時間:2023-01-19 21:48:17
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇大學(xué)物理論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
2大學(xué)物理教學(xué)的改革措施
2.1整合教學(xué)內(nèi)容,與學(xué)生專業(yè)相結(jié)合
學(xué)校根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)格和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo),以“大德育、大工程、大實踐”三大教育理念為指導(dǎo),按照基礎(chǔ)課程服務(wù)專業(yè)的思想,對大學(xué)物理課程內(nèi)容進(jìn)行了整合,以滿足專業(yè)發(fā)展的需要。首先,向各院系專業(yè)教師和學(xué)生發(fā)放調(diào)查問卷,了解大學(xué)物理與各專業(yè)后繼專業(yè)課的關(guān)系,明確物理知識在專業(yè)課中的應(yīng)用,進(jìn)行知識點統(tǒng)計,總結(jié)出適合不同專業(yè)的知識體系[4],按照專業(yè)對不同知識的側(cè)重,把大學(xué)物理教學(xué)分成三類。針對建工學(xué)院、礦業(yè)學(xué)院、理學(xué)院(工程力學(xué)專業(yè))等相關(guān)專業(yè)應(yīng)用力學(xué)知識較多,增加非慣性系與慣性力、剛體進(jìn)動、伯努利方程、非線性振動、聲波等教學(xué)內(nèi)容。針對環(huán)化學(xué)院、材料學(xué)院的相關(guān)專業(yè)應(yīng)用熱學(xué)和元素性質(zhì)的知識較多,增加多方過程、輸運現(xiàn)象、玻耳茲曼分布、堿金屬原子、交換對稱性、能帶理論和超導(dǎo)等內(nèi)容。針對電氣學(xué)院、電信學(xué)院等相關(guān)專業(yè)應(yīng)用電磁學(xué)知識較多,增加電介質(zhì)極化、物質(zhì)磁化、交直流電、暫態(tài)過程、諧振電路、超導(dǎo)體電磁性質(zhì)、電磁場的相對性等內(nèi)容。在教學(xué)中增加了案例教學(xué),根據(jù)不同專業(yè),選取工程技術(shù)中與專業(yè)知識聯(lián)系緊密的案例進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力,樹立學(xué)生的工程意識。
2.2優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié),提高授課效率
2.2.1豐富教學(xué)內(nèi)容與課堂節(jié)奏的把握
多媒體教學(xué)能使課堂信息量達(dá)到最高,一定程度上緩解了大學(xué)物理學(xué)時不足的問題。但是過多的教學(xué)內(nèi)容會使教學(xué)節(jié)奏加快,學(xué)生沒有時間去理解、思考教學(xué)內(nèi)容。因此,教師要根據(jù)專業(yè)特點,合理地選取教學(xué)內(nèi)容,選擇的教學(xué)內(nèi)容不僅要有一定的信息量,而且要重點突出,與專業(yè)結(jié)合,詳略得當(dāng)。多媒體課件文字要簡練,以概念、定理和定律的敘述、圖片的展示、動畫和視頻的演示為主,對于重點、難點和基本方法要放慢教學(xué)節(jié)奏,使學(xué)生看得清,來得及思考,能夠接受和理解。
2.2.2多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)有機(jī)結(jié)合,優(yōu)化課堂教學(xué)
大學(xué)物理教學(xué)中的公式推導(dǎo)、定理定律證明、典型例題的分析講解,還需要采用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式。通過教師板書、講解和豐富的肢體語言來控制課堂、傳遞信息,實現(xiàn)與學(xué)生的互動交流,學(xué)生利用教師書寫板書的時間,可以對問題進(jìn)行深入的思考和消化理解,好的板書還起到提綱挈領(lǐng)的作用,使講授的內(nèi)容一目了然。對于教師用語言難于敘述的情景、物理過程等,采用圖片展示、動畫演示、視頻播放等多媒體教學(xué)和演示實驗教學(xué)傳遞教學(xué)信息,使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容有深刻的理解,達(dá)到事半功倍的效果。大學(xué)物理教學(xué)的板書和演示實驗這些傳統(tǒng)的教學(xué)手段是不可缺少的,也是多媒體教學(xué)手段無法替代的,因多媒體的使用而放棄這些傳統(tǒng)的教學(xué)手段是得不償失的[5]。
2.2.3課堂教學(xué)中突出學(xué)生的主體地位,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用
開展教學(xué)活動,目的是傳授知識,培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此,要將所教知識與學(xué)生生活實際經(jīng)驗、專業(yè)案例和科技發(fā)展相聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師要突出學(xué)生的主體地位,調(diào)動學(xué)生參與課堂討論的積極性,讓學(xué)生積極思考問題,啟發(fā)學(xué)生提出各種各樣的問題,引導(dǎo)學(xué)生探索思考,開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。對課堂中的演示實驗,更要讓學(xué)生參與操作,以激發(fā)學(xué)生主動獲取知識的興趣。發(fā)揮學(xué)生的主體作用,提高課堂效率。
1.2研究方法的不同中學(xué)物理因研究對象簡單,數(shù)學(xué)知識基礎(chǔ)少,所以研究方法基本是歸納法,討論的規(guī)律基本上是從物理現(xiàn)象出發(fā),通過簡單實驗總結(jié)出來的簡單規(guī)律,比如中學(xué)物理力學(xué)中得出動量定理、動能定理的時候都是實驗歸納法得出的,并且涉及的力基本是恒定的,只講恒力的沖量、恒力的功,平均沖力等,在電磁學(xué)中只介紹勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場的規(guī)律等。而大學(xué)物理與自然實際就更接近了,要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場,而研究這些復(fù)雜問題所用工具主要是高等數(shù)學(xué)的微積分思想、矢量代數(shù),通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹的方法結(jié)合物理概念得出物理規(guī)律,即大學(xué)物理講的規(guī)律比中學(xué)物理的規(guī)律又上升了一個理論的高度。
1.3教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度的不同從教學(xué)內(nèi)容來講,中學(xué)物理量少,概念、原理、規(guī)律簡單,對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認(rèn)識,而大學(xué)物理涉及的知識量大,概念、原理多且相對復(fù)雜,對物理基本規(guī)律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質(zhì)和內(nèi)涵。從教學(xué)進(jìn)度上講,中學(xué)物理講的較慢,每個概念,每個公式,每個原理教師會進(jìn)行全面詳細(xì)講解,每一個知識點教師都會講透講精,講課重點放在解題技巧的應(yīng)試訓(xùn)練上,教師會給學(xué)生總結(jié)題型,歸納方法,并督促學(xué)生為了高考不斷學(xué)習(xí),學(xué)生的學(xué)多是跟著教師按部就班。而大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容量大,而教學(xué)時數(shù)非常有限,進(jìn)度快,教師講課一般都只著重把握知識整體框架,講清思路,注重理論性、系統(tǒng)性,不象中學(xué)那樣講得精細(xì)全面。對于解題方法有總結(jié)歸納,但習(xí)題課的次數(shù)較少,學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的能力較弱,對習(xí)慣于被安排、缺乏學(xué)習(xí)主動性的中學(xué)生,就很難在短時間內(nèi)適應(yīng)大學(xué)教學(xué)過程。
1.4學(xué)生學(xué)習(xí)方法的不同中學(xué)生一般課前不預(yù)習(xí),課后也很少翻閱知識輔導(dǎo)書,只要課堂上跟著老師聽課,課余時間除了完成老師布置的作業(yè)外,就是作大量的習(xí)題,實行題海戰(zhàn)術(shù),重復(fù)熟練程度高,認(rèn)為學(xué)好物理的標(biāo)準(zhǔn)就是多做題,解難題,學(xué)生自主接受新知識的能力較差,不善于提問題,對教師的依賴性較強(qiáng)。而大學(xué)生必須做到課前預(yù)習(xí),帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點,做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料,對所學(xué)知識要融會貫通,及時復(fù)結(jié),做的題目不在多,而在精,要學(xué)會自學(xué),善于提出問題,要有比較強(qiáng)的學(xué)習(xí)主體意識。中學(xué)物理由于數(shù)學(xué)知識的欠缺,很多物理概念、規(guī)律都是直接給出,沒有經(jīng)過推導(dǎo),這就決定了中學(xué)生接受物理知識的方式主要靠記憶,而大學(xué)由于有了高等數(shù)學(xué)、矢量代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計等工具,物理概念、物理規(guī)律大多可以做詳盡的推理,因而大學(xué)物理學(xué)習(xí)概念更注重概念的理解和掌握,物理過程的分析和論證。
2如何做好大學(xué)物理和中學(xué)物理教學(xué)的銜接
2.1循序漸進(jìn),適當(dāng)放慢教學(xué)進(jìn)度學(xué)生已習(xí)慣于中學(xué)教學(xué)慢節(jié)奏,少容量,講練結(jié)合的教學(xué)方法,若一開始就進(jìn)行快節(jié)奏,大容量的教學(xué),學(xué)生一下子不能適應(yīng),這不僅影響了大學(xué)物理的教學(xué)效果,同時也會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。所以,我們在教學(xué)過程中最初應(yīng)適當(dāng)放慢教學(xué)進(jìn)度,使學(xué)生逐漸適應(yīng),慢慢逐步進(jìn)入正常的教學(xué)進(jìn)度,從而達(dá)到讓學(xué)生適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)進(jìn)度,學(xué)會大學(xué)的學(xué)習(xí)方法。
2.2通過物理緒論課灌輸大學(xué)物理的重要性大學(xué)教師應(yīng)充分考慮大學(xué)物理和中學(xué)物理的區(qū)別,從一開始就讓學(xué)生明白大學(xué)物理和中學(xué)物理在研究對象、研究內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法等方面有許多的不同,讓學(xué)生知道大學(xué)物理不是中學(xué)物理的簡單重復(fù)。同時我們在緒論課中,應(yīng)介紹物理學(xué)的發(fā)展歷史、物理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和物理學(xué)的發(fā)展的未來展望,從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣,另外對理工科學(xué)生來說,可以適當(dāng)?shù)亟o他們介紹物理學(xué)和自己未來的專業(yè)的聯(lián)系,以提高他們學(xué)習(xí)物理的積極性,例如對我們紡織專業(yè)的學(xué)生,可適當(dāng)介紹量子力學(xué)與紡織材料等、質(zhì)點、剛體力學(xué)與紡織機(jī)械方面的關(guān)系。同時還應(yīng)強(qiáng)調(diào),大學(xué)物理的基礎(chǔ)學(xué)科性質(zhì),學(xué)學(xué)物理不僅僅服務(wù)于后續(xù)的專業(yè)知識,更重要的是學(xué)會一種思維的方法、學(xué)習(xí)方法以及研究問題的方法。
又如,計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生往往對自己的專業(yè)———計算機(jī)更感興趣,其實,計算機(jī)的硬件離不開物理,法拉第、麥克斯韋的電磁理論,德布羅意、海森伯、薛定諤等人的量子力學(xué),半導(dǎo)體,甚至牛頓力學(xué),都是計算機(jī)誕生的基礎(chǔ)理論,舉個簡單的例子,在電子器件中,電子在電場的作用下沿著設(shè)定的電路運動,就實現(xiàn)了器件的功能??萍嫉陌l(fā)展突飛猛進(jìn),而大學(xué)物理的理論基礎(chǔ)相對固定,如果不及時更新應(yīng)用舉例,一直沿用老舊的例子,會令學(xué)生覺得物理落伍了,學(xué)了沒有用。大學(xué)物理作為自然科學(xué)的基礎(chǔ),在打好底子的同時,也應(yīng)賦予它新鮮血液。教師應(yīng)時刻關(guān)注前沿科技的發(fā)展,恰當(dāng)?shù)匾胝n堂,激發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣。
2多種教學(xué)手段相結(jié)合
與大學(xué)物理豐富的教學(xué)探索內(nèi)容相適應(yīng)的,是多樣的教學(xué)探索手段。物理現(xiàn)象千姿百態(tài),奇妙無窮,僅憑口述和板書,很難展現(xiàn)它的多彩魅力。比如,波動光學(xué)里的白光干涉有美麗彩色條紋,教師可以自己制作鐵絲圈配制肥皂水,在課堂上親手演示薄膜干涉現(xiàn)象,定能給學(xué)生留下深刻的印象。再如,自帶一根普通跳繩,隨時悠動起來演示橫波現(xiàn)象,既操作簡單又能形象地解釋深刻的波動規(guī)律。當(dāng)然,更多實驗不方便課堂演示,或者得有專門的儀器才能演示,這就得依靠現(xiàn)代教學(xué)探索手段———多媒體了。比如,波動學(xué)里的駐波,畫在黑板上時,它就是某一時刻的波形圖,看起來和行波完全相同,然而,駐波在同一個波節(jié)內(nèi)各質(zhì)點的振動相位都相同,這跟行波規(guī)律有著本質(zhì)的不同,這點總是會讓學(xué)生感到費解。當(dāng)運用多媒體教學(xué)探索手段,動態(tài)地演示駐波的傳播過程,讓學(xué)生清楚地看到同一個波節(jié)內(nèi)各質(zhì)點究竟是如何振動的,這個疑團(tuán)自然就解開了。
2改革的建議
2.1大學(xué)物理實驗項目可選
對大學(xué)物理實驗項目進(jìn)行劃分,分為必做部分和可選做部分。必做部分為測量誤差和數(shù)據(jù)處理等基礎(chǔ)知識。可選部分按基礎(chǔ)、提高、綜合把實驗項目進(jìn)行劃分。學(xué)生可根據(jù)自身的情況在選做的部分實驗里選擇實驗,教師根據(jù)學(xué)生的選課情況,遵照“強(qiáng)化基礎(chǔ),循序漸進(jìn),理工融合,突出應(yīng)用”的原則,以學(xué)生能力的培養(yǎng)為主線建立物理實驗教學(xué)體系[2]。
2.2教學(xué)模式的改進(jìn)
把現(xiàn)在上實驗課的模式由老師為主導(dǎo)改為學(xué)生為主導(dǎo)。把“教師是演員,學(xué)生是觀眾”的講課模式改變?yōu)椤敖處熓菍?dǎo)演,學(xué)生是演員,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力,在時間允許的條件下盡可能的讓學(xué)生靠自己的能力獨立完成實驗內(nèi)容,讓學(xué)生體會到獨立完成實驗的成就感和實驗的樂趣。同時可以為一些優(yōu)秀的或喜歡學(xué)習(xí)的學(xué)生提供一些自由發(fā)展的空間,讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案,自己選擇實驗儀器,獨立完成和撰寫實驗報告,從根本上改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中時間統(tǒng)一安排,內(nèi)容統(tǒng)一規(guī)定,要求統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不顧個人興趣,不顧水平高低完全一刀切的弊端。
2.3實驗項目與時俱進(jìn)
當(dāng)今科技的進(jìn)步日新月異,最新的科技成果不斷涌現(xiàn)。伴隨著時代的發(fā)展和知識不斷增加,要使大學(xué)物理實驗跟上時代的進(jìn)步。因此,大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容在一定程度上能夠體現(xiàn)出現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展的特點,開設(shè)一些新穎性、設(shè)計性、綜合性、能充分吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實驗項目[3]。限于一些高校的特殊原因,可以增設(shè)一些新型科技成果的演示性實驗,增加學(xué)生的實驗興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,也利于提高教學(xué)效果。
2.4實驗成績的鑒定
在大學(xué)物理實驗選做和必做的劃分下,規(guī)定每個學(xué)生必須完成的實驗數(shù)量和實驗種類,使得每個學(xué)生都能有充分的實驗動手能力又能全面的掌握各類實驗的方法和技巧,但考核的形式不局限于提交實驗報告為最終形式。規(guī)定每個學(xué)生必須完成的實驗數(shù)量、提交實驗報告占總成績的50%,綜合創(chuàng)新性實驗占總成績的30%,其他占總成績的20%進(jìn)行劃分。既要學(xué)生能完成規(guī)定的實驗項目,鍛煉學(xué)生基本的實驗動手能力,同時又鼓勵學(xué)生以創(chuàng)新性實驗形式完成最終的課程考核,培養(yǎng)學(xué)生綜合思維和創(chuàng)新能力,增加課程的教學(xué)效果。
2.5各院校加強(qiáng)交流
加強(qiáng)各院校間先進(jìn)的教學(xué)手段和成果的交流,共享一些最新的前沿的實驗趨勢、實驗器材和實驗方法,在一定范圍內(nèi)進(jìn)行大學(xué)物理實驗競賽活動。各院校通過自己選題,自己組織實驗,然后集中匯報的方式進(jìn)行交流,以此促進(jìn)高校物理及實驗教學(xué)改革,深入開展創(chuàng)新人才的培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。同時定期召開大學(xué)物理實驗座談會,交流最新的實驗項目,最新的實驗方法,淘汰一些落后的實驗項目等,促進(jìn)大學(xué)物理實驗的整體進(jìn)步。
二、多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)方法結(jié)合
多媒體教學(xué)是近展起來的一種現(xiàn)代化的教學(xué)方式,有非常明顯的教學(xué)優(yōu)勢。比如多媒體教學(xué)可以拓寬現(xiàn)有教學(xué)模式,能把復(fù)雜的物理現(xiàn)象用錄像或者三維動畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們,比如在講到駐波時,僅僅靠描述駐波是不夠的,同學(xué)們并不能夠準(zhǔn)確理解駐波現(xiàn)象,對波節(jié)與波腹的概念也比較模糊,如果借助多媒體工具,能將駐波這一過程以動畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們,對剛才提到的幾個基本概念就很容易了解了,另外,教師也可以針對不同專業(yè),比如橋梁專業(yè),解釋駐波對橋梁的危害,并搜集相關(guān)視頻,將這種物理現(xiàn)象利用多媒體技術(shù)與其專業(yè)結(jié)合起來,可以使大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩,形象生動,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,增進(jìn)對所學(xué)知識的理解和記憶,這是傳統(tǒng)的黑板加粉筆教學(xué)手段難以表現(xiàn)的。凡事有利弊,多媒體教學(xué)方式也是如此。雖然多媒體教學(xué)方式有許多優(yōu)勢,被很多年輕教師所采用,但經(jīng)常會出現(xiàn)一些在傳統(tǒng)教學(xué)方式中所沒有遇到過的問題。比如多媒體可以在短時間內(nèi)提供大量的信息,但學(xué)生能不能在短時間內(nèi)將如此多的信息完全吸收理解,能不能達(dá)到預(yù)期的上課效果,將會是一個很重要的問題。物理學(xué)科是一門邏輯性很強(qiáng)的自然學(xué)科,如果學(xué)生對教師上課內(nèi)容不理解,造成的結(jié)果是對學(xué)習(xí)物理課程失去信心,對學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程是非常不利的。所以在講解課程的重點部分或者比較復(fù)雜的推導(dǎo)過程時,應(yīng)用多媒體顯然是不合適的,學(xué)生還沒有來得及反應(yīng),就得到了最后的結(jié)果,中間過程少了同學(xué)跟隨教師思考的時間,對學(xué)生理解物理定律現(xiàn)象是不利的。這時候,教師應(yīng)該采用粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)方式,慢慢引導(dǎo)學(xué)生跟上教師的節(jié)奏,深入淺出,必能達(dá)到較好的教學(xué)效果。因此兩種媒體交替使用,更有利于吸引學(xué)生的注意力。
2.大學(xué)物理中運用案例式教學(xué)的優(yōu)點
傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)是以教師和書本為中心,一般采取原理加例證講授的方式。教師居于主要地位,是對學(xué)生單向灌輸知識的溝通,而學(xué)生是被動的聽講者和接受者,這就是傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法,這種講授法忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的激發(fā),導(dǎo)致理論與實踐的脫節(jié)。相對于傳統(tǒng)的教學(xué)法,案例教學(xué)法的優(yōu)點在于:首先,授課方式上,是以教師主導(dǎo),學(xué)生主體的課堂,教師和學(xué)生共同參與對案例的討論和分析,強(qiáng)調(diào)師生互動,教師引導(dǎo)學(xué)生通過案例的分析、推導(dǎo),運用概念來解決問題;第二,教學(xué)內(nèi)容上,不拘泥于教材本身的知識內(nèi)容,而是以大量鮮活案例構(gòu)成學(xué)生需要掌握的知識點和關(guān)鍵點??砂讶粘I钪械氖吕鳛橐龑?dǎo)性材料,讓學(xué)生主動探索、發(fā)現(xiàn),并對所學(xué)知識進(jìn)行主動建構(gòu)[3];第三,教學(xué)過程中,案例教學(xué)不僅是學(xué)生掌握知識的過程,更是學(xué)會學(xué)習(xí)的過程。學(xué)生能學(xué)會信息的收集、使用和分析,學(xué)會和他人探討、交流、促使學(xué)生思維深化,能夠?qū)σ粋€問題尋找多種答案,逐漸培養(yǎng)和形成創(chuàng)造性思維;第四,案例式教學(xué)是一種動態(tài)的開放的教學(xué)方式,在教學(xué)活動中,教師是引導(dǎo)者和組織者,學(xué)生是積極的參與者,這將提高學(xué)生獨立決策的能力,學(xué)生對復(fù)雜多變的案例情況獨立做出判斷,排除以往過分依賴教師的心理,發(fā)揮學(xué)生的主體性、學(xué)習(xí)和探究的自主性。
3.案例式教學(xué)法的應(yīng)用
案例教學(xué)應(yīng)用實施中應(yīng)注意的幾個問題。(1)案例要具有典型性、普遍性及適用性[3,4]。應(yīng)圍繞所傳授的基本理論和方法選擇具有代表性的典型案例,一個具有普遍意義的案例,能起到舉一反三、觸類旁通的作用。此外,還要注意案例的難易程度應(yīng)與學(xué)生的接受能力相適應(yīng),以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和主動性,提高教學(xué)效果。(2)對教師素質(zhì)提出更高要求[3]。案例教學(xué)是否有吸引力和說服力,教師是關(guān)鍵因素,教師要精心選擇案例,并熟知案例陳述的背景、事實、觀點,以及所蘊含的原理,據(jù)此擬定教學(xué)計劃。教學(xué)過程中,教師要成為學(xué)生的“導(dǎo)師”,引導(dǎo)學(xué)生開展探索創(chuàng)新,善于拋磚引玉,打破僵局,使學(xué)生融入課堂,還要對學(xué)生討論中不完整、不準(zhǔn)確的地方給予補充和更正。(3)學(xué)生要積極、主動參與教學(xué)。學(xué)生不再是知識的被動接受者,而是主動參與教學(xué),成為會學(xué)、樂學(xué)、善學(xué)的“主體”。要求學(xué)生勤于思考,積極參與,有理有據(jù)地陳述自己的觀點;并強(qiáng)化互助合作意識,認(rèn)真聽取、評析其他人的觀點和意見。下面舉兩個案例教學(xué)的例子。如在講解“剛體角動量守恒定律”時,要讓一學(xué)生兩手舉著啞鈴站在可繞豎直軸轉(zhuǎn)動的凳子上,在使凳子轉(zhuǎn)起來的過程中,學(xué)生不時改變兩胳膊與水平方向夾角,周圍同學(xué)觀察其轉(zhuǎn)速變化,啟發(fā)大家思考原因。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析,舞蹈時如何控制自身旋轉(zhuǎn)速度大小?跳水時為何要改變身體和四肢的姿勢?“支奴干”直升機(jī)、水中魚雷為什么要采用反向轉(zhuǎn)動的雙旋翼?由近及遠(yuǎn)啟發(fā)學(xué)生思考并討論,加深學(xué)生對角動量守恒定律的理解與認(rèn)識。再比如講解“感生電場”內(nèi)容時,知識比較抽象,學(xué)生難以理解,教師可以用《夢溪筆談》中的一段記載作為案例,書中記載,一內(nèi)侍家中遭雷擊,室內(nèi)的金屬銀扣、寶刀等溶化成汁,而木質(zhì)的漆器與刀鞘,卻安然無恙,這顯然是有違人們常識的神奇之事,如何解釋呢?教師首先引導(dǎo),雷擊事件中有電場,也有磁場,所以要從電與磁的內(nèi)在聯(lián)系分析,雷電來襲時,高壓放電,可達(dá)到數(shù)萬安培的電流,從而產(chǎn)生強(qiáng)大的高頻交變磁場,后面的可以讓學(xué)生進(jìn)行討論,一步一步分析出,變化的磁場在金屬銀扣和鋼刀中激發(fā)感生電場,進(jìn)而形成渦電流,產(chǎn)生大量焦耳熱,將其熔化,由于時間極短,木質(zhì)漆器和刀鞘這類非導(dǎo)體尚未來得及燒焦,從而解決問題。后面,老師還可以引導(dǎo)學(xué)生來解釋電磁爐工作原理等內(nèi)容,使學(xué)生能夠舉一反三,其學(xué)習(xí)效果也事半功倍。這樣,通過設(shè)計案例、啟發(fā)引導(dǎo)、組織討論、分析解答等一系列工作,學(xué)生的認(rèn)知中已具有同化新知識的基礎(chǔ),教師再上升到理論高度講解,使同學(xué)們感覺到新知識具有重要的應(yīng)用價值,不再感覺抽象乏味,有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的積極性與主動性。
②演示實驗儀器最適合做開放性實驗項目。儀器種類多,相較于其他的實驗室,它在管理方上比較靈活,同學(xué)可以利用課余時間等等來使用這些儀器。再者,這樣的實驗教學(xué)方式十分機(jī)動,教學(xué)形式較其它方式自由,學(xué)生可依照自己的選擇來挑選儀器,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
③對創(chuàng)造能力的發(fā)揮有推動作用。通過這樣的方式有利于學(xué)生將其知識向能力轉(zhuǎn)變,學(xué)生的實踐活動的范圍經(jīng)由他們對儀器的組裝而擴(kuò)大。學(xué)生可以發(fā)揮自己的穿鑿能力,也為其科研能力的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
④發(fā)達(dá)水平較低的地區(qū)更適用于使用這種教學(xué)方式。還可用于對文科大學(xué)物理的實踐性教學(xué)。這種辦學(xué)思想見效快,且對儀器的投資較少,適合在發(fā)展水平不高的地區(qū)進(jìn)行推廣。
⑤設(shè)計性實驗用于學(xué)生選做實驗階段,主要以對學(xué)生綜合素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)為主,答辯式、研究式的教學(xué)法被這樣的試驗方式所采用。在該階段,經(jīng)由教師提供實驗的項目,學(xué)生依據(jù)自身的興趣愛好,進(jìn)行選擇,通過對資料的查閱以及調(diào)研,對理論進(jìn)行推理驗證,以確定實驗的方法,從而自行對實驗的裝備進(jìn)行選擇,并獨立地完成實驗。并且在結(jié)束試驗之后進(jìn)行相關(guān)經(jīng)驗的總結(jié)和進(jìn)行論文的撰寫。綜合設(shè)計性實驗項目在教育模式方面的主體是教育者,學(xué)生的主題活動形式更加具有了實踐和創(chuàng)造性,教育的內(nèi)容充分考慮到學(xué)生和受教育者的需求,學(xué)生和教師從課程教學(xué)計劃的實施者向設(shè)計者轉(zhuǎn)變,以前的制度化的課程(經(jīng)由事先確定)也向?qū)W生在一定的框架之下進(jìn)行自主選擇的持續(xù)變化的活動內(nèi)容發(fā)生轉(zhuǎn)化,學(xué)生的個體需求在這樣動態(tài)化的課堂當(dāng)中得到了饜足,學(xué)生作為主體的活動也得到了積極調(diào)動,很多方面都相對于之前的實驗室有了很大的不同。以自我為主體在活動中得到了充分展現(xiàn)。學(xué)生對活動的積極參與也將自身的能動作用進(jìn)行了積極調(diào)動,學(xué)生實現(xiàn)了自主學(xué)習(xí),實現(xiàn)了創(chuàng)造的機(jī)會,充分展示了他們的獨特之處,他們獨立發(fā)現(xiàn)和思考并解決遇到的問題的能力在暢游于儀器的“海洋”中得到了體現(xiàn),對課堂教學(xué)要創(chuàng)新這一要求在“從任務(wù)到觀察到行動到問題到反思到解決”的模式中得到了彰顯。所以,這樣的演示實驗室可以滿足創(chuàng)新教育的需求。對這樣的實驗室的合理科學(xué)的利用來建設(shè)設(shè)計性和綜合性的實驗項目有利于特色化創(chuàng)新教育的進(jìn)展,這也為以后的實驗室建設(shè)發(fā)展提供了優(yōu)良的空間。
2演示實驗室分層次開放的思路與方法
利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備,分層次對不同專業(yè)學(xué)生分層次實施不同的實驗項目,加以輔助材料設(shè)計一些物理實驗。分為4個層次的實驗專區(qū)。
①物理基礎(chǔ)演示實驗,主要針對文科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行開放。旨在培養(yǎng)文科大學(xué)生的自然科學(xué)素養(yǎng)。實驗從物理基礎(chǔ)知識為出發(fā)點,其內(nèi)容簡單,應(yīng)用廣泛。主要以定性研究為主。這類實驗有:能量穿梭機(jī)———主要利用機(jī)械能守恒,動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化,有蒸汽機(jī)的模型,還有有趣的光學(xué)趣味實驗等。
②對大學(xué)理科專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的一些與大學(xué)物理相關(guān)定性實驗,如:李薩如圖像變換、海市蜃樓的模擬原理、電磁加速器的現(xiàn)象及原理等。
③綜合性及自主設(shè)計性的實驗,主要針對物理專業(yè)大三、大四的學(xué)生,在對物理實驗基礎(chǔ)上開設(shè)一些綜合性的實驗。例如:激光調(diào)腔實驗的研究、多普勒效應(yīng)的演示、激光竊聽等。根據(jù)學(xué)生的理論及實驗基礎(chǔ)的特點,由學(xué)生自行設(shè)計,在實驗老師的協(xié)助指導(dǎo)下完成課題的研究。
④培養(yǎng)師資教學(xué)技能。利用一些常用儀器演示實驗,如:靜電屏蔽與高壓尖端放電實驗研究,進(jìn)而研發(fā)多種演示小實驗:靜電噴水現(xiàn)象“、電風(fēng)”吹滅蠟燭等實驗。為以后開展基礎(chǔ)實驗教學(xué)示范基地,培養(yǎng)欠發(fā)達(dá)地區(qū)師資力量做好硬件資源的儲備工作。還可以開設(shè)一些與中學(xué)物理和大學(xué)物理實驗均有關(guān)聯(lián)的實驗,構(gòu)建實驗預(yù)備區(qū),為中學(xué)物理與大學(xué)物理知識銜接做好準(zhǔn)備工作。
3理論價值與應(yīng)用前景
物理設(shè)計性實驗室的開設(shè)要建立在學(xué)院的實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)之上,需要學(xué)員在解決或者實際測量的問題當(dāng)中將物理的知識還有實驗的技能加以運用。以后的專業(yè)課程和科學(xué)的訓(xùn)練還有學(xué)術(shù)研究的進(jìn)行要經(jīng)由學(xué)員通過分析和解決問題將自己的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)樽约簩嶋H的問題的解決來進(jìn)行訓(xùn)練??简瀸W(xué)員的物理實驗基本功的把握程度的有效途徑就是設(shè)計性實驗室。設(shè)計性實驗室同時也是可以使學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的個人能力得到提高的有效方法。在這個過程當(dāng)中,學(xué)員的學(xué)習(xí)樂趣將會通過自己對材料的查閱和對方案的比較,自己設(shè)計切合原理的實驗操作步驟得以充分體會。該實驗室的開始有利于學(xué)員結(jié)合自身的相關(guān)知識,達(dá)到學(xué)習(xí)和發(fā)展能力的有機(jī)統(tǒng)一,實驗教師也由此更加便于了解其情況,并為其找到適合的教學(xué)方向和制定合適的教學(xué)方法。演示實驗室的開放對不同層次的學(xué)習(xí)者有著深遠(yuǎn)的影響,及早地開展物理演示實驗室分層次開放實驗并及時實施有著重要的實踐價值及深遠(yuǎn)的意義。
①可以激發(fā)實驗人員的創(chuàng)新能力,提高技術(shù)能力,促進(jìn)他們之間的技術(shù)交流;
②可以節(jié)省或暫時緩解資金問題,進(jìn)一步提高了該校設(shè)備的可利用價值和利用率。
2大學(xué)物理設(shè)計性實驗體系設(shè)計與實踐研究的內(nèi)容的實施方案
大學(xué)物理設(shè)計性實驗體系設(shè)計與實踐研究的內(nèi)容評價的方案制定包括確立目標(biāo),科學(xué)選擇內(nèi)容、設(shè)計工具、靈活運用實驗方法等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)相互之間既緊密聯(lián)系又相互制約。明確目標(biāo)和內(nèi)容是選擇實驗方法的基礎(chǔ)?;\統(tǒng)或瑣碎的實驗標(biāo)準(zhǔn)將不利于數(shù)據(jù)和資料的收集,而沒有準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù),就不可能達(dá)成正確的實驗結(jié)論,從而影響實驗的反饋以及最終合理改進(jìn)建議的提出。必須針對不同的實驗項目選取恰當(dāng)?shù)膶嶒灧绞椒椒?并利用反饋意見改進(jìn)實驗設(shè)計,促進(jìn)學(xué)生綜合實驗素質(zhì)的發(fā)展。其最終目標(biāo)是學(xué)生在進(jìn)行實驗活動過程中逐步生成的。必須針對不同的實驗項目選取恰當(dāng)?shù)脑u價方式方法,并利用評價反饋改進(jìn)實驗設(shè)計,促進(jìn)學(xué)生綜合實驗素質(zhì)的發(fā)展。根據(jù)大學(xué)物理設(shè)計性實驗課程的價值追求和課程特點,大學(xué)物理設(shè)計性實驗多維度評價的目標(biāo)包括知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度和價值觀3個維度。2.1收集、分析和處理信息。學(xué)會收集信息的各種基本方法,嘗試運用調(diào)查、考察等方法及利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等基本信息工具;能夠?qū)κ占男畔⒒蛸Y料進(jìn)行初步分析和處理;能夠在團(tuán)隊中進(jìn)行信息交流。2.2問題解決。學(xué)會自主提出問題、制定解決方案,并通過實驗過程驗證方案的合理性;開展問題探究,嘗試探究活動,體驗探究過程;提出問題解決的策略。2.3動手操作。計劃和組織一個實驗項目的實施;嘗試運用已有的儀器設(shè)備或通過改造或自制設(shè)備完成實驗項目;具有基本的信息操控技術(shù)和素質(zhì)。2.4表達(dá)與交流。能夠自主地與指導(dǎo)教師或?qū)<疫M(jìn)行聯(lián)系,并學(xué)會在實驗中自我管理;能夠以書面和口頭等不同的表達(dá)方式,表述實驗的結(jié)果、體會或思想情感;學(xué)會結(jié)果分享。2.5情感、態(tài)度與價值觀。養(yǎng)成參與意識、服務(wù)意識、合作意識、環(huán)保意識、效率意識、安全意識、科學(xué)精神、創(chuàng)新意識;形成社會責(zé)任感和義務(wù)感,形成負(fù)責(zé)任的工作態(tài)度和生活習(xí)慣。
3大學(xué)物理設(shè)計性實驗體系設(shè)計與實踐研究的內(nèi)容的啟示
3.1在實驗過程中進(jìn)一步認(rèn)識實驗設(shè)計體系的重要性。在實驗過程中發(fā)現(xiàn)了許多大學(xué)物理設(shè)計性實驗課程實施中的問題,比如指導(dǎo)教師學(xué)科分工的問題、實驗過程中教師的指導(dǎo)問題、實驗過程中資料的規(guī)范性問題、指導(dǎo)教師的培訓(xùn)問題等,這些問題都要在今后的教學(xué)中進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計和落實。3.2實驗指導(dǎo)教師在測評過程中得到培訓(xùn)。在實驗教學(xué)中,教師的指導(dǎo)往往過于寬泛,針對性不強(qiáng),缺乏具體的指導(dǎo)行為和指導(dǎo)規(guī)范,部分教師不明確自己在指導(dǎo)實驗過程中的具體指導(dǎo)任務(wù)有哪些方面,因此指導(dǎo)方式、指導(dǎo)行為存在著一系列問題。實驗指導(dǎo)教師在評價過程中進(jìn)一步了解了實驗教學(xué)的目標(biāo)和要求,對指導(dǎo)學(xué)生實驗有了更深刻的認(rèn)識。3.3學(xué)生實驗素質(zhì)得到了全面發(fā)展。大學(xué)物理設(shè)計性實驗體系設(shè)計與實踐研究提高了學(xué)生合作意識。在大學(xué)物理設(shè)計性實驗實施過程中,增多了學(xué)生之間的交往合作機(jī)會,實驗時,學(xué)生分工合作,在團(tuán)隊中學(xué)會與人相處,發(fā)展協(xié)作素質(zhì);增強(qiáng)了學(xué)生的自信心,大學(xué)物理設(shè)計性實驗開放的教學(xué)方式;培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的素質(zhì),激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能;同時也激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情設(shè)計性實驗的開展密切了學(xué)生與指導(dǎo)老師的聯(lián)系,激發(fā)了學(xué)生關(guān)注生活的熱情。
二、基于信息論的大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計目的
(一)提高信息傳播質(zhì)量,提升教學(xué)效率
信息論是應(yīng)用概率論以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法對信息熵、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。信息論中指出,信息是生命系統(tǒng)、機(jī)器系統(tǒng)等適應(yīng)外部世界和同步世界所開展的一種交換物質(zhì)的運動形式。在大學(xué)物理教學(xué)過程中,教師和學(xué)生之間所進(jìn)行的便是一種交換過程,在這一過程當(dāng)中,老師的教學(xué)內(nèi)容即是信息,而學(xué)生則是接收這些信息的外部世界。要保證信息傳輸?shù)恼鎸嵭院蜏?zhǔn)確性,教師首先需要做的,便是對教材的深入了解和分析,掌握教材的教學(xué)中心,提煉準(zhǔn)確的教學(xué)元素,保證信息的輸出質(zhì)量和輸出效果,最終實現(xiàn)大學(xué)物理教育教學(xué)效率的顯著提升。
(二)優(yōu)化教學(xué)方法,改善教學(xué)質(zhì)量
從信息論角度開展大學(xué)物理教學(xué)方法的研究和設(shè)計,對于改善教學(xué)質(zhì)量也將起到非常積極的租用。信息論研究的主要方向是信息的傳播路徑、信息的傳播方法以及信息的傳播形式,通過改善信息通道和優(yōu)化信息傳播方法,以達(dá)到提升信息量和信息傳播質(zhì)量的目的。大學(xué)物理教學(xué)中引入信息論,能夠?qū)Υ髮W(xué)物理教學(xué)過程中教學(xué)方法進(jìn)行分析和評估,指出教學(xué)中所存在的問題和不足,根據(jù)分析結(jié)果選擇合理的教學(xué)手段來優(yōu)化知識傳播途徑,達(dá)到改善教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、基于信息論的大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計
(一)提煉教學(xué)元素,準(zhǔn)確輸出信息
一名優(yōu)秀的教師,應(yīng)該懂得如何對信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化,將枯燥的信息轉(zhuǎn)成豐富而生動的圖文,使學(xué)生能夠樂于接受這些信息,讓學(xué)生能夠牢牢地記住教學(xué)知識。教材中關(guān)鍵點的挖掘,是信息傳輸?shù)那疤?。許多教師雖然課堂教學(xué)方法靈活多變,課堂氛圍活躍,但是教學(xué)水平則一般,究其原因,主要是教師沒有真正的抓住教材的主要思想,沒有將教學(xué)信息完全的傳輸給學(xué)生。因此,教師在大學(xué)物理教育教學(xué)過程中,必須要抓住信息關(guān)鍵,消除思維屏障。適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,也是提升信息傳輸效果的有效途徑。在教學(xué)過程中,教師可以依靠合適的教學(xué)方法來提升教學(xué)氛圍,提升學(xué)生對知識的理解興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。較為常用的教學(xué)方法主要有實驗法、互動學(xué)習(xí)法、實踐法等多種方法,教師可以根據(jù)實際情況采取行之有效的方法達(dá)到教學(xué)目的。比如,電動勢概念一直以來都被人們當(dāng)做是大學(xué)物理教學(xué)中的難點和重點,概念的抽象和不便于理解,使得教師難以達(dá)到教學(xué)預(yù)期。針對這類問題,教師可以采用實驗法,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行試驗操作,較低教學(xué)難度和坡度,使學(xué)生在操作過程中能夠掌握非靜電力的有關(guān)概念,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣,并牢牢記住非靜電力的作用原理和效果。由此可見,從信息論角度來看,教師要想準(zhǔn)確的輸出教學(xué)信息,保證信息輸出質(zhì)量和效果,就必須要重視信息元素的提煉和分析,采用行之有效的方法,以達(dá)到教學(xué)目的。
(二)精簡教學(xué)結(jié)構(gòu),暢通信息渠道
大學(xué)物理教學(xué)過程中,教師要想實現(xiàn)真正意義上的信息高效率轉(zhuǎn)化,就必須要從教學(xué)結(jié)構(gòu)入手。所謂教學(xué)結(jié)構(gòu),就是教師對教學(xué)要點的合理布置,課堂教學(xué)時間的應(yīng)用,以及對教學(xué)方法的整合。合理的教學(xué)結(jié)果,能夠使信息逐層增加難度,在不斷的探索和理解過程中幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識要點,達(dá)到教學(xué)預(yù)期。大學(xué)物理中的許多知識點都相對較為復(fù)雜,具有一定的教學(xué)難度,教師應(yīng)該根據(jù)信息論進(jìn)行教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改良。在香農(nóng)-維納公示,信息的頻帶寬越大,則信噪比越高,傳遞的理想信息量就會越大。信息組塊是信息量的一個有效單位,也是測量人短時記憶的最小單位。信息論中指出人的短時記憶容量小于或者等于五個組塊時才能夠牢固的將信息貯存在長時記憶當(dāng)中。因此,在實際的教學(xué)過程中,應(yīng)該靈活的運用這一原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)整,遵從信息塊不得大于5的原則,以4個信息塊來設(shè)計新的教學(xué)結(jié)構(gòu)。
(三)建立信息反饋機(jī)制,發(fā)揮信息調(diào)控作用
在信息論理論當(dāng)中,信息在完成輸出活動之后,信息的反饋則成為信息的重要調(diào)控元素。信息的存儲和長期保持,必須要有信息反饋的參與。大學(xué)物理教學(xué)中,教師通過多樣的教學(xué)方法和教學(xué)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)信息的傳輸目的,幫助學(xué)生了解和掌握相關(guān)物理學(xué)知識。然而,如果缺乏必要的信息反饋和交流,學(xué)生將無法完全的吸收和消化信息,這個信息的傳輸工作也便沒有真正的完成。由此可見,建立信息反饋機(jī)制是非常重要的,發(fā)揮信息調(diào)控作用,能夠更好的保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。首先,信息的反饋可以在教學(xué)課堂上進(jìn)行完成。老師在課堂上可以就本堂課所傳輸?shù)男畔⑻岢霾糠謫栴},供學(xué)生回答和思考。根據(jù)學(xué)生對問題的回答結(jié)果,老師能夠較為清楚的了解學(xué)生對信息的獲取和吸收情況,并根據(jù)實際情況來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,鞏固教學(xué)知識。同時,教師也應(yīng)該在課堂之外加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流和溝通,在和學(xué)生的溝通當(dāng)中了解課堂教學(xué)中自身所存在的問題和不足,并對其進(jìn)行及時的優(yōu)化和改善。例如,在楞次定律的教學(xué)中,老師便可以圍繞這楞次定律提出相關(guān)問題:比如,感應(yīng)電流在什么樣的情況下才會產(chǎn)生,當(dāng)線圈當(dāng)中有磁感線的時候,線圈就會產(chǎn)生電流嗎?法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律之間存在什么樣的聯(lián)系?感應(yīng)電流磁場是如何阻礙原磁場的變化的?會不會將原磁場中的磁感線阻礙掉一半呢?以上問題的提出,充分的結(jié)合了本堂課所傳授的知識信息,學(xué)生對該問題進(jìn)行積極思考和分析的同時,也是自身加強(qiáng)記憶和信息回顧的過程,這對于提升學(xué)生對知識的掌握能力以及對問題的處理能夠有有著非常積極的作用。
四、基于信息論的大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計體會
(一)調(diào)動學(xué)生積極性,提升信息傳輸質(zhì)量
通過將信息論與大學(xué)物理教學(xué)相結(jié)合,一定程度上保證了信息提取的準(zhǔn)確度和有效性,使教材中教學(xué)內(nèi)容更為清晰的展現(xiàn)在學(xué)生面前,避免了信息數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的教學(xué)質(zhì)量低下的問題。同時,結(jié)合信息論理論,實現(xiàn)了教學(xué)信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,降低了學(xué)生的理解難度,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(二)大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)用信息論開展教學(xué)設(shè)計的注意點
信息論作為一門專業(yè)的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科,信息論原理較為抽象,導(dǎo)致不同程度的應(yīng)用困難和障礙,最終影響到信息論的應(yīng)用效果和教學(xué)效果,為此在實際的運用中必須要注意以下幾點。首先,應(yīng)用信息論開展教學(xué)設(shè)計和教學(xué)分析,必須要循序漸進(jìn),將教學(xué)過程劃分為準(zhǔn)備階段、教學(xué)階段和反饋階段,分階段應(yīng)用信息論開展評估和優(yōu)化。其次,信息的傳播是相互的,信息反饋是優(yōu)化信息傳播路徑的關(guān)鍵。應(yīng)用信息論進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,必須要重視學(xué)生的反饋,采取適當(dāng)?shù)氖侄卧谡n上及課后開展信息反饋和整理工作,認(rèn)真分析問題,并解決問題,從而真正的實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提升。
2培養(yǎng)學(xué)生觀察,分析及實踐能力
要解決問題,首先發(fā)現(xiàn)問題,所以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力是一項重要任務(wù).感性知識的獲得依賴于敏銳的觀察力,善于觀察才能善于發(fā)現(xiàn).演示實驗?zāi)軌蛐蜗笳故疚锢憩F(xiàn)象和物理過程.首先可以用簡單直觀的演示實驗來鍛煉學(xué)生的觀察和分析能力,進(jìn)一步鍛煉思維能力.通過鍛煉后再增加演示實驗的復(fù)雜度,讓學(xué)生自己去觀察分析物理現(xiàn)象和過程.同時創(chuàng)造條件,使學(xué)生參與到演示實驗的展示、制作、維護(hù)、改進(jìn)等創(chuàng)新實踐活動中,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性.觀察、分析和實踐能力的培養(yǎng)既提高了學(xué)生的整個邏輯和創(chuàng)新思維能力也對學(xué)生以后從事科學(xué)研究起到了積極作用.
3建立正確的物理概念,加深知識的理解
對概念的正確理解是學(xué)好物理學(xué)的基礎(chǔ).演示實驗建立起來的直觀物理圖像,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有助于對物理概念的感性認(rèn)識.例如,在講授“剛體的角動量守恒”時,讓一個學(xué)生坐在茹可夫斯基轉(zhuǎn)椅上,伸開雙臂和雙腿.當(dāng)轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動后慢慢收回雙臂和雙腿,轉(zhuǎn)動的角速度會越來越大.這樣既可以很好地演示角動量的守恒,也可以加深對剛體轉(zhuǎn)動慣量的認(rèn)識,同時能讓學(xué)生參與其中.在學(xué)學(xué)物理之前,學(xué)生已經(jīng)對一些物理現(xiàn)象有了初步的認(rèn)識和理解,但有一些“想當(dāng)然”的物理現(xiàn)象很容易在學(xué)生心中留下錯誤的觀點.比如,一個均質(zhì)的彈簧如果分為兩部分,彈簧的勁度系數(shù)是否和原來一樣.提出這個問題,很多學(xué)生會不假思索地回答一樣.在課堂中完全可以用兩根彈簧進(jìn)行演示,讓學(xué)生自己去觀察、分析它們的不同,然后總結(jié)為什么會犯這樣的錯誤.這樣的實驗會立即啟發(fā)學(xué)生的興趣,激起學(xué)生的探究欲望,使學(xué)生主動探索內(nèi)在的物理因素,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣.這樣的問題在學(xué)習(xí)中比比皆是,演示實驗在設(shè)計時就是要貼近學(xué)生,突出對物理概念認(rèn)識的矛盾,能夠讓學(xué)生主動地發(fā)現(xiàn)、分析去獲得正確的知識,樹立正確的觀念.最后再引導(dǎo)學(xué)生去總結(jié)犯錯的原因,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式.
4拓寬視野,加強(qiáng)與生活工程及高新技術(shù)的聯(lián)系
大學(xué)物理是一門基礎(chǔ)學(xué)科,該課程的學(xué)了培養(yǎng)學(xué)生各項能力外,還為專業(yè)學(xué)習(xí)建立起基礎(chǔ)知識的儲備.大學(xué)物理的內(nèi)容不能僅限于教材,一定要結(jié)合近現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展.比如,美國大學(xué)的物理教育近現(xiàn)代知識能夠占據(jù)4成以上,美國科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)與其優(yōu)良的基礎(chǔ)教育有密不可分的關(guān)系.在演示實驗的設(shè)計上也要緊跟時代的發(fā)展,在貼近生活的同時也要擴(kuò)展學(xué)生的視野.實驗器材和用具取自身邊易得之物,不讓器具本身喧賓奪主.另一方面又把高新技術(shù)引入或與工程應(yīng)用結(jié)合,激發(fā)學(xué)生的求知欲.如,激光器中偏振光的產(chǎn)生,日光燈的鎮(zhèn)流器,微波爐和電磁爐的工作原理演示等.我們在演示實驗的設(shè)計時還注重了與不同專業(yè)的特點結(jié)合,讓學(xué)生感到物理與專業(yè)的緊密聯(lián)系.實踐證明,經(jīng)過以上原則設(shè)計的演示實驗在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力上非常有效.5促進(jìn)與多媒體教學(xué)的融合發(fā)展
多媒體教學(xué)越來越多地被用到課堂教學(xué)中來,它以圖、文、聲并茂甚至活動影像的特點以及獨特的人機(jī)交互功能,已經(jīng)被認(rèn)為是不可取代的教學(xué)手段.一些難以用普通器具展示的演示實驗,恰可以用多媒體的方式來實現(xiàn).如,光學(xué)干涉、衍射的色彩斑斕、力學(xué)中的復(fù)雜裝置以及電學(xué)中場的形象演示等.課件制作中的繪圖和程序編寫,都讓學(xué)生參與其中,鍛煉能力的同時也加深了對知識的理解.
6培養(yǎng)創(chuàng)新能力,樹立良好的科學(xué)態(tài)度
大學(xué)物理教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、總結(jié)和創(chuàng)新能力是一項重要任務(wù).這些能力也是學(xué)生以后從事生活、工作和研究不可缺少的素質(zhì).演示實驗有利于這些能力的培養(yǎng).形象有趣的演示實驗?zāi)軌蛞龑?dǎo)學(xué)生去觀察物理現(xiàn)象、去分析物理過程、去總結(jié)物理規(guī)律,再加上與高新技術(shù)和工程實例的結(jié)合能促使學(xué)生去實踐和創(chuàng)新.在大學(xué)物理教學(xué)中充分發(fā)揮演示實驗作用,本身就是理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式.在實驗的演示中,教師要引導(dǎo)學(xué)生獨立的去觀察、分析和總結(jié).教師也要盡可能使學(xué)生參與到整個的實驗過程,不斷地要求學(xué)生嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,對實驗中出現(xiàn)的問題,認(rèn)真分析、查找原因,樹立起解決問題、克服困難的信心,絕不畏難而退、弄虛作假,進(jìn)而培養(yǎng)起良好的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng).良好的科學(xué)態(tài)度一旦形成,就會對一個人的事業(yè)和生活產(chǎn)生莫大的影響.因為它可以促使人們形成正確的人生觀、價值觀和世界觀,它比知識的掌握和能力的形成更為重要.