大學物理教學的革新及施行論文
1大學物理課程教學方案的調整
首先，應針對不同專業設置不同的課程內容。例如，我校就針對工程類本科專業將大學物理分成了A、B、C三類，分別包含不同的教學內容，為各類工程類專業打好物理知識基礎。此外在授課時應結合本專業的特征，適當拓展一些與專業結合的知識點，讓大學物理教學內容能服務于各專業的應用。在分專業設置教學內容后，一個突出的問題就是課時數偏少。在保證教學效果的前提下，應解決教學內容多和教學時間少之間的矛盾，盡量讓學生在較少的時間內掌握物理研究方法和思維方式。學生不僅要在上課時能“聽得懂”講授的內容，還要自己知道如何去下手處理問題。這就要求把教師的精講和學生的課下練習結合起來，課上教師授課時不需要面面俱到。例如，在講述理論公式時只需要給出推導原理和所需要的數學方法即可，推導地具體過程要求學生課下自己完成，而應該把時間花在對公式的產生背景、公式的應用范圍以及理解和應用上。大部分教材在每章的后面都有小結提綱，每一章結束之后小結部分讓學生自己來整理，教師可以簡單提出歸納總結。另外，對一些有可比性的知識，可以精講一類，對比性的介紹另一部分的知識。例如，在電磁學中電場部分和磁場部分知識結構基本相同，這樣可以把電場部分作為講述分析的重點。建立了基本的思維方式和研究方法后，對磁場部分的知識可以以此類推，很容易就能理解掌握。還有在力學中質點系的動量定理、動量守恒和動能定理、動能守恒部分，也可以采取這樣類比講述的方式，節約上課時間，提高授課效率。
2多方式結合靈活教學
各專業學生在五年的中學物理教育后，對物理課程已經有了一些認識，加上應試教育的影響，給多數學生留下了枯燥乏味的印象[2]。這就要求教師在教授大學物理課之前首先要在緒論部分指明大學物理和中學物理的不同之處，更正學生認為大學物理就是對以前知識的`重復闡述，另外講述一下大學物理的現狀，尤其是前沿知識，調動學生的積極性，激發學生的求知欲望。在今后的授課中，為了清除物理知識留給學生的枯燥乏味的壞印象，可以借助新的教學手段，例如多媒體教學。多媒體教學綜合了符號、圖像、聲音、影像等多種媒體信息，根據教學目標和教學對象的特點，通過合理選擇和有機組合在教學過程中生動演示各種物理現象和物理過程，達到最優化的教學效果。例如：剛體轉動、彈簧振動、波動以及氣體分子運動等多種抽象的物理模型和過程都可以通過多媒體直觀地展示出來，幫助學生提高空間想象能力。多媒體教學已經成為不可替代的一種重要教學手段，它的優勢和地位不容忽略。但是現在許多教師對多媒體教學手段過度依賴，忽視板書，走向了授課就是播放多媒體課件的另一個極端[3,4]。尤其是在講述例題時，速度較快的展示公式以及計算過程并不能吸引學生的注意力，反而會使得學生由于跟不上進度而被迫放棄聽課。如果在此時結合多媒體的圖形展示，利用板書將解題過程一一詳列，更會吸引學生的注意力，順著教師講解的步驟慢慢弄清楚問題所在，實現多媒體技術和板書的完美結合。此外，必要時也可要讓具有一定計算機編程知識的學生來模擬或擬合一些現有的實驗數據和圖形。例如，在講述熱學部分的麥克斯韋速率分布函數關系圖時，可以讓有matlab或mathmatic編程基礎的學生嘗試著去擬合一下速率分布函數關系圖，看得到的結果是否跟麥克斯韋總結出來的公式相同，加深學生的印象，同時提高學習興趣，幫助學生準確掌握知識的難點和重點，提高學習效率。俗話說，興趣是最好的老師。課堂上在介紹新知識之前，首先尋找新舊知識的矛盾點或者闡述現有的理論和不能解決的實驗現狀，讓學生看到以前知識的局限性，把握時機提出設想，提高學生的興趣，讓學生帶著濃厚的學習興趣和疑問去接受新知識。例如：在講解氫原子的線狀光譜時，可以先把實驗上得到的氫原子線狀光譜一一列出，并講明當時的理論現狀（盧瑟福為解釋α粒子散射實驗中大角散射部分提出了原子核模型，但該模型存在局限性，沒有解決原子核外電子的運動情況），加之行星模型應用原子體系的不適用性，勢必要求新的理論介入。隨后加入對量子背景的介紹，玻爾三大假設自然而然插入，非常完美地解釋了原子的線狀光譜和原子的穩定性問題。除了課堂上知識的傳授，課下通過組織物理興趣小組、成立物理協會、開展家電維修、建模競賽、大學生競技賽等各種活動參與創新創業訓練項目和大學生創新項目，讓學生有機會把課堂上學到的理論知識應用到實際生活中來，激發學生學習的積極性，提高綜合素質。上面從多媒體技術、計算機模擬、課堂設問、課下興趣小組等幾個方面結合自己的教學心得對多種教學方式相結合的靈活教學模式做了初步探討和實踐。只有各種教學手段交錯使用，揚長避短，才能合理利用資源達到最優的教學效果。
3加強啟發式實驗教學
大學物理實驗課程是大學物理的附屬課，是主要針對理工科大學的專業特點和基礎課程內容開設的驗證性實驗。學生課堂接受理論知識對實驗基本原理有所了解后，通過實驗驗證，可以加深對基礎知識的理解。但由于實驗過程和結果都早已被確認，因此在實驗過程中應不僅讓學生熟悉實驗儀器、掌握基本實驗方法、給出驗證性結果，更重要是培養學生的觀察能力、分析和處理問題的能力。根據實驗過程中出現的問題和不合理的實驗現象，找出原因所在，培養學生獨立思考、改裝實驗的能力。因此，針對不同專業需求考慮一些實驗的取舍，也可以增設設計性實驗和綜合性實驗。學生可以根據自己的合理想法在現有實驗儀器的基礎上，重新整合實驗過程，驗證自己的實驗設計，使學生充分發揮設計能力。例如，在“透鏡焦距測定”這個基礎物理實驗過程中，在接收屏上觀察到的物象并不清晰，有時還會將光源的燈絲形狀呈現在物象里，這時可以啟發學生想辦法來解決該問題。可以從改進光源入手，設計一個適合本實驗的平面光源，本人在教授該實驗過程中受到這個實驗誤差的啟發，設計了一種新型平面電光源裝置（專利：一種平面光源裝置，授權公告號：CN202580770U）。該面光源采用微單元平面光源結構，可以根據需要定制微單元尺寸和個數，能保證光源的平面度和均勻度；在“楊氏模量測定”實驗過程中可以對實驗室的楊氏模量測定儀進行改裝，利用激光器代替光杠桿中的平面鏡，并調節激光器使出射激光的方向與工作平臺平行，這樣射出的激光會打在遠處的標尺上，得到較大的光杠桿長臂，降低機械結構的復雜性，且測量方便。指導學生已將該實驗儀器的改造申請到實用新型專利“激光楊氏模量測定儀”（授權公告號：CN202393656U）。通過設計性實驗和啟發式實驗教學，提高學生對知識的理解能力，進而培養學生的創新意識。
4教師教學素養的提高
針對上面提出的改進辦法，要求高校教師應注重平時知識的積累，加強質量文化建設。許多青年教師的教學效果不好，很大原因是自己對所要教授的內容理解不到位。只有扎實的基礎理論和對專業知識的深刻理解，才能在課堂上講出道理，理清思路，指出方法；另外，還需高校教師將科研融入到教學中。根據現代科技快速發展的要求，借鑒國內外各種教材的長處，對大學物理授課內容做出一些相應的修改，適當地加入部分科技前沿知識。這就要求高校教師提高科研能力，教師在做科研的同時必然去查閱資料文獻，會對新的觀點進行思考總結；在申報各類科研項目的同時會對科技前沿知識有一個總結性的認識；在與同行進行學術交流時，會交流觀點、思想碰撞、取長補短，產生新的科學認識，這樣就會夯實自己的專業基礎知識、修正自己思想上的紕漏，充分了解科技前沿的步伐。教師把在科研過程中提純的思維方法和前沿思想，在課堂上滲透給學生，激發學生學習興趣，開闊學生視野，培養學生的科研意識和創新能力。例如，在講述電磁學部分中的帶電體所帶電量時，需要對學生在中學時接受的“任何帶電體所帶的電量都是e的整數倍”這個觀點做一下修正。基本粒子質子和中子這一類強子是由更基本的單元———夸克組成的，而夸克具有一個顯著的不同以往的特征就是它的帶電量是基本電量e的分數倍23|e|或-13|e|。適時地加入一些前沿知識必定會開闊學生的知識視野，集中學生的注意力，激發學生的學習興趣。通過大學物理這門基礎課程的學習，使學生熟悉自然界物質的結構、性質、相互作用及其運動規律，為后繼專業課程的學習奠定必要的物理基礎，尤其是養成良好的理科思維習慣和處理問題的方法。從科學教育的基本規律出發，強化基礎知識積累，結合以上幾種方式，目前所教授的各專業理科生對本課程的學習效果興趣明顯提高，學生在學習過程中的主動性和積極性也充分地調動了起來。只要堅持對教學過程中紕漏的不斷修正，師生共同努力，一定會提高學習效果，逐步形成科學的思維習慣，培養出具有創新性思維的高素質理科人才。
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