全桂英
(淮南师范学院 物理与电子信息系,安徽 淮南 232038)
物理学是研究物质、能量和它们相互作用的学科,它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。以物理学为主要内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业必修的一门重要专业基础课,他所阐述的物理学基本概念、基本思想、基本规律和基本方法不仅是学生学习后继专业课程的基础,而且也是培养和提高学生的综合素质和科技创新能力的重要内容,所以历来受到各高等院校的高度重视。然而,随着科学技术突飞猛进的知识经济时代的到来,我国的高等教育在取得了飞速的发展的同时,已经步入了大众化发展阶段,其体制和内涵也发生了深刻的变化,因此对教育教学也提出了新的要求,传统的大学物理教学已不适应经济社会对人才培养的要求。在这一新的形势下,如何教好大学物理课,以适应新世纪对高素质人才培养的需要,成为广大物理教师共同要面对的问题。本文作者根据多年来的从教经验,结合我校的实际情况和教育部高等学校物理基础课程教学指导分委会颁布的 《理工科类大学物理课程教学基本要求》文件精神,觉得有必要在以下几方面对大学物理的教学进行改革。
在教学改革的推动下,一批面向21世纪课程教材应运而生,我们可根据不同的教学对象合理选择教材.所选教材要力求突出重点、由浅入深、论述严谨、简洁、透彻,便于学生阅读和理解,以适应学时数较少的专业教学及高等院校培养应用型人才的教学需要。在内容上具有科学性、先进性和教学适用性。在处理经典物理和近代物理的关系上,保证经典物理内容,加强近代物理内容,适当介绍现代工程技术的新发展和新动态,注意物理学与实际的联系,特别是生活实际、工程实际和科技前沿实际,以激发学生学习物理的兴趣。如吴锡珑主编的《大学物理教程》,张三慧编著的 《大学基础物理学》,吴百诗主编的《大学物理》,程守洙主编的《普通物理学》(第六版)等,这几本教材各具特色,但都具有经典与近代贯通,内容充实,概念阐述清晰透彻,习题编写得当等优点。
随着科学技术的日益发展和现代社会对人才培养要求的不断提高,传统物理课程的教学内容已经过于陈旧,缺少现代信息,很不适应21世纪高新科技飞速发展的形势,为了适应时代的发展和新时期对人才培养的需求,必须调整大学物理的课程体系和更新优化其教学内容。物理教学内容应突破传统的教学框架,从现代社会对人才培养的总体要求出发,按照专业的实际需要来设置大学物理的课程体系和教学内容,及时解决大学物理教学中出现的问题。教学内容不能等同于教材内容,教学内容应内在地包括如何提高学生的创造性思维和培养学生分析问题、解决问题的能力。应以培养素质、激发创新为主线,更新教学内容,努力做到:加强基础理论的内容和叙述;对重要知识点进行精讲,精选例题和习题;加强近代物理和物理前沿知识的介绍,同时把物理思想和实验技能反映到课程体系和内容中。做到非物理专业大学物理课程内容的基础性、科学性、现代性和新颖性,课程内容体系的合理性,并充分注意学生的可接受性和探索性。
传统的大学物理教学,只注重知识的传授,忽视了科学素养、创新能力和实践能力的培养,不符合现代大学物理的教学目标,造成综合教学效果欠佳。因此,要想提高大学物理教学质量,我们必须转变教育思想观念。现代的教育思想,强调融知识教育、科学素养和创新能力培养于一体,抛弃以往老师讲学生听的灌输式教学,强调要充分发挥学生的主动性和积极性,充分利用现代教育技术进行双向教学,课堂教学的重点是讲思路、讲方法、引问题、重讨论,使学生学会自主学习,提高获得和拓展知识的能力。这种教育观念的转变,必然要引起我们教学方法和手段的改革①杜春,张宇:《关于大学物理学教学改革的设想》,《大学物理实验》1998年第1期,第54-56页。。
(1)板书教学和多媒体教学相结合,提高教学质量和教学效果。
板书教学是大学物理教学中的一种重要手段,是教师必备的一种基本教学技能。板书教学的优点是便于教师作理论推导、利于教师思路的延展和适于学生的思维节奏。并且,教师在使用板书教学的时候可以比较灵活地对板书进行设计,可以随机地对教学内容进行调整和删减②刘亚慧:《浅谈大学物理教学过程中应注意的问题》,《科技信息》2010年第28期,第136页。。但板书教学也具有花费时间过多、不够鲜活生动和与生活应用的联系欠佳的缺点。随着现代教育技术的发展,多媒体教学越来越广泛地应用到大学物理的教学过程中。通过在教学课件中引入图形说明、录音录像、动画模拟等现代化的教学手段,将物理学中用难以用文字描述和难以用语言讲清的内容以及复杂的、瞬间变化的动态物理过程用简洁、清晰的画面生动形象地展示给学生,使之对一些比较抽象的物理概念、模型的理解变得更为清晰、直观。例如在讲授劈尖的干涉现象时,可以将整个干涉过程以及在外界条件发生改变时干涉条纹的变化情况通过FLASH动画生动形象地展现出来;在讲解狭义相对论和波动光学时,用计算机模拟演示可以将高速的物理过程缓慢地演示出来,从而使学生对其物理过程的形成与变化有一个视觉上的感受,更好地理解物理规律和理论。然而,多媒体教学也具有教学过程进行速度快、只看只讲不写的弊端,对于基础较差的同学,容易造成走马观花、难以跟上老师教学思路的局面。由此可见,板书教学与多媒体教学各有利弊,应将二者有机地结合起来,使它们共同参与大学物理的教学过程,扬长避短,发挥各自的优势,以达到课堂教学的最佳效果。
(2)结合演示实验辅助课堂教学,激发学生学习物理的兴趣。
演示实验是随堂进行的密切配合讲授内容的实验,它主要由教师操作给学生观看,具有主题突出、形象鲜明、容易操作等特点③姚青荣,潘顺康,周沁等:《工科物理教学改革的研究》,《教学研究》2009年第3期,第59-61页。。相对纯粹的理论阐述而言,精心设计的演示实验,能以最简单的形式把基本物理规律展示出来,使抽象的物理知识变得形象化、具体化,比较直观明了地说明问题。有助于学生对物理概念和规律的理解掌握和对课程重点、难点的突破④肖剑:《高等师范院校非物理专业大学物理学的教学探讨》,《黔南民族师范学院学报》2008年第3期,第22-24页。,有利于激发学生的学习兴趣和培养学生实事求是的科学态度。例如,讲授偏振光时用偏振光演示仪进行实验演示,学生通过直接的实验观察,能很好地理解线偏振光、部分偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光这些重要的物理概念。大学物理课程的主要内容都可以配备相关演示实验,例如多功能回转仪、静电跳球、尖端放电、电风转筒、磁悬浮列车、亥姆霍兹线圈、电磁感应、弦线驻波、横波纵波演示、双缝干涉、薄膜干涉、圆孔衍射、光栅衍射、电光效应等等。在大学物理的学习过程中,适当地加入一些演示实验,不仅可以调动学生学习的积极性和主动性,加深学生对所学内容的理解,而且还可以使大学物理的教学变得生动、活波和易于接受,既活跃了课堂气氛,又加深了知识记忆,起到了事半功倍的作用,所以演示实验是大学物理教学中不可替代的重要环节,它对教学起着相辅相成的作用,要想提高大学物理课堂教学质量,必须重视演示实验教学。
(3)构建大学物理网络教学平台,为学生提供现代化的网络学习环境。
利用计算机辅助教学,加强优质教育资源开发与应用,充分发挥网络技术,加强网络教学资源体系建设,引进国际优质数字化教学资源,开发网络学习课程,建立大学物理课程网站,为学生提供良好的学习空间。大学物理网上课程和网上答疑不受时空限制,学生可以随时登陆网站进行学习,使教学对学生而言不再是被动与灌输,而是由学生自己主动试探学习,较好地解决了学生数量多和教学课时少之间的矛盾。学生除了可以随时通过网上课堂预习、巩固所学知识外,还可以查阅教师搜集的物理学原理在工程技术中应用的案例、现代科学和新技术的物理基础、当前物理学科最新进展等拓展性阅读材料以及教师推荐和介绍的物理学科重要物理网站,开阔眼界、扩大自己的知识面;并且还可以在网上和老师、同学对不懂的问题进行讨论,留下自己的观点等等。网络教学辅助平台不仅可以增强学生学习大学物理的兴趣,成为课堂以外的又一重要教学场所。同时,教师通过这样的网络互动平台,可以及时收集学生反馈的信息,了解学生的思想,解答学生的疑问,改进自己的教学,进而提高教学质量①姚青荣,潘顺康,周沁等:《工科物理教学改革的研究》,《教学研究》2009年第3期,第59-61页。。
(1)启发式教学法
启发式教学主要在于引导学生多进行独立思考,激起学生对物理问题的好奇心,激发学生学习物理的兴趣。相对课堂讲授法,启发式教学法以学生探索为主,突出学生的主体作用。在物理课堂教学中,可以采用讨论法和问题法等进行启发式教学。讨论法是指学生在课堂上对所研究的问题进行提问、探索、争辩并作出反应,有助于学生对知识的理解和运用,有助于学生科学思维方式和合作能力的培养;问题法是由师生合作,共同提出问题、分析问题和解决问题,这种方法极大地调动了学生的学习积极性,有利于学生创造性思维能力的培养。教学实践中应该将两种方法相结合,通过教师的提问、设疑,激发学生积极思考,主动探索,提高学生学习物理课程的兴趣②赵晓艳,甄志强:《大学物理教学方法研究》,《课程教育研究》2012年第11期,第19页。。另外,将物理定理和定律与日常生活相联系,启发学生用学到的物理知识解决实际问题,做到融会贯通,达到良好的教学效果。
(2)比较式教学法
比较法是通过观察,分析,找出研究对象的相同点和不同点,是理论思维的一种重要推理方法。它是立足于已有知识的基础之上,根据事物之间的某些相似性,从已知事物认识未知事物、促进认识不断深化的一种创造性方法。比较法在启发思路、提供线索、探索新理论、解决实际问题等方面都有十分重要的作用。同样,比较法在大学物理教学中也起着重要的作用,使用得当可以使教学效果事半功倍。教师采用比较法进行教学,能将学生尚未掌握的知识与已经熟悉的知识联系起来,通过新旧知识的类比,可以使学生用较少的时间和精力对新知识感知更清楚、理解更深刻,提高了课堂教学效率。在大学物理教学中可以进行相似教学内容之间、相同或相似研究手段之间的比较等。例如,刚体定轴转动与质点直线运动间的类比,静电场与稳恒磁场的比较,光的干涉和衍射的比较等等,它们不论从物理量、物理概念到公式及定律,还是分析计算方法甚至例题习题的选取都存在很强的相似性。这种构建于已有物理知识平台上的对比学习,可以在学生以前掌握的知识与新知识之间架起一座沟通的“桥梁”,唤起学生的联想,拓宽学生的思维,促进知识的有效迁移,使抽象、难理解的知识形象化、具体化,有利于学生对新知识的理解与掌握,提高大学物理教学效果。
目前大学物理的考核方式仍然是普遍采用传统教育的考核模式,即采用笔试的方式,一张试卷定成绩。这样不仅不符合素质教育的要求,也难以达到真实考核学生掌握知识水平的目的①姚青荣,潘顺康,周沁等:《工科物理教学改革的研究》,《教学研究》2009年第3期,第59-61页。。因此,我们应在明确大学物理教学目的以及现代社会对人才培养要求的基础上改革考试、考核方式,建立合理的考评机制,完善综合素质评价。使其既能检测学生对知识掌握的情况,又能检测能力和素养的高低。在大学物理的考核中,建立科学、多样的评价标准和考核方式,采用课堂表现、课堂提问成绩、课堂小测验成绩、作业成绩、小论文或实验课题、期末闭卷考试相结合的评价方式。学生最终课程学习成绩按下列公式认定:最终成绩=课堂表现10%+平时成绩30%+小论文或实验课题10%+期末闭卷考试成绩50%。引导学生从 “被动学习”向“主动学习”转换,达到巩固所学知识、扩充相关知识、激发自身学习兴趣、培养综合能力的效果②肖剑:《高等师范院校非物理专业大学物理学的教学探讨》,《黔南民族师范学院学报》2008年第3期,第22-24页。。笔者在教学过程中对这种考核方式进行了一些有益的尝试,收到了良好的效果,不仅提高了学生的课堂注意力,还增强了学生独立思考的能力和探究能力,实现了大学物理教学的目的,很受学生欢迎。
综上所述,大学物理课程教学是一个系统复杂的工程,深入推进教学改革是提升大学物理教学质量的基本途径,这需要一个长期积累的过程,需要学校领导的高度重视和大力支持,需要我们每一位从事大学物理教学的教师的精心准备和科学实施,我们要全身心的投入,着眼于现实建设、着眼于未来发展,积极探索,锐意创新,按照“加强基础,增强知识,培养能力,提高素质”的人才培养模式不断更新内容、改进方法,扎扎实实推进教学改革,不断提升教学效果,使大学物理的教学始终保持可持续高水平的发展,培养出满足社会需要的现代化人才。