殷鵬飛 孫麗麗

摘要：大學(xué)物理課程是本科院校一門重要的公共必修基礎(chǔ)課程。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)大學(xué)物理能夠培養(yǎng)正確的自然科學(xué)觀，提高思考、分析、解決問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生打好學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，具有非常重要的地位。本文以我校大學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)工科物理教學(xué)的幾點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；教學(xué)手段；方法改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）09-0178-02

物理學(xué)是整個(gè)自然科學(xué)和一切工程技術(shù)的基礎(chǔ)，對(duì)人類現(xiàn)代文明的貢獻(xiàn)是有目共睹的，其思想和方法已經(jīng)在其他學(xué)科中有著非常重要應(yīng)用和指導(dǎo)作用，物理學(xué)的進(jìn)步往往會(huì)帶動(dòng)各個(gè)學(xué)科的發(fā)展，各學(xué)科發(fā)展的背后必然有足夠的物理知識(shí)作為基礎(chǔ)，學(xué)生要在本專業(yè)領(lǐng)域有所突破，必需具備大量且正確的基礎(chǔ)物理知識(shí)。顯然，物理學(xué)作為一門自然科學(xué)，對(duì)工科院校的學(xué)生，還是一門重要的素質(zhì)課，在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣、科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生形成正確的哲學(xué)觀點(diǎn)等方面具有其他學(xué)科所不可替代的作用。因此各工科院校都把大學(xué)物理列為學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。然而，隨著科技的進(jìn)步，新事物、新想法的不斷出現(xiàn)，目前的大學(xué)物理課程教學(xué)也會(huì)出現(xiàn)許多不盡如人意的問(wèn)題，這就需要教育工作者對(duì)大學(xué)物理課程的教學(xué)體系和方法不斷進(jìn)行完善和改進(jìn)，培養(yǎng)符合現(xiàn)階段的各領(lǐng)域的創(chuàng)新人才。本文對(duì)教學(xué)過(guò)程中遇到的幾點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。

一、注重應(yīng)用物理定律解釋物理現(xiàn)象

在課后交流中，每年來(lái)自不同院系的許多學(xué)生普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程比較枯燥，物理模型建立后，上課往往是大篇幅的理論推導(dǎo)，理論性太強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理感覺比較困難，不容易理解，從而導(dǎo)致部分學(xué)生喪失學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的興趣。學(xué)生有這樣的感覺主要是因?yàn)榻處熢诮虒W(xué)的過(guò)程中忽略了物理的應(yīng)用性，把過(guò)多的精力放在了理論知識(shí)上，沒有將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)接到一個(gè)具體的物理事件上。如果教師在教學(xué)過(guò)程中能夠注意及時(shí)應(yīng)用學(xué)到的物理定律合理解釋同學(xué)們熟悉的物理現(xiàn)象，將能夠大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如在剛體部分中，直升飛機(jī)為什么一般有2個(gè)螺旋槳呢？這是因?yàn)轱w機(jī)頂部的大螺旋槳是提供升力的，尾部的小螺旋槳是控制機(jī)身平衡的，它提供了一個(gè)外力矩，如果沒有尾部的螺旋槳，由角動(dòng)量守恒可以知道，飛機(jī)呈旋轉(zhuǎn)式上升，這樣就不可能讓機(jī)身保持穩(wěn)定。同時(shí)，同學(xué)們?cè)诳紤]到角動(dòng)量的問(wèn)題后，就可以很準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)與它有關(guān)的模型。又如，在講授熱力學(xué)問(wèn)題時(shí)，為什么噴霧裝置例如噴霧式殺蟲劑或醫(yī)用噴霧劑噴出的液體會(huì)感覺比較涼爽，比內(nèi)部液體的溫度要低，這是因?yàn)椋后w從相對(duì)較小的空間突然到一個(gè)比較寬闊的空間變成霧滴，經(jīng)歷一個(gè)絕熱膨脹的過(guò)程，物體要對(duì)外界做功，使自身的溫度降低。再比如，在講到黑體輻射的時(shí)候，得到了維恩位移定律，其可以表述為，物體的溫度越高，它向外輻射的電磁波波長(zhǎng)的峰值就越短。我們可以看到表述是相對(duì)抽象的，但是如果我們能聯(lián)系日常生活中看到的一些現(xiàn)象，那么理解起來(lái)就容易多了，比如常溫下的物體一般是不發(fā)光的，隨著溫度的升高物體就可能要發(fā)出可見光了，比如溫度逐漸升高的木炭，其顏色由黑色變?yōu)榘导t色到黃色，從日常生活中找實(shí)例，可以讓學(xué)生更容易理解物理概念。理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用學(xué)習(xí)的物理定律合理解釋物理現(xiàn)象，不僅幫助學(xué)生建立了合理的自然科學(xué)觀，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理的意義，而且可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣。

二、加強(qiáng)物理課程與專業(yè)的結(jié)合

在理工科專業(yè)教學(xué)中，大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容涉及力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、原子物理學(xué)等多方面，這就決定了大學(xué)物理課程作為一門公共基礎(chǔ)課可以使學(xué)生獲得系統(tǒng)、扎實(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)，從而能夠使大學(xué)生站在一個(gè)更為開闊的角度思考問(wèn)題，拓寬了他們的科學(xué)思維方式，也提高了他們?cè)趯?shí)際工程應(yīng)用中的創(chuàng)新能力。大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是不同理工科專業(yè)的基石和出發(fā)點(diǎn)。因此，有目的地尋找合適的切入點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)區(qū)別對(duì)待，在與其專業(yè)知識(shí)相關(guān)的物理內(nèi)容上進(jìn)行擴(kuò)充，不僅能夠使學(xué)生認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理基礎(chǔ)學(xué)科與其專業(yè)學(xué)科間的緊密關(guān)聯(lián)性，而且可以激發(fā)各專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，從而可以提升大學(xué)物理課程在理工科專業(yè)教學(xué)中的影響力。例如內(nèi)燃機(jī)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該重點(diǎn)講解熱力學(xué)部分，可以對(duì)熱機(jī)工作的過(guò)程做一個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)充，針對(duì)水利水電專業(yè)的學(xué)生應(yīng)當(dāng)增加學(xué)習(xí)流體力學(xué)部分等等。作為必修公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理，在實(shí)際教學(xué)中不僅要向?qū)W生傳授基本物理理論知識(shí)，同時(shí)要積極尋找各個(gè)專業(yè)與大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合點(diǎn)，選擇合適的切入點(diǎn)，對(duì)大學(xué)物理課程的基本理論進(jìn)行簡(jiǎn)單的擴(kuò)充，有效地與專業(yè)課程聯(lián)系在一起，使得各個(gè)理工科專業(yè)的學(xué)生獲得的知識(shí)能夠融會(huì)貫通，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)方法結(jié)合

多媒體教學(xué)是近代發(fā)展起來(lái)的一種現(xiàn)代化的教學(xué)方式，有非常明顯的教學(xué)優(yōu)勢(shì)。比如多媒體教學(xué)可以拓寬現(xiàn)有教學(xué)模式，能把復(fù)雜的物理現(xiàn)象用錄像或者三維動(dòng)畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們，比如在講到駐波時(shí)，僅僅靠描述駐波是不夠的，同學(xué)們并不能夠準(zhǔn)確理解駐波現(xiàn)象，對(duì)波節(jié)與波腹的概念也比較模糊，如果借助多媒體工具，能將駐波這一過(guò)程以動(dòng)畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們，對(duì)剛才提到的幾個(gè)基本概念就很容易了解了，另外，教師也可以針對(duì)不同專業(yè)，比如橋梁專業(yè)，解釋駐波對(duì)橋梁的危害，并搜集相關(guān)視頻，將這種物理現(xiàn)象利用多媒體技術(shù)與其專業(yè)結(jié)合起來(lái)，可以使大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩，形象生動(dòng)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，增進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶，這是傳統(tǒng)的黑板加粉筆教學(xué)手段難以表現(xiàn)的。

凡事有利弊，多媒體教學(xué)方式也是如此。雖然多媒體教學(xué)方式有許多優(yōu)勢(shì)，被很多年輕教師所采用，但經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些在傳統(tǒng)教學(xué)方式中所沒有遇到過(guò)的問(wèn)題。比如多媒體可以在短時(shí)間內(nèi)提供大量的信息，但學(xué)生能不能在短時(shí)間內(nèi)將如此多的信息完全吸收理解，能不能達(dá)到預(yù)期的上課效果，將會(huì)是一個(gè)很重要的問(wèn)題。物理學(xué)科是一門邏輯性很強(qiáng)的自然學(xué)科，如果學(xué)生對(duì)教師上課內(nèi)容不理解，造成的結(jié)果是對(duì)學(xué)習(xí)物理課程失去信心，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程是非常不利的。所以在講解課程的重點(diǎn)部分或者比較復(fù)雜的推導(dǎo)過(guò)程時(shí)，應(yīng)用多媒體顯然是不合適的，學(xué)生還沒有來(lái)得及反應(yīng)，就得到了最后的結(jié)果，中間過(guò)程少了同學(xué)跟隨教師思考的時(shí)間，對(duì)學(xué)生理解物理定律現(xiàn)象是不利的。這時(shí)候，教師應(yīng)該采用粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)方式，慢慢引導(dǎo)學(xué)生跟上教師的節(jié)奏，深入淺出，必能達(dá)到較好的教學(xué)效果。因此兩種媒體交替使用，更有利于吸引學(xué)生的注意力。

四、適當(dāng)對(duì)課本內(nèi)容延伸，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

物理學(xué)是不斷發(fā)展的科學(xué)，即使是經(jīng)典物理學(xué)，也在當(dāng)前的科技發(fā)展中有新的應(yīng)用，將這些內(nèi)容納入教學(xué)，學(xué)生就會(huì)覺得有新鮮感，同時(shí)，大學(xué)生作為新時(shí)代創(chuàng)新思想的源泉，大學(xué)教師應(yīng)該帶動(dòng)大學(xué)生密切關(guān)注科技發(fā)展的前沿，將科技前沿的發(fā)展動(dòng)態(tài)投射到課本的基本理論當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維。但是目前大學(xué)階段的教育基本延續(xù)初高中的教育思維模式，教學(xué)內(nèi)容基本上以課本內(nèi)容為主，遵循教學(xué)大綱的教學(xué)要求，課程內(nèi)容主要以基本物理概念下的理論推導(dǎo)為基礎(chǔ)，把一個(gè)物理概念講清楚了，就基本不會(huì)深入下去了，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該可以對(duì)此物理現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步探討，啟發(fā)式地引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用物理原理合理想象與創(chuàng)新能力。例如，在波動(dòng)光學(xué)部分講解光學(xué)儀器的最小分辨角θ0=1.22■，影響光學(xué)器件分辨本領(lǐng)的是孔徑的大小與入射光的波長(zhǎng)，這里我們可以聯(lián)系光的衍射現(xiàn)象出現(xiàn)的條件即當(dāng)障礙物的寬度與波長(zhǎng)差不多時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生得到光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)的極限值，也就是光的波長(zhǎng)0.5μm左右。并讓學(xué)生思考提高放大倍數(shù)的辦法，比如減小入射光源的波長(zhǎng)，用電子束光源代替普通光源以減小入射光源的波長(zhǎng)方法提高儀器的分辨本領(lǐng)。這樣延續(xù)了大學(xué)物理課程的系統(tǒng)性和科學(xué)性，使同學(xué)在學(xué)習(xí)了課本的物理知識(shí)后，能對(duì)知識(shí)做出進(jìn)一步的理解，讓同學(xué)們的思維局限性得到突破，思考問(wèn)題不再受到課本的束縛，非常有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

總之，大學(xué)物理課程是培養(yǎng)學(xué)生正確科學(xué)觀的一門重要的必修基礎(chǔ)課程。系統(tǒng)學(xué)習(xí)大學(xué)物理，使學(xué)校學(xué)到了物理學(xué)的科學(xué)思維和研究方法，能夠提高學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及今后發(fā)明創(chuàng)造提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生受益終身。因此，我們需要不斷地探索完善大學(xué)物理教學(xué)方法，提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)大學(xué)物理能夠有所收獲。

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