发布时间:2022-04-04 05:13:31
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论文摘要:由于高考采用文、理分科考试,导致教学知识片面化、学生思维模式化。文科生是我国未来社会事物和文化活动的组织者及管理者,因而提高文科生综合素质尤为重要。从完善教学资源、研究教学形式和培养文科生综合素质等方面介绍了北京工商大学开设的大学物理演示实验课程。
论文关键词:文科;大学物理;演示实验;教学软件
为适应科技和社会的飞速发展,必须培养具有实践能力和创新意识的复合型、应用型人才。人才培养的现代化需要教学手段的现代化。在教育部公布的2003~2007年教育振兴运动计划中明确指出:“创建国家级教育信息化应用支撑平台,加大涵盖各级各类教育的信息资源开发,形成多层次、多功能、交互式的国家教育资源服务体系。”随着现代信息技术在教育领域中的广泛运用,计算机、多媒体及网络教学在高校的教学改革中已越来越重要。
物理学是整个自然科学和现代技术发展的基础,它以实验为基础,而演示实验是最直观有效、形象生动的实验教学形式。通过物理演示实验,学生能更好地理解物理概念、掌握物理规律、培养实验技巧、提高创新能力。物理的创新成果都源自于实验。因此,物理演示实验教学应成为培养学生综合素质的重要环节。
北京工商大学十分重视实践教学,近年来加大了对物理演示实验室的投入,购置了大批国内一流的先进演示设备,建成了物理演示实验室,为学生提高科学素质、改善知识结构创造了很好的条件。但目前物理演示实验室主要面临三方面的不足:演示实验室虽具有少量教学辅助资料,但难于满足全校学生对高科技资源的需求;实行单一的“表演实验”教学模式,学生主要是观察者,处于被动地位,这种教学模式难以激发他们的学习兴趣,限制了创新能力的培养;大学物理文科教学已经得到越来越广泛的重视,并在文科人才的素质教育中扮演了十分重要的角色。物理演示实验虽已在北京工商大学工科专业学生中广泛开展,但参与的文科学生很少,因而物理演示实验教学改革迫在眉睫,创建基于多媒体技术的演示实验教学模式是当前我国高等教育发展的必然趋势,也将填补北京工商大学物理演示实验室在这方面的空白。下面结合实践教学在培养文科人才素质教育中的地位和作用,主要从教学资源的完善、教学形式和文科课程改革三方面进行有益的探讨。
一、完善大学物理演示实验教学资源
近几年,学校投入170万资金购置了大批国内一流的演示实验设备,建成了230平方米的物理演示实验室,能演示150多项实验。在2007年北京市本科教学评估期间,北京工商大学物理演示实验室受到评估专家和学校领导的高度评价。虽然物理演示实验室的建设受到学校领导高度重视,学校也投入了较高力度的人力、物力、财力,向学生开放演示实验室。但物理演示实验室目前仅有实验操作说明书,缺乏配套教学资料。所以,编写演示实验教学课件、开发现代化教学软件迫在眉睫。
从2009年学校向文科生试开设大学物理演示实验课程开始,教师从力学、热学、电磁学、光学、振动和波动五方面整理了物理理论知识和编写了适合文科学生的PPT教学课件,并指导学生使用照相机或摄像机在演示实验室拍摄演示实验仪器图片和视频。拍摄照片需要实验仪器和背景对比强烈,简单清晰。拍摄后指导学生使用Photoshop软件进行后期处理。教学视频中最好包括教师演示和讲解过程,这样有利于吸引观看教学视频学生的注意力,可形象生动地展示物理现象,有利于教师对物理原理的解释。除此之外,根据教学内容的需求,通过互联网的下载、图像扫描、手动制作等方式也可收集其他物理演示实验教学资料。另外,我们还与公司IT专业技术人员探讨多媒体教学软件所需要使用的汇编语言、软件界面的设计和分类、软件所需图片和视频嵌入的稳定性,最终使用actionscript语言编写了多媒体物理演示实验教学软件,该软件在课堂上使用后极大地提高了学生的学习兴趣。
二、采用灵活多样的大学物理演示实验教学形式
许多高校已经采用了灵活多样的现代化物理演示实验教学形式,如利用计算机和网络的物理演示教学、双语物理演示教学以及利用“投票机”(voting machine)让学生选题判断的物理演示教学等都极大地激发了学生的学习兴趣。虽然北京工商大学物理演示实验室已配备了导学仪、计算机、高清大屏幕电视等多种形式的现代化多媒体教学设备,但目前仅采用单一的“表演实验”教学模式,每个班的工科学生仅利用两节课时间在实验室观看教师演示实验仪器,学生处于被动地位,限制了学生创新能力的培养,教学效果不甚理想。
针对向文科生开设的大学物理演示实验课程,教师采用了多种教学和管理形式:大学物理演示实验双语教学模式让文科学生了解了物理专业英语,有利于培养学生的国际交流能力、主动参与国际合作与国际竞争的能力,积极响应了教育部提出的“积极推动使用英语等外语进行教学,以适应经济全球化和科技革命的挑战”的教育方针;教师采用理论分析与实验演示相结合、学生亲自动手操作实验仪器等教学模式,对学生采用实验报告、实验操作和PPT演讲等形式的考核方式,这种教学方式使学生接受的信息量增多,丰富了教学内容,极大地提高了课堂的教学效果,培养了学生的实践能力和创新意识、团队协作精神及语言表达能力;教师队伍中有多年丰富教学经验的教授和副教授,也有具有极强科研能力和外语水平的博士,还有调试和维修实验仪器的专业技术人员,从而保证了教学质量。
三、大学物理演示实验教学课程注重文科学生综合素质的培养
各大高校教育以提倡大学生素质教育为前提,不少院校针对理工科大学生相继开设了美术、声乐、大学语文等课程,从而加强了他们的人文知识教育。而对于文科大学生科学素质的教育工作起步较晚,进展也相对缓慢。因此,有必要培养文科学生的观察力、想象力、逻辑思维能力和实践创新能力,针对文科生开设大学物理演示实验教学有助于学生开拓思路、锻炼能力,促进各学科之间的渗透和互补,对提高文科生的科学文化素质具有重要意义。
北京工商大学于2009年春季首次向文科学生专门开设了“物理探索与实践”大学物理演示实验选修课,第一次开课限选人数为35人。为了提高教学效果,教师们从教学内容、教学方法、教学过程管理、实验仪器维护等方面进行了探讨,教学效果良好。在总结了第一次开课的教学经验后改进和完善了教学课件,于2011年春季再次开设了该选修课,选课人数达到80人,分两个小班授课。文科学生普遍反映本选修课使他们更好地理解了物理概念和规律,提高了实践动手能力,开阔了学习视野,培养了团队合作意识,激发了学生的学习热情。
对于向文科学生新开设的大学物理演示实验课程,教师们一致认为应以突出素质教育为指导思想,改变灌输式的教学方法,以学生独立操作实验为主、教师启发式指导为辅的方式,实行“观察实验—理论解释—动手实践—演讲总结”的分层次教学模式。第一,学生在演示实验室先观察实验现象。例如,在讲解“法拉弟笼”实验时,先让学生观察50~100kV高压电源向法拉第笼放电现象,因为笼体的屏蔽作用,笼内的同学安然无恙。学生对此惊讶不已,觉得不可思议,急切想知道其中缘由。第二,教师在课堂上用PPT课件详细解释了静电屏蔽的电学原理,并启发学生思考:在生活中是否存在类似现象?学生想到了高压线圈外的铁架,还有些同学想到如果将易发生雷电地区的房屋装上这些具有屏蔽作用的笼网,可以保护人身安全。这样的演示实验让学生感觉到物理现象就在我们身边,对所学知识印象深刻。第三,让文科生参与到普通大学物理实验中,讲述实验原理、实验操作方法和数据处理过程,提高了他们的动手能力和逻辑思维能力。第四,在每学期末,教师指导学生课后从网络收集课程相关信息,让学生制作感兴趣的实验项目专题PPT,通过学生PPT演讲的形式来讨论。这种教学方式培养了学生的自主学习能力、设计制作PPT能力和语言表达能力。
文科学生与理工科学生学习物理知识有着本质不同。首先,课时差距很大。该课程每学期共34学时,这要求教师要精选物理内容;其次,物理基础的不同使得任课教师在教学深度和难度上要把握得当;另外,学习目的不一致,文科生大学生物理演示实验课程旨在提高其综合素质,而不是像理工科那样与专业课程教学相结合。所以,教师可以从以下几个方面来准备教学。
1.介绍物理学史,培养科学精神
物理学史反映了人类对自然界各种物理现象的认识过程,研究物理学发生和发展的基本规律,研究物理学概念的思想发展和变革过程。科学精神是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式,是体现在科学知识中的思想或理念。教师在教学过程中应注重传递科学家所具有的探索精神、求真精神、创新精神和献身精神以及科学家们所表现出的谦虚、诚实、合作、淡泊名利的优秀品质。例如,演示实验室具有冰箱原理展示仪器,在讲述与之相关的卡诺循环物理原理时介绍了法国青年工程师卡诺如何在前人研究基础上找到了提高蒸汽机效率方法的研究过程,由此激励学生在学习中应像卡诺那样具备不断探索的精神。
2.渗透物理思维方法
培养学生科学的思维方法比单纯传授知识更重要。教学过程中应让学生掌握如何思考、如何分析问题和解决问题的方法。例如,在学生进行示波器实验中,有些学生调不出李萨茹图形,教师启发学生从X/Y轴信号是否输入正确、两轴信号频率比值是否合适、两轴信号在示波器上显示位置以及模式选择等方面来进行分析,大部分学生最终解决了该问题,并加深了学生对该实验物理原理的理解。虽然“物理探索与实践”选修课针对北京工商大学文科专业学生开设,但因高考时分文、理科生源,学生的实验动手能力水平参差不齐,如何调动不同层次学生的积极性和主动性,使每个学生都能最大限度地从课堂中获益,还有待进一步探索教学方法。
3.教学与实践相结合
教师在传授理论知识的同时必须辅之以实践教学环节,使学生学有所获。我们研究确定了工科和文科学生力所能及的演示实验研究课题,培养了他们独立思考的能力,让学生参与调试,真正将理论与实际相结合。最终,教师指导学生获得了三项物理演示实验竞赛奖:2011年北京市大学生物理实验竞赛一等奖,2011年北京市大学生物理实验竞赛三等奖,全国高校第十届物理演示教学仪器一等奖。
摘要:大学物理是所有理工农科高校都必开的课程,其基础地位是其它学科无法取代的,重要性不仅体现在拓展学生的知识面,更是表现在不断出现的新兴的高科技技术里,这些高精尖的技术往往是各个学科的交叉结合,而物理学是各个交叉学科的基础。但目前在一些农业院校里存在这样一种看法,认为大学物理与某些专业无法衔接,因此不断压缩大学物理课程的学时。针对以上存在的现象及问题,本文将分析其中的原因和对策。
关键词:大学物理 混合型农业院校 课程地位
大学物理也是农林院校开设的必修课之一,但在一些以农林为主的院校里得不到应有的重视[1-6]。分析其原因大概有三个方面:第一个方面的原因出在大学物理这门课程的性质上,大学物理是现代技术的基础,其涉及的内容繁杂,包括力、热、光、电以及近代物理等,这些内容又都是基础性的,很难与具体的某个或某些专业内容直接结合起来,从而给人一种学了没用的感觉;第二方面的原因集中在这门课程的内容上,大家知道,现在各高校所开设的大学物理的课程内容绝大部分都是经典物理的内容,换句话说,是两百年前就已经有的内容了,显然大学物理的内容设计落后了,跟不上时展的步伐就必然不会受到重视;第三个原因是农林院校的专业老师对大学物理这门课程认识不足,由于专业的局限性,导致学科视野受到限制,看不到本专业以外的知识。
针对以上问题,笔者认为作为一名大学物理的老师应该从以下几个方面来应对。
1 改革教学大纲,针对不同专业制定相应的教学大纲
现有的教学大纲的设计都比较注重学科内的连贯性和一致性,对本学科以外的内容很少涉及。比如我校的工科大学物理的教学大纲对同一层次,如本科是一样的,但不同本科专业间的区别就不能在大纲中体现,像食品、动植物检疫这一类的农科类本科及土木、城市规划、农机和机械等这一类工科类本科对大学物理具体内容的要求是不一样的,前者注重热力学、光学等部分的内容,后者更注重力学、机械波、机械振动等部分的内容。因此针对这一情况在设计教学大纲的时候要对不同的情况应做出相应的调整。
还有不同层次的学生对大学物理内容的要求也是不同的,比如农科专业与工科专业,农科专业由于学时少,大学物理课程大纲的设计更应细致。
2 合理安排教学内容,加强教材建设
教学内容是教学大纲的实施,教学大纲设计得再合理,最终还要反映在教学内容里,如何安排教学内容关系到是否能如忠实地贯彻教学大纲的要求。那究竟怎么安排教学内容才合理呢?
这个问题实际上很难有确定的答案。因为教学过程是一个双向过程,因为教学过程是一个双向过程,教师在安排教学内容的时候要考虑他的教学对象的特点。同样的内容不一定适应所有的对象。对大纲中要求的内容,不适合教学对象的部分做出适当的删减,而适合教学对象的内容要做适当的加强。
比如笔者在讲到电磁学的时候,针对食品类专业的学生就着重强调了电磁学在食品科学里的应用,对关于食品的检测、保鲜和储藏现代技术进行了适当的介绍,这些内容书上是没有的,但这些内容是与物理学有关的并且与他们的专业相关。这样在讲课的时候学生就比较容易接受而且还有兴趣。
那么这样看来,加强教材建设就显得很重要了[7]。目前还没用一本特别适合农科专业应用的大学物理教材。而编写一本合格的农科大学物理教材需要很多专家学者,不同专业、不同高校的老师共同努力。
3 增强实验教学环节,使学与用相结合
物理学归根到底是一门实验科学,大学物理实验教学是大学物理课程中必不可少的一个环节。大学物理实验不仅能加强对物理学知识的进一步认识,还能使学生从实验中发现新问题,从各种新问题中培养他们观察、思考和解决问题的能力。
但目前大学物理实验还局限在经典物理学的范畴中,而且实验教学和理论教学存在脱节的现象。具体表现在实验教学有可能与理论教学不同步,或提前或推迟;实验教学内容和理论教学内容不相符,存在实验教学内容过于陈旧等问题。
针对以上问题,大学物理实验课程必须做出相应的调整:
第一,删除一些过于陈旧的实验项目或将旧的实验项目进行重新设计等。有些旧的实验经过重新设计以
也能焕发新机。
第二,对大学物理实验的课程安排进行合理的调整,尽量做到先讲理论而后再做实验,最好能做到讲完理论马上就做相关的实验。这就需要对实验管理制度进行改革。
第三,将物理实验和相关的专业知识、专业内容以及专业实验等相结合。这就需要大学物理老师同不同专业老师进行很好的交流与合作。对大学物理实验教学进行不断地创新,以适应新的需要。
总之,要调整实验教学内容,使物理实验内容能与相关的专业内容联系起来。
4 加强教师的科研能力,使教学与科研相互促进
教学和科研从来都是相辅相成的,科研做得好的老师,在教学上肯定能有所受益。科研不仅能促进教学,对大学物理的老师来说,更能够促进与不同学科、专业间的交流与合作,使大学物理的教学更能够贴近相应的专业,适应相应专业的发展需要。另外科研也促进大学物理老师的专业知识和技能的提高,进一步拓展了物理老师的知识面和学术视野,使得大学物理老师在讲课的过程中能比相应的专业老师更全面和系统地介绍相关的知识。
5 结束语
大学物理课程是教育部规定的理工农林院校的专业必开的课程,既然教育部这样要求,必然有一定的道理,因此一定要重视大学物理课程。特别以农林专业为主的高校,更应该探索合理的方法和途径,使大学物理在农林相关的专业里发挥其应有的作用。
一、工科大学物理课程的地位和作用
20世纪后半叶,物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上,以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科,如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等,都得到极大发展.与此同时,科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科和边缘学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移,促成各学科的发展并成为其组成部分.
20世纪后半叶,新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集,综合性极高,如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等,都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关,其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.
现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高,处于科学技术的前沿,近几年来的局部战争向人们展示,现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就,如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.
这一切都表明,在科学技术发展的进程中,物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的,在20世纪是处于主导地位的,而且毫无疑问,21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位,它的作用将会更加突出.
大学物理课是一门重要基础课,它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法,这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理,不仅对学生在校学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识,都将发生深远的影响.物理课的这一作用,特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.
我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此,目前实施的教学内容,主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲,工科大学生的物理基础较薄弱,物理知识面也较窄,特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容,工科一般专业在后续课中多不再涉及,而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的,有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲,大学物理课内容“老的多、新的少”.因此,更新内容,加强现代物理和现代工程技术有关知识,特别是有关基础知识,是工科物理教学改革必须面向的首要问题.
二、工科物理课教学改革
工科大学物理课程的教学改革是很复杂的,也是很困难的,不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用,应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度,与研究教学内容改革的同时,还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.
工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础),同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识,扩大学生的知识面,在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少,只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小,改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.
(一)课程教学内容改革,应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下,进一步精选经典物理内容,突出教学内容及能力培养,避免过分强调系统性和严密性等,在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分,加强量子力学和统计物理基础知识,以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题,这部分内容应侧重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分内容的讲授学时,分别约占总学时的58%、27%和15%.
(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法,不追求数学严密性,不过分强调系统性和完整性.
(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来,有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明,把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式,在计算机上把图、文、声、像集成在一起,提高教学内容的表现力和感染力,能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动,使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时,这也为教学研究提供了有力工具,为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上,加大这方面的资金投人,多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日,中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便,物理教育工作者应充分利用这一有利条件,从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验,使大家受益.
三、教学过程中的一点尝试
物理学的迅速发展,不断在广度和深度上揭示物质结构和物质运动的普遍规律.在教学实践中,我以物理课程教学基本要求为依据,在保证经典的前提下,把现代物理专题中的部分内容穿插安排在授课之中,学生反映很好.如在讲完振动与波后,由单摆的线性振动自然地过渡到单摆的非线性振动,从而引出“棍沌”,接着向学生指出了普遍存在的混饨现象,并简要介绍了混沌理论的发展及意义、激发了学生浓厚的学习兴趣,另外,我还编制了部分多媒体辅助教学软件以用于教学.如在驻波一课中,用形象、直观的动画把驻波的成因生动有趣地展现在学生面前,提高了教学质量和时效.
摘要:
从大学物理教学的现状出发,提出改革大学物理的教学思想,根据专业科学的选择教学内容,将理论课和实验课整合优化,为学生营造教学和科学研究相结合的氛围,以实现对学生创新思维和动手能力的培养。
关键词:
大学物理;创新思维;培养
一、当今大学物理教学的现状
目前,我国还有相当数量的大学缺乏对学生进行创造性思维的培养,教学过程停滞在学习科学知识的认知过程上,缺乏“研究性”和“创新性”特征,学生依然是被动接受知识,主动的探究新知识,解决新问题的积极性不高。这些弊端在大学物理教学中同样存在,即没有将课内教学和课外的科研活动有机地结合,不利于培养学生独立思维能力和实践操作能力。很多学生认为大学物理就是为相应的专业课服务的,实用性不强,专业化不够。这种片面的观点忽视了大学物理在增强学生分析和解决问题的能力,培养学生科学素养等方面的重要性。在本文中,笔者将从目前大学物理教学的现状出发,着重阐述如何在大学物理教学过程中多方位的培养学生的创造性思维和创新能力。
二、多方位的培养学生的创新能力
(一)改革传统的教学思想
将“教学为中心”充实为“在以教学为中心的前提下,以培养学生的创新能力为目的,以服务科技应用于实际为导向”,从以下几个方面培养学生的创新能力。首先是获取知识的能力。学生一方面可以通过传统的课堂教学获取知识,还可以借助图书馆或者网络查阅相关文献资料。有了一定的知识储备之后,接下来就要引导学生进行数据的分析处理,这在大学物理实验中有直接的体现,借此可以锻炼学生分析和解决问题的能力。第三点是逻辑推理能力。该项能力是物理学教学要着力培养的,也是创新性思维所必需的。教师在日常的教学活动中,应有意识的引导学生应用直觉思维,鼓励学生对新的问题创造性的提出自己的看法,逐步建立起创新的思维模式[1]。
(二)选择合适的大学物理教学内容
目前我校多数专业的大学物理课程遵循相同的教学大纲,实施的教学内容基本相同,这种做法忽视了不同专业对物理知识的侧重点不同的实质,从而使物理教学面临新的挑战:即如何保持物理课自身体系完整同时又兼顾专业特点和要求。为此,应针对不同专业的特点制定不同的教学大纲,在教学过程中体现专业化的特点。就我校而言,电子信息工程以及通信工程等专业与物理学中的电磁学部分结合紧密,汽车服务工程和轨道交通专业与力学部分结合紧密,化学专业多用到热学和光学知识。因此,在教学中应根据学生的专业有侧重点的设置教学内容,这样有助于实现大学物理课程和其他专业课的对接。
(三)实现大学物理理论课和实验课的整合
物理学是一门理论和实验相结合的学科,为了使学生对物理知识有深刻的理解,就要求在传授物理理论知识的基础上,还要借助物理实验进行印证。但就我校来看,目前大学物理理论课和实验课的开设没有实现很好的融合,表现如下:一是大学物理理论课和实验课几乎完全独立,理论课教学内容的顺序和实验课的设置不一致,造成了理论知识不能得到及时的实验验证,也不能及时指导实验。二是目前的大学物理实验教学多为验证性实验,一般是学生统一的按照固定的实验题目、仪器和方法,按步骤进行操作,记录和处理数据,对照物理理论分析实验结果。实验课纯粹就是验证现有理论,失去了物理实验促使新知识的发现这一重大作用,很大程度上限制了学生的实践和创新能力。为此,我们认为有必要对大学物理理论课及实验课进行整体优化,使其有效的配合起来,出现“1+1>2”的结果[2]。首先,应该根据大学物理理论课的授课内容有针对性的开设合适的实验题目,比如在一章结束之后即进行与该章内容相关的实验课。其次,将实验分为基础性实验和设计性实验等。在基础性实验中,着重训练学生对基本知识、技能和方法的掌握能力,主要由学生自己参照讲义动手完成实验,教师进行个别辅导,为后继实验的进行奠定扎实的基础。设计性实验则和学校的创新性项目相结合,采用启发式和开放型的教学方式,教师只作启发式引导,对于“查阅文献—拟定实验方案—数据测量和分析—撰写实验报告”这一环节,则要求学生独立完成。
(四)将学术研究贯穿于教学过程
要培养出具有创新能力的学生,必然对教师也有更高的要求,即作为大学教师,要积极参与科研活动,将新知识引入到大学物理的教学内容中去,这对提高大学物理理论课教学质量、培养学生的科学思维方法等都具有重要意义。在经典理论中加入新理论、新技术,不但可以扩充学生的知识面,还可以激发学生的好奇心和求知欲。在教学中,将物理科研融于课堂,把灌输式教学变为引导式教育,能够培养学生自主学习意识,提高思维能力[3]。在具体的教学过程中,可以结合教师本人的研究课题,设立一些比较简单的题目,对学生开放。比如笔者所在的学校,近两年开展的大学生创新性实验项目就是类似的情况。在项目的执行过程中,教师要注意把经典理论和实际应用相结合,引导学生从实际物理问题中抽象出理想化的物理模型,再利用现有理论分析和解决实际问题。
三、结语
本文针对在大学物理教学过程中,如何多方位的培养学生的创新能力提出了几点看法:首先是要改革传统的教学思想;其次根据学生的专业有侧重点的设置教学内容,将理论课和实验课整合优化,并设置设计性实验对学生开放,以培养学生的动手能力和创新精神。
作者:常旭 单位:商丘师范学院电子电气工程学院
摘要:
文章着重分析了大学物理实验教学中翻转课堂教学模式的内涵、优势和存在的问题,指出学生课前通过观看教学视频,自主学习教学内容,课堂上边操作实验,边相互讨论,寻找解决问题的途径,可以培养学生学习的主动性,提高学生分析和解决问题的能力,形成开放性知识体系。
关键词:
高等学校;物理实验;翻转课堂
翻转课堂颠覆了传统教学模式,利用网络把教师的授课部分以视频的方式展示给学生,让他们在课外自主学习,而把学生练习和分析讨论部分放到课堂上[1]。它是学与教的革命[2]。
一、大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式内涵及其优势
(一)大学物理实验教学中的翻转课堂含义
大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式,是让学生在课前自主学习教学视频,通过查找相关材料,补充相关知识,课堂上操作实验,提出并讨论问题,师生相互交流,共同寻找解决方案。此种教学模式可以培养学生学习的主动性,提高学生分析和解决问题的能力,使物理实验教学不再是学生完全被动的、机械的操作仪器的过程,而是让学生像科学家一样边思考边实验,相互讨论交流,最终得出科学结论的过程。
(二)大学物理实验教学中翻转课堂优势
第一,增加了学生主动学习的时间。传统教学模式中,学生被动接受知识后,机械的操作实验,以获得学分为目的,即便提问,也只是针对操作中遇到的问题,是完全被动的学习。而在翻转课堂教学模式中,教师只是教学活动的设计者和组织者,课堂时间全部用来引导学生思考,发现和提出问题,分析讨论和相互交流,寻求解决问题的途径,充分调动了学生的学习主动性。整个课堂教学过程不再是知识的传递过程,而是知识的生成过程。学生从知识的接受者转变为知识的探索者。第二,重视知识的内化过程。与传统教学相比,翻转课堂教学模式把教师讲授部分放到课外,而把原本放在课外的发现和提出问题,分析讨论,总结和练习等学生个人的知识消化和理解过程放在课堂上进行。教师主要通过营造自由探究氛围,组织学生讨论交流,边讨论边实验,把理论和实验结合起来,帮助学生顺利完成知识内化的过程。第三,尊重学生个体之间的差异,满足学生个性化发展的需要。传统大学物理实验教学模式是教师先讲解实验原理,实验仪器的使用方法和注意事项,然后由学生独立操作。这种教学模式的弊端在于,它是在有限的、相同的时间内,向所有学生灌输大量的“陌生”信息,忽视了学生之间的个性差异。由于有的学生缺乏相应的知识基础,无法在短时间内完全消化这些信息,导致教学效果不好。而在翻转课堂教学模式中,学生可以根据自身的情况,自主选择学习时间,管理学习进度,可以反复听课,随时查阅资料,补充相关基础知识,在线与教师互动,答疑解惑,实现个性化学习。课堂上,教师不再是知识的传递者,而是教学活动的组织者和引导者,甚至是参与者。教师积极参与到探究活动中,与学生一起探索解决问题的方法,对学生提出的方案给予及时的、有针对性的评价和个性化的指导,促进学生个性化的发展。第四,更注重学生学习能力的培养。与知识相比,翻转课堂教学模式更注重对学生获得知识能力的培养。课堂上学生在教师的引导下,通过参与问题讨论、协作交流和实验操作等探索活动,亲自体验知识的获得过程,提高学习能力和实验操作技能,而且学生的语言表达能力和合作交流能力也得到培养。翻转课堂教学模式下,师生交流互动变得更频繁,课堂外线上交流,课堂上面对面的交流,学生学会了知识获得的新方式-合作与交流。有了这些技能,学生的知识体系不再是闭合的、僵化的,只局限课本上的结论,而是开放和活化的,通过与周围信息交流,能随时得到补充和发展,应用到现实生活中,解决实际问题的。
二、大学物理实验教学中的翻转课堂教学模式设计
大学物理实验教学中翻转课堂教学模式主要分为课前知识传递,课堂上实验探究,课后综合性评价三个阶段。
(一)课前知识传递教学设计
该阶段教师要明确教学目标,设计教学方案,录制教学视频,布置学习任务。教学视频可以录制成三个,分别为讲解实验原理,介绍实验设备与仪器的使用方法,讲解实验数据处理方法。视频中,教师要提出思考问题和学习任务,用来激发学生学习兴趣,促进小组交流与合作,使学生带着问题进入课堂。根据具体的实验内容,通常教师提出的学习任务可以是设计性的,例如让学生设计某物理量的测量方法;可以是操作性的,例如让学生利用日常生活中常用物品,自制仪器;还可以是书面性质的,例如让学生通过查阅资料了解实验的历史背景和相关人物。
(二)课堂实验探究教学设计
1.学生自主学习情况信息反馈
课堂上,要求各小组组长汇报学习情况。主要包括课前进行了哪些活动,如何分工的,取得了哪些成果,存在哪些问题,有哪些体会等,便于教师及时了解和掌握学生的自学情况,同时对学生的课前学习活动起到一定的监管作用。
2.探究性实验
项目驱动教学法是20世纪80年代在德国推行的教学方法。教学中,以项目为载体,以小组为学习单位,推动学生通过运用已有知识,在分析和解决实际问题过程中,理解抽象的理论知识,激发学习兴趣,培养学习的主动性和团队合作精神[3]。大学物理实验翻转课堂教学模式,可以仿照德国的项目驱动教学法,教师将整个实验任务融入到一个现实性问题中,按探究阶段把整个实验任务分成几个小任务,围绕着这些小探究任务,结合各小组课前遇到的问题,师生团结合作,讨论与交流,实验操作,共同探究,利用实验来验证自己的想法,或通过对实验现象和过程的观察,发现"新"的理论和方法。随着课堂教学活动的深入,通过一个个小目标的实现,逐步完成整个实验。课堂上,教师不要直接给出实验操作的具体步骤,而是让学生在探究中,通过不断的尝试,自己探索出正确的操作流程,得出实验结果。实验结束后,教师要组织学生进行误差分析,找出误差产生的原因,并鼓励学生提出减小误差的方法,改进实验方案。
3.鼓励性的点评
教师的点评贯彻在整个课堂教学活动中。教师要善于发现学生的闪光点,对他们的有效行为表现给予及时的、鼓励性的点评,不但能对学生的活动提供信息反馈,强化有效行为,还能激发探究动机,促进探究活动的顺利进行。
(三)课后对学生进行全面的评价
与传统教学模式相比,翻转课堂不但注重学生获得知识的数量,更重视学生获得知识的"质量",即知识建构能力和创新能力的培养。因此,对翻转课堂教学模式中学生的评价,不能单一的只进行单一性的评价,考察学生获得多少知识,成绩提高多少,还要对学生获得能力和在活动中的情感表现等进行多元性评价,使翻转课堂教学目标在教学评价体系中充分得到体现。
三、翻转课堂在大学物理实验教学中应用遇到的问题
(一)资金投入问题
翻转课堂教学模式的顺利实施离不开网络信息技术的支持。为了保证视频质量,微课视频的录制,需要配备专业的摄影和录音设备,专业的录制和剪辑人员,还要建立专门网络平台等,这些需要大量的资金投入。大学物理实验翻转课堂需要建设具有多种功能的综合性的网络平台,能流畅和清晰的播放教学视频,方便学生自主学习教学内容;还要提供开放性的学习资源,方便学生随时查阅相关文献,补充和扩展自己的知识结构;更要能在线交流,方便学生解决疑难问题;要有在线测试,方便学生检查自己的学习成果;还要能在线提交作业,虚拟实验等功能,为学生打造个性化的自主学习环境。
(二)课堂教学活动的设计问题
翻转课堂的教学成效主要取决于课堂上学习活动的设计。教师在课堂上设计的教学活动,要能充分的调动学生的主动性,让学生相互交流,积极主动的发现,提出问题,并努力的寻找解决的方案,避免教学活动形式化。而这对于习惯以讲授为主的教师是个不小的挑战。需要有专门的翻转课堂研究人员对教师进行培训,讲解相应的教学理论和方法,对教师设计的课堂活动进行指导。
(三)学生的自主学习能力
翻转课堂中教师的教授部分是以视频的方式,放到课外进行的,这就涉及到学生的自主学习能力问题。学生能否在没有人监督的情况下,自觉利用课外时间有效的观看视频,查阅相关资料,独立自主的学习新知识。要知道,如果学生课前没有观看视频,或者只是敷衍的学习视频内容,那么接下来的课堂上的学习活动,无法顺利的进行。可以说,学生课前的学习效果,直接决定了翻转课堂的成败。
(四)师生转变教育理念
翻转课堂的顺利实施,需要师生共同转变教育观念。教师不再是单纯的知识的传递者,而是课堂教学活动的组织者和引导者,把课堂时间完全留给学生,通过组织学生讨论和交流,引导学生实验探究,顺利实现知识内化。学生也不再是完全被动的知识接收者,实验仪器的机械操作者,而是知识的主动建构者。学生要积极的参与课堂讨论,大胆的表达自己的观点,与他人交流,要有良好的交流和表达能力。而受传统教育影响多年的师生,能否适应和接受自己的新角色,成为翻转课堂能否成功的关键。翻转课堂教学模式在我国高校的贯彻实施,只靠专家学者的努力,是远远不够的。它需要建立网络化的教学环境,建设优秀的教师队伍,提高学生的自主学习能力等。
总之,翻转课堂教学模式在高校教学中的贯彻实施任重而道远。
作者:李敬然 单位:哈尔滨理工大学应用科学学院
【摘要】
正电子,又称阳电子、反电子、正子,基本粒子的一种,带正电荷,质量和电子相等,是电子的反粒子。最早是由狄拉克从理论上语言的。1932年8月2日,美国加州理工学院的安德森等人向全世界庄严宣告,他们发现了正电子。正负电子一旦相遇,则发生湮灭,是正电子的最基本性质。在这之前是不具有我们理解的正电子的最基本性质。那么对于大学生在学学物理中该如何理解正电子,本人在文章简单介绍了正电子的发现过程,让大学生对正电子的概念有一个基本的了解。
【关键词】
正电子;狄拉克方程;湮灭;空穴
1.引言
正电子的理论预言和实验发现揭开了反粒子的发现之幕,这也无疑是近代物理界的极为重要的和极其有意义的发现,它的发现标志着我们对物质的内涵有了更进一步的理解,尤其是对基本粒子的认识进一步加深。构成物质的基本粒子是既不能产生,也不会湮灭,如电子,我们通常的电子都是指带负电,而且规定电子所带的电量大小为单位电量,直到正电子的发现,对基本粒子的认识翻开了新的一页。现如今,我们发现在一定条件下,正、负电子可以相互转化,成对的产生或者湮灭。我们在认识世界的过程中,总是从感性上升到理性,通过概括和整理,使之成为概念。本文简单介绍我们该如何去理解正电子的概念,这就是本文探索的目的。
2.正电子的理论来源
1928年,英国物理学家提出了著名的狄拉克方程,该方程式描述自旋为12粒子的波函数方程,是对薛定谔方程进行洛伦兹变换得到的,它同时遵循狭义相对论与量子力学的原理,是相对论量子力学重要基础。狄拉克1928年提出了合理真空理论假说———狄拉克之海,认为这些粒子是电子的反物质,很好的解释了方程中反常的负能量问题,对反粒子的存在做出了合理的预言。此外,根据狄拉克方程求解得到的结果,电子不仅有能量取正值的情况,还有负值的情况,而且正负态关于能量为零的点完全对称。虽然这个结果很有意思,但解释起来遇到了“永动机”的问题,这与物理基本规律是肯定矛盾的。针对这个矛盾,狄拉克于1930年提出了空穴理论。该理论考虑了电子是费米子,那就必须满足泡利不相容原理,负电子填满了所有的真空状态,这样电子就不能找到能量更低的态,而且正能量态中也就没有电子,所以任何一个电子都不能找到能量更低的状态,也就是说整个系统非常稳定,电子不可能跳到能量更低的状态,对外辐射能量。此外,我们至少需要两倍于电子静止质量的能量,才能把某个电子从原来的负能态激发到正能态,可以看作一个正能态对应着一个负能态空穴。正能态电子所带电荷为-e,而且所具有的能量大于或等于一个电子静止能量,因为它们必须满足电荷守恒定律和能量守恒定律,所以负能态的电子的带电量应该就是+e,能量也应该大于或等于一个电子静止能量。这个粒子就是狄拉克所预言的“正电子”。
3.实验发现
狄拉克本人虽然对理论作出了完美的解释,空穴理论给出了反粒子概念,但实验上还并没有观测到正电子,正电子理论并没有得到学术界的承认,包括狄拉克本人,当时也不是完全确认理论自身的正确性。不过,狄拉克的预言因为找到实验上的证据被证实了。1932年,美国物理学家安德森等人在研究宇宙射线是电磁辐射还是单纯的粒子问题,观察到高能光子穿过重原子核附近时在磁场中的偏转情况,这一细节引起了他的注意,虽然当时著名的物理学家康普顿做出了解释,但并没有使安德森及其合作者信服,随着后来的观测,在云室中拍摄了一张照片,发现宇宙射线进入云室穿过铅板后,轨迹确实发生了弯曲,而且,在高能宇宙射线穿过铅板时,有一个粒子的轨迹和电子的轨迹完全一样,但是弯曲的方向却“错”了。第二年,安德森又用γ射线轰击方法产生了正电子,从而从实验上完全证实了正电子的存在,正电子得到学术界的广泛认可。
4.结束语
对于大学生本科生来说,我们大学生在学学物理中该如何理解正电子,本人认为我们大学生要了解一些有关于正电子的理论来源,从源头了解正电子的实质。当然考虑到本科生物理知识有限还不具备研究高等量子力学的客观条件所以大学生只需了解其基本大意就行,对于某些学有余力的同学可以刨根问底,可以说这对学生的学习能力能有一定的提高和发展。但我们大学生要对正电子的性质与概念要有清楚的了解,一定要区分开正电子与空穴,两者有极其相似的地方。但本质不同。正电子真实存在的。如同电子、质子一样时基本粒子而空穴则不然,它是一个为方便解决物理问题而创造出的一种概念不是真实存在的,这一点我们要清晰。
作者:许众 单位:西南大学物理科学与技术学院
摘要:
大学物理课程平时成绩考核是大学物理课程考核中的重要组成部分,平时成绩的考核是检验学生学习状况和教师教学效果的基本手段,是教学工作中必不可少的环节;本文针对我校大学物理课程的平时成绩考核模式进行研究和探讨,对目前大学物理平时成绩评定方法单一和评定过程随意的形式进行改进,旨在提高教学质量,促进教风、学分的建设和教育体制的改革。
关键词:
大学物理;平时成绩;考核模式;教学改革
大学物理课程是许多理工科学生的必修基础课程,在其专业体系课程中占有举重若轻的地位。随着教育制度的不断改革创新,对教学的要求也日益提高。平时成绩是教学过程考核中重要的一部分,对学生进行平时成绩的考核,不仅能反映教师的教学效果,还能对学生的学习状况和学业进展起到监督作用,有利于激发学生的学习动力,增强学生的自信心,促进学生综合素质全面发展。我校规定大学物理课程的平时成绩占总成绩的30%,由此可以看出平时成绩在大学物理课程考核中的重要性。如何更好地评价学生的平时成绩,是每一个教师应该认真对待的问题。
一、关于现阶段大学物理平时成绩考核中存在的一些问题
1.考核方法简单且依据单调。在大学物理平时成绩考核过程中,大多数教师考核平时成绩是以上课出勤情况和课后作业完成情况为依据,这种方法形式单一,内容片面,并不能证明学生是否认真听讲;课后作业是为巩固和检验课堂所学而服务的,且课后作业的完成情况能直接反映学生的学习态度和学习效果,但是学生在课后作业中存在抄袭行为,所以作业本并不能很好地反映作业完成情况。
2.平时成绩评定过程随意。调查显示,部分教师对平时成绩的评定工作没有做到位。课程开始时,教师只是简单地说明平时成绩的考核方式及要求,实施过程中学生并不知道考核的具体情况,课程结束后学生也不知道自己的平时成绩,即“事前不说明,事中不公开,事后不备查”。什么时候扣分了学生都不清楚,导致学生对平时成绩的重视程度慢慢降低。
二、大学物理平时成绩考核模式探讨与创新
为了达到预期的效果,笔者主要从以下五个大学物理平时成绩考核方面开展工作。
1.基本考核。这部分的考核内容同传统的大学物理平时成绩考核内容一样,以课堂出勤率和作业完成情况为主,约占平时成绩的30%,同时,为了防止学生在课堂出勤率上“钻空子”,上课点名可进行随机抽查,或上课前,或下课后,或隔几次。课后作业的完成情况直接反映学生对课堂知识的掌握情况,所以对这一部分的考核也很重要,但是目前学生存在抄袭现象,所以考核中应占比小一点,采取随机抽查的措施,同时将参考答案发给学生自行核对,找出作业中的错误。
2.课堂考核。课堂学习是整个学习过程中最重要的一个环节,课堂教学是教师授业解惑的重要形式,所以学生上课的积极性直接反映学生的学习状况。这一部分考查占20%,主要由课堂提问和课堂考试组成,课堂提问可以促进教师与学生之间的交流,也可以检验学生对教学内容的掌握情况,可对学生进行随机抽查;而课堂考试则是针对课后作业实行的一项举措,比如,上课前进行一次小测试,可以就一两个题目,这样不仅可以让学生回顾上一节课所学的知识,还能体现学生对知识的掌握情况。
3.任务类型考核。在整个学习的过程中,课后对知识的巩固也很重要,笔者将这一考核所占比例设为20%。在这一类型考核中,教师给学生分配任务,对学生的任务完成情况进行考核,任务的形式可以多种多样,比如,给出一个具体的题目让学生进行简答,或者写一篇简短的小论文等等。
4.实践类型考核。学习不仅仅是掌握课本上的知识,还要学会去应用,让理论与实践相结合,因此,这一类型考核在平时成绩考核中也是不可或缺的,笔者设定这一比例为20%,考核内容以实验和编写程序为主,大学物理实验可以体现学生的动手能力和应用能力,因此,这一部分的平时成绩考核也是必不可少的;随着时代的发展,借助先进工具解决问题是当代大学生必须掌握的一项基本技能,可通过学生完成编写程序的情况,对学生进行考核。
5.其他类型考核。这部分考核所占比例为10%,教师可以根据实际情况确定考核内容。比如,学生可通过参加大学生物理竞赛、听关于物理的学术报告等来进行加分。
三、结论
本文针对大学物理课程平时成绩的考核提出了一些举措,高度重视平时成绩在学分建设和教学改革中的重要性,积极推进大学物理平时成绩考核模式的开展,结果显示,学生对大学物理课程的学习兴趣大大增加,不仅活跃了课堂气氛,课余时间更是积极寻求新的知识,提升了创新能力和独立解决问题的能力。
作者:唐炳 单位:吉首大学物理与机电工程学院
摘要:
大学物理教学设计的理论基础,是教师进行教学的基础。设计教学的目的是为了让学生能够更好的学习,调动学生的学习主动性。教学理论知识主要来自于两个方面,一是教师教学的实践经验,二是科学研究的理论成果。课堂教学的实施是重要的环节,在大学物理教学中,力学及电磁学两部分是重点、难点,针对这两部分教学,可以根据实际情况,结合教学内容选择多种教学方法。
关键词:
大学物理;有效教学;理论;实践
一、大学物理有效教学的基础理论
(一)认知建构主义
认知主义萌发于儿童认知发展理论,其强调学习者的内部认知过程。认知建构主义认为学习是一个意义构建的过程,其在传统经验与现实经验两者的打磨中形成,同时进一步地丰富、调整自己认知结构的过程。大学物理教学涉及到很多中学就已经涉及到的重要的概念、定律等,教师可以藉此对前概念进行深入,进一步引导学生将新概念内化到认知结构中。
(二)社会认知理论
社会认知理论是认知心理学与强化理论的结合,其强调学习者的期待和对相仿的经验的认识,可以说社会认知理论是传统行为主义与认知理论的纽带。其认为行为、个体及环境三个方面都能够对学习产生影响,个体通过一系列的行为学习,即注意榜样—生成榜样—观察学得,这其中学习者一定要具有表现或抑制的动机。社会认知理论对大学物理有效教学有着十分重要的引导作用,教师可以将一些抽象、难懂的概念和定律进行讲解之后,再辅以一些例题予以演示,从而学生对这个“榜样”的过程有了全面地理解。
(三)情境学习理论
情境学习理论强调在学习过程中,个体与其他文化历史情境的彼此配合,注重过程的有效性和真实性。情境学习理论指出,学习是社会性、实践性的参与过程。当前,大学物理教学所面临的问题是如何提高学生的知识迁移能力,当学生掌握了一道题的解决方法后,再做另一道与之相似的题目就无法解答,这很大程度上与知识点的情境相关。在这种情况下,要为学生创造一个良好的学习情境,从而提高学生的学习能力。
(四)学习动机理论
学习动机理论包括内部动机与外部动机。所谓内部动机是个体在活动中的感受所决定,外部动机是奖励等所激发的动机。学习动机理论由无动机、外部学习动机及内部学习动机所建立的序列,其能够有效激发个体的学习活动。在大学物理教学过程中,只要是形成了学习动机,那么其就能够贯穿于个体的整个学习活动,学习动机影响学习效果,学习效果也影响学习动机,两者相辅相成。
二、大学物理有效教学的实施
(一)变式教学
要想让学生学以致用,将所掌握的物理概念灵活地解决实际问题,可以采用变式教学。以“质点运动的描述”为例,变式重点体现在“坐标维数变时物理量的定义式变化”、“情境变式下问题的求解”两个方面。其重点、难点在于掌握描述运动的各个物理量并能熟练示解;消除非科学前概念对科学概念的负面影响。主要实施过程为:①创设情境、引入新课;②与学生讨论分析,现实问题模型化,模型问题数学化;③不同空间维数下物理量的表达式;④已知各种不同的加速度表达式,示速度或运动方程;⑤情境变式教学,问题解决,知识迁移;⑥课堂小结并评价。教学要重视知识的情境性,比如教师可以以生活中的问题作为铺垫,引出学习的新知识。将所学的知识应用于不同的问题情境中来求解现实问题,从而强调“变中的不变”,助推学生深入理解物理概念的本质。
(二)相似性教学
在大学物理教学的电磁场部分,对学生的微分运算能力有着很高的要求。在求解基本物理量中,磁场与电场有着很大的相似性,如质心求解、转动惯量的求解过程,体现于图形、侵害微元等。主要实施过程为:①创设情境,引入新课题;②微分及积分的数学模型;③库仑定律及毕奥-莎伐尔定律;④老师讲述载流圆线圈轴线上一点磁感应强度的求解过程;⑤学生求解带电圆环轴线上一点的电场强度;⑥总结两者之间的相似处和不同处;⑦电荷分布在面上,求解均匀带电圆盘轴线上一点电场强度;求解磁感应强度;学生表述微积分求解电场和磁场的方法和思路,侧重于两者的相似点及不同点,以便能够更好的掌握能量及环流。电场及磁场的相似性教学,需要对教材内容重组,其是通过学习思维发展来对教学内容予以整合。相似性教学利用图像方法能够直观地反映微分积分的思想,能够有效地帮助学生解决带电体、载流体。
(三)主题教学
若是单摆教学在“线性谐振子”的研究层面停滞不前,就很大程度地阻止了学生认知能力的发展。可以说单摆运动是研究混沌运动的典范,在教学中引入非线性系统,能够帮助瞄准科学探索的方向。主要实施过程为:①以多媒体展示单摆模型,导入新课题;②在允许的环境下施加一个阻力,研究单摆的运动;③施加一个周期性外力时,研究单摆的运动;④总结线性运动与非线性动力的特征。以单摆为主题,充分发挥了科学研究的基本思路及方法。在了解了简单环境下物体的运动之后,慢慢将问题深入和提高。需要注意的是,不同因素要逐步添加,不能一拥而上。以单摆引出混沌,最大的价值在于能够让学生明白混沌现象的普遍性,其反映了在受近阻尼运动中的单摆、水龙头缓慢滴水的花样等,其实经典物理与现代物理十分接近。
三、结语
有效教学需要将教学理想转化为教学理念,在教学实践中中等教学理念。在大学物理教学中,有效教学具有整合的理论基础,具有多维教学目标,教学内容设计呈现多样性,教学方法应多元化。要想实现大学物理有效教学,首先要转变教学观念,确定正确的教学目标;其次要转变课堂教学范式,实现师生角色转换;再次需关注多元教学方法,注重教学的适度性。同时,有效不能流于形式,最重要的是质量的提升。
作者:孙皆宜 单位:唐山学院
摘要:
我国高中已经开始全面实施新课程改革,这给后续大学物理教学带来了很大冲击,传统教学模式不能满足发展要求,如何正确把握学生物理基础,如何开展有效大学物理课程的教学,怎样解决大学物理教学与中学教学的衔接成为大学物理教学必须要面对的课题。针对新课改标准下高中物理内容、目标及形式的变化,本文提出了加强大学物理与高中物理教学衔接的措施,以期通过教学方面的改进,让学生更好地适应大学物理的学习。为提高学生科学素养,积极探索物理发展前沿奠定了基础。
关键词:
物理课程标准;大学物理;教学;衔接
2003年,我国教育部颁布并实施了《普通高中物理课程标准》,并于2006~2010年相继全面推行新课程改革。新课程标准下的高中物理在课程体系、课程内容以及教学要求等方面进行了调整和改革,这些变化势必对学生进入大学后,学学物理带来一定影响。大学物理作为高等院校重要的一门必修课,在高中课改背景下,如何解决大学物理与中学物理的衔接问题成为当前课程建设必须解决的问题。本文就高中新课改背景下如何进行大学物理教学与同行进行商榷。
一、因材施教,针对不同专业合理选择教学内容
大学物理是以培养和提高学生科学素养为教学目标的一门基础课程,在中学物理课程改革的大背景下,大学物理教师必须掌握高中物理教学体系,为做好大学物理教学的有效衔接做好准备。2006~2010年高中新课程改革全面启动,此次高中物理课程最为明显的变化是采用模块式设计,共分为12个模块:其中必修l和必修2为共同必修模块,其余都为选修模块。这种选修的不确定性,造成高校不同专业学生物理基础的非均衡性发展,因此在强调大学物理课程内容的基础性和系统性的同时,也要满足不同基础或专业学生的需求。同时针对不同专业学生有的放矢,才能达到良好的教学效果。物理课是一门基础课,它包括力学、热学、声学、光学、电磁学、原子物理学、核物理和基本粒子物理学,并且还涉及各种交叉学科和边缘学科。在有限的学时里要想完成所涉略的全部大学物理内容是无法做到的,所以在教学实践中依据不同专业要有所侧重和取舍。我们对新入学的新生进行问卷调查,了解其在高中选修模块的情况。然后根据学生选修模块的情况和不同院系专业的需求,把学生分成不同层次的教学班。按照需求教学,并适当补充高中没有学习而后继课程又需要的内容。根据不同专业合理选择教学内容,为专业教学打好理论基础。我校在这方面做了有益的尝试,针对不同专业院系的要求将大学物理分为两个层次,针对不同专业来设计不同的课程内容和教学大纲,教学内容的侧重点各有不同。特别针对文科学生开设了《物理与文化》素质课程,有效结合学生基础和起点,努力做到搭台阶,小步走的教学策略,从实际教学效果来看,确实做到了大学物理的教学和专业的有效衔接,起到了培养文科学生学习物理的兴趣的作用。
二、针对高中教材新增内容,引入相应演示实验,重在培养科学素养
现代的教育理念均强调:教师为主导、学生为主体,从传统教师讲授向合作式、探究式的教学方式转化,要遵循学生的认知规律、激发学生学习兴趣、发掘学生学习潜能,引导学生自己探究和学习。新课程标准指导下的高中物理教材增加了很多与实际相联系的内容,针对高中教材新增加的内容,大学物理教学中要积极引进先进的演示实验作品。对于那些在生活中难以见到的物理现象,由于学生头脑中缺少感性认识和体验,仅仅通过教师讲授来传输相关内容,学生接受起来是困难的,如果在教学中加强相关的演示实验和分组实验,给学生创造体验的环境和机会,从理论走向实际,从认识肤浅走向亲身体验,在这样的过程中学生通过观察、探究、实验分析等过程,培养了学生的观察力、实践能力、分析能力和创新能力。演示实验已经成为大学物理课堂教学的有机组成部分,在物理教学中发挥着极其重要的作用。对于那些操作简单,实验现象明显的演示实验(如圆锥爬坡、尖端放电)一定要在课堂上演示,而对那些科技含量较高,无法在课堂上演示的,就安排在物理实验的演示室中进行。演示实验进课堂,不仅激发了学生的兴趣,同时课堂参与热情和活力都有所加强;演示室的现场观摩,更大激发了学生创新热情,引起了学生的更大思考,实验的强化使课堂教学形式更加丰富。
三、加强经典与近代的融合,课程内容现代化
从高中物理新教材内容可以看出:高中物理在注重基础知识的同时,增加了与实际联系比较大的内容,紧密联系现代科技和社会问题。而现行的大学物理教材:在经典物理部分与高中物理内容重复较多,而近代物理内容却偏少,涉及前沿问题的内容也较少,没有体现物理在科技进步、航天技术、军事竞技等各领域中的生命力,课堂枯燥、教学乏味空洞、学生没兴趣、教师失去教学的幸福感。为了加强经典与近代的融合,在教学中可以放手让学生搜集整理近代物理发展与实际生活的联系、现代物理分支学科和交叉学科的前沿内容,编辑整理成教学素材,依据不同专业学生的基础和实际,进行适当的介绍和讲解,在与经典物理内容相关的近代物理要进行扩展和加深,如以每年公布诺贝尔物理奖为契机,及时将相关内容和材料背景做成PPT,并将相关研究的最新进展也补充进来,最快的时间介绍给不同专业的学生。将近代物理测量分析方法的内容补充到教学中,如激光扫描自动测平、X射线衍射、红外测温、扫描隧道显微镜、高效液相色谱、电泳、差示扫描量热技术、核磁共振、磁共振成像确定结构、激光俘获、CT、时间分辨光谱等等,结合学校不同专业的特点,可以将相关仪器和内容与学科进行有效联系整合,让学生看到所学内容与现代技术发展是紧密联系的,深切体会物理思想、方法是物理学发展的根基和精髓,让学生感受前辈大师留给我们的宝贵智慧,使学生在精神上受到感染和影响。
四、拓展知识,注重内容更新,课堂教学应用化
针对高中新课程标准,后续大学物理教学也必须做相应的衔接调整,要注重内容更新,课堂教学应用化。物理学的基本原理在日常生活和工程技术中有非常广泛的应用,在讲述物理学理论时能够与现实问题联系起来,物理课可以变得生动有趣,同时学生的综合素质也会得到提高。教学上进行教学内容拓展,强化物理学的科技含量,紧密联系生产实际,如讲热力学第二定律时介绍厄尔尼诺现象;讲方均根速率时介绍同位素的分离和植物的光合作用;讲到致冷机时分析冰箱和空调的原理;讲磁场介绍了电子显微镜中的磁聚焦原理;讲传感器时可以给学生介绍光纤光栅传感器在大型建筑(桥梁、高楼、机场、舰船、飞机等)健康安全方面的智能监测;讲到光栅衍射,可以从光栅衍射拓展到单色仪等。在教学中引入这些内容,不但使得教学内容充实饱满,也使得所教的理论知识与社会科技进步紧紧联系在一起,培养了学生学习兴趣,唤醒学生内心的创新意识,激发了学生的创新热情。结合教师的科研成果更新教学内容,还可以激发学生追求真理、崇尚科学、勇于探索的热情。新课标背景下如何能够让刚刚进入大学学习的学生低台阶顺利做好过渡和衔接,使得大学物理学的教学得以顺利开展,能够让学生在学习期间比较全面、系统地掌握大学物理相关内容,并将所学习的知识与实践联系,还有很长的一段路要走,对于大学物理教学的深化改革,还需要我们在实际的教学和工作中不断地做出调整和探索。
作者:朱文霞 李宝臣 王乐新 单位:黑龙江八一农垦大学理学院 大庆市萨东第四小学
摘要:
以“陀螺的进动”为例,从课程内容的设计,教学策略的优化和教学过程的实施与评估,讨论了研究型教学模式在军校大学物理课程中的应用,并就研究型教学模式对军校学员研究能力、创新意识与团队合作精神的培养做了初步探讨。
关键词:
研究型教学;陀螺效应;军校;创新能力
一、引言
研究型教学模式已经在国内外大学课程中被广泛运用并取得了显著成效,受到越来越多教育工作者特别是大学基础课程老师的认可与推崇。所谓研究型教学,其基本内涵可以概括为[1]:以知识为载体,以能力培养为主要内容,将学习、研究和实践三者有机结合,充分调动学员的主观能动性,引导学员高度参与,达到培养学员分析问题、解决问题的能力和创新精神的目标。与传统教学模式相比,研究型教学模式通常采用讨论式、启发式教学和基于问题的教学方式来开展教学工作。因为这种教学模式变教师为引导者,学员为主体,同时教学内容丰富多样,教学方法灵活多变,因此极大地提高了学员的学习兴趣,有效培养了学员的综合素质,提高了学员的研究能力,受到诸多大学特别是工科院校的青睐。在军校基础课程中开展研究型教学非常必要。目前我军正处于新军事变革和跨越式发展的关键时期,要培养未来高素质新型军事人才,必须对军校现有教学方法进行适当改进。以“大学物理”等基础课程为例,这就要求教员必须针对原有教学模式,在教学内容、教学方法以及教学环节的设计和教学效果的评估等方面做出相应调整。研究型教学模式强调以学员为中心、教师为引导,教学内容注重研究的深度,在强调学员个性化思想的同时,特别注重学员发散性思维和研究能力的培养,因此也逐渐成为军事院校新型高素质军事人才培养的有效手段和拔尖创新人才培养的重要途径。
二、“大学物理”研究型教学的基本策略
大学物理是培养军事院校生长技术军官和指挥军官的一门重要基础课程,是学员后续专业课程学习的理论基础,在学员知识结构的构建过程中起着不可替代的关键作用[2]。从目前国内大部分工科院校所采用的《大学物理》教学大纲看,其涵盖的知识模块多,从普通物理学的力、热、光、电到量子力学,再到相对论,公式推导多,理论性强,是历年来本科学员心中“始终不可逾越”的一座大山。在大学物理传统教学模式[3]中,我们在教学过程中过分突出了知识的传授、注重打牢基础,缺乏军事应用教育,这与目前所强调的“要坚持面向战场、面向部队,围绕实战搞教学、着眼打赢育人才,使培养的学员符合部队建设和未来战争的需要[4]”是有所偏离的。因此,传统的大学物理教学模式已经不能满足新形势的发展,需要在教学形式、教学内容和教学评价等诸多方面做进一步改革[5]。大学物理有其鲜明的课程特点,即物理图像清晰,内在逻辑严密,基本物理规律大多来源于生活等,这为我们在大学物理课程中开展研究型教学提供了很好的切入点。当然,我们也必须注意到,整个大学物理课程也面临很多问题诸如课时多、内容多、学员人数多并且基础参差不齐等,如何开展研究型教学是一个巨大挑战。特别是在军校,学员军事训练任务重,课余时间不足,活动场所受限,学习资源(如网络)有限等不利因素较多的情况下,如何有效开展具有军校特色的大学物理研究型教学是值得广大基础课教员思考的紧迫问题。针对这些实际情况,同时考虑到学员各专业的特点和未来学习的需要,我们近年来在大学物理研究型教学方面做了一些初步尝试。首先,我们根据大学物理知识点较多的实际情况,依据学员的专业方向合理选取部分内容开展有针对性的研究型教学。例如,在《力学》中刚体力学部分,我们选择“陀螺的进动”开展研究型教学,在相对论力学中选择“尺缩效应与动钟边慢”开展研究型教学,再比如电磁学中的导体部分、力学中的碰撞问题、热学中的多方过程以及光学中的折射衍射等等。这些知识点蕴含的物理与生活实际息息相关,很容易切入并被学员接受。这样,大学物理每一个知识模块都可以选取1~2次课(2~4学时)来开展研究型教学,原来被“耽误”的内容可作为选讲或者略讲,将主要时间和精力放在学员创新能力培养上。这种教学模式要求在课程的评价和学员的最终考核上不能以偏概全,因此要在顶层上作进一步设计,如将研究型教学中学员的互动和学习报告甚至学员的某些奇思妙想纳入最终考核,同时在闭卷考试部分加入对开放性问题的讨论,减少对纯粹知识点的考核,注重对学员创新能力的考察。下面,我们就以力学中“陀螺的进动”为例,探讨如何在军校大学物理课程中开展有针对性的研究型教学。
三、“陀螺的进动”研究型教学设计
“陀螺的进动”是大学物理“刚体力学”部分的重要组成部分,是将大学物理的基础理论与军事高新技术紧密结合的具有重要军事应用前景的知识点,对于军事院校部分专业如导航、定位和激光陀螺等学员具有承上启下的桥梁作用。
(一)教学对象与教学目标
授课对象为光电科学与工程学院军用光电和信息光学两个专业的全体本科生,掌握好“刚体的进动”基本知识对于这批学员后续专业课程的学习具有重要意义。此外,电子科学与工程学院及理学院部分专业也从事惯性导航相关基础研究,努力学好这部分内容对于学员未来从事相关科学研究和熟悉相关武器装备十分必要。本节课的教学目标可以从三个方面概述:知识的获取、能力的培养和素质的提升。首先我们可以通过行进中的自行车和陀螺倾而不倒的生活案例出发,在知识获取上使学员能了解刚体进动(旋进)和定向性的基本知识,理解进动角速度公式的推导方法,让学员进一步掌握对抽象物理问题做简化模型选取的研究方法,这是在知识层面学员要达到的目标。其次,在学员创新能力培养上,我们希望通过“陀螺的进动”的学习,使学员能够灵活运用进动的知识来解决实际问题,比如解释摩托车转弯的问题、枪膛来复线的问题等等,培养学员独立思考的习惯、分析和解决物理问题的能力。最后在军校学员基本素质的拓展上,我们希望通过这部分内容的学习,让学员针对一些前沿开放性研究课题,特别是武器装备如直升机旋翼的问题、导弹定位和惯性导航等问题,开展探究性学习,进一步拓宽军校学员的知识面,培养他们理论联系实际的能力和团队合作精神等。在具体教学环节中,我们始终注意对学员严肃的科学态度,严格的科学作风和科学思维方法的训练,使学员在领会基本知识的同时,掌握科学的学习方法,真正实现从“学会”到“会学”再到“会用”。
(二)教学内容与实施
考虑到学员已经在前面系统学习了刚体的基本知识,具有较好的基础,在学习“刚体的进动”及陀螺的定向性等内容时,我们力求将重点放在进动的应用上。同时,作为研究型教学的课程内容,必须将教学内容与学员的生活体验、专业特点等密切结合才能让生硬的物理知识充满“灵气”,构成能够看得见摸得着的整体。因此,笔者在教学过程中遵循“接地气、重思考,挖本质、学能力”的原则来设计教学内容:
1.生活案例引入。自行车行进和陀螺倾而不倒的问题。首先通过行进中自行车不倒而静止的自行车很容易倒下的生活实例,逐步引导学员思考内在原因,从而引出陀螺的进动基本概念。在讲授陀螺的进动时,可以采用演示实验和视频播放的方法,让学员亲眼看到高速转动的陀螺倾而不倒的神奇之处。
2.基本知识传授。陀螺的旋进。不考虑空气阻力,由刚体定轴转动的角动量定理得出陀螺的重力矩和角动量垂直。然后与匀速圆周运动作类比,自然引出结论:与角动量垂直的力矩并不改变角动量的大小,但会引起角动量方向的变化,从而产生刚体的旋进现象,即进动。
3.思维拓展训练。摩托车转弯问题。这部分内容是对上述知识点的应用和有效拓展,要引导学员理论联系实际,培养他们利用已有知识分析问题、解决问题的能力。为进一步提高学员对科研的兴趣,我们给出美国《Science》上发表的有关自行车进动与稳定性的科研论文[6],让学员瞬间感受到生活中的物理竟然如此“高、大、上”,只要注意观察,身边处处皆物理。这部分教学内容在历届学员中反映效果良好,可以让他们对看似枯燥无味的力学知识产生强烈的求知欲和浓厚的兴趣。
4.军事高科技应用。枪管中的来复线、响尾蛇导弹、三轴陀螺仪和激光陀螺。这部分内容与军事装备密切相关,是针对军校部分专业学员量身定做的。一方面,陀螺的进动会提高子弹精准度;另一方面,陀螺的定向性在军事上有重要应用。同时,作为拓展思维的重要组成部分,还要让学员知道,陀螺惯性导航系统的转子转速高达每分钟数万转,如果转子稍不对称就会对各个支撑轴产生巨大的作用力而使其损坏。在此基础上自然引出无转子陀螺如激光陀螺等高科技前沿,进一步拓展学员的科学视野。
5.探究性学习。通过前面基础知识的学习和案例的讲解,我们列出一些前沿开放式研究课题供学员分组讨论,这些课题包括但不限于:地面摩擦力、空气阻力和轮胎变形等对自行车稳定性的影响;陀螺效应在直升机飞行过程中的作用;陀螺进动的同时伴随的章动及其应用等。这些研究课题紧扣生活实际和军事前沿,既结合了学员专业特点,又有着浓厚的军校特色,不但可以进一步巩固学员对基本知识的掌握,还可以培养他们的发散性思维。在具体实施过程中,我们将每次课题讨论分为蓝方和红方,针对课题研讨内容互相提问,共同提高。对于研讨后的论文和报告,我们要求学员通过学校图书馆、军网MOOC平台、互联网等广泛调阅资料,分工合作,一个小组就是一个团队,队长由成绩较好、具有一定组织和协调能力的学员担任,并与教员保持密切沟通,随时报告学员反映的问题和存在的困难并尽快解决。
(三)研究型教学的成效与评估
为了对比研究型教学的实际效果,笔者在2015年两个教学班做了对比实验。这两个教学班都采用相同的教材,学员基础相近,入学成绩和生源分布都基本一致。其中一个教学班我们采用的是传统的教学模式,以教师讲解为主,学员主要是“预习、听课、练习、考试”;另一个教学班针对部分课程内容开展了有针对性的研究型教学,以学员讨论和回答问题为主,教师引导学员主动学习。笔者在施教的过程中很明显地感觉到,研究型教学班的学员学习兴趣被极大的调动起来,课堂气氛十分活跃,学员回答问题络绎不绝,基本没有瞌睡的现象。一个学期下来,初步统计有25%的学员课堂回答问题超过30次,约80%的学员一个学期回答问题超过15次,全班所有学员至少参加了一次课题讨论、调研和实验设计。这与传统教学班完全不同———回答问题基本靠点名,上课有相当部分同学注意力不集中或者打瞌睡,期末考试部分同学靠突击。此外,值得一提的是,通过开展研究型教学,学员广泛阅读资料,调研文献,知识面得到了拓展,同时分析问题、解决实际问题的能力有了显著提高。对于一些前沿科学问题和新概念武器问题,部分学员思维十分活跃,提出了一些“奇思妙想”,极大地丰富了课堂教学,令督导组专家和教员本身深受启发。谁又能否认,未来战场上这些“奇思妙想”不会实现呢?这不正是我们军校需要培养的科学素养吗!最后,对于如何评价研究型教学,我们在施教过程中也做了初步尝试。首先,在平时成绩的考核部分,我们采用积分制,将学员的讨论和发言包括回答问题做统计纳入平时成绩。同时,每次课题讨论包括论文都按照等级打分,纳入考核。在期末考试部分,我们力求增加开放性课题作为附加分。实践表明,通过开展研究型教学,极大地调动了学员的积极性和参与度,学员分析问题和解决问题的能力得到了提高,初步具备了从事科学研究所必需的团队精神和创新能力。这种研究型教学的初步尝试虽然还存在或多或少的实际问题,比如,某些知识点讲解不够透彻,理论推导不够详细,部分内容还有删略,学员课余时间占用过多等等,还需要在以后的实际教学过程中做进一步优化。
四、结束语
研究型教学对于新型高科技军事人才和拔尖创新人才的培养至关重要。本文以“陀螺的进动”为例,从课程内容的设计,教学策略的优化和教学过程的实施与评估,讨论了研究型教学模式在军校大学物理课程中的应用。实践表明,这种有针对性的研究型教学模式可有效培养学员的研究能力、创新意识与团队合作精神。
作者:余同普 邹德滨 银燕 邵福球 黄明球 单位:国防科学技术大学理学院
摘要:
微课,顾名思义就是将课程进行精简和微缩,一节微课往往只针对一个知识点进行讲解,表达方式不再局限于教师和学生的面对面讲解,而是运用视频或者音频等多媒体手段来进行授课。本文就将就这一新型的教学资源进行剖析,探索如何将微课作为大学物理实验教学的催化剂。
关键词:
微课;大学物理实验;新型教学资源
“微”,作为21世纪的一个新概念,最初是从微博中兴起的。很快,人们将微博作为微时代的开端,萌生出了微电影、微小说、微信等等新型的内容。微时代不光影响了娱乐和通讯行业,教育领域也越来越受到微时代的影响。微课、微视频等等教学资源逐渐成为教学过程中的一个重要的辅助工具。其中受到最广泛应用的就是微课。微课作为微时代以及多媒体快速发展过程中的一个优良产物,在满足教师教学要求的前提下,为学生提供了更多元化的学习方式,满足各更多学生的个性化的学习要求。物理学是每一个理工科学生在大学阶段必须要学习的基础性学科,作为整个自然科学中的基础学科之一,物理实验的重要性不言而喻。大学物理实验与物理理论课程相比,最大的优势就是能够让学生通过自己的实践感受到物理原理的神奇与奥秘。相对于较为枯燥的理论学习,物理实验课程无疑丰富了课堂的趣味性,同时也最大程度的发挥了学生的动手能力和创新能力。在培养工程技术人才中有着至关重要的作用。在物理实验课堂中,可以锻炼学生的观察、分析、质疑、探究、总结以及解决问题的能力,这些都是日后学生走向社会是所需要具备的基本能力。
1微课及其特点
“微课”,作为教师教学的手段之一,是将视频作为主要载体,记录教师讲授某个知识点、专题或者是实验活动的全过程,针对于教学中存在的某些难点和重点,进行针对性的讲解。微课往往短小精悍,就某一知识点进行深入剖析,具有较高的独立性、完整性以及示范代表性。传统的课程一般是针对某一章节进行讲解,而微课一般是针对某一难点进行深入分析,可以让学生在课下有针对性的进行巩固学习。和传统教学资源相比,微课更加生动、代入感更强,满足了教师和学生在课下依旧可以“交流”。相较于传统教学资源,微课具有如下特点:
1.1教学时间相对较短。微课的核心内容是教学视频,该视频的时长一般在十到十五分钟左右,最长不会超过二十分钟,因此相较于传统的四十五分钟一节的大课来说,微课可以算是一个片段或者示例。
1.2教学内容相对集中。在传统教学过程中,教师往往会在课堂上将某一章节的全部内容教授给学生,学生一直处于被动灌输的状态之下。而微课与传统课堂的区别恰恰是将问题集中、突出出来,将更多的时间用在某一章节的重点和难点上。至于其他的相对容易理解的知识点,可以让学生自行理解领悟,遇到问题后再进行有针对性的交流。这样一来,学生锻炼了自主学习和解决问题的能力,教师也能够更加清楚的了解学生问题所在,给予更加有针对性的辅导。
1.3资源容量相对较小。从视频大小上来说,微课的视频以及相关辅助资源的总容量一般在几十兆左右,视频格式支持网络在线播放,这样一来,学生和教师不光可以使用电脑观看微课,还可以将视频下载到手机等移动设备上。这样一来,能够让学生将一些零碎的时间利用起来,使得时间最大化。
1.4资源情景化。微课由于时间较短,因此要求教学内容主题突出、有明确的指向性和针对性,并且要相对完整。微课一般是将重要的知识点从课堂中剥离出来,因此微课要保证不脱离原有的教学环境,给学生足够的代入感。微课的作用不光是成为教师在课堂上的一种教学资源,更重要的是能够让学生在课下反复回顾和消化课上的难点和重点。因此,微课的内容必须精益求精、主题鲜明、结构紧凑。微课的出现也成为促进教师提升自身教学水平和转变教学风格的原动力之一。
2教师讲授微课的基本要求
课堂作为教师传授知识最主要的战场,讲授是整个教学过程中最重要的环节之一。微课虽然是微时代下的一个新兴产物,变换了承载形式,但是其主旨没有改变,因此教师在微课教学过程中必须做到以下四点:第一,迅速切入课题。由于微课的教学时间比较短,因此之前的铺垫不能冗长。教师可以选择一个比较有代表性的问题、经典的原理或者是生活中经常出现的一种物理现象;也可以承接上堂课的内容;亦或者可以直接开门见山的进入课程。总之,教师务必要保证节省教学时间;第二,讲授的线索务必清晰。微课的重点在于微,因此课程必须要保证有且只有一条线索。灵活运用这一条线索引出知识点,并且在此基础上对重点问题进行剖析。争取在有限的时间里以最高的质量完成教学任务;第三,语言生动得体。在微课教学过程中,由于没有与学生之间的互动,只有教师单方面的讲授,因此教师讲解知识点时的语言就显得特别重要。在讲授过程中,教师应当保证语言生动,能够给学生足够的吸引力,并且语言要有感染力,关键是语言表述要准确,逻辑性强,思路清晰,便于理解;第四,板书要简单。由于微课时间有限,板书在微课中应适当减少,板书在微课中的存在主要是对重点内容起到强调作用。在微课教学过程中,教师可以将板书提前准备在纸板或者小黑板上,当讲授到相关内容的时候直接放上来即可,大大节约了教学时间;第五,课后要小结。在微课的结尾处,教学需要拿出几分钟的时间对整个微课讲授的内容进行概括和汇总,并且着重强调重点难点问题。微课的小结,不需要面面俱到,只要能够将科学的学习方法和实验思路传授给学生即可。
3微课的优点
和传统的课程相比,微课所需要的时间更短,学生观看的时间和地点更为灵活多变。另外,和传统课堂不同,一节微课只有一个线索和重点内容,针对性和侧重点更明确。微课能够培养学生自主思考的能力,一些相对简单的问题能够自己解决,从而培养了学生的自主思考和解决问题的能力,可谓事半功倍。
结束语
微课作为一种新型的教学手段,能够有效的增强课堂教学效果,但微课对于教师的教学水平以及对相关知识的了解程度提出了更高的要求。从另一方面看,短小精悍虽然是微课的一大优点,但是暴露出其无法在深度和广度中加以拓展的弊端。因此,想要利用微课这一新型资源提高大学物理实验课程的教学效果,还需要教育工作者的不懈努力和探索。
作者:唐茂勇 迟建卫 高兆辉 徐建萍 汪彦军 单位:大连海洋大学
【摘要】
教育在新的时期取得了举世瞩目的成就,在此过程中教学在发展的过程中同样取得了不少的成就,在教学过程中出现的新理念、新方法使得教育发展的质量和效率不断提高。同时在教学发展的背景下,教学在发展的过程中暴露出不少的问题值得我们去思考,在实践中不断寻求解决问题的措施。大学物理实验教学中也是如此,在新时期发展迅速,但是不得不承认的确存在一些问题制约着其教学质量和效率的提高。本文主要是对大学物理教学的思考和建议,希望可以起到抛砖引玉的作用。
【关键词】
大学物理;实验教学;存在问题;解决措施
1大学物理实验教学发展现状概述
大学物理实验教学是大学物理教学的重要内容之一,对于学生学习物理知识来讲十分重要。在整个物理教学发展过程来看,实验教学是十分有效的教学方法,在此实验教学发展的过程中受到了师生的一致好评,取得了不错的成绩。在新的时期教育不断发展,课程改革不断深入的背景下,物理实验教学也发生了巨大的变化,受到课改的深刻影响。其中在物理实验教学的过程中出现了一系列新的教学理念和教学方法,使整个大学物理实验教学的面貌焕然一新,同时一些新的教学设备的使用也使得物理实验教学的质量和效率不断提高。在新的时期教学发展迅速的过程中,大学物理实验教学在具体的实践过程中仍然存在不少的问题,比如说学生参与实验的积极性和主动性不高,学生的主人翁地位得不到充分保障;教师在引导教学的过程中效率不高等等都制约了新时期大学物理实验教学质量和效率的提高。
2大学物理实验教学取得的成就分析
新时期大学物理实验教学在其发展过程中受到教育发展所带来的影响,整个大学物理实验教学的质量和效率较之前都有明显的提高。在经过仔细调查,认真研究之后,我对大学物理实验教学所得成就作如下分析:
2.1教学理念和方法得到更新
教学过程需要有教学理念和教学方法的指导,在大学物理实验教学的过程中也是如此。在新的时期教育不断发展,课程改革不断深入的背景下,大学物理实验教学过程中出现了大量新的教学理念和教学方法。其中最为有效、应用范围最广的应该是师生角色的相互转变、合作教学方法。教师从教学的主导转变为教学的引导者,学生转变为课堂的主人,在教学过程中发挥主体作用。同时在大学物理实验教学的过程中,合作学习法的使用,使学生之间相互联系,共同分享思维,促进了思维的交流和碰撞,使得整个教学的面貌焕然一新。
2.2教学与科技联系日益密切
21世纪是科技发展的时代,科技与社会生活联系日益密切。在大学物理实验教学中也是如此,大量科技产品在教学过程中的使用,使得整个大学物理教学变得十分方便、简洁,充满时代特色。在我们对大学物理实验教学的过程中进行分析之后发现,多媒体信息技术的使用,使大学物理教学的效率和质量得到提高,整个教学过程中,学生的积极性和主动性得到提高,而且教师的个人素质得到不断提高,整个教学焕然一新,教学取得了巨大的成就。
2.3师生共同取得了巨大进步
在新的时期大学物理实验教学的发展迎来了机遇,同时也面临着巨大的挑战。在实践中教师和学生之间彼此共同合作,相互联系,迎接挑战,把握机遇。教师的个人专业素质不断提高,给学生提供了更高质量的引导。同时学生参与学习的兴趣得到激发,积极主动的参与到教学之中,学习方法变得高效便捷。从而教师和学生都取得了巨大的进步。
3新时期大学物理实验教学存在问题
在新的时期大学物理实验教学取得重大成就的背景下,我们发现在具体的实践教学中仍然存在一些问题值得引起我们高度关注。在调查分析之后发现其中存在的问题主要表现在以下几个方面:
3.1新理念新方法的使用受到阻碍
在新的时期虽然新的教学理念和教学方法盛行,给整个教学带来巨大的变化,但是在具体的实践中我们发现新理念和新方法受到了巨大的阻碍。大学物理实验教学发展历史悠久,传统教学理念和教学方法根深蒂固,在整个教学的过程中我们发现新时期出现的新方法和新理念并没有完全发挥作用。比如说教师和学生之间的角色转换存在问题,教师在新时期仍然处于主导地位,学生依然在被动的接受教育,教师没有发挥引导作用,学生的主体地位没有得到尊重,制约了整个大学物理实验教学质量和效率的提高。
3.2教师个人综合素质不过关
教师是教学活动的主要参与者,从古到今,教师在教学过程中扮演的角色不可替代,发挥的作用不容忽略。在整个教学发展的过程中我们发现新时期教学给教师提出了更高水平的要求。新教学理念和教学方法,以及新教学设备的出现和使用,都要求教师有较高的综合素质来满足实践需要,但是在我们调查分析中发现,教师的综合素质不达标,导致教学理念和方法以及教学设备的作用得不到最大化发挥,制约了新时期大学物理实验教学质量和效率的提高。
4新时期提高大学物理实验教学质量和效率的具体措施
新时期大学物理实验教学存在的问题要在实践中不断找到解决问题的措施,促使其不断完善。在调查分析之后我认为可以从以下几个方面入手思考:
4.1加大宣传力度,扫清思想障碍
充分利用新时期的媒体优势,广泛利用学校广播,黑板等宣传手段,对新时期出现的新理念和新方法进行广泛全面的宣传,促使教师和学生对新时期的新理念和新方法有全新的认识,从思想上提高重视程度,从而不断为教学质量和效率的提高提供源源不断的智力支持和方向保证。此外通过对新时期新内容的宣传,可以有效的扫清传统理念的阻碍,为新理念和新方法的使用打下基础。
4.2改善培训质量,提高教师素质
教师在新时期教学中发挥的作用十分关键。要从教师入手,积极开展多种形式的培训活动,促使教师专业素质得到不断更新,不断提高教师的个人专业素养,同时鼓励教师广泛学习,不断扩展自身知识层面,不断提高个人综合素质,以此来满足教学发展的新要求。同时教师要树立新的教学理念,与学生建立新型的师生关系,促使教师和学生之间相互联系,实现双赢、
5小结
新时期大学物理实验教学要紧握时代脉搏,积极使用新时期出现的新思想新理念,不断促使教学的自我完善和自我发展。在教学的过程中从思想角度入手,全面提高重视程度,促使教师和学生端正学习态度,积极投身教学实践,促进教师个人综合素质的提高,以此来适应教学发展的新要求。从而促使大学物理实验教学的质量和质量不断提高。
作者:李忠 单位:长春理工大学光电信息学院
摘要:
在科技不断进步的今天,社会对于科技型人才的需求越来越多,对于学生的科学素质要求越来越高.物理实验教学作为培养科学技术型人才的课程之一,越来越受到众多高校和教师的重视.如何让学生认识到实验在物理教学中的作用是提高物理实验教学的重点.本文通过了分析目前大学物理教学中存在的问题以及实验在大学物理教学中的意义,并提出了改善大学物理教学效果的相关措施.
关键词:
物理实验;大学;教学质量
1目前大学物理教学中存在的问题
物理学是研究物质的运动规律及其相互作用的学科,一般大学的物理教学过程分为两个部分,分别为“理论教学”和“实验教学”.大学物理教学目标是要求每一位学生都能够领会物理专业理论基础知识、掌握科学实验的基础知识、熟悉各个物理实验的方法并领悟其核心技巧,并且能够恰当地将这些理论知识和科学实验知识运用到实践操作当中去.相对于高中的物理课程,大学的物理教学内容没有那么细致和复杂,教材编者针对教材改革对大学物理教材进行了简化.但是,很多学生甚至是教师对于物理实验的认识存在着不足,这种情况会直接影响到学生学习物理的态度和对物理问题的理解,给教师的课堂教学带来很大的难度.现在的大学物理教师在授课的时候都是以书本的内容为主,对书本上的实验进行反复的讲解和操作,使得实验课程缺乏创新.有些学生在高中或者是课外的时间已经对大学物理实验有了一定的认识和研究,固定式的实验练习对于这些学生而言是比较无聊和枯燥的.大多数的教师都是在不断地用实验验证物理教材中已有的定律,长期下去,学生会觉得这种实验没有挑战性和趣味,从而失去学习的兴趣.除此之外,理论教师和实验教师不同,大多数的高校都是大学物理教师对学生讲解物理定律和定理,到实验室由实验教师带领学生进行实际操作.这样的教学模式使得部分学生没有办法很好地将理论与实践完全结合起来,因为理论与实践的地点不同,学生在接受完专业理论知识的教学后,难以在这么短的时间内将这些内容记牢和理解,到了实验室可能都已经忘记了理论知识的内容,即使实验教师讲解,也很简略.如今的大学生的学习时间相对比较自由,老师对于学生的管束也比较松懈,这种情况导致学生没有过多的重视学习,对于物理实验这一块也没有进行相应的预习准备.加上有的教师在进行实验的时候直入主题,没有给学生过多的思考和准备时间,导致学生在做实验的时候只能盲从,没有一个准确和清晰的思路,从而难以完成实验的数据记录工作.另外,物理实验的考核受到了诸多因素的影响,导致考核方式过于死板,这在很大程度上挫伤了学生的学习积极性以及教师的工作积极性.
2实验在大学物理教学中的作用
目前的很多大学生对于物理实验的认识不足,不知道物理实验课程存在的意义.大学物理实验课程的开设目标是培养一系列的科学技术型人才,培养学生的创新能力和动手实践能力,以适应现代社会的需求.基本上物理实验都是假设在理想条件下进行的,排除了各种外界不稳定因素的影响.这种课程可以让学生在任何一个条件下进行实验,通过一系列的技术性的实验来预测书上的定理和定律,并由此获得新的知识和信息.学生在进行实验的时候必定有着诸多成功和失败的例子.成功的实验不仅能够揭示大自然的奥秘,还能够解释生活中许多“奇怪”现象产生的原因.失败的实验则可以让学生认识到自己对于物理理论知识的理解不够充分.
2.1为学生提供必要的生活知识
物理中的许多内容都与我们的日常生活有着重大的关系,但是其中的诸多原理学生们却不得而知.学生可以通过书本上的理论知识将这些现象通过实验显示出来,让学生充分地了解生活中常见的物理现象是由什么因素组合产生的,使得学生能够获得丰富、正确的生活知识.
2.2深化学生的理论知识
大学物理课本上的很多概念以及定律都是比较抽象和复杂的,学生即使能够大致地了解这些知识,但是还是很难对其有全面的理解和记忆.学校安排的实验教学则可以将这些复杂的知识点和概念通过实验演示出来,将枯燥乏味的文字表述变成生动形象的演示,使得这些重点和难点变得容易理解和记忆.实践是检验真理的唯一标准,只有让学生亲自验证定律和定理的真实性,认识到物理现象是真实存在于我们生活当中的,而不是虚无飘渺的,增强学生学习物理的兴趣,让学生认识学习物理的重要性.
2.3培养学生的动手实践能力以及观察能力
一般大学物理实验教学过程分为三个步骤:第一步,老师先对实验进行讲解和操作;第二步,学生自己动手开始操作;第三步,学生记录实验的相关数据,并对数据进行相应的处理.老师在进行物理演示实验演示的时候,可以引导学生对此过程进行观察和学习,培养学生的观察能力.学生在观看完教师的实验演示后,不仅可以其增强理论知识的记忆,还能够为其提供比较清晰的实验思路,以便接下来的实验操作.学生主动参与到实验当中去,不仅可以提高学生的兴趣,还能够提高学生的动手实践能力.每一个学生的实验结果多多少少都会存在一定的差异,有些学生在实验过程中还能够发现新的、与课本上内容不一致的新知识,发掘学生的创新能力.
2.4激发学生的学习兴趣
众所周知,兴趣是学生学习的最大动力.只有当学生对学习产生了一定的兴趣,才能够促使他们认真学习.在大学这个阶段,学生正处于一个兴奋、对事物有着许多好奇心的阶段,他们的学习主动性和积极性主要是来源于感知和兴趣.物理实验课程具有极强的操作性和创造性.物理实验课堂的开设能够让学生亲自体验实验的操作过程,使用各种各样的物理仪器和实验器材,感受实验带来的乐趣.
3改善大学物理实验教学的措施
3.1转变大学物理实验的教学模式
教师的教学观念能够直接影响物理的教学效果,想要从根本上提高大学物理实验教学的有效性,教师应该要摒弃落后传统的教学观念,树立一个新的、科学的教学理念.传统的教学模式都是以教师为主体进行教学,这种教学模式让教师成为课堂的主导者,学生则成为了一个旁观者,没有办法让学生真正地参与到大学的物理实验当中去,学生很难感受到学习物理的乐趣.新的教学理念要求教师能够把学生作为课堂的主体,备课的内容也应该要从学生的学习兴趣和学习能力方面下手.备课的时候应该要充分考虑到学生可能会遇到的重点难点并进行着重的标记,以便在课堂上能够对学生进行及时的指导.另外,大多数高校的实验室和课室都是分开的,针对这一点,教师可以尽可能的在实验室为学生讲解理论内容,然后再紧接着进行实验内容,让学生能够及时的将理论知识与实践内容结合起来.物理实验可能存在着一定的风险,因此教师应该要预先准备好每一个实验,争取获得比较真实的实验资料,并且记录可能会发生危险的地方以及其他重点注意事项,保证学生能够在安全的条件下顺利进行物理实验操作.此外,现在很多的大学生都没有足够的重视物理实验,对物理实验课程开设的意义认识不足.因此,教师应该在学生进行实验之前,对他们做好思想准备工作,宣传大学物理实验课程的开设意义.只有当学生认识到物理实验的意义,才能够认真的对待实验的每一个步骤.
3.2提供多元化的实验考核制度
很多的高校的物理实验的考核制度比较死板,这又在一定程度上导致了学生学习积极性的降低.为了能够激励学生认真学习,提高物理实验的教学质量,学校可以改变一下物理实验的考核标准.大学物理成绩的考核内容一般分为“实验操作成绩”和“笔试成绩”,且这些考核一般只在学期快结束的时候才进行.这让学生有一个错误的认识,以为实验的结果才是最重要的,不理会过程如何,从而不重视平时的实验课程.因此,学校可以针对该情况,制定一项平时实验考核和期末理论与实验操作考试相结合的考评制度.这项制度不仅能够考核学生平时实验课程的操作能力,还能够在学期结束时考核学生对于理论知识和实践操作的掌握程度.在这种制度下,学生不仅会提高对于物理实验课程的重视程度,且在每一节课都将投入足够的精力到学习当中,做到不懈怠、不放松.为了培养学生的创新能力,学校除了对学生进行书本上内容的考核外,还可以设立创新型、设计性实验.要求学生在规定的时间内完成设计内容,教师在一旁进行相应的技术性指导.发现创新人才及时肯定.
3.3加强物理实验教师的师资力量
教师的师资力量直接决定了物理实验教学的教学质量.为了建立一支高素质的专业队伍,学校应该健全教师资格标准制度,提高物理教师的资格门槛,录取一批高素质的物理实验教师,以保证教师的质量.除此之外,学校的领导还应该制定一项教师考核制度,对教师进行定期或不定期的考核,考核内容可以从笔试和突击检查课堂教学内容下手.另外,学校还可以对教学成果优异的教师提供一些奖励,激发教师的工作积极性.对于教学效果相对较差的教师,学校可以为其提供专业培训的机会,尽量让物理实验教师的教学水平差异达到最小,以建立一支素质优良、专业能力极强的师资队伍.
3.4组织多种物理实验竞赛活动
为了提高学生的物理实验操作能力,学校应该开放实验室,并由专门的教师人员在实验室内进行相应的指导.这样学生在课余的时间也能够去学习更多的物理实验技巧和方法,并且充分发挥自己的创造力.另外,学校还可以定时组织一些科技创新活动,并投入一定的经费设置不同层次的奖励,吸引学生参与到其中.参赛内容也可分为小组竞赛或者是个人竞赛.小组竞赛可以培养学生的团队合作能力,个人竞赛可以培养学生独立自主的能力.这些活动在一定程度上能够提高学生的物理实验操作能力,促进物理实验教学的发展.
4结语
综上所述,大学物理实验课程的开设是为了培养一批拥有创新能力的科学技术型人才,提高大学生的科学文化素养.但是,目前高校的物理实验教学还存在着诸多难以解决的问题.因此,提高大学物理实验教学的有效性是一项长期且艰巨的任务.只有当教师树立更新的教学理念、提高自己的专业素养,学校实施多元化的物理实验考核制度、组织多种物理实验竞赛,才有可能进一步地提高我国物理实验教学的教学质量.
作者:吉莉 王青林 单位:大连科技学院 大连育明高级中学
【摘要】
大学物理作为高等教育中最重要的公共课程之一,对于其教学方法的探讨具有重要的现实意义。本文分析了目前大学物理教学中存在的几个比较关键的问题,并针对大学物理教学的几个重要组成部分提出了一些教学方法新见解。
【关键词】
大学物理;教学方法;现存问题
1大学物理教学面临的问题
1.1大学物理的学科地位正在逐步弱化
当前有一定数量的师生群体对大学物理的学科地位缺乏深刻的认识,他们认为非物理专业的学生将大学物理作为必修课没有多少实际意义,同时许多院校非物理专业学生的大学物理课时数量也在逐渐下降。[1]国家教育部门2015年颁布的关于大学物理课程的规范要求各院校大学物理的课时不能少于144课时,然而真正严格按照要求执行的院校少之又少,大部分院校的课时在72至108之间,课时数量更少的也不在少数。
1.2大学物理的教学内容显得过于陈旧
物理学主要划分为经典物理和近代物理两个版块,然而值得注意的是,当前大部分高校的大学物理所讲授的内容中经典物理占据超过了百分之八十的比例,近代物理部分的知识讲授严重不足。经典物理所包含的理论与概念都是二十世纪前的研究成果,这些在大部分中学物理教材中都有所涉及,因此难以调动学生的学习兴趣。然后近代物理的有关内容却因为课时原因而无法做足够的介绍,这就从根本上导致了教学内容的陈旧。
1.3大学物理的考核评价方式过于单一
绝不部分院校在大学物理这门课上采取的计分方式都是综合评价,即平时成绩与期末卷面成绩的加权分数。平时成绩主要又来自课后作业,然后由于网络的便捷性,基本上所有习题的答案都能通过网络找到,因此课后作业的成绩很难反映出学生是否真的掌握了知识点以及学习态度是否端正。而期末考试也只是单纯的卷面答题,这对于学生综合能力的培养造成了巨大障碍,难以真正锻炼学生的自学能力以及创新思维。
2大学物理教学新方法
2.1绪论部分
绪论部分是整个课程的引入,包含了大学物理所要研究的对象、内容以及需要用到的方法。绪论部分作为大学物理的第一节课,对于调动学生的学习兴趣起到了关键作用。任课教师不应当只是照本宣科,将大学物理的各个章节罗列出来。为了增强课程的趣味性,在介绍物理学的研究对象和内容时,应当适当运用现实生活中的案例来解释,特别是采用当下大学生感兴趣的话题,例如使用汽车在上坡时采用的是高档位还是低档位来解释其中的物理原理。[2]在介绍物理学的发展历程时,可以具体介绍某一物理学家发现某一物理定律的过程,并在介绍过程中不断提问,让学生发现问题,自己解决问题,总结问题,形成科学研究思路。在强调物理学的研究意义时,教师可以多举一些物理学在所教学生的专业领域的实际应用案例,例如对于计算机专业的学生,可以举一些量子物理学在晶体管研究上的应用。
2.2物理课程分层次教学模式的实施
根据不同专业的实际需求进行教学层。将学缘相近的几个专业作为一个单位,按照入学时学生的成绩,将全部学生分成两类班级,成绩优异的归为一类,这类学生不需做进一步细分;成绩较差的也归为一类,但是这类学生需做进一步细分,综合分析实际情况调整教学内容。同时多层次内容选择也可以安排在网上选修时由学生自主选择,但是校方需要对选课系统做出一定限制,避免大部分学生都故意选择内容较浅的课程。
2.3经典物理部分
经典物理部分的内容大多都在中学课程中介绍过,因此不必面面俱到,对于不同专业的学生应该有所侧重,例如对于化工类的学生,应该着重讲授热力学模块,为化工类学生后续的物化课程做铺垫;对于机械类的学生,应该着重讲授力学模块,为机械类学生后续的结构力学课程做铺垫;对于信息类的学生,应该着重讲授电磁学版块,为信息类学生后续的光电学课程做铺垫。[3]在对各专业学生授课时,要注意有的放矢,使得学生在学学物理时能够感受到其与自身专业的关联性,从而获得更大的学习目的性和动力。对各专业学生讲授经典物理的其他版块时,应当以实例为引入,以拓宽视野为主要教学目标。
2.4近代物理部分
近代物理学的重要理论对于现代科学技术的进步具有巨大价值,然而,这个部分的内容过于抽象,一般学生难以熟练掌握。因此,大学物理教师在讲授这个版块的内容时,应当强化对概念的介绍,尽量跳过对定理的推导,并以近代物理的研究成果为依托,着重对理论进行初步介绍。著名物理学家费恩曼对于物理的学习曾提出过自己的看法,“学习物理的人不应该只是试图去解出微分方程,而是应当尝试理解它们的涵义”。在狭义相对论的教学中,我国教师的教学重点普遍在于洛仑兹推导公式,并以此为基础,推导出一系列公式,注重的是公式的推导而不是内涵的探索。相反,国外的部分物理教材一般会通过简单的举例来解释公式的导出,而不是用严格、冰冷的数学方式进行推导,这种方法能够大大节约公式的学习时间,加深公式的理解程度,这显然更加符合大学物理的教学目的。此外,高校还应当适时举办一些物理学专题讲座,向学生们宣导物理技术近年来的发展概况,使学生们在了解理论知识的基础上,对物理技术的动向也能有所认知。
3结语
物理学作为一门基础学科,是广大科研工作者从事科学研究的基础,大学物理作为理工科学生的必修课程,其包含了对于科学研究理论与方法的传授,对于理工科学生的专业发展具有重要价值。因此,各高校应当重视大学物理这门课程的教学,并从教学方法上入手,解决当前大学物理教学中存在的诸多问题。
作者:李宁 赵宝 单位:聊城大学东昌学院 聊城大学
摘要:
本文结合培养应用型人才要求,针对应用型本科院校理工科大学物理教学中存在的问题,提出根据不同专业对大学物理教学知识点需求调整教学内容,根据所学专业知识衔接关系引入课内实践教学环节,根据“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”结构的考核方式,解决当前地方本科院校转型发展期大学物理教学改革难题。
关键词:
转型发展期;大学物理;教学现状;教学改革
引言
教学模式问题是地方本科院校转型发展所面临的一个亟待解决的难题。地方本科院校在课程实施过程中大多属于保守性教学,一直沿用“以教材为中心、以课堂为中心、以教师为中心”的教学模式,“教师负责讲,学生负责听”的传统灌输式教学方法依然沿用。[1]虽然,国家和地方政府教育行政部门在下发的相关文件中多次提出倡导“启发式、探究式、讨论式、参与式”教学;推行“基于问题、基于项目、基于案例”的教学方法和学习方法;加强“产教融合、工学结合、顶岗实习、校企合作”;“改革考试方法,注重学习过程考查和学生能力评价”,但是在实际教学环节中,由于缺乏推进教学改革的“组织激励”和“个人激励”机制,传统教学方式和教学习惯在教师教学过程中依然根深蒂固的存在,未见任何成效。[2]作为理工科各专业学生的通识性公共必修基础课程,大学物理课程的教学目的在于一方面为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学会科学的思维方式和分析问题的方法。该课程的学习能够使学生思路开阔、探索和创新精神得到激发、适应能力得到增强。[3-4]因此,大学物理课程教学将直接影响后续课程的学习及对人才的培养。适逢地方高校转型发展的关键时期,作为先行学科的大学物理课程,教学过程中要不断优化教学方法、教学手段,解决地方本科院校转型发展所面临的教学模式改革难题。
一、大学物理教学中存在的问题
当前大学物理教学存在着短板,亟待解决。我们对全校理工科中5个专业的284名学生进行了问卷调查,被调查的学生均已经过大学物理课程的学习过程,调查目的在于了解我校学生对大学物理课程学习的真实感受,同时,依据我校大学物理课程教学实际状况,我们对全校正在讲授和曾经有过大学物理课程教学经历的7位教师进行了访谈。当前我校大学物理教学中突出问题表现在:第一,统一模式的教学内容,与学生所学专业衔接不好。作为各专业学生学习的基础课程,教师在讲授大学物理的过程中较多的强调它的系统性和基础性,不考虑学生所学的专业而采用统一教学大纲和同一授课标准,多年来教学模式从未改变,专业课程之间交叉衔接不良,导致学生对大学物理的学习感到枯燥疲惫,缺乏学习兴趣,久而久之,在学生的脑海中就会形成大学物理对专业知识的学习无帮助的错误认识。第二,课时不多,内容不少。在修订培养方案时,各专业不断增加本专业课程的学时数,致使像大学物理及其实验课程这类非专业课程的学时数一再被缩减,而教师为完成教学大纲要求的教学任务,只好照本宣科,根本没有时间对大学物理课程的知识点与实际生活及专业方向之间联系的拓展,导致学生感觉学习乏味,知识的应用性也得不到体现。第三,课程考核结构单一。成绩考核基本上是由平时成绩和期末考试组成,平时成绩看考勤,期末成绩看试卷,不能够客观地、真实地反映大学物理教学效果,更甭提调动学生学学物理的积极性了。第四,教学方法单调。大部分教师仍以传统的板书和PPT授课相结合的讲授式教学方法为主,老师扮演了知识传递者这个主角,学生自然地就变成了知识的被灌输者这个配角,这些也会导致学生学习过程中不积极主动、缺乏学习兴趣根源。
二、针对大学物理教学改革的探讨
(一)以培养应用型人才应用能力为基础,改革教学内容
在改革大学物理教学内容之初,我们首先对各专业的培养方案进行了认真分析,并与讲授各门主干专业课程的老师座谈,了解各专业的需求和学科交叉领域,然后,梳理大学物理教材中的知识点,根据不同专业的要求适当的调整教学基本内容,尽量缩减与各专业关联小的章节的课时,增加与专业知识内容联系紧密的知识点的课时。教师根据不同专业对知识需求不同,在教学过程中突出重点,充分利用各专业学生对专业知识的渴求,来提升学生对大学物理课程学习的兴趣。我校理工科专业对大学物理知识的需求主要集中在:(1)对力学、热学和机械振动(机械波)知识需求较高的土木工程类专业;(2)对力学、电学和磁学需求较高的机械工程类;(3)对电学、磁学和光学需求较高的电子信息工程类。在确保大学物理教学基本需求的前提下,根据三类专业对大学物理知识需求的侧重点不同,我们对不同类专业教学内容进行适度调整,重新修订大学物理课程教学大纲内容。同时,对不同类专业相同知识点的深度、广度及教学方法加以区别,特别突出与专业课程关系紧密的知识点的重点讲授。另外,结合生产和生活以及科学研究中所涉及的实际的物理现象和问题,有针对性的重新编写例题和习题,并根据各专业的实际需要调整其教学内容,使所编写的例题和习题能够充分体现其在各个领域的实际应用价值,而不是泛泛的针对抽象的物理模型编写习题和例题,从而增强学生学学物理课程的兴趣,进而在培养学生解决实际问题的能力方面起到积极的作用。
(二)以培养应用型人才创新能力为目标,改革教学方法
结合应用型人才能力培养要求,我们逐步推进以学生为中心,以启发式、合作式、参与式教学为主流的大学物理课程教学方法改革与推广。我们强调以激发学生学习兴趣、培养创新能力为主的大学物理课程教学,在开课的前两学时,结合实际案例向学生介绍当前科学技术领域的新发现和新成就,对物理学的知识领域、思维方式方法和分析处理问题的方法在现代科技发展中所起的重要作用进行详细阐释,来达到提高学生对学学物理重要性认识的目的,在课程讲授过程中适当引入课内实践环节,使学生掌握大学物理与其他专业课程之间的联系,关注物理知识在生产技术等实践活动中的应用,从而使学生在比较和综合中学习,培养运用知识的能力,培养学生的创造性思维和创新能力。教师针对不同专业的授课对象,提炼出与所学专业知识联系紧密,且有实践应用价值的题目。例如:讲授圆周运动时提及航天技术,讲授静电场中导体时提及静电屏蔽原理应用,讲授安培力时提及磁悬浮技术,讲授光的衍射时提及测量技术中的应用等。使学生真正感受到高科技并不是高不可攀,其应用的基本原理就在我们所学习的大学物理课程之中。授课教师把班级成员分成若干课内实践小组,要求以小组为基本单位,进行与课内实践题目相关的知识的课外调研,然后,结合在大学物理课程中所学知识及所学相关专业知识完成一份小报告,阐述与这些实践题目相关专业知识在各领域的具体应用,然后由授课教师组织讨论并总结。学生对科技前沿的知识方面的普遍表现是很感兴趣,所以,在课内实践教学环节中会提出很多问题,进行不断的分析讨论,因此,通过引入课外调查研究、课内分析讨论的课内实践教学环节,激发学生对大学物理学习兴趣,同时也能够培养学生调查研究能力、分析总结的能力,也可以提高学生的实践创新能力,使学生在学习过程中受益。
(三)以培养应用型人才综合素质为核心,改革课程考核方式
课程考核是课程教学的重要环节之一,也是影响教学质量的重要因素。我校传统的大学物理成绩评定以期末考试成绩为主,总评成绩侧重三七分,平时成绩占30%,期末成绩占70%(甚至所占比例更高),这种考核方式弊端在于重结果而轻过程,很难提高学生学学物理的积极性。针对我校课程考核方式所带来的弊端,我们改革考试方法,注重学习过程考查和学生能力评价。增加课堂考勤、期中考试、随堂测验、课后作业、调研小报告(小论文)等学习与考核环节,并将考核成绩折合后计入课程考核总分,重点提出大学物理课程成绩考核的“五+五”评定结构,即,平时成绩和期末成绩各占总成绩的50%,平时成绩中,课堂表现部分占10%、课内(包括理论课及实验课)实践部分占30%、课外作业部分占10%,而且课堂中学生学习表现和课外作业情况评定要求均不低于3次,课内实践情况评定不少于3次,另外,学生平时成绩或期末成绩中如有一项不及格,那么,该生总成绩视为不及格。课内实践成绩评定的适当提高,有利于调动学生主动参与大学物理知识的学习,巩固学生对大学物理知识点的理解和掌握,提升学生对大学物理知识与自己本专业知识之间联系的认知,遏制目前存在的学生考前突击复习应付考试及部分学生考试违纪等现象。改革课程考核内容和形式就是要加强对学生学习过程的管控,以保证学生有足够的精力、足够的时间投入到大学物理课程的学习。
结束语
教学模式问题是地方本科院校转型发展所面临的一个亟待解决的难题。本文结合培养应用型人才要求,针对应用型本科院校理工科大学物理教学中存在的问题,提出根据不同专业对大学物理教学知识点需求调整教学内容,激发学生学习兴趣;根据所学专业知识衔接关系引入课内实践教学环节,提高学生自主学习的能力;根据“三七分”考核方式存在的弊端提出“五+五”结构的考核方式,强化学生对知识的理解等方面教学改革,有效调动学生学习的积极性和主动性,培养学生独立思维能力和创新能力,提高教学效果。大学物理课程教学改革不是一朝一夕一蹴而就的工作,作为教学改革的探索者,要带着实施求实的态度,不断深入教学一线调研分析,掌握各自学校的教学模式和学生实践情况,制定合理有效的措施,才能解决当前地方本科院校转型发展所面临的教学模式改革中的难题。
作者:张继德 车立新 马宏源 肖俊平 单位:白城师范学院物理与电子信息学院
摘要:
微课具有短小、精悍、针对性强等特点。大学物理微课应设计巧妙、结合生活、具有趣味性,大学物理微课体系可以设计成微课趣味软件。
关键词:
微课;大学物理;微课设计
微课是根据教学内容要求,针对某个知识点、典型例题等进行精细讲解,录制成视频,供学生学习使用的一种教学资源形式。随着现代网络技术的发展,“微课”以其使用起来方便、灵活等特点越来越受到师生们的青睐。而微课可以对传统课堂教学起到一个很好的补充作用。下面,根据大学物理课程特点谈谈微课设计的一些想法。
一、微课的特点
1.针对性强
好的微课应该有一个鲜明的主题,根据主题以风趣幽默、浅显易懂的方式设计微课,针对主题,突出知识点,帮助学生解难解惑,增强学生的学习自信心。
2.教学时间短
一个好的微课时间大约5-10分钟,在这样短的时间内理解一个内容或知识点等,学生注意力会很集中,效率较高。
3.使用灵活方便
微课短小精悍,学生可以通过手机或电脑上的微信、QQ等进行学习,可以在宿舍、自习室等场所学习,使用灵活方便,同时对上课中跑神或不理解的地方,可以通过微课的学习得到弥补,而对微课所讲内容不理解的地方,还可以随时查阅网络,加强理解。这样灵活方便、便于操作的特点,非常利于学生自学,对课堂教学也起到了很好的补充作用。
4.趣味性快速导入主体
微课虽然时间短,但是若想吸引学生学习,更应做到趣味性快速导入主体。让学生有一种轻松、愉快、乐此不疲的学习感觉。
二、对大学物理微课设计的一些想法
大学物理课程的知识点较多,与生活比较贴近,但理论性和逻辑性较强,有些学生提起物理就害怕。针对大学物理课程的这些特点,大学物理课程非常适合做成系统性的微课,将知识体系细分成一个个的微课形式的知识点和习题,同时结合生活实际进行趣味性、风趣性的讲解。这样的微课可以作为学生的预习和复习手段(渠道),可以让害怕物理的学生觉得物理并不可怕而且还很有趣。而要想使大学物理课程的微课达到这样的效果,应做到以下几点:
1.教师要认真备课,深入认识,巧妙设计
教师在深刻理解所讲知识点的同时,还要对知识的讲解进行精妙的设计和精心的制作,使得讲解精辟、画面精美、特效精准;使得知识点突出、浅显易懂、印象深刻,学生能产生共鸣。
2.贴近生活,增加微课的趣味性
让枯燥的物理理论知识走进生活,可以使学生学起来更感兴趣,更有趣味性,同时还加深了学生对知识的理解,启发他们的思考,发散他们的思维,甚至达到灵活应用,举一反三的功效。例如某些微课的引入可以结合演示实验,通过一个实验的演示,先给学生设置一个悬念,然后再引导思考、细细地讲解,最后解开学生的困惑。再如,某些微课的讲解可以围绕生活中对感官刺激较为强烈的一个现象或事件进行等等。这种微课学生越学越想学,而不会将之遗忘一旁,从而培养学生的学习兴趣、自学能力和创新能力。
3.设计微课趣味软件
大学物理微课体系可以设计成趣味性的学习软件。例如根据微课的主题,可以在微课的后面设计相关主题的趣味性选择题,答对了给予积分奖励,进入下一个微课的闯关环节。还可以将大学物理各知识点的微课制作成知识树,设置对应的习题,答对知识点相关的习题,知识树就会生长等,还有邀请朋友给知识树浇水施肥,即:让同学帮助解答等等环节,通过这些趣味性微课学习活动,使得学生在学到知识、巩固知识的同时,还能够培养互助合作精神,获得成功的满足感。
三、结语
总之,微课虽小,但是却更需精辟和趣味性,一个好的大学物理微课或微课体系,可以很好地帮助学生学学物理知识,激发学生的学习兴趣和热情,同时提高学生的自学能力、自主创新能力等。
作者:宋冬灵 苗劲松 黄淼淼 单位:信息工程大学理学院
摘要:
我国已经成为高校在校生人数居世界首位的高等教育大国,教育模式从精英教育进人大众化教育阶段,但这也给教学带来一些问题,比如师资不足、教室不够等,师生比严重失衡,因此很多高校基本采取了合班上大课的形式。为了解决这个问题我们提出了大班授课小班辅导的教学模式。实践表明该种授课方式可以有效地缓解由于上课人数多所带来的问题,对于提高学生的创新能力及解决实际问题的能力起到积极的促进作用。
关键词:
大班授课;小班辅导;大学物理;习题课
一、当前大学物理教学现状
随着我国高考制度的改革,高等教育招生规模的迅速扩大,越来越多的适龄学生获得了接受高等教育的机会。这一举措有力地提高了国民素质,提升学历,缩小与国外受教育水平差距,使我国初步进入到大众化教育阶段。与此同时,也带来了一些问题,在大学物理的教学中主要表现在两方面:(1)学生的物理水平参差不齐,光学、振动与波动等部分是高中选修的部分,导致于同一个班有的学生对该部分已经非常熟悉,可是有的学生却对该部分的内容一无所知;(2)由于学生人数的大量增加,师资队伍严重不足,教学资源也有待补充。以上这些因素都会影响我校大学物理教育质量,不利于高等教育目标的实现。对于大学物理这样的基础课,我国高校大多是一二百人合班的大班授课,这必然会忽略了学生的个性发展。在研究型大学的发展目标是培养创新性人才,培养学生能够运用基础知识和方法分析、解决问题的能力。为此大班教学,小班辅导的教学模式对于高等教育中的基础课的教育具有非常重要的意义。
二、大班授课、小班辅导的基本理念
小班教学的教学规模一般为25-30人左右,以促进学生全面发展并充分培养其个性特长为目标,通过对教学内容、教学方法、教学组织形式、教学实施过程、教学策略和教学方式等全面改革而形成的一种优质化的班级教学活动形式。世界一流学院几乎全是小班上课,这种授课方式更加有利于发挥师生双主体作用,可以更加有效地激发学生学习的主动性、创造性和内在潜力、提高学生分析问题、解决问题的能力、进而培养学生解决复杂工程问题的能力。由于师资力量的短缺,大多数基础课都实行大班授课,班级规模一般为200人左右,在知识高速发展的今天,这种授课模式只能解决学生共性的问题,不仅不能解决学生个性的问题,同时针对学生上课不专心听讲等现象并不能进行有效地禁止,坐在教室后几排的学生往往因为离老师太远,而在下面睡觉或者玩手机等,学生上课的积极性不高,参与程度也很低,老师只是一味地讲授,不能和学生之间形成良好的互动。尽管大班授课存在以上问题,但由于师资力量的短缺,很多老师也只能默认现实。我们所提出的大班授课,小班辅导就是介于完全的大班授课和完全的小班辅导之间的一种教学模式,既可以解决大班授课所带来的问题,又可以解决师资短缺不能实行小班授课的缺憾。所谓小班辅导就是在大班授课完成每一章节的内容之后,把一个大班拆成若干个小班,每一个小班的规模大约30人左右,由聘请的博士助教经过严格的教学辅导的培训对学生实施小班习题辅导的课程教授。由于人数减少,教师可以充分兼顾到每一个学生,上课睡觉玩手机、睡觉的同学少了很多,而且学生也变得比大班授课时主动多了,老师也可以走到每一位同学身边,去解决他们的个性问题,课堂气氛也比之前活跃多了,老师和学生能进行很好的互动,教学效果得到显著的提升。大班教学模式由于学生人数太多的制约,使得大班授课的教学方式只能采取传统的讲授式,启发式、讨论式等多元化的教学方式在大班授课执行起来受到一定的限制,不能很好地发挥这些多元化教学模式应有的教学效果而小班教学就可以把多种教学方式灵活地穿插在整个课堂教学中,启发式、讨论式、演示式、辩论式等已经不再是纸上谈兵了,老师们可以在课堂根据教学内容、教学气氛、学生的理解接受的情况灵活地转变教学模式。学生在平等的教学关系中强化了学习的主动性和创造性,学生变被动接受学习为主动学习、自主学习、合作学习、研探式学习,为学生个性发展和潜能开发、创新精神与实践能力的培养搭建了平台。同时这种大班授课,小班习题辅导的教学更加有利于教学方式的改革,教学模式灵活多变,能充分体现以学生为主体、教师为主导的教学原则,在保持学生共性的同时兼顾个性,避免了大班不能充分发挥每个学生个性差异的问题,学生的个性化培养受到重视。
三、授课教师的培训
在研究型大学中大学物理作为公共基础课,在传授扎实物理基础知识的同时需培养大学生科学的思维方法和科研能力,而大班授课制约了学生的创新思维和科研思维的发展,所以大学物理教学的“小班化”对于创新性人才的培养至关重要。鉴于此,我校大学物理教研部在教务处、学生处等多部门的整体协调和支持下,于2015年开始了大班授课、小班辅导的教学实践。首先是授课教师的选定。由于大学物理教研部师资力量有限,必须要有新教师的加入。我们在上一学期就开始在在全校理工科在读博士的范围内公开进行招聘并严格审核,为下一学期将要开展的小班授课做教学资源上的准备。按照小班30人的规模,我们共招聘了20位在读的博士助教。接下来就是对新教师的培训工作。全程听课是培训工作的第一步,我们要求所有博士助教进行全程听课,从第一章质点力学、到刚体定轴转动、振动与波动、电磁学,所有课程博士助教都观摩了有经验的老教师的授课,并做了详细的听课笔记,听课笔记也是我们对博士助教进行考核的评判标准之一。与此同时由教学经验丰富的教师单独为20位新教师进行了习题课的示范教学,从每一章的内容总结,到每一道经典例题的问题引入、思路分析、求解过程以及对结论的讨论及展开都做了详尽的讲解。我们还成立了由博士助教和优秀教师建立的微信群展开随时在线的微信答疑,使得博士助教在备课时所遇到的问题可以随时得到解决,在微信答疑群里形成了良好的备课氛围,这些培训工作不仅让新教师在授课方法上得到了一定的提升,同时在心理上也使他们更有信心走上讲台。在正式走上讲台的前一周先给我们所有的物理教师进行了公开试讲。试讲中大学物理教研部的老师们认真地听课并及时纠正了新教师出现的问题。
四、具体实践
教师完成每章的教学内容后进行本章的习题课环节,上习题课时一个大班分成3个小班,每个班学生人数大约在50左右。首先进行本章的内容回顾,教师可以利用提问的形式与学生共同完成本章的内容小结。这样既调动了学生的积极性,也比单纯只靠老师讲授要印象深刻。在做具体习题练习的时候,老师把时间留给学生,让学生可以独立思考或者和周围同学互相探讨,并且最后让几位典型解答的同学上黑板进行讲解,这样不仅让所有的学生充分参与到学习当中来,让他们真正体会了怎样审题、怎样分析、怎样思考、怎样建立问题模型,同时也锻炼了学生解决问题的实际能力。由于小班授课人数的减少,可以让老师也有了更多的扩展的内容,比如在习题课中可以加入一些开发学生思维的开放性的讨论题,题目没有唯一的标准答案,习题课前一周,老师就把这些开放题目布置给学生,让学生自行分组进行讨论或者设计,习题课上,每组派出一个代表为全班同学进行演示,这样既培养了学生的团队合作精神,也锻炼了学生制作PPT,口语表达的能力,同时也培养了学生自我创新的意识和能力。实践表明,所有上述的教学形式只有小班授课才能实施,并且由于学生数的减少,教师可以走到每一位学生身边去解决他们个性的问题;由于人数的减少,习题课上的探索性问题和创新性问题就可以得到充分的讨论,有效地发挥了习题讨论课的作用,提高了学生创新思考的能力;由于人数的减少,学生在习题课中的参与度和积极性也比以往大班授课要改善很多。小班辅导人数的减少,使得学生和学生之间、学生和教师之间融合成一体,有问题时学生已经不是害羞不好意思问老师了,而是积极主动地和周围同学或者和老师一起探讨,整个班级形成了互相学习,相互交流,发现新情况,解决新问题的积极向上的学习氛围。个别不喜欢物理的学生也被带动起来,一些学生在学习过程中出现的问题也能即时与教师沟通和交流,使问题得到解决。教师也能即时地了解、掌握全体学生的情况、反馈信息,这种教学方式不仅提高了学生的科学素质、思维能力和创造潜力,而且培养了一批具有创新理念的大学物理教师,促进了我校大学物理教学的建设。
五、结束语
对于小班讲授习题课的教学模式我们这学期也仅是一个探索和尝试,这种大班授课、小班辅导的授课模式对于很多不能完全实行小班授课的高校提供了思路,同时我们也将在教师培训及习题课的设置等方面不断完善以更好地实施这种新的教学方式,进而提高大学物理的教学质量。
作者:姜海丽 孙秋华 赵言诚 李庆波 刘艳磊 单位:哈尔滨工程大学理学院
【摘要】
大学物理是面向全校大一、大二的学生开设的公共必修课,一方面为学生打下必要的物理基础,另一方面在于使学生初步掌握科学的思想和研究问题的方法,培养工程技术人员和科技人才。学生学学物理比较困难,其主要原因是内容多且抽象,知识的浓缩使学生的学习压力增大。而传统教学无法把抽象的知识具体化、形象化及模型化,同时对于课后作业,由于课时紧张,老师无法在课堂上详解,这样原来的问题得不到解决,新的问题又会出现,导致同学们学得比较被动,效果欠佳。手机和iPad这些电子产品是同学们必备之物,作者通过微信和订阅号,让学生和教师的沟通进入另一种全心的模式,达到很好的教学效果。
【关键词】
大学物理;教育实施;学生素质
1订阅号中的内容设置
订阅号上的教学资源它不是材料的简单堆砌,从教师的角度是整合包括教学大纲、教学日历、学习坊、电子教案、多媒体电子课件、各种教学素材等,从学生的角度包括学习辅导、习题解析、重点难点释疑、教学录像等。
(1)教学大纲。教学大纲是课程教学的纲要,包括教学目的、教学要求、教学内容、课时数分配、教学进度以及教学方法上的基本要求等。学生浏览后对课程做到全面了解,依据学科的知识系统,建立先预习后上课的模式,在每次新课授课前可以预习,了解各章、节的基本内容、重点和难点,这样可以培养学生自主自学的能力。
(2)教学日历。教学日历也称教学进度表,是以课程的教学日程安排为前提,对于每周的每节课都有详细的内容介绍,对于期中期末考试也具体写出时间,一方面对于学生做到心中有数,有计划的复习。另一方面对于任课老师也是在教学过程中游刃有余,讲授新课和整体复习安排的紧凑而有序。
(3)学习坊。大学物理课程“OBTL同步提高学习坊”是理学院大物老师面对全校同学提供的知识点综合串讲和习题精讲的活动,在网上会上课内容、时间、主讲教师和授课地点。同时会上传上课的课件和上课视频以及同学的答疑精选。
(4)教学资源。教学资源包括电子教案、多媒体电子课件、各种教学素材、课程作业等。将上课的PPT课件发给学生,让学生对于上课的内容进一步巩固,对不会的问题深入思考。期中和期末考试前会上传历届大学物理试卷及参考答案,以供学生自检。作业布置模块提供各章大作业和精选习题。学生有问题可以在留言专栏提前提问,任课教师可以在线解答,也可以在课堂上解答。
(5)视频解答。对于同学们完成的作业,利用微课程录制系统按照模块化进行授课拍摄,经过后期剪辑转换,形成5~10min的解答,供学习者自主反复学习。这样通过听老师的讲解,及时解决问题,很大地提高了同学的学习效率,让同学爱上学习,爱上物理。
(6)科技前沿。物理学前沿与进展提供创造型探究环境。每学到一个新的章节,就会发送物理学与新材料、能源、激光、超导、信息、生物等技术有关的专题。如学到恒定电流的磁场,就将霍尔效应和粒子对撞机的最新研究作为一期同步发送。这样以网络为平台,增强同学们对物理的学习兴趣和对物理学科理解的纵深度。
2订阅号对大学物理课程教育开展了新模式
2.1让学生的自主学习,巩固教学重点和难点,利于提高教学质量
实施网络教学,学生一旦关注该订阅号,可根据自己的需要,在合适的时间、地点和条件下,反复利用网络在线观看视频、学习多种教学资源,同时可把有价值的资料下载、复制、加工、打印出来,这样有利于知识的获取与保持,在线测试,提出疑问,信息反馈等,这一方式成为师生之间、同学之间交往和学习的第二课堂。这一课堂显然是传统课堂教学的有益补充,使学生真正成为学习的主人。
2.2让教师最大化共享教学资源,突破常规教学的时空局限
基于微信订阅号的大学物理辅助教学平台使教师通过自身的专业知识,将网上、书本的可以将各种大物教学资源收集、有选择性的整理编排,同时利用教学软件的合成录制、利用网络进行储存与管理,并通过订阅号对外。能真正做到随需而用,达到实施灵活、便捷的信息化教学。因而利用微信公众平台的教学具有传统教学方式无可比拟的便利性。
2.3让学校减少成本支出和维护,最大化利用社会资源
教育信息化是一所大学必须要积极推进的项目,通常要支付较大的费用为课程购买专业的网络课程平台系统,同时还要投入人力物力进行定期的维护,而微信订阅号无需投入大量的资源进行信息化改造就可以开展信息化教学。学生能快捷、方便地获得信息,同时减少费用支出,并且无须后续的维护。此外,订阅号这一平台是利用了面向大众免费使用的网络资源,提高了资源的利用率,为社会节约资源。通过微信公众平台可将学生的课堂时间和课下时间整合在一起,实现了课堂内外的整体化,不再局限于时间和空间的限制,充分利用了零碎时间,更是赋予了学生最大化的学习自由。
3结束语
突破传统教学模式的限制,在教学不受时空条件约束的情况下,提供个性化的研究型学习环境,来安排自己的学习计划和进程,形成了一种理想的多媒体网络教学环境网络。把主动权交给学生,让其自己发现问题、分析解决问题,进行自主探索学习,充分调动学生积极性,提高学生的创新素质。
作者:许春燕 顾铮先 严非男 单位:上海理工大学