综合理科教育专业基础物理学教学改革的新思考

物理学作为自然科学的带头学科,它是现代技术的革命先导;是科学的世界观和方法论的基础。随着教学大纲的改革和教学时数的减论文联盟http://少,大学基础物理的重视程度正在不断降低。我们针对综合理科教育专业的教学特点,对基础物理的教学进行改革,从而有效地提高大学基础物理课的教学质量。
　　一、对教学内容的整合
　　(一)对教材的整合
　　目前,根据新课改的要求,大学基础物理正在逐渐压缩学时,同时,随着科学技术的不断发展,更多的前沿知识要引入教学,面临这一矛盾,我们首先要整合教学内容。教材是学生学习的重要资源,教师作为学生学习活动的组织者、引导者与合作者,要根据学生的具体情况对教材进行再加工,创造性地使用教材。在大学阶段,一门课程有多种教参,在教学过程中,我们根据综合理科教育专业的特点,选择程守洙编写的《普通物理学》为主教材,并在此基础上做了一些删减和调整,做到前后有衔接,内容不重复。基础物理包含力学、热学、电磁学三部分[1]。
　　物理学是从生产和生活实践中发展起来的学科,力学是最早且最基础的分支,很多地方体现了物理学科的基本思维特点和习惯,因此,我们由力学开始讲解,同时力学也为后面的热学和电磁学做了知识铺垫。考虑到大一学生对大学学习方式有一个适应过程,以及高数课程的进度,讲解力学部分时,适当的放慢进度。在热学中热现象研究对象从宏观到微观,从单个质点到大数量粒子构成的系统,既应用到经典力学分析又需要建立统计物理学思想。wWW.11665.cOM电磁学主要侧重实验,通过观察实验现象,总结和分析实验原理,再引入场方程。整个电磁学内容主要是围绕电场,磁场,电荷,电流之间的关系和两个基本假设(电荷守恒定律,麦克斯韦方程组)展开。为了避免知识的重叠,将《基础物理学》中波动光学和量子物理移到《近代物理》中讲解。在学习基本理论知识的同时,有机地渗透物理学发展史,使学生更多的了解科学家对科学的态度,研究科学的方法以及他们热爱科学和现身科学的精神。激发学生的创新意识,培养学生创新思维的灵感和意向。教师还应鼓励学生多听取各学科领域研究进展的报告,或阅读资料,及时关注当今科学发展的前沿课题。
　　(二)注重学科内知识点的交叉
　　在基础物理学的教学过程中,要充分考虑当前科学研究综合、交叉、渗透的发展趋势,努力在物理学各分支之间进行穿插和呼应,使学生能够感受到物理学是一个整体,而不是各个分支简单的拼盘。在物理学的各个分支中许多物理概念,它们之间既有区别又有联系,存在着一些似是而非,极易混淆的概念。如位移和路程,速度和加速度,振动和波动,热量和热能,状态方程和过程方程,电压和电动势,电势和电势差等。这就要求我们要在概念的深化过程中,应当抓住它们的共性以看清联系,抓住它们的个性以看出它们的区别。同时,在物理学各分支之间也是互相联系互相渗透的。如场的概念,重力场和静电力场都是保守场,因此,在介绍静电力场的时候可以联系重力场的性质进行讲解。对于能量的概念,在力学中有动能和势能,热学中有热能,电磁学中有电场的能量和磁场的能量,光学中有光能,但是不管是什么能量,都遵循能量守恒原理。
　　课程的设置和教学内容的选取以培养学生德、智、体全面发展为宗旨,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,提高学生的逻辑思维能力和空间想象能力,注重理论联系实际,训练学生实际动手能力,为学生今后进一步深造和实际教学工作打下坚实的基础。
　　二、教学方法的改革
　　(一)结合中学物理进行深入学习
　　对于综合理科教育专业的学生,毕业后主要去中小学任教。针对这种情况,我们将中学物理的内容引进高师课堂。教师在新课讲解之前,可以安排学生结合高中物理对知识点进行分析,然后,教师在学生分析的基础上作一些补充和完善,随后引入新知识点。实际上,物理知识具有系统性和连贯性,中学物理知识层次较浅,一般都具有特殊性和局限性。大学物理学则将运动变化的描述上升为即时或即地意义上逐点的变化。为了构建经典物理学的理论体系,大学物理学使用的主要数学工具是微积分,因此,大学物理学无论在数学思想上和物理学思想上都比中学物理深刻的多。
　　大学物理和中学物理的讲授方式是不同的,中学阶段,由于知识点较少,教师主要采用灌输式教学方法。对于每一个知识点都讲解的很详细,而且例题讲解较多,并通过作大量习题巩固知识点。大学阶段,基础物理内容繁多,而课时较少,因此,对于基本概念、理论和原理,教师要详细讲解,对于一些引申定律要采用引导式讲解,还有一些需要了解的内容可以让学生自学。总之,教师要分层次讲解,抓住主线,精讲精炼。同时,学生的学习状态也大不相同,中学阶段,学生主要是被动学习,大学阶段,学生要学会自学,通过思考、分析和总结构建自己的物理图像。
　　(二)注重教学手段的多样性
　　针对大学物理内容丰富,时代性强的特点,教师对知识的讲解不应仅仅局限于板书,还要注意利用现代化教学手段。多媒体课件具有丰富的表现力,不仅可以自然逼真地表现多姿多彩的视听世界,还可以对微观事物进行模拟,对抽象事物进行生动直观的表现,对复杂过程进行简化和再现等。根据不同的教学内容充分利用声音、动画、视频等多媒体手段,可以将静态变为动态,化抽象为形象,充分表现教学内容,突出教学重点和难点。如在熵的教学中,可以利用多媒体技术,将微观粒子的运动几率和熵的变化以动态的形式展现出来,使学生很容易明白二者之间的关系[3]。观看科技展览,也可以使学生在观看理论应用的同时了解物理学的发展史。多种教学手段的穿插应用,不仅提高了学生的学习兴趣,更促进了学生对科学的探索精神。
　　将基础物理理论课和实验课有机整合,充分调动起学生学习的积极性,让学生在有趣的活动中学到抽象的知识。在实验教学中,教师要引导学生实验,尽量让学生多动手,加入一些探究式的实验,由学生自己提出问题,通过观察研究和互相讨论,自己动手实验解决问题。让学生真正成为学习的主体。通过让学生参加一定的带有探索性的讨论活动和实验研究,培养学生运用所学的物理知识,进行一定的具有开创性的科学研究工作的能力,为他们未来的创造性工作打下较好的物理基础。
　　选择好的教学手段无异于画龙点睛、雪中送炭,但教学手段的选择并非多多益善,也并非越先进越好,而是需要根据具体情况选择时机有序而为。
　　三、坚持理论联系实际
　　学习物理不仅是学习基本概念和基本原理,更主要的是要将理论应用于生产实践,因此,教师在讲解理论的同时要多联系生产实践[4]。如教师讲解物体受力分析时,教师可以分析杂技"力量组合"中演员是如何处理重心位置来保持身体平衡的。杂技"流星杯"、 "飞车走壁"、"空中飞人"以及"花样滑冰"、"跳水"等体育运动都需要力学分析作为基础。
　　做习题是让应用所学的基本原理和定律,采用基本分析方法去解决实际问题的一种训练,因此,教师可以选择一些接近实际生活的习题。例如:让学生搜集有关物理现象的诗词和谚语,并分析其中的物理原理;让学生分析生活中遇到的物理问题,如静电的产生和消除、错觉的产生、利用冰块点火、血压测量原理等。通过分析学生熟知的物理现象,加强学生对基础物理学原理和定律的理解和应用,培养学生的知识迁移能力。
　　物理学习要结合科技前沿。如学习逃逸速度时可简单介绍黑洞的基本知识;根据动量守恒定律发现了中微子;多普勒效应应用于红移和大爆炸理论的解释中。以及一些物理原理在军事高新技术中的应用(光纤传输技术、红外技术、核能等)。同一知识点在不同时代有不同应用特例,我们应该结合科技的发展多介绍一些新案例。
　　综上所述,教师应该针对专业设置情况和学生的特点,采取相应的措施来调动学生的学习积极性,激发学生对科学的探究精神。另外,教学改革不是一朝一夕的事情,它需要有一个长远打算和近期目标,逐步推进。这需要教学工作者的共同努力探讨,不断改进。