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大学普通物理学的“三性”教学研究

时间:2022-04-12 08:28:21 浏览次数:

【摘 要】本文针对当前大学普通物理教学现状,提出如何在基础课教学中突出“基础性”、“实验性”、“应用性”,做到基础课和专业课紧密结合。

【关键词】大学物理;三性;教学方法

物理学是研究物质世界最基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。物理学的研究范围非常广,时间尺度从宇宙起源至遥远未来,空间尺度从已知的亚核原子到浩瀚宇宙,是典型的基础学科。因此在现代知识体系中,所有其它自然科学门类,诸如天文、化学、生物学、地球科学等均与物理学有着千丝万缕的联系。在现代大学理工科专业的教学组织中,普通物理学教学均占有重要的位置。因此在普通物理学教学用就要突出“三性”教学。物理教学中的“三性”,指的是“基础性”、“实验性”、“应用性”。只有突出物理课教学中的“三性”,才能做到基础理论课与专业课紧密结合,使学生能够牢固掌握基础知识,精通基础知识的应用,确保对学生进行卓有成效的专业技术教育,同时使学生的文化基础素质得到提高。因此,“三性”教学,在物理教学中应该得到充分的重视。

1 做好“基础性”教学,在全面学习物理学知识的基础上,重点掌握与专业课相关的知识章节,为专业课的学习奠定坚实的理论基础

1.1 围绕学科主体专业,构建具有自身特色的物理知识体系

大学普通物理学作为一门基础课,最终目的是为学生进一步的专业课学习准备相关的基础知识,因此物理学教学应服从于专业课及专业基础课的具体设置,教学中知识体系的构建必须充分体现主体专业所需要的核心基础理论。只有这样才能做到有的放矢,在紧张的学时安排中有计划的突出重点,更有针对性,已期获得更好的教学效果。譬如电气技术应用专业,要求学生掌握电工基础、电子技术、电机等基础理论,在构建物理课教学知识体系时,应该突出该专业所需的《电磁学》主体知识内容,同时设置与其相关联的力学知识和运动学知识,从而形成以电磁学知识为核心的物理基础知识体系。

1.2 针对学科专业特点,调整并构建与专业密切相关的教学内容

我国现行的学生基础课程教学内容一般采用标准化教学,遵循本学科的独立设置的知识体系,这对于学生全面掌握基础知识有其道理。就普通物理学教学而言,这种按照力、热、光、电、原子所安排的教学内容并无不妥,确实有助于学生构建完整的物理学基本知识体系。然而考虑到专业课教育的差别和各专业的实际教学需要,我们在物理课教学内容的设置上应该进行有正对性的调整,应依据不同专业实际需要的知识进行合理的删减,对有直接联系的章节应在学时上予以倾斜,做到全面兼顾、重点突出、各有偏重。以电气技术专业为例,应把重点放在力学和电磁学的教学内容上,其他教学内容按该专业对物理知识体系的要求合理删减,尤其要处理好电磁学中与专业基础及专业课重复的内容,以便在教学实施多有侧重。

1.3 树立以人为本、因材施教的教育理念,改变一刀切的传统课堂教学模式

由于大学扩招的规模性,现在很多高校学生文化基础参差不齐,同班次学生的物理基础及其学习能力仍存在较大差别。以往一刀切的传统课堂教学模式是一个教材、一个板书、一个要求,在实际教学中未考虑不同学生的差别,造成基础好的学生吃不饱,基础差的学生难消化,教学效果也千差万别。“因材施教”的提出在我国已有2000多年的历史,是七大教育原则的重要组成部分,对现在的教育现状尤其具有现实意义。因此,实际教学中要通过初步摸索,将学生的实际物理基础分为较好、一般和较差三个层次。教师除了要考虑正常上课的教学内容之外,更要考虑学生的实际情况,确定不同层次的教学目标,并依据各层次教学目标将教学内容进行详细分解,对不同层次的学生提出不同的学习任务和具体要求,使每个学生都可以形成合理、有效的学习进度,正在做到学有所得、学有所进,从而为绝大多数学生打下一个良好的基础。

2 加强“实验性”教学,努力提高学生的动手能力和分析问题的能力

2.1 合理安排各种实验,结合专业特点增加有针对性的实验项目

物理学是以观察和实验为基础的科学,在学习的过程中要形成物理概念和认识物理规律,学生必须有一定的感性认识。而物理实验就是学生获得这种感性认识最重要的途径。因此实验教学是普通物理教学的重要组成部分,教师要科学合理的安排演示实验、学生分组实验、小实验、探究实验、验证实验等具体教学活动,对于重要的概念、定量、定律,应结合设备情况尽量安排演示实验,对于教学大纲要求做的实验,必须认真组织,使每一个学生都能得到动手的机会。借助这些直观形象的实验教学,加深学生对基本概念、定理、定律的理解和掌握,使学生获得深刻的感性认识,为进一步的上升到理性认识奠定坚实的基础。针对不同学科的专业特点,我们要增加相关的实验项目。除了做好相关学科的基础物理实验,还应该增加更多专业性更强、与专业连接更紧密、相对更复杂深入的实验内容。

2.2 优化实验环节,注重培养学生的观察能力、实验设计能力和综合分析能力

教师应该用心组织实验的各个环节,对于每个实验步骤的具体操作、每一物理现象的观察、每个数据的测量等,教师都应精心准备、合理设计,注重启发学生独立思想,有针对性地培养学生的观察能力、实验设计能力和综合分析能力。指导学生独立完成实验过程,注意观察实验现象,学会运用数据进行基本分析、基本判断的能力。教师应教会学生尊重实验数据,尊重客观规律,在实验数据与理论值有较大误差的时候,冷静思考,细心观察,仔细找出造成误差的可能因素,培养学生对实验误差的正确观念、理解和客观分析能力,进一步培养学生严谨的科学态度和实事求是的作风。

3 突出“应用性”,培养学生应用物理知识解决实际问题的能力

3.1 在普通物理教学中注意基本知识在专业课中的具体应用

在普通物理学的具体教学中,要注意物理学本身基本知识在相关专业课中的具体应用。物理基础知识均是各种抽象的概念、规律、定律,理论性强。在教授相关章节知识的时候,如果可以将这些基本的概念、规律、定律产生的各种次生学科加以讲解,对运用这些基本知识产生的产品、应用新型加以描述,将这些基本知识对人类生活产生的推动、影响、意义加以深化,尤其是在专业课中的具体运用加以阐述,不仅可以使学生对基本知识的理解更为形象、深入,对基础知识与专业知识的融会贯通更加清晰,而且有利于树立学生正确的科学观念,洞悉理论知识与实际应用的相连关系,学会应用物理知识解决实际问题的能力。

3.2 在日常生活中启发学生借助所学物理知识解释身边的现象

大学普通物理的知识结构基本上可以明确解释日常生活中的各种宏观现象。通过鼓励学生通过所学知识解释身边的各种物理现象可以培养学生的科学精神,使学生深刻理解知识本身的价值,激发学生的学习兴趣。譬如利用摩擦力的有关知识解释汽车的前进与刹车,让学生讨论如何利用摩擦力有益的一面,克服不不利的一面,这既加深了学生对摩擦力的理解,又体现了理论与实践结合的教学原则。在教学中,教师要引导学生自己地运用所学物理知识解答实际问题,养成良好的分析问题的习惯,不仅能提高学生的思维能力,而且能提高学生应用有关知识解决实际问题的能力。组织课外实验活动,将课内、课外的学习相结合,培养学生独立探索问题。根据学习内容和学生兴趣特长,组织课外小组。通过开展课外小活动,注重从理论和实践的结合上引导学生观察物理现象,分析产生现象的原因,激发学生学习兴趣,增强学生学习的自觉性和内动力,培养学生独立探索问题研究问题的能力。

3.3 有目的地向学生介绍近代物理研究的科学成果

随着科学技术的迅猛发展,新的科技成果、新的技术层出不穷,教师必须站在物理科学技术的前沿,向学生传播新的科技信息,而这些新的成果恰恰是理论基础与实际结合的产物。如在教学中,教师可根据教学内容向学生介绍超导材料及应用、航天技术的发展以及纳米技术的应用等。通过介绍新的科技成果以及新的技术,一方面帮助学生了解掌握有关科技成果的形成、发展及意义,另一方面激发其勤奋学习、掌握本领的信心,注重培养他们的学习兴趣、科学精神和实际研究处理问题的能力。

【参考文献】

[1]顾志跃.科学教育概论[M].北京:科学出版社,1999.

[2]乔际平.物理学习心理学[M].北京:高等教育出版社,1991.

[3]童悦,郑庆华.大学物理实验[M].安徽:中国科学技术大学出版社,2012.

[4]教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工科大学物理实验课程教学基本要求[M].北京:教育部物理基础课程教学指导委员会,2010.

责任编辑:王静]

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