课堂教学中信息技术与科学研究相结合

彭小芳

( 中南林业科技大学理学院，湖南 长沙 410004)

课堂教学中信息技术与科学研究相结合

彭小芳

( 中南林业科技大学理学院，湖南 长沙 410004)

现代科学技术的飞速发展导致知识急剧膨胀，大学物理教学内容也在不断更新补充，而大学物理教学课时却不断缩减；同时，随着时代的进步，大学生的素质培养目标也在不断提高，传统的教学模式已不能够适应大学物理教学的要求。而传统的教学模式与信息技术以及科学研究的有效结合，对于培养学生的学习兴趣，提高学生的综合素质，以及培养学生的创造能力，有着积极的作用。

大学物理教育；传统教学模式；信息技术；科学研究

大学物理教育在高等教育中有着特殊的地位和作用，不仅在于它的内容构成了其它自然科学的基础，它的许多研究方法也构成了各种学科科学研究方法的主体。通过对这些内容和研究方法的学习，对于培养学生的逻辑推理能力，理论与实验相结合能力，培养大学生理性思维和思辨能力以及分析问题和解决问题的能力，特别是对于培养大学生的创造思维能力，提高大学生的综合素质有着不可替代的重要作用。

传统的教学模式主要采用粉笔板书的形式，随着科学技术的飞速发展，导致知识总量的迅猛增长。对传统的高等教育人才培养提出了更高的要求，对传统的教学模式提出了严重的挑战，也给我们大学物理教育带来了巨大的压力，主要表现在：由于科学知识的迅速膨胀，膨胀的知识扩充到知识系统的各个领域以及新的学科新的专业的开展，需要增加由于扩充这些新的专业新学科以及扩充在其它领域新知识的上课时间，而总的上课时间是一定的，各门传统课程上课时间势必受到压缩，这也涉及到大学物理课程，例如，我校的大学物理课程分为两类，大学物理Ⅰ的学时为88学时，大学物理Ⅱ的学时为64学时，在2011年以前，大学物理的课程以大学物理Ⅰ为主，课时为88课时，但是，在2011年后，许多专业的大学物理课程由大学物理Ⅰ转变为大学物理Ⅱ，这样的话,大学物理课程课时量大大缩小；由于人们对物理现象和物理学规律的探索不断取得新的突破，从而导致大学物理课的内容随着新补充的新的物理知识内容却不断增加，老师必须在更短的时间内传授给学生更多的知识；此外，大学物理的教学过程中还存在一些其他突出的问题，特别是教学知识的传授只注重物理学基本知识、基本概念、基本规律、基本方法的讲授，没有注重引导学生对科技发展的新方法和新观点探索思考，没有注重物理学的现代发展与传统知识的有效结合，特别是没有注重于引导学生对物理学前沿的最新发展进行积极思考以及引导学生对前沿科学进行一些开创性和实践性的探索尝试，从而导致学生缺少创造能力以及学习的积极性，而实践性训练对于学生的成长是非常重要的。[1-12]

如何处理好由于科学技术迅速发展导致的知识总量的快速增加、大学物理课时量的减少、提高大学物理教学效率[13]、以及提高学生的创造力方面等的问题的解决，如何解决好在新的时期更好地培养21世纪高素质人才的需求，成为摆在我们面前刻不容缓的任务。在学校的大力支持下，我们在教学方面探索了更有效进行大学物理教学的模式：传统课堂教学模式与信息技术以及最新科学研究得有效结合。这一教学模式实践表明能更有效提高课堂教学效果、提高学生的综合素质。

一、传统教学模式与信息技术有效结合，提高课堂教学效率

历史悠久的传统课堂教学模式普遍采用板书的方式，近年来，这种教学模式常常与启发式教学和讨论式教学相结合，达到提高学生学习兴趣、提高学生思辩能力的效果。这种教学模式能使上课教学内容条理清晰，重点突出，便于课堂的复习与总结，在教学过程中发挥中重要作用。但是，在这一种教学模式中，由于在板书过程中需要大量的时间，特别是一些图形、图表等复杂结构的板书，导致上课讲授内容太少，跟不上上课内容增加的步伐，同时，由于板书浪费了太多的时间，从而导致与学生的互动与交流减少，导致上课效率降低，不利于高素质人才的培养。

而随着科学技术的发展，幻灯片、投影仪、计算机、以及相对应的各种教学软件相继研发出来并在高校中广泛使用，这些设备和相对应软件结合，能够将图画、文字、语言、可视电影、动画等有效结合，从而导致上课内容生动、有趣，而且导致上课的知识容量增加；同时，能节省大量由于板书浪费的时间，进而导致上课时能腾出更多的时间来和学生交流和沟通，从而导致上课效率大大提高。

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[14]。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。

三、结束语

大学物理传统的教学模式随着时代的发展面临诸多挑战，特别是大学物理教学内容的增加而教学课时的萎缩的冲突，新时代大学生综合素质的培养的高要求与传统教学模式的局限的矛盾急需解决。而传统教学与多媒体技术相结合、基础知识的传授与前沿科学研究相结合对提高课堂教学质量、提高大学生的综合素质，特别是培养学生的创新能力有着非常重要的作用。

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The Combination of the Information Technique and Scientif i c Research in Classroom Teaching

PENG Xiao-fang
(College of Science, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

The fl ying development of modern science and technology induce the speedy dilatation of knowledge, the teaching content of college physics also continuously updating and complementarity. However, the class hours of college physics decreases continuously. At the same time, with advancement of the era, the aim of education for all-round development also improves continuously; the conventional teaching model cannot adapt the requirement of the teaching of college physics.The combination of the conventional classroom teaching pattern, information technique and scientif i c research can not only effectively bring up the study interest, improve the comprehensive quality, but also bring up the creation capability of students.Key words: the teaching of college physics; conventional teaching model; information technique; scientif i c research

G420

A

1673-9272(2013)03-0175-03

2013-01-15

国家自然科学基金：“量子结构中弹性-扩散混合热输运理论研究”（编号：11247030）。

彭小芳（1974-），男，湖南娄底人，中南林业科技大学理学院讲师，博士,研究方向：低维尺度热输运理论研究。

[本文编校：李浩慧]