教学的立体性与层次性探讨

王德安

摘 要 在物理教学过程中对大学物理中各部分内容与专业及教学的方式有机结合起来，针对不同的教学内容，不同特点采用不同的教学方式。从易到难、由浅入深、由高到低、循序渐进的教学层次性，使物理教学变得更立体、更丰富、更有层次感。

关键词 教学的层次性 数学的立体性 物理教学

中图分类号：G424 文献标识码：A

大学物理是工科类大学生主要科学课程之一，对于提高学生的科学素质、培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作用。该课程不仅是对学生进行严格的、系统的基本技能、科学方法、基础的知识及技巧的训练，更重要的是培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的综合能力。随着科技进步的新趋势和新挑战，大学物理教学应该面对时代的发展，针对学生的不同特点，在教学内容、教学方法等方面不断有所改革和创新。

大学物理教学的过程应引导学生从自然的现象发现其变化发展的规律，及其规律的实践应用。其过程需要不同的认识过程、逻辑的思考、科学方法及创新精神。蕴涵着“立体感”、“层次性”。发掘出其中的内涵去激励学生，影响他们对物理情感的体验。这种情感的影响有可能改变他们对物理的态度与兴趣，成为他们的“知己”，受用一生。

1 教学内容的层次性

从教学内容研究入手，根据认识过程的层次性，教学内容的联系层次性，从易到难、由浅入深、由高到低、循序渐进对大学物理中各部分内容进行有机结合。根据不同的专业需求，教学内容的设置有两种不同的体系：

分层次教学，把大学物理实验课的教学分成实验预备知识教学阶段；基础实验教学阶段；综合性实验教学阶段；设计性实验教学阶段四个层次，按着每个层次教学内容的要求，采用适当的教学方法和手段。

（1）对于工程类的学生，按照物理内容的基础性，难易程度与学生的知识水平及专业对物理的要求，依照教学内容层次，应将物理划分为两大部分：第一部分的内容：运动学、力对运动的影响（动力学）、自然界中两种常见的运动（振动与波动）。（重点内容：动力学、振动与波动）。第二部分的内容：静电场（电荷与电场）、静磁场（运动电荷与磁场）、电磁感应、光学、热力学（重点内容：热力学、电磁学）。

（2）对于电子信息类的学生，根据其专业对物理的要求， 依照教学内容层次，应将物理划分为两大部分：第一部分的内容：运动学、力对运动的影响（动力学）、静电场（电荷与电场）、静磁场（运动电荷与磁场）、电磁感应（重点内容：电磁学）。第二部分的内容：振动学、波动学、光学、量子力学基础（重点内容：振动与波动、量子力学基础）。

2 教学过程的层次性

教学是教师施展教育的平台，在这个平台上，教师要在教学那种严谨而刻板的“气质”中，“演活”物理深刻内涵与本质，教学不是曲高和寡的“阳春白雪”。爱因斯坦说过，兴趣乃创造之母。没能力激发兴趣，可也千万别“谋杀”了兴趣。根据教学大纲的要求，教学进度的安排，学生的理解与接受的，“我们应该精心设计内容，为学生真正理解或应用这些内容提供丰富的平台”。

分层次教学法，低起点、分层次、目标高、由浅入深、由易到难、循序渐进，按着学生的认知规律进行教学。

子弹以某一速度打入可转动的木棒中，大部分学生认为这一自然现象过程满足动量守恒。教师要善于抓住教学内容承载的素材来展开层次性的思维。帮助学生对物理概念的理解与定律应用；子弹可视为质点，而转动的木棒应视为刚体。刚体可视为质点的刚性组合，这蕴含着一个质点也可组合为刚体（即质点也可视为刚体），但刚体不一定由一个质点组成（即刚体不能视为质点）。动量守恒适用于质点，而角动量守恒适用于质点。

每一章节的教学内容都有着逻辑性、层次性。教师把握内容的关联性，像一个快乐的导游，层层深入，如数家珍，引领学生流连忘返于物理的美丽景观里。教师讲得行云流水，学生听得不急不燥。一堂教学课下来，好似受到（下转第132页）（上接第115页）了一次洗礼，身心俱悦。这应是教师追求的一种讲课的气氛。

3 教学方法与手段的立体化

教学的主要目的是知识的传承，对象是学生，如何使学生在较短的时间内学到较丰富，较系列化的知识、方法和技能，又开拓学生的思维，激发学生的想象力，有利于培养学生的创新精神。这就要求教师在教学上更立体。因此在教学上采用灵活的教学方法，教学方法必须与教学内容相结合。

在刚体的动力学教学中可类比质点的动力学；在磁场的教学进程中可对比电场的教学进程；波动的教学内容与振动的内容密不可分。在知识的传授过程中，建立以学生为主体，以教师为主导，根据厚基础，强能力，高素质的培养目标，由易到难、由浅入深、由高到低、循序渐进，采用灵活的教学方法，使教学简单明了，学生对概念的理解进一步加深，公式及应用得到进一步强化。

在应用类比教学法的同时，对比教学法也是必不可少的。不同的内容，虽有相似之处、互有联系，但毕竟各有特点、各不相同，如不加以严格区别，常由于十分相似而破坏记忆的准确性。为了准确地掌握知识，应该把相似的知识进行对比，找出它们的不同点与相似之处，加深学生的印象，以强化精确的记忆。例如，在探讨矢量场时，学生对旋度、方向旋度及方向旋度的极大值的理解与计算较为吃力。但学生对标量场的梯度、方向导数及方向导数的极大值的理解与计算较好。通过标量场的梯度与矢量场的旋度、方向导数与方向旋度对比，不难发现两者之间在数学的几何意义与的计算形式相类似，而不同之处是物理的意义与计算公式。

对比法也是物理学中常用的一种教学法，通过比较，找出不同物理规律、物理定律的共同点与差别，进一步加深学生对物理规律、物理定律的理解和掌握，同时也培养了学生分析问题、研究问题、思考问题能力。角动量和转动动能，有的学生就习惯写成线动量和平动动能。因此，必须讲清如何从质点力学发展，推广到刚体力学，使学生理解它们的内在联系，并把最后得到的相似公式进行对比，找出它们本质的区别，又如，电场是有源场，而磁场是涡旋场，正是这本质的区别导致电场的规律-高斯定理和场强环流定律与磁场的规律-磁学中的高斯定理和安培环路定律的不同。

在教学中注重创新，探索研究性教学，发现式教学、问题式教学、讨论式教学等教学方式，在电磁感应的内容中，动生电动势的产生原因是洛仑兹力做功的结果，但在静磁场的内容中，在讨论洛仑兹力的特点是不做功。洛仑兹力是否做功 如何解决该问题。引导学生从不同的角度来探讨。

通过教师的创新教学，来提高学生的创造能力。课堂上，多提为什么？如何做？在总结电磁场的内容时，学生了解电荷可以激发电场，运动电荷产生磁场。两者都是电荷产生的物质，问题是这两种物质有何关系。让学生自己通过实践去寻找正确的、合理的答案，培养其创造能力。

总之，在大学物理教学中，恰当地应用类多种教学方式，使学生学到的科学方法和逻辑思维方法，迅速获得新知识；理解新、旧知识的内在联系；更好地认识新事物的本质与特征；新知识更加鲜明、准确，旧知识更加深刻、牢固。使我们能提高课堂教学效率，取得事半功倍的效果。

参考文献

[1] 万勇，王春华等.物理教育研究方法[M].首都师范大学出版社，2000.12.

[2] 周昌忠.科学研究的方法[M].福建人民出版社，1983.8.

[3] 钟启泉，朱毓雄.物理教育展望[M].华东师范大学出版社，2002.2.

[4] 朱铁成.物理教育研究[M].浙江大学出版社，2002.7.