傅春花
(扬州大学广陵学院,江苏 扬州 225002)
目前,在绝大多数本专科院校中,对于理学、医学、农学、工学等专业,都会开设大学基础物理。因此,大学基础物理成为很多专业一门必修的公共基础课,尤其对于理工科专业,大学物理课的重要性不言而喻。
然而,大学物理教与学的现状却不容乐观。由于课时短缺、内容庞大,导致现在的教学是“满堂灌”、“填鸭式”。学生感到学习很困难,上课毫无反应,也无所适从。即便被动接受课堂灌输的知识,效果也不好。甚至出现课上听不懂、课下看不懂的状况。深究其原因,除了课程本身的难度以外,不难想到也许是我们的教学方式、课程的设置与安排需要改进。因为传统的教学方式,完全忽略了学生的主动性和参与性,学生总是处在被动接受知识的状态,跟随教师的思路,从而获得知识,失去了主动性地位。而教学的另一方——教师,也感到与学生的互动交流困难,课堂的进行、知识的传授较吃力。
物理学的发展史告诉我们,物理是一门实验和科学思维相结合的科学。实验是物理学的基础,科学思维是物理学的生命。在物理学中,概念的形成,规律的发现,理论的建立,都有其坚实的基础。任何物理理论的真理性,都需要通过实验的检验,物理实验不仅是物理学的理论基础,也是物理学发展的基本动力,是启迪物理思维的源泉,很多重要的物理思想就是在物理实验的基础上涌现出来的。例如,卢瑟福建立的原子核式结构模型的基础是 粒子散色实验出现的大角度散色现象。物理学的发展充分表明,实验不仅是一种研究物理问题的重要手段,而且是物理学的一种基本思想和基本观点。另一方面,在物理学中,观察实验也离不开科学思维,无论是实验方案的设计、实验现象的观察、实验数据的采集、实验结果的分析、实验结论的得出,还是理论研究中的推理论证、概括和总结,都必须经过科学的思维。物理学是观察实验和科学思维相结合的产物,物理模型的提出,物理概念的形成,物理规律的发现,物理理论的建立,都是在大量的观察实验的基础上进行科学思维的结果,科学思维对物理学的发展起着至关重要的作用。因此,物理学具有很强的实践性和探索性,物理学的发展需要进行不断的探索与实验。
我国的教育从小学开始就注重培养学生的动手能力,安排了很多相关的课程,例如综合实践活动课就是一门实践性很强的综合性学科,课堂要求学生既动脑又动手。到了初、高中阶段,实验实践性的课程更多。因此,到了大学阶段,对大学生而言,已具备一定的自学能力和实践水平。他们所欠缺的可能更多的是独立思考的能力和科学的思维。而探究式教学不仅有利于激发学生的学习兴趣和学习的主动性,更能训练学生的科学思维、独立思考,培养学生合作能力、实践能力等。
在匀强磁场中,放置一块通有电流 的矩形截面的导电板,且磁感强度 的方向与电流的方向垂直,则在平板的上下表面间产生电势差,这种现象被称为“霍尔效应”。美国物理学家霍尔于1879 年在实验中发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应,产生的电势差也被叫做霍尔电势差。“霍尔效应”的发现来源于实验实践之中,霍尔电势差的测量、霍尔系数等的测定,也需要通过实验去完成。
而目前对于霍尔效应的教学,大都是先通过理论课的灌输,借助多媒体的演示和分析来进行的。理论课结束后,虽然,安排了大学物理实验课,但是最大的问题在于,理论课和实验课是分开独立进行的,一般由不同的老师承担教学任务,实验课的进度一般晚于理论课,实验的目的更多的在于重现或者验证理论课上所学的知识,缺少的是探索未知的过程,不利于培养学生的创造性的思维。
因此,笔者认为,对于霍尔效应的教学安排,完全可以在实验室进行。首先,将学生分成若干个小组,设置一些启发性的问题。例如,放置在匀强磁场中的导电板会出现什么变化?出现这一现象的原理是什么?实验装置、实验原理等均不向学生介绍,让学生带着问题自己动手实验去探索实验的各种装置。其次,经过一段时间,请这若干个小组分别汇报实验的结果,解释产生这些结果的原理,教师对各小组的汇报,进行考核打分。这样,不仅激发了学生的求知欲,明确了学生的课堂的主体地位,充分调动了学生的积极性和主动性,而且有利于培养和训练学生的科学性、创造性思维。总之,由学生自己去探索真知,这样的探索过程远比直接灌输得来的知识重要的多。
本文分析了大学物理的教学现状,不容乐观。提出在大学物理课中引入探究式教学模式,使教师从原来的中心角色演变成了协助指导角色,在探索过程中,教师对学生进行适度引导,将实践探索与理论讲解相结合,穿插进行,充分调动学生的学习积极性,使学生成为教学的主体。最后,以霍尔效应为例,尝试性地探讨了如何实行探究式教学。最后,对大学物理课实行探究式教学也是一项探究性的课题,需要不断的探索和实践。
[1]李寿松,胡经国.物理学:热学基础[M].北京:高等教育出版社,2010.
[2]衡耀付.大学物理教学开展探究式教学的探讨[J].教育探索,2008(3).