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(diào)整
首先，應(yīng)針對不同專業(yè)設(shè)置不同的課程內(nèi)容。例如，我校就針對工程類本科專業(yè)將大學(xué)物理分成了A、B、C三類，分別包含不同的教學(xué)內(nèi)容，為各類工程類專業(yè)打好物理知識基礎(chǔ)。此外在授課時應(yīng)結(jié)合本專業(yè)的特征，適當(dāng)拓展一些與專業(yè)結(jié)合的知識點，讓大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容能服務(wù)于各專業(yè)的應(yīng)用。在分專業(yè)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容后，一個突出的問題就是課時數(shù)偏少。在保證教學(xué)效果的前提下，應(yīng)解決教學(xué)內(nèi)容多和教學(xué)時間少之間的矛盾，盡量讓學(xué)生在較少的時間內(nèi)掌握物理研究方法和思維方式。學(xué)生不僅要在上課時能“聽得懂”講授的內(nèi)容，還要自己知道如何去下手處理問題。這就要求把教師的精講和學(xué)生的課下練習(xí)結(jié)合起來，課上教師授課時不需要面面俱到。例如，在講述理論公式時只需要給出推導(dǎo)原理和所需要的數(shù)學(xué)方法即可，推導(dǎo)地具體過程要求學(xué)生課下自己完成，而應(yīng)該把時間花在對公式的產(chǎn)生背景、公式的應(yīng)用范圍以及理解和應(yīng)用上。大部分教材在每章的后面都有小結(jié)提綱，每一章結(jié)束之后小結(jié)部分讓學(xué)生自己來整理，教師可以簡單提出歸納總結(jié)。另外，對一些有可比性的知識，可以精講一類，對比性的介紹另一部分的知識。例如，在電磁學(xué)中電場部分和磁場部分知識結(jié)構(gòu)基本相同，這樣可以把電場部分作為講述分析的重點。建立了基本的思維方式和研究方法后，對磁場部分的知識可以以此類推，很容易就能理解掌握。還有在力學(xué)中質(zhì)點系的動量定理、動量守恒和動能定理、動能守恒部分，也可以采取這樣類比講述的方式，節(jié)約上課時間，提高授課效率。
2多方式結(jié)合靈活教學(xué)
各專業(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(yīng)試教育的影響，給多數(shù)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(fù)闡述，另外講述一下大學(xué)物理的現(xiàn)狀，尤其是前沿知識，調(diào)動學(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(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的特點，通過合理選擇和有機組合在教學(xué)過程中生動演示各種物理現(xiàn)象和物理過程，達到最優(yōu)化的'教學(xué)效果。例如：剛體轉(zhuǎn)動、彈簧振動、波動以及氣體分子運動等多種抽象的物理模型和過程都可以通過多媒體直觀地展示出來，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(xiàn)在許多教師對多媒體教學(xué)手段過度依賴，忽視板書，走向了授課就是播放多媒體課件的另一個極端[3,4]。尤其是在講述例題時，速度較快的展示公式以及計算過程并不能吸引學(xué)生的注意力，反而會使得學(xué)生由于跟不上進度而被迫放棄聽課。如果在此時結(jié)合多媒體的圖形展示，利用板書將解題過程一一詳列，更會吸引學(xué)生的注意力，順著教師講解的步驟慢慢弄清楚問題所在，實現(xiàn)多媒體技術(shù)和板書的完美結(jié)合。此外，必要時也可要讓具有一定計算機編程知識的學(xué)生來模擬或擬合一些現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)和圖形。例如，在講述熱學(xué)部分的麥克斯韋速率分布函數(shù)關(guān)系圖時，可以讓有matlab或mathmatic編程基礎(chǔ)的學(xué)生嘗試著去擬合一下速率分布函數(shù)關(guān)系圖，看得到的結(jié)果是否跟麥克斯韋總結(jié)出來的公式相同，加深學(xué)生的印象，同時提高學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生準確掌握知識的難點和重點，提高學(xué)習(xí)效率。俗話說，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或者闡述現(xiàn)有的理論和不能解決的實驗現(xiàn)狀，讓學(xué)生看到以前知識的局限性，把握時機提出設(shè)想，提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生帶著濃厚的學(xué)習(xí)興趣和疑問去接受新知識。例如：在講解氫原子的線狀光譜時，可以先把實驗上得到的氫原子線狀光譜一一列出，并講明當(dāng)時的理論現(xiàn)狀（盧瑟福為解釋α粒子散射實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，沒有解決原子核外電子的運動情況），加之行星模型應(yīng)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(shè)自然而然插入，非常完美地解釋了原子的線狀光譜和原子的穩(wěn)定性問題。除了課堂上知識的傳授，課下通過組織物理興趣小組、成立物理協(xié)會、開展家電維修、建模競賽、大學(xué)生競技賽等各種活動參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和大學(xué)生創(chuàng)新項目，讓學(xué)生有機會把課堂上學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實際生活中來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(shè)問、課下興趣小組等幾個方面結(jié)合自己的教學(xué)心得對多種教學(xué)方式相結(jié)合的靈活教學(xué)模式做了初步探討和實踐。只有各種教學(xué)手段交錯使用，揚長避短，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)式實驗教學(xué)
大學(xué)物理實驗課程是大學(xué)物理的附屬課，是主要針對理工科大學(xué)的專業(yè)特點和基礎(chǔ)課程內(nèi)容開設(shè)的驗證性實驗。學(xué)生課堂接受理論知識對實驗基本原理有所了解后，通過實驗驗證，可以加深對基礎(chǔ)知識的理解。但由于實驗過程和結(jié)果都早已被確認，因此在實驗過程中應(yīng)不僅讓學(xué)生熟悉實驗儀器、掌握基本實驗方法、給出驗證性結(jié)果，更重要是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析和處理問題的能力。根據(jù)實驗過程中出現(xiàn)的問題和不合理的實驗現(xiàn)象，找出原因所在，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、改裝實驗的能力。因此，針對不同專業(yè)需求考慮一些實驗的取舍，也可以增設(shè)設(shè)計性實驗和綜合性實驗。學(xué)生可以根據(jù)自己的合理想法在現(xiàn)有實驗儀器的基礎(chǔ)上，重新整合實驗過程，驗證自己的實驗設(shè)計，使學(xué)生充分發(fā)揮設(shè)計能力。例如，在“透鏡焦距測定”這個基礎(chǔ)物理實驗過程中，在接收屏上觀察到的物象并不清晰，有時還會將光源的燈絲形狀呈現(xiàn)在物象里，這時可以啟發(fā)學(xué)生想辦法來解決該問題。可以從改進光源入手，設(shè)計一個適合本實驗的平面光源，本人在教授該實驗過程中受到這個實驗誤差的啟發(fā)，設(shè)計了一種新型平面電光源裝置（專利：一種平面光源裝置，授權(quán)公告號：CN202580770U）。該面光源采用微單元平面光源結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要定制微單元尺寸和個數(shù)，能保證光源的平面度和均勻度；在“楊氏模量測定”實驗過程中可以對實驗室的楊氏模量測定儀進行改裝，利用激光器代替光杠桿中的平面鏡，并調(diào)節(jié)激光器使出射激光的方向與工作平臺平行，這樣射出的激光會打在遠處的標(biāo)尺上，得到較大的光杠桿長臂，降低機械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，且測量方便。指導(dǎo)學(xué)生已將該實驗儀器的改造申請到實用新型專利“激光楊氏模量測定儀”（授權(quán)公告號：CN202393656U）。通過設(shè)計性實驗和啟發(fā)式實驗教學(xué)，提高學(xué)生對知識的理解能力，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
4教師教學(xué)素養(yǎng)的提高
針對上面提出的改進辦法，要求高校教師應(yīng)注重平時知識的積累，加強質(zhì)量文化建設(shè)。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(nèi)容理解不到位。只有扎實的基礎(chǔ)理論和對專業(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(jù)現(xiàn)代科技快速發(fā)展的要求，借鑒國內(nèi)外各種教材的長處，對大學(xué)物理授課內(nèi)容做出一些相應(yīng)的修改，適當(dāng)?shù)丶尤氩糠挚萍记把刂R。這就要求高校教師提高科研能力，教師在做科研的同時必然去查閱資料文獻，會對新的觀點進行思考總結(jié)；在申報各類科研項目的同時會對科技前沿知識有一個總結(jié)性的認識；在與同行進行學(xué)術(shù)交流時，會交流觀點、思想碰撞、取長補短，產(chǎn)生新的科學(xué)認識，這樣就會夯實自己的專業(yè)基礎(chǔ)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(xí)興趣，開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)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，需要對學(xué)生在中學(xué)時接受的“任何帶電體所帶的電量都是e的整數(shù)倍”這個觀點做一下修正。基本粒子質(zhì)子和中子這一類強子是由更基本的單元———夸克組成的，而夸克具有一個顯著的不同以往的特征就是它的帶電量是基本電量e的分數(shù)倍23|e|或-13|e|。適時地加入一些前沿知識必定會開闊學(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(xí)興趣。通過大學(xué)物理這門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用及其運動規(guī)律，為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的物理基礎(chǔ)，尤其是養(yǎng)成良好的理科思維習(xí)慣和處理問題的方法。從科學(xué)教育的基本規(guī)律出發(fā)，強化基礎(chǔ)知識積累，結(jié)合以上幾種方式，目前所教授的各專業(yè)理科生對本課程的學(xué)習(xí)效果興趣明顯提高，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性和積極性也充分地調(diào)動了起來。只要堅持對教學(xué)過程中紕漏的不斷修正，師生共同努力，一定會提高學(xué)習(xí)效果，逐步形成科學(xué)的思維習(xí)慣，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性思維的高素質(zhì)理科人才。
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