物理實驗的考核標準.大學物理成績的考核內容一般分為“實驗操作成績”和“筆試成績”,且這些考核一般只在學期快結束的時候才進行.這讓學生有一個錯誤的認識,以為實驗的結果才是最重要的,不理會過程如何,從而不重視平時的實驗課程.因此,學校可以針對該情況,制定一項平時實驗考核和期末理論與實驗操作考試相結合的考評制度.這項制度不僅能夠考核學生平時實驗課程的操作能力,還能夠在學期結束時考核學生對于理論知識和實踐操作的掌握程度.在這種制度下,學生不僅會提高對于物理實驗課程的重視程度,且在每一節課都將投入足夠的精力到學習當中,做到不懈怠、不放松.為了培養學生的創新能力,學校除了對學生進行書本上內容的考核外,還可以設立創新型、設計性實驗.要求學生在規定的時間內完成設計內容,教師在一旁進行相應的技術性指導.發現創新人才及時肯定.
3.3加強物理實驗教師的師資力量
教師的師資力量直接決定了物理實驗教學的教學質量.為了建立一支高素質的專業隊伍,學校應該健全教師資格標準制度,提高物理教師的資格門檻,錄取一批高素質的物理實驗教師,以保證教師的質量.除此之外,學校的領導還應該制定一項教師考核制度,對教師進行定期或不定期的考核,考核內容可以從筆試和突擊檢查課堂教學內容下手.另外,學校還可以對教學成果優異的教師提供一些獎勵,激發教師的工作積極性.對于教學效果相對較差的教師,學校可以為其提供專業培訓的機會,盡量讓物理實驗教師的教學水平差異達到最小,以建立一支素質優良、專業能力極強的師資隊伍.
3.4組織多種物理實驗競賽活動
為了提高學生的物理實驗操作能力,學校應該開放實驗室,并由專門的教師人員在實驗室內進行相應的指導.這樣學生在課余的時間也能夠去學習更多的物理實驗技巧和方法,并且充分發揮自己的創造力.另外,學校還可以定時組織一些科技創新活動,并投入一定的經費設置不同層次的獎勵,吸引學生參與到其中.參賽內容也可分為小組競賽或者是個人競賽.小組競賽可以培養學生的團隊合作能力,個人競賽可以培養學生獨立自主的能力.這些活動在一定程度上能夠提高學生的物理實驗操作能力,促進物理實驗教學的發展.
4結語
綜上所述,大學物理實驗課程的開設是為了培養一批擁有創新能力的科學技術型人才,提高大學生的科學文化素養.但是,目前高校的物理實驗教學還存在著諸多難以解決的問題.因此,提高大學物理實驗教學的有效性是一項長期且艱巨的任務.只有當教師樹立更新的教學理念、提高自己的專業素養,學校實施多元化的物理實驗考核制度、組織多種物理實驗競賽,才有可能進一步地提高我國物理實驗教學的教學質量.
作者:吉莉 王青林 單位:大連科技學院 大連育明高級中學
【摘要】
大學物理作為高等教育中最重要的公共課程之一,對于其教學方法的探討具有重要的現實意義。本文分析了目前大學物理教學中存在的幾個比較關鍵的問題,并針對大學物理教學的幾個重要組成部分提出了一些教學方法新見解。
【關鍵詞】
大學物理;教學方法;現存問題
1大學物理教學面臨的問題
1.1大學物理的學科地位正在逐步弱化
當前有一定數量的師生群體對大學物理的學科地位缺乏深刻的認識,他們認為非物理專業的學生將大學物理作為必修課沒有多少實際意義,同時許多院校非物理專業學生的大學物理課時數量也在逐漸下降。[1]國家教育部門2015年頒布的關于大學物理課程的規范要求各院校大學物理的課時不能少于144課時,然而真正嚴格按照要求執行的院校少之又少,大部分院校的課時在72至108之間,課時數量更少的也不在少數。
1.2大學物理的教學內容顯得過于陳舊
物理學主要劃分為經典物理和近代物理兩個版塊,然而值得注意的是,當前大部分高校的大學物理所講授的內容中經典物理占據超過了百分之八十的比例,近代物理部分的知識講授嚴重不足。經典物理所包含的理論與概念都是二十世紀前的研究成果,這些在大部分中學物理教材中都有所涉及,因此難以調動學生的學習興趣。然后近代物理的有關內容卻因為課時原因而無法做足夠的介紹,這就從根本上導致了教學內容的陳舊。
1.3大學物理的考核評價方式過于單一
絕不部分院校在大學物理這門課上采取的計分方式都是綜合評價,即平時成績與期末卷面成績的加權分數。平時成績主要又來自課后作業,然后由于網絡的便捷性,基本上所有習題的答案都能通過網絡找到,因此課后作業的成績很難反映出學生是否真的掌握了知識點以及學習態度是否端正。而期末考試也只是單純的卷面答題,這對于學生綜合能力的培養造成了巨大障礙,難以真正鍛煉學生的自學能力以及創新思維。
2大學物理教學新方法
2.1緒論部分
緒論部分是整個課程的引入,包含了大學物理所要研究的對象、內容以及需要用到的方法。緒論部分作為大學物理的第一節課,對于調動學生的學習興趣起到了關鍵作用。任課教師不應當只是照本宣科,將大學物理的各個章節羅列出來。為了增強課程的趣味性,在介紹物理學的研究對象和內容時,應當適當運用現實生活中的案例來解釋,特別是采用當下大學生感興趣的話題,例如使用汽車在上坡時采用的是高檔位還是低檔位來解釋其中的物理原理。[2]在介紹物理學的發展歷程時,可以具體介紹某一物理學家發現某一物理定律的過程,并在介紹過程中不斷提問,讓學生發現問題,自己解決問題,總結問題,形成科學研究思路。在強調物理學的研究意義時,教師可以多舉一些物理學在所教學生的專業領域的實際應用案例,例如對于計算機專業的學生,可以舉一些量子物理學在晶體管研究上的應用。
2.2物理課程分層次教學模式的實施
根據不同專業的實際需求進行教學層。將學緣相近的幾個專業作為一個單位,按照入學時學生的成績,將全部學生分成兩類班級,成績優異的歸為一類,這類學生不需做進一步細分;成績較差的也歸為一類,但是這類學生需做進一步細分,綜合分析實際情況調整教學內容。同時多層次內容選擇也可以安排在網上選修時由學生自主選擇,但是校方需要對選課系統做出一定限制,避免大部分學生都故意選擇內容較淺的課程。
2.3經典物理部分
經典物理部分的內容大多都在中學課程中介紹過,因此不必面面俱到,對于不同專業的學生應該有所側重,例如對于化工類的學生,應該著重講授熱力學模塊,為化工類學生后續的物化課程做鋪墊;對于機械類的學生,應該著重講授力學模塊,為機械類學生后續的結構力學課程做鋪墊;對于信息類的學生,應該著重講授電磁學版塊,為信息類學生后續的光電學課程做鋪墊。[3]在對各專業學生授課時,要注意有的放矢,使得學生在學學物理時能夠感受到其與自身專業的關聯性,從而獲得更大的學習目的性和動力。對各專業學生講授經典物理的其他版塊時,應當以實例為引入,以拓寬視野為主要教學目標。
2.4近代物理部分
近代物理學的重要理論對于現代科學技術的進步具有巨大價值,然而,這個部分的內容過于抽象,一般學生難以熟練掌握。因此,大學物理教師在講授這個版塊的內容時,應當強化對概念的介紹,盡量跳過對定理的推導,并以近代物理的研究成果為依托,著重對理論進行初步介紹。著名物理學家費恩曼對于物理的學習曾提出過自己的看法,“學習物理的人不應該只是試圖去解出微分方程,而是應當嘗試理解它們的涵義”。在狹義相對論的教學中,我國教師的教學重點普遍在于洛侖茲推導公式,并以此為基礎,推導出一系列公式,注重的是公式的推導而不是內涵的探索。相反,國外的部分物理教材一般會通過簡單的舉例來解釋公式的導出,而不是用嚴格、冰冷的數學方式進行推導,這種方法能夠大大節約公式的學習時間,加深公式的理解程度,這顯然更加符合大學物理的教學目的。此外,高校還應當適時舉辦一些物理學專題講座,向學生們宣導物理技術近年來的發展概況,使學生們在了解理論知識的基礎上,對物理技術的動向也能有所認知。
3結語
物理學作為一門基礎學科,是廣大科研工作者從事科學研究的基礎,大學物理作為理工科學生的必修課程,其包含了對于科學研究理論與方法的傳授,對于理工科學生的專業發展具有重要價值。因此,各高校應當重視大學物理這門課程的教學,并從教學方法上入手,解決當前大學物理教學中存在的諸多問題。
作者:李寧 趙寶 單位:聊城大學東昌學院 聊城大學
摘要:
本文結合培養應用型人才要求,針對應用型本科院校理工科大學物理教學中存在的問題,提出根據不同專業對大學物理教學知識點需求調整教學內容,根據所學專業知識銜接關系引入課內實踐教學環節,根據“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”結構的考核方式,解決當前地方本科院校轉型發展期大學物理教學改革難題。
關鍵詞:
轉型發展期;大學物理;教學現狀;教學改革
引言
教學模式問題是地方本科院校轉型發展所面臨的一個亟待解決的難題。地方本科院校在課程實施過程中大多屬于保守性教學,一直沿用“以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心”的教學模式,“教師負責講,學生負責聽”的傳統灌輸式教學方法依然沿用。[1]雖然,國家和地方政府教育行政部門在下發的相關文件中多次提出倡導“啟發式、探究式、討論式、參與式”教學;推行“基于問題、基于項目、基于案例”的教學方法和學習方法;加強“產教融合、工學結合、頂崗實習、校企合作”;“改革考試方法,注重學習過程考查和學生能力評價”,但是在實際教學環節中,由于缺乏推進教學改革的“組織激勵”和“個人激勵”機制,傳統教學方式和教學習慣在教師教學過程中依然根深蒂固的存在,未見任何成效。[2]作為理工科各專業學生的通識性公共必修基礎課程,大學物理課程的教學目的在于一方面為學生較系統地打好必要的物理基礎;另一方面使學生初步學會科學的思維方式和分析問題的方法。該課程的學習能夠使學生思路開闊、探索和創新精神得到激發、適應能力得到增強。[3-4]因此,大學物理課程教學將直接影響后續課程的學習及對人才的培養。適逢地方高校轉型發展的關鍵時期,作為先行學科的大學物理課程,教學過程中要不斷優化教學方法、教學手段,解決地方本科院校轉型發展所面臨的教學模式改革難題。
一、大學物理教學中存在的問題
當前大學物理教學存在著短板,亟待解決。我們對全校理工科中5個專業的284名學生進行了問卷調查,被調查的學生均已經過大學物理課程的學習過程,調查目的在于了解我校學生對大學物理課程學習的真實感受,同時,依據我校大學物理課程教學實際狀況,我們對全校正在講授和曾經有過大學物理課程教學經歷的7位教師進行了訪談。當前我校大學物理教學中突出問題表現在:第一,統一模式的教學內容,與學生所學專業銜接不好。作為各專業學生學習的基礎課程,教師在講授大學物理的過程中較多的強調它的系統性和基礎性,不考慮學生所學的專業而采用統一教學大綱和同一授課標準,多年來教學模式從未改變,專業課程之間交叉銜接不良,導致學生對大學物理的學習感到枯燥疲憊,缺乏學習興趣,久而久之,在學生的腦海中就會形成大學物理對專業知識的學習無幫助的錯誤認識。第二,課時不多,內容不少。在修訂培養方案時,各專業不斷增加本專業課程的學時數,致使像大學物理及其實驗課程這類非專業課程的學時數一再被縮減,而教師為完成教學大綱要求的教學任務,只好照本宣科,根本沒有時間對大學物理課程的知識點與實際生活及專業方向之間聯系的拓展,導致學生感覺學習乏味,知識的應用性也得不到體現。第三,課程考核結構單一。成績考核基本上是由平時成績和期末考試組成,平時成績看考勤,期末成績看試卷,不能夠客觀地、真實地反映大學物理教學效果,更甭提調動學生學學物理的積極性了。第四,教學方法單調。大部分教師仍以傳統的板書和PPT授課相結合的講授式教學方法為主,老師扮演了知識傳遞者這個主角,學生自然地就變成了知識的被灌輸者這個配角,這些也會導致學生學習過程中不積極主動、缺乏學習興趣根源。
二、針對大學物理教學改革的探討
(一)以培養應用型人才應用能力為基礎,改革教學內容
在改革大學物理教學內容之初,我們首先對各專業的培養方案進行了認真分析,并與講授各門主干專業課程的老師座談,了解各專業的需求和學科交叉領域,然后,梳理大學物理教材中的知識點,根據不同專業的要求適當的調整教學基本內容,盡量縮減與各專業關聯小的章節的課時,增加與專業知識內容聯系緊密的知識點的課時。教師根據不同專業對知識需求不同,在教學過程中突出重點,充分利用各專業學生對專業知識的渴求,來提升學生對大學物理課程學習的興趣。我校理工科專業對大學物理知識的需求主要集中在:(1)對力學、熱學和機械振動(機械波)知識需求較高的土木工程類專業;(2)對力學、電學和磁學需求較高的機械工程類;(3)對電學、磁學和光學需求較高的電子信息工程類。在確保大學物理教學基本需求的前提下,根據三類專業對大學物理知識需求的側重點不同,我們對不同類專業教學內容進行適度調整,重新修訂大學物理課程教學大綱內容。同時,對不同類專業相同知識點的深度、廣度及教學方法加以區別,特別突出與專業課程關系緊密的知識點的重點講授。另外,結合生產和生活以及科學研究中所涉及的實際的物理現象和問題,有針對性的重新編寫例題和習題,并根據各專業的實際需要調整其教學內容,使所編寫的例題和習題能夠充分體現其在各個領域的實際應用價值,而不是泛泛的針對抽象的物理模型編寫習題和例題,從而增強學生學學物理課程的興趣,進而在培養學生解決實際問題的能力方面起到積極的作用。
(二)以培養應用型人才創新能力為目標,改革教學方法
結合應用型人才能力培養要求,我們逐步推進以學生為中心,以啟發式、合作式、參與式教學為主流的大學物理課程教學方法改革與推廣。我們強調以激發學生學習興趣、培養創新能力為主的大學物理課程教學,在開課的前兩學時,結合實際案例向學生介紹當前科學技術領域的新發現和新成就,對物理學的知識領域、思維方式方法和分析處理問題的方法在現代科技發展中所起的重要作用進行詳細闡釋,來達到提高學生對學學物理重要性認識的目的,在課程講授過程中適當引入課內實踐環節,使學生掌握大學物理與其他專業課程之間的聯系,關注物理知識在生產技術等實踐活動中的應用,從而使學生在比較和綜合中學習,培養運用知識的能力,培養學生的創造性思維和創新能力。教師針對不同專業的授課對象,提煉出與所學專業知識聯系緊密,且有實踐應用價值的題目。例如:講授圓周運動時提及航天技術,講授靜電場中導體時提及靜電屏蔽原理應用,講授安培力時提及磁懸浮技術,講授光的衍射時提及測量技術中的應用等。使學生真正感受到高科技并不是高不可攀,其應用的基本原理就在我們所學習的大學物理課程之中。授課教師把班級成員分成若干課內實踐小組,要求以小組為基本單位,進行與課內實踐題目相關的知識的課外調研,然后,結合在大學物理課程中所學知識及所學相關專業知識完成一份小報告,闡述與這些實踐題目相關專業知識在各領域的具體應用,然后由授課教師組織討論并總結。學生對科技前沿的知識方面的普遍表現是很感興趣,所以,在課內實踐教學環節中會提出很多問題,進行不斷的分析討論,因此,通過引入課外調查研究、課內分析討論的課內實踐教學環節,激發學生對大學物理學習興趣,同時也能夠培養學生調查研究能力、分析總結的能力,也可以提高學生的實踐創新能力,使學生在學習過程中受益。
(三)以培養應用型人才綜合素質為核心,改革課程考核方式
課程考核是課程教學的重要環節之一,也是影響教學質量的重要因素。我校傳統的大學物理成績評定以期末考試成績為主,總評成績側重三七分,平時成績占30%,期末成績占70%(甚至所占比例更高),這種考核方式弊端在于重結果而輕過程,很難提高學生學學物理的積極性。針對我校課程考核方式所帶來的弊端,我們改革考試方法,注重學習過程考查和學生能力評價。增加課堂考勤、期中考試、隨堂測驗、課后作業、調研小報告(小論文)等學習與考核環節,并將考核成績折合后計入課程考核總分,重點提出大學物理課程成績考核的“五+五”評定結構,即,平時成績和期末成績各占總成績的50%,平時成績中,課堂表現部分占10%、課內(包括理論課及實驗課)實踐部分占30%、課外作業部分占10%,而且課堂中學生學習表現和課外作業情況評定要求均不低于3次,課內實踐情況評定不少于3次,另外,學生平時成績或期末成績中如有一項不及格,那么,該生總成績視為不及格。課內實踐成績評定的適當提高,有利于調動學生主動參與大學物理知識的學習,鞏固學生對大學物理知識點的理解和掌握,提升學生對大學物理知識與自己本專業知識之間聯系的認知,遏制目前存在的學生考前突擊復習應付考試及部分學生考試違紀等現象。改革課程考核內容和形式就是要加強對學生學習過程的管控,以保證學生有足夠的精力、足夠的時間投入到大學物理課程的學習。
結束語
教學模式問題是地方本科院校轉型發展所面臨的一個亟待解決的難題。本文結合培養應用型人才要求,針對應用型本科院校理工科大學物理教學中存在的問題,提出根據不同專業對大學物理教學知識點需求調整教學內容,激發學生學習興趣;根據所學專業知識銜接關系引入課內實踐教學環節,提高學生自主學習的能力;根據“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”結構的考核方式,強化學生對知識的理解等方面教學改革,有效調動學生學習的積極性和主動性,培養學生獨立思維能力和創新能力,提高教學效果。大學物理課程教學改革不是一朝一夕一蹴而就的工作,作為教學改革的探索者,要帶著實施求實的態度,不斷深入教學一線調研分析,掌握各自學校的教學模式和學生實踐情況,制定合理有效的措施,才能解決當前地方本科院校轉型發展所面臨的教學模式改革中的難題。
作者:張繼德 車立新 馬宏源 肖俊平 單位:白城師范學院物理與電子信息學院
摘要:
微課具有短小、精悍、針對性強等特點。大學物理微課應設計巧妙、結合生活、具有趣味性,大學物理微課體系可以設計成微課趣味軟件。
關鍵詞:
微課;大學物理;微課設計
微課是根據教學內容要求,針對某個知識點、典型例題等進行精細講解,錄制成視頻,供學生學習使用的一種教學資源形式。隨著現代網絡技術的發展,“微課”以其使用起來方便、靈活等特點越來越受到師生們的青睞。而微課可以對傳統課堂教學起到一個很好的補充作用。下面,根據大學物理課程特點談談微課設計的一些想法。
一、微課的特點
1.針對性強
好的微課應該有一個鮮明的主題,根據主題以風趣幽默、淺顯易懂的方式設計微課,針對主題,突出知識點,幫助學生解難解惑,增強學生的學習自信心。
2.教學時間短
一個好的微課時間大約5-10分鐘,在這樣短的時間內理解一個內容或知識點等,學生注意力會很集中,效率較高。
3.使用靈活方便
微課短小精悍,學生可以通過手機或電腦上的微信、QQ等進行學習,可以在宿舍、自習室等場所學習,使用靈活方便,同時對上課中跑神或不理解的地方,可以通過微課的學習得到彌補,而對微課所講內容不理解的地方,還可以隨時查閱網絡,加強理解。這樣靈活方便、便于操作的特點,非常利于學生自學,對課堂教學也起到了很好的補充作用。
4.趣味性快速導入主體
微課雖然時間短,但是若想吸引學生學習,更應做到趣味性快速導入主體。讓學生有一種輕松、愉快、樂此不疲的學習感覺。
二、對大學物理微課設計的一些想法
大學物理課程的知識點較多,與生活比較貼近,但理論性和邏輯性較強,有些學生提起物理就害怕。針對大學物理課程的這些特點,大學物理課程非常適合做成系統性的微課,將知識體系細分成一個個的微課形式的知識點和習題,同時結合生活實際進行趣味性、風趣性的講解。這樣的微課可以作為學生的預習和復習手段(渠道),可以讓害怕物理的學生覺得物理并不可怕而且還很有趣。而要想使大學物理課程的微課達到這樣的效果,應做到以下幾點:
1.教師要認真備課,深入認識,巧妙設計
教師在深刻理解所講知識點的同時,還要對知識的講解進行精妙的設計和精心的制作,使得講解精辟、畫面精美、特效精準;使得知識點突出、淺顯易懂、印象深刻,學生能產生共鳴。
2.貼近生活,增加微課的趣味性
讓枯燥的物理理論知識走進生活,可以使學生學起來更感興趣,更有趣味性,同時還加深了學生對知識的理解,啟發他們的思考,發散他們的思維,甚至達到靈活應用,舉一反三的功效。例如某些微課的引入可以結合演示實驗,通過一個實驗的演示,先給學生設置一個懸念,然后再引導思考、細細地講解,最后解開學生的困惑。再如,某些微課的講解可以圍繞生活中對感官刺激較為強烈的一個現象或事件進行等等。這種微課學生越學越想學,而不會將之遺忘一旁,從而培養學生的學習興趣、自學能力和創新能力。
3.設計微課趣味軟件
大學物理微課體系可以設計成趣味性的學習軟件。例如根據微課的主題,可以在微課的后面設計相關主題的趣味性選擇題,答對了給予積分獎勵,進入下一個微課的闖關環節。還可以將大學物理各知識點的微課制作成知識樹,設置對應的習題,答對知識點相關的習題,知識樹就會生長等,還有邀請朋友給知識樹澆水施肥,即:讓同學幫助解答等等環節,通過這些趣味性微課學習活動,使得學生在學到知識、鞏固知識的同時,還能夠培養互助合作精神,獲得成功的滿足感。
三、結語
總之,微課雖小,但是卻更需精辟和趣味性,一個好的大學物理微課或微課體系,可以很好地幫助學生學學物理知識,激發學生的學習興趣和熱情,同時提高學生的自學能力、自主創新能力等。
作者:宋冬靈 苗勁松 黃淼淼 單位:信息工程大學理學院
摘要:
我國已經成為高校在校生人數居世界首位的高等教育大國,教育模式從精英教育進人大眾化教育階段,但這也給教學帶來一些問題,比如師資不足、教室不夠等,師生比嚴重失衡,因此很多高校基本采取了合班上大課的形式。為了解決這個問題我們提出了大班授課小班輔導的教學模式。實踐表明該種授課方式可以有效地緩解由于上課人數多所帶來的問題,對于提高學生的創新能力及解決實際問題的能力起到積極的促進作用。
關鍵詞:
大班授課;小班輔導;大學物理;習題課
一、當前大學物理教學現狀
隨著我國高考制度的改革,高等教育招生規模的迅速擴大,越來越多的適齡學生獲得了接受高等教育的機會。這一舉措有力地提高了國民素質,提升學歷,縮小與國外受教育水平差距,使我國初步進入到大眾化教育階段。與此同時,也帶來了一些問題,在大學物理的教學中主要表現在兩方面:(1)學生的物理水平參差不齊,光學、振動與波動等部分是高中選修的部分,導致于同一個班有的學生對該部分已經非常熟悉,可是有的學生卻對該部分的內容一無所知;(2)由于學生人數的大量增加,師資隊伍嚴重不足,教學資源也有待補充。以上這些因素都會影響我校大學物理教育質量,不利于高等教育目標的實現。對于大學物理這樣的基礎課,我國高校大多是一二百人合班的大班授課,這必然會忽略了學生的個性發展。在研究型大學的發展目標是培養創新性人才,培養學生能夠運用基礎知識和方法分析、解決問題的能力。為此大班教學,小班輔導的教學模式對于高等教育中的基礎課的教育具有非常重要的意義。
二、大班授課、小班輔導的基本理念
小班教學的教學規模一般為25-30人左右,以促進學生全面發展并充分培養其個性特長為目標,通過對教學內容、教學方法、教學組織形式、教學實施過程、教學策略和教學方式等全面改革而形成的一種優質化的班級教學活動形式。世界一流學院幾乎全是小班上課,這種授課方式更加有利于發揮師生雙主體作用,可以更加有效地激發學生學習的主動性、創造性和內在潛力、提高學生分析問題、解決問題的能力、進而培養學生解決復雜工程問題的能力。由于師資力量的短缺,大多數基礎課都實行大班授課,班級規模一般為200人左右,在知識高速發展的今天,這種授課模式只能解決學生共性的問題,不僅不能解決學生個性的問題,同時針對學生上課不專心聽講等現象并不能進行有效地禁止,坐在教室后幾排的學生往往因為離老師太遠,而在下面睡覺或者玩手機等,學生上課的積極性不高,參與程度也很低,老師只是一味地講授,不能和學生之間形成良好的互動。盡管大班授課存在以上問題,但由于師資力量的短缺,很多老師也只能默認現實。我們所提出的大班授課,小班輔導就是介于完全的大班授課和完全的小班輔導之間的一種教學模式,既可以解決大班授課所帶來的問題,又可以解決師資短缺不能實行小班授課的缺憾。所謂小班輔導就是在大班授課完成每一章節的內容之后,把一個大班拆成若干個小班,每一個小班的規模大約30人左右,由聘請的博士助教經過嚴格的教學輔導的培訓對學生實施小班習題輔導的課程教授。由于人數減少,教師可以充分兼顧到每一個學生,上課睡覺玩手機、睡覺的同學少了很多,而且學生也變得比大班授課時主動多了,老師也可以走到每一位同學身邊,去解決他們的個性問題,課堂氣氛也比之前活躍多了,老師和學生能進行很好的互動,教學效果得到顯著的提升。大班教學模式由于學生人數太多的制約,使得大班授課的教學方式只能采取傳統的講授式,啟發式、討論式等多元化的教學方式在大班授課執行起來受到一定的限制,不能很好地發揮這些多元化教學模式應有的教學效果而小班教學就可以把多種教學方式靈活地穿插在整個課堂教學中,啟發式、討論式、演示式、辯論式等已經不再是紙上談兵了,老師們可以在課堂根據教學內容、教學氣氛、學生的理解接受的情況靈活地轉變教學模式。學生在平等的教學關系中強化了學習的主動性和創造性,學生變被動接受學習為主動學習、自主學習、合作學習、研探式學習,為學生個性發展和潛能開發、創新精神與實踐能力的培養搭建了平臺。同時這種大班授課,小班習題輔導的教學更加有利于教學方式的改革,教學模式靈活多變,能充分體現以學生為主體、教師為主導的教學原則,在保持學生共性的同時兼顧個性,避免了大班不能充分發揮每個學生個性差異的問題,學生的個性化培養受到重視。
三、授課教師的培訓
在研究型大學中大學物理作為公共基礎課,在傳授扎實物理基礎知識的同時需培養大學生科學的思維方法和科研能力,而大班授課制約了學生的創新思維和科研思維的發展,所以大學物理教學的“小班化”對于創新性人才的培養至關重要。鑒于此,我校大學物理教研部在教務處、學生處等多部門的整體協調和支持下,于2015年開始了大班授課、小班輔導的教學實踐。首先是授課教師的選定。由于大學物理教研部師資力量有限,必須要有新教師的加入。我們在上一學期就開始在在全校理工科在讀博士的范圍內公開進行招聘并嚴格審核,為下一學期將要開展的小班授課做教學資源上的準備。按照小班30人的規模,我們共招聘了20位在讀的博士助教。接下來就是對新教師的培訓工作。全程聽課是培訓工作的第一步,我們要求所有博士助教進行全程聽課,從第一章質點力學、到剛體定軸轉動、振動與波動、電磁學,所有課程博士助教都觀摩了有經驗的老教師的授課,并做了詳細的聽課筆記,聽課筆記也是我們對博士助教進行考核的評判標準之一。與此同時由教學經驗豐富的教師單獨為20位新教師進行了習題課的示范教學,從每一章的內容總結,到每一道經典例題的問題引入、思路分析、求解過程以及對結論的討論及展開都做了詳盡的講解。我們還成立了由博士助教和優秀教師建立的微信群展開隨時在線的微信答疑,使得博士助教在備課時所遇到的問題可以隨時得到解決,在微信答疑群里形成了良好的備課氛圍,這些培訓工作不僅讓新教師在授課方法上得到了一定的提升,同時在心理上也使他們更有信心走上講臺。在正式走上講臺的前一周先給我們所有的物理教師進行了公開試講。試講中大學物理教研部的老師們認真地聽課并及時糾正了新教師出現的問題。
四、具體實踐
教師完成每章的教學內容后進行本章的習題課環節,上習題課時一個大班分成3個小班,每個班學生人數大約在50左右。首先進行本章的內容回顧,教師可以利用提問的形式與學生共同完成本章的內容小結。這樣既調動了學生的積極性,也比單純只靠老師講授要印象深刻。在做具體習題練習的時候,老師把時間留給學生,讓學生可以獨立思考或者和周圍同學互相探討,并且最后讓幾位典型解答的同學上黑板進行講解,這樣不僅讓所有的學生充分參與到學習當中來,讓他們真正體會了怎樣審題、怎樣分析、怎樣思考、怎樣建立問題模型,同時也鍛煉了學生解決問題的實際能力。由于小班授課人數的減少,可以讓老師也有了更多的擴展的內容,比如在習題課中可以加入一些開發學生思維的開放性的討論題,題目沒有唯一的標準答案,習題課前一周,老師就把這些開放題目布置給學生,讓學生自行分組進行討論或者設計,習題課上,每組派出一個代表為全班同學進行演示,這樣既培養了學生的團隊合作精神,也鍛煉了學生制作PPT,口語表達的能力,同時也培養了學生自我創新的意識和能力。實踐表明,所有上述的教學形式只有小班授課才能實施,并且由于學生數的減少,教師可以走到每一位學生身邊去解決他們個性的問題;由于人數的減少,習題課上的探索性問題和創新性問題就可以得到充分的討論,有效地發揮了習題討論課的作用,提高了學生創新思考的能力;由于人數的減少,學生在習題課中的參與度和積極性也比以往大班授課要改善很多。小班輔導人數的減少,使得學生和學生之間、學生和教師之間融合成一體,有問題時學生已經不是害羞不好意思問老師了,而是積極主動地和周圍同學或者和老師一起探討,整個班級形成了互相學習,相互交流,發現新情況,解決新問題的積極向上的學習氛圍。個別不喜歡物理的學生也被帶動起來,一些學生在學習過程中出現的問題也能即時與教師溝通和交流,使問題得到解決。教師也能即時地了解、掌握全體學生的情況、反饋信息,這種教學方式不僅提高了學生的科學素質、思維能力和創造潛力,而且培養了一批具有創新理念的大學物理教師,促進了我校大學物理教學的建設。
五、結束語
對于小班講授習題課的教學模式我們這學期也僅是一個探索和嘗試,這種大班授課、小班輔導的授課模式對于很多不能完全實行小班授課的高校提供了思路,同時我們也將在教師培訓及習題課的設置等方面不斷完善以更好地實施這種新的教學方式,進而提高大學物理的教學質量。
作者:姜海麗 孫秋華 趙言誠 李慶波 劉艷磊 單位:哈爾濱工程大學理學院
【摘要】
大學物理是面向全校大一、大二的學生開設的公共必修課,一方面為學生打下必要的物理基礎,另一方面在于使學生初步掌握科學的思想和研究問題的方法,培養工程技術人員和科技人才。學生學學物理比較困難,其主要原因是內容多且抽象,知識的濃縮使學生的學習壓力增大。而傳統教學無法把抽象的知識具體化、形象化及模型化,同時對于課后作業,由于課時緊張,老師無法在課堂上詳解,這樣原來的問題得不到解決,新的問題又會出現,導致同學們學得比較被動,效果欠佳。手機和iPad這些電子產品是同學們必備之物,作者通過微信和訂閱號,讓學生和教師的溝通進入另一種全心的模式,達到很好的教學效果。
【關鍵詞】
大學物理;教育實施;學生素質
1訂閱號中的內容設置
訂閱號上的教學資源它不是材料的簡單堆砌,從教師的角度是整合包括教學大綱、教學日歷、學習坊、電子教案、多媒體電子課件、各種教學素材等,從學生的角度包括學習輔導、習題解析、重點難點釋疑、教學錄像等。
(1)教學大綱。教學大綱是課程教學的綱要,包括教學目的、教學要求、教學內容、課時數分配、教學進度以及教學方法上的基本要求等。學生瀏覽后對課程做到全面了解,依據學科的知識系統,建立先預習后上課的模式,在每次新課授課前可以預習,了解各章、節的基本內容、重點和難點,這樣可以培養學生自主自學的能力。
(2)教學日歷。教學日歷也稱教學進度表,是以課程的教學日程安排為前提,對于每周的每節課都有詳細的內容介紹,對于期中期末考試也具體寫出時間,一方面對于學生做到心中有數,有計劃的復習。另一方面對于任課老師也是在教學過程中游刃有余,講授新課和整體復習安排的緊湊而有序。
(3)學習坊。大學物理課程“OBTL同步提高學習坊”是理學院大物老師面對全校同學提供的知識點綜合串講和習題精講的活動,在網上會上課內容、時間、主講教師和授課地點。同時會上傳上課的課件和上課視頻以及同學的答疑精選。
(4)教學資源。教學資源包括電子教案、多媒體電子課件、各種教學素材、課程作業等。將上課的PPT課件發給學生,讓學生對于上課的內容進一步鞏固,對不會的問題深入思考。期中和期末考試前會上傳歷屆大學物理試卷及參考答案,以供學生自檢。作業布置模塊提供各章大作業和精選習題。學生有問題可以在留言專欄提前提問,任課教師可以在線解答,也可以在課堂上解答。
(5)視頻解答。對于同學們完成的作業,利用微課程錄制系統按照模塊化進行授課拍攝,經過后期剪輯轉換,形成5~10min的解答,供學習者自主反復學習。這樣通過聽老師的講解,及時解決問題,很大地提高了同學的學習效率,讓同學愛上學習,愛上物理。
(6)科技前沿。物理學前沿與進展提供創造型探究環境。每學到一個新的章節,就會發送物理學與新材料、能源、激光、超導、信息、生物等技術有關的專題。如學到恒定電流的磁場,就將霍爾效應和粒子對撞機的最新研究作為一期同步發送。這樣以網絡為平臺,增強同學們對物理的學習興趣和對物理學科理解的縱深度。
2訂閱號對大學物理課程教育開展了新模式
2.1讓學生的自主學習,鞏固教學重點和難點,利于提高教學質量
實施網絡教學,學生一旦關注該訂閱號,可根據自己的需要,在合適的時間、地點和條件下,反復利用網絡在線觀看視頻、學習多種教學資源,同時可把有價值的資料下載、復制、加工、打印出來,這樣有利于知識的獲取與保持,在線測試,提出疑問,信息反饋等,這一方式成為師生之間、同學之間交往和學習的第二課堂。這一課堂顯然是傳統課堂教學的有益補充,使學生真正成為學習的主人。
2.2讓教師最大化共享教學資源,突破常規教學的時空局限
基于微信訂閱號的大學物理輔助教學平臺使教師通過自身的專業知識,將網上、書本的可以將各種大物教學資源收集、有選擇性的整理編排,同時利用教學軟件的合成錄制、利用網絡進行儲存與管理,并通過訂閱號對外。能真正做到隨需而用,達到實施靈活、便捷的信息化教學。因而利用微信公眾平臺的教學具有傳統教學方式無可比擬的便利性。
2.3讓學校減少成本支出和維護,最大化利用社會資源
教育信息化是一所大學必須要積極推進的項目,通常要支付較大的費用為課程購買專業的網絡課程平臺系統,同時還要投入人力物力進行定期的維護,而微信訂閱號無需投入大量的資源進行信息化改造就可以開展信息化教學。學生能快捷、方便地獲得信息,同時減少費用支出,并且無須后續的維護。此外,訂閱號這一平臺是利用了面向大眾免費使用的網絡資源,提高了資源的利用率,為社會節約資源。通過微信公眾平臺可將學生的課堂時間和課下時間整合在一起,實現了課堂內外的整體化,不再局限于時間和空間的限制,充分利用了零碎時間,更是賦予了學生最大化的學習自由。
3結束語
突破傳統教學模式的限制,在教學不受時空條件約束的情況下,提供個性化的研究型學習環境,來安排自己的學習計劃和進程,形成了一種理想的多媒體網絡教學環境網絡。把主動權交給學生,讓其自己發現問題、分析解決問題,進行自主探索學習,充分調動學生積極性,提高學生的創新素質。
作者:許春燕 顧錚先 嚴非男 單位:上海理工大學