在工科大学物理教学中的一些体会

摘要:本文从大学物理自身的学科特点出发,强调了教师应树立以人为本的教育理念,充分发挥好自己的主导作用,并且从三个方面详细论述了笔者在教学过程中的一些心得体会。

关键词:物理学主导作用体会

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0146-02

Some experiences from physics teaching in Engineering College

Abstract:From the peculiarity that the college physics contains,this article has emphasized the teachers should set up the concept that the students are basic and should play a major role in teaching.Furthermore,this article has expounded some experiences that the writer has gained in teaching

Key words:Physics;Major role;Experience

物理学与我们的生产生活息息相关,一直是处于自然科学的核心地位,它的发展极大地促进了整个人类社会的进步。大学物理作为高等教育中的一门基础学科,因其所包含的科学的研究方法,对培养学生的思维能力和创新能力起着不可替代的作用。但就目前的教育现状看,大学物理的教学处境堪忧。

在一些工科院校,学生往往非常重视专业课程的学习,而对大学物理的学习提不起兴趣,认为大学物理既难学又没用。当然,他们之所以对物理有这样的印象和反应,也是有一定原因的。就目前我国的高考制度来看,学生过早地就进行了文理分科。高中时为了考试,他们的大部分时间花费在概念,定理和公式的记忆,以及大量的题海战上。久而久之,有一种观念在他们脑海中根深蒂固—— 物理就是一大堆现象的罗列,概念和公式的记忆以及数学的推导。其实这种认识是非常片面的。作为大学教师,应该让大学物理这门学科发挥出它应有的作用,应努力使学生扔掉他们对物理的偏见,带领他们深入到物理的灵魂深处,让他们惊奇地发现原来物理学中有那么多的好的思想和方法,美丽无处不在。像物理现象的自然美,物理规律的统一美,物理公式的简单深刻美,更有物理学家身上的人格美。让他们在学习物理时,就像是沉浸在物理学的百花园里,用心感受和欣赏着这里的落英缤纷、芬芳四溢和鸟语花香。

1 教师应树立以人为本的教育理念,发挥好自己的主导作用

爱因斯坦说过:“用专业知识教育人是不够的。通过专业教育,他可以成为一种有用的机器,但是不能成为一个和谐发展的人。”作为教师,应首先树立以人为本的教育理念。在教学的过程中,应充分认识到学生的主体地位,光是单纯的知识灌输,会使学生完全处于被动的地位,这样做是没有任何意义的。教学是神圣的,是一种用心灵和智慧的再创造过程,不是对教科书的简单复制。好的老师绝不是人云亦云,照本宣科,没有自己的加工和创造。好的老师在课堂上,应该让学生如沐春风,不仅收获知识,得到的更是智慧。当学生在课堂上,他的思想是灵动的,当他离开课堂时,他的心是灿烂的。老师应充分认识和发挥好自己的主导作用,用心挖掘教材更深层次的意义,结合物理学本身既是科学也是文化的特点,讲出它的特色,讲出它的与众不同,讲出它的思想和方法。在教学过程中推陈出新,积极探索更加好的教学方式。所有这些都需要教师的不断学习,不断摸索。

2 在教学过程中的一些探索

2.1 精选素材,重点讲解,将物理学史巧妙地融合进去

在工科院校中,大学物理课的普遍情况是“课时少,内容多”。如何有效解决时间少和内容多的矛盾呢？物理内容众多,涉及面广,有力、热、光、电磁和近代物理这几大部分。俗话说,伤其十指,不如断其一指。可以从中精选出一些有挖掘潜力的部分内容,作为重点讲解。即便是和高中有重复的内容,也可以从新的角度,新的层面上去讲。像头几章的质点运动学和牛顿运动定律,如果照本宣科,人云亦云,在原来的基础上生硬地加上矢量和微积分,这样的教法,在学生的感觉,无疑是高中物理的继续,想让他们能对这样的大学物理提起兴趣,谈何容易？其实力学部分作为物理学的起步,里面包含了很多哲理性的东西。如果能将力学几千年以来的发展史巧妙地融合进去,在教学效果上会起到事半功倍的作用。当对力学发展史上的一些历史成因,时代背景做仔细的分析之后,会发现它是极好的素材,对培养学生对科学的初级认知很重要,可以使学生从中汲取很多智慧和启发的。像理想模型的伟大思想,运动静止和运动的辩证关系,里面蕴涵了无穷的智慧,都可以进行详细的阐述。除此之外,我在具体的讲课中,特意穿插了一些中国元素,像古代墨子、元皓对力学的贡献;还加入了极具杜撰色彩的故事如伽利略在比萨斜塔做实验,另外还详细探讨了牛顿伟大成就的由来,特别强调了在这之前已有很多的科学家在力学上的贡献,牛顿之所以能做出那么伟大的贡献,和当时的时代背景是分不开的,有他成功的土壤。所以他的名言有:“如果我看得远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”他的成功固然和他的天才分不开,但同时更是勤奋和创新的结果。通过这样的讲解,对学生的教育不仅仅是知识的传授,更是对他们进行科学思想和人文思想的熏陶和培养。

2.2 在教学内容和手段上进行创新

首先,教师应该不断的学习,充分发挥自己的聪明才智,在教学内容和手段上不断进行创新,突出其时代性。物理教学中绝不能孤立地纯粹地讲内容,这样会使物理学的知识单一凝固,凝固化的知识不能产生启迪、振奋、激励的作用,致使学生成为了知识的奴隶。教师应理论联系实际,对合适的内容进行延伸、拓展和联系。例如,在热学的教学中,麦克斯韦速率分布率是教师不容易讲清楚而学生难以理解的内容,在具体的教学中,笔者采用了类比的讲解方式,把它和社会科学的财富分布做了一个形象的类比。通过这样的延伸和联系,不仅使课堂充满了乐趣,学生们意识到举一反三的妙处,更是加强了物理学和社会学之间的联系。在对狭义相对论的教学中,我们传统的教法是从洛伦兹变换式直接推导出“尺缩时缓”的效应。这样的教法使学生局限在单一的数学推导所得出的几个结论,不能突显出“同时的相对性”这一核心的本质的内涵,掩盖了相对论的实质,使学生不能理解其伟大意义所在,笔者通过广泛地查阅资料,在教学过程中就从“同时的相对性”这一突破口出发,把相对论这一理论的产生,发展以及对后人的影响向学生娓娓道来,取得了很好的教学效果。

其次,如今课堂上的教学手段也要与时俱进,不断创新,以期达到最好的教学效果。教师要清楚认识大学物理教学中多媒体手段的地位和作用。笔者一直在思索和实践如何使黑板和幻灯片得到完美地有机结合,使其即形象直观,内容涵盖量大,又不至于走马观花。笔者认为应根据教学内容和教学需要选择不同的教学手段和方式。例如,在电磁学的教学中,出现的科学家,科学事件特别的繁多,内容量很大,这也一直是教学中的重难点内容。所以我就结合了幻灯片这一信息涵盖量大这一特点,把实验演示,一些理论上的数学推导都放到幻灯片上,而对于各个琐碎知识点的联系我则采用了黑板,通过粉笔画思维导图的方式给学生讲解,事实证明这样的穿插式的讲解方式很受学生们的欢迎。像近代物理中的量子力学也完全可以采用这种讲授方式,灵活机动地进行具体的课堂教学。

2.3 用教师的激情和物理本身蕴涵的美学思想感染学生

著名物理学家朱棣文认为:科学必须融入文化,透过文化的辅助才能很好地启迪科学精神。在大学物理教学中,笔者一直在探索如何将科学思想和人文思想、科学精神和人文精神相融合,用教师的智慧、幽默、文采来感召和浸染学生。一个好的老师首先是有激情的、有趣味的,如果做不到这一点,他就不会有成功的教育和教学。首先要让学生改变对物理的看法,让他们知道物理是科学和艺术的统一体,这里充满了人间的真善美,让他们不再感觉到物理是硬梆梆的,干巴巴的,艰涩的,无用的。让他们体会到她的人文的一面,柔情的一面,让人难以释怀的一面。几千年来,无数物理学家在这里耕耘,在这里收获。这里有他们的失意和彷徨,有他们的奋斗和汗水,有他们的坚持和等待。他们对这片土地深深热爱。当他们在科学的道路中有所发现时,内心的喜悦和欣慰就有如看到婴儿的微笑。世界是美的,美在它是规律的,而数学是物理学的自然语言,物理大师们在物理画卷上挥毫泼墨,写出一首首惊天动地的伟大诗篇,像牛顿运动三定律,麦克斯韦电磁学方程组,历来为人津津乐道。例如机械波这一章,当笔者讲到了驻波的波节时,不禁吟出“未出土时便有节,及凌云处尚虚心”这一诗句。在讲量子力学时,首先让学生了解到其产生的时代背景和迅速崛起的原因。量子力学是在短短几十年建立起来的,在时间顺序上许多成果相继出现,可谓高潮迭起,环环相扣。所以笔者特意引入了奥本海默激情评价量子力学建立的精彩演讲,让学生体验到真情与激情的碰撞,与物理大师们一同走进那激情燃烧的岁月。课堂教学必须融入讲授者的激情和挖掘出学科的自身魅力,只有这样教师和学生才会迸发出无限的主动性和创造力。

以上是笔者在教学过程中的一些粗浅的体会。当然,在具体的教学过程中,教师们会有不同的教学方法和手段,对内容的理解和把握以及阐述方式上也不尽相同。总之,在大学物理教学中,教师应充分挖掘学科本身的特点,发挥好自己的聪明才智,为物理教学的不断进步而努力。