高校课程教学教法——以吉首大学师范学院牛顿力学教学为例

姚官清

（吉首大学师范学院，湖南 吉首 416000）

一、背景现状

吉首大学师范学院地处湘西州，是土家族和苗族少数民族地区。在其中的师范类学校，主要面对着的是广大的农村，走出去的大部分同学将要面对的是最基层的学校，教学任务要面对最基层的物理教学工作，其中一部分学生进入乡村小学，承载着“科学”课程的教学。从学院走出去的学生会走上讲台，要教授各类课程，包括物理。面对这些实际情况，在这些学生还没走出校门时，民族地区师范类学校如何进行物理教学显得十分重要且是十分值得探讨的课题。

本文主要试分析牛顿力学部分，从理想化模型与近似、定性与定量、实验验证、瞬时关系、过程关系（守恒）、迁移等角度解读，结合分析书本基本涉及面与学生现状，浅析民族地区师范类物理教学。

二、基本概述与教学现状

（一）近似与理想化模型

1．基本概述。接触到的第一个近似与理想化模型就是质点。力学里面质点模型，其特点是把真实物体简化成有质量的点，去掉了真实物体的大小、形状；保留了真实物体的质量与位置信息。进行这样“近似”是为什么？真实世界里面物体运动会因为不同物体的特性而不同，显得十分复杂，把物体当成一个质点之后，运动将不受真实物体的“束缚”，可以抽象出一般意义的“运动”这个概念，在后面还容易抽象出匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、圆周运动等运动形式、探究这些运动的规律，这对于解读运动有着非常大的便利。

2．教学现状。吉首大学师范学院的学生是初中物理学完过来继续学习的，但是相对于物理专业的学生，明显有两点差距：物理的基础和学物理的兴趣。“近似”是一个物理细节，删繁就简地对自然界处理的方式，掌握好“近似”更易于初学者学习，对于民族地区师范大专院校学生有重要意义，也是一大挑战。质点也是初学者学习到的第一个“近似”概念，务必把准确、鲜活概念送入学生眼中。另外于大专层次学生来说，还比较容易引起“真实世界”与“物理世界”的认知误区。因为近似，简单地来说是抽象了物理的本质特征，忽略了一些次要特征，但在有些人无法忽略次要特征保留主要特征，这就会造成误区。物理里面有一些违反人的直接经验论的规律，它们都是有理想化、“近似”的大前提，没有很好地理解近似思想，初学者甚至会感到困惑，怀疑物理的正确性[1]。这就需要老师准确地解读、带领。笔者这里给出两个教学把握的方向：第一，“近似”讲解要精准，留什么，舍什么一定要说清楚。第二，哪些地方有“近似”要说清楚，书本涉及的“近似”，对于初学者不一定能全部发现，需要老师的经验与帮助。

（二）实验验证

1．基本概述。物理基础实验可以分为两大类，验证实验、探究实验。运动里面有一个经典的实验——伽利略理想实验。他设计小球从一定高度滚落在一个水平面上，一开始水平面粗糙，小球在水平面运动一段距离将停下来，不断增加平面的光滑程度，小球将越滚越远，由此伽利略推论：如果水平面绝对光滑，小球将以原来的速度永远运动下去。实验与结论都具有重要意义，他通过实验破除了人们一直以来坚信的运动观，并且深刻揭示了自然界的重要规律，也正是在伽利略理想实验基础上，牛顿才提出牛顿第一定律；另一个实验关于牛顿第二定律，实验包含两个小实验，其一为：探究加速度和力的关系，实验结果从实验角度得出，对于质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比；其二为：探究加速度和质量的关系，从实验角度得出，在相同力作用下，物体的加速度与物体的质量成反比。

2．教学现状。在物理教学中其实可以发现不仅许多重要的结论，都是从实验得出，而且只要提到做实验，学生十分感兴趣，对于启发学生兴趣起到极大作用，但是在教学中，特别是大专学校物体实验条件有限，一般都只能做一些简单实验，复杂一些的实验只能通过视频，或者一些仿真实验软件实现。这些极大地掣肘了物理教学的深刻性、趣味性，这一部分缺陷，笔者给出两点经验。第一，在具体物理教学中老师可以就地取材，把一切可以利用到的、可以用来实验的素材都尽量利用到；第二，联系生活，尽力去把物理教学融入生活，把生活中的一些例子融到教学，生活负责教学，教学指导生活，启发学生的兴趣，让学生感到学习物理的用处[2]。

（三）定性到定量

1．基本概述。定性指学习基本概念或一些结论性的总结。以运动学为例，在运动学部分，参考系、时间时刻、路程、速度等概念学习都属于定性学习，但书本没有停留在这些概念的学习上，在这些概念上更加延展、深入。例如参考系这个概念学习之后，马上就提出了坐标系，这是整个空间量化过程的开始，之后再加上时间时刻概念，这是整个时间量化过程的开始，从此开端，一切涉及空间、时间的物理过程都可以被量化了，都可以进行具体的计算。而后面提出的几种基本运动，同样不只是停留在对这些运动的定性解释，而是把这些规律都浓缩成一系列的公式，这些都是定性逐渐走向了定量。

2．教学现状。于来吉首大学师范学院学习的学生而言，他们都是从初中升上来的，主体学习内容为高中阶段物理。定性学习与定量学习是一个重大的不同，初中物理具有的一个特点就是大多是定性的概念、解释，通过一些物理现象，从这些物理现象中得出一些结论，简单的学习物理。而在学习现阶段物理，明显就更细更深入了，逐渐过渡到具体的量化运算，要以具体的式子、数据说话，这里面还涉及了数学工具，这牵扯到方方面面的问题，往往初学者就很难适应[3]。而解决这个问题，笔者认为主要有两个方式：第一，加强对物理过程的理解，细细打磨物理过程，把物理过程与情景说清楚，我们再去理解从其中抽象出来什么东西、有什么规律，一定要重视物理中的“物理”因素，非繁琐的数学推导过程；第二，加强实验部分，把整个过程的前因后果、来龙去脉讲清楚，让学生有一个直观的感受，并且知道物理的正确性和趣味性。

（四）瞬时与过程

1．基本概述。瞬时关系和过程关系，是牛顿力学里最重要的两类关系，是物理过程的两个角度。位移、速度、加速度，这一系列概念都是瞬时量。瞬时关系其中最核心的就是牛顿第二定律，它对应于每个瞬间、它能应用在每个瞬间，在每个瞬间这个关系都存在、都成立。牛顿第二定律这个瞬时关系，联系了运动和力两大块，是牛顿力学里最重要的瞬时关系。牛顿力学里最突出的几个过程关系为动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量守恒定律。它们的出发点分别是力在空间上的积累、力在时间上的积累，分析力这个瞬时量在一个过程它们的规律。

2．教学现状。大部分学生对瞬时量、瞬时关系，过程量、过程关系没有明确的认识，区分度不够，不知道什么时候该用瞬时关系，什么时候该用过程关系。而且这方面的模糊会使学生对于整个物理过程理解都是模糊的、割裂的、不能完整，不同角度去认识物理过程。而我们如何解决？笔者给出两个路径：第一，在教学中要明确瞬时和过程这一重要线索，老师必须明确哪些是瞬时量？哪些是瞬时关系？哪些是过程量？哪些是过程关系？第二，要明确瞬间和过程具有的特点、优势，我们分析瞬时量、瞬间关系可以明确每个时刻的物理变化，而我们分析过程量、过程关系，可以不用管中间经历过一系列的复杂过程，直接可以明确最终的物理状态。教学中必须把这两类关系，两个角度都弄清楚，学生才能更好地理解物理过程，理解物理课程。

（五）迁移

1．基本概述。知识迁移是物理里面重要的环节。牛顿力学里面涉及许多可以迁移的知识，牛顿第二定律是核心，一边联系着运动学，一边联系着力学，运动学和力学可以对应着学，从运动情况求受力情况；从受力情况求运动情况，这是最大的知识迁移。运动部分，矢量是一个重要的概念，大多数物理量都是矢量，学习的时候可以对各种物理量进行比较，其次几种基本运动：匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动、圆周运动等几种运动特点、规律我们都可以进行比较。而在力学里面几种基本力：重力、弹力、摩擦力、万有引力等，几种基本力的学习我们可以对比着来。力的合成、力的分解是逆运算，我们可以对比学习。关于一系列瞬时量、瞬时关系和过程量、过程关系，同样可以对比学习。

2．教学现状。牛顿力学需要迁移的地方非常多，许多地方都可以对比学习，学生能不能够全面地了解，举一反三不仅是学习方法，知识能不能迁移更关系到对牛顿力学大厦的整体理解。民族地区师范大专学生，基础还是相对比较薄弱，这方面需要老师循循善诱，去逐渐厘清其中关系。有些迁移比较隐晦，初学者不见得能马上了解，需要老师深刻的挖掘[4]。最后，迁移是建立在原知识的深刻理解上，这也是所有理科课程的特点，一环扣一环，前面学习的知识必须完全掌握，才能举一反三，去进行知识的迁移，对学生的要求其实很高。

三、总结

师范类学校走出去的学生也是会走上讲台成为老师，面对各科教学，其中包含物理，所以在师范类学院从事物理教学更是要时刻不能松懈地工作，因为影响深远。以上是以吉首大学师范学院为例，简要分析探讨了一些高校课程教学教法，希望对同类学校的教学有所裨益。