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[摘要]针对近年来普通物理在地方工科院校中地位和作用被削弱的问题,为加强普通物理在地方工科院校中作为公共必修课的重要地位,提高普通物理的教学水平,文章提出在普通物理教学中采用物理概念教学模式的观点,并从概念引入、概念形成、概念巩固和应用三个环节进行了教学探讨。
[关键词]工科院校 普通物理 概念教学
[作者简介]周丽娟(1977- ),女,广西桂林人,广西工学院信息与计算科学系,副教授,研究方向为理论物理与核物理。(广西 柳州 545006)
[基金项目]本文系2009年新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目“地方工科院校大学物理概念教学的创新研究与实践”(项目编号:2008B146)和广西工学院2007年教学改革立项项目(项目编号:J0706)的阶段性研究成果。
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)09-0157-02
地方工科院校主要承担高等工程教育的任务,与其他类型的高校相比,它具有地方性、工程性、应用性等特征。物理学是自然科学和高新技术的核心与基石,普通物理作为物理学的基础,其基本理论、思想方法和实验方法已渗透到其他学科和技术领域中。因此,地方工科院校普通物理教育有其特殊的作用,它一方面能为学生学好后续课程奠定坚实的基础,另一方面能使学生在学习中掌握科学的研究方法和思维方法。从某种意义上说,一个国家物理教育水平的高低,直接关系到这个国家科技人才科学素质的高低和这个国家未来产业竞争力及综合国力的高低。所以,工科院校特别是地方工科院校普通物理教学引起了越来越多的研究和关注。
一、地方工科院校普通物理教学中存在的问题
1.扩招后入学率大幅提升,学生差异性增大。近年来,随着高校改革的不断深入,高等教育已经从“精英教育”向“大众化教育”成功转型,高校招生人数不断增加,而专任教师的增长却缓慢,从而导致基础课大班化教学,教学效果大大降低。同时,随着高等教育大众化的不断推进和高考科目设置的进一步改革,很多地方工科院校为了增加生源,把一些未选考物理的学生也招进了工科专业,这些学生在中学里的物理基础是薄弱的。这使得在地方工科院校普通物理的实际教学过程中,学生的物理基础水平差异增大,要求我们在教学中必须因材施教。
2.学生不注重基础,物理概念混淆。在普通物理教学过程中,我们还经常看到一个现象:部分学生不注重对物理概念的理解,却一味地偏重解题。这导致学生在解题时不会思考,不懂分析,常常生搬硬套,思路狭窄,只见树木,不见森林。而有的学生对于物理概念只会死记硬背,囫囵吞枣,不知道如何去理解物理概念,掌握物理概念的本质。
这些问题的存在,导致普通物理教学质量不断下降,其在地方工科院校公共必修课的重要地位也逐渐受到削弱。结果是:不仅学生对普通物理课不重视,而且一些工科专业也大幅度减少普通物理课的教学学时,甚至有的工科
专业把其当做公共选修课,普通物理学名存实亡。
二、运用物理概念教学提高地方工科院校普通物理教学质量的对策
如何提高地方工科院校普通物理教学质量,发挥其应有作用,这是广大物理教育者十分关心的问题。我们知道,正确理解物理概念是学好普通物理的关键,学生在分析物理现象或处理物理问题时,之所以经常出现错误的判定或束手无策,究其原因,还是没有正确理解物理概念。为了提高地方工科院校普通物理教学质量,我们认为,在普通物理课上要加强物理概念教学。以下是加强普通物理概念教学的三个重要环节:
1.概念的引入。纵观物理学的发展史,物理概念的形成都是在历史和现实的发展中产生的,都有其自然和深刻的背景。物理学是一门基础科学,物理概念和其他学科的概念有着密切的联系,随着科学的发展,这种联系越来越频繁。所以,正确理解掌握物理概念不仅对学好物理起着重要作用,对学好其他学科也起着一定铺垫作用。例如:学习力学知识对土木工程的学生学好自己的专业课有举足轻重的作用;学习电学知识也是电子、电气工程专业的学生不可缺少的专业铺垫。但现实中,由于物理概念比较抽象,学生往往对物理概念存在一种神秘感和恐惧感。如何消除学生的这种负面心理,通过较好的引入物理概念,激发他们学习物理的兴趣和求知的热情,是我们教好普通物理课的重要开始。在概念的引入过程中,我们要强调从感性出发,并注意根据概念的不同性质和学生的不同特点采用不同的教学方法与手段。例如,我们在介绍“加速度”这个物理概念时,可以通过多媒体教学,展示火车、汽车、单车行驶快慢不同的情景,通过多媒体演示,学生不难看出,三者都做变速运动,且它们的速度变化快慢是不同的。这样,可以直观地让学生把枯燥的物理概念与现实生活联系起来,为学生的概念建立做准备。我们也可以从实验现象引入,做小车从平板上下滑的实验,让学生通过简单的实验,体会到改变平板的斜角,小车下滑速度会改变,实验可以促使学生产生疑问,激发学生积极思考,从而为概念的建立做好心理准备。我们还可以在旧知识的基础上引入,在学生认知结构中找出适当的生长点,使学生明确概念在认知结构中的地位,从整体认知结构中把握概念,强调认知结构的基础性和知识的内在联系。还是以“加速度”这个概念为例,我们可以从“速度”这个旧知识点着手,引导学生回忆“速度”的定义,并提出问题“我们是否可以用物体的速度变化量与时间的比值来反映速度变化快慢呢?”通过不同的教学手段,例如:多媒体演示、小实验,学生会获得一定的感性认识,从而形成“加速度”这个物理概念。
2.概念的形成。概念的形成是概念教学最重要的过程,在这个过程中,调动学生学习的积极性、主动性和创造性是关键所在。只有学生积极主动地参与课堂教学,我们才能最大化地达到课堂教学的效果。在概念的形成阶段,我们需要强调两点,首先,在概念教学中,要发挥教师的主导作用,并充分体现学生的主体地位,引导学生积极思考并对话,这样,学生就会化被动为主动,积极主动地学习;其次,在概念教学中,要抓住教学的重点难点,各个突破。教师如果能讲授一堂生动活泼的物理课,就可以牢牢吸引住学生的思维,促使他们积极地开展思考。比如,当我们讲到一个比较难的物理概念时,学生会思考:为什么这样定义?该如何解决?如果教师在这个时候没能意识到这个问题,只顾一味地讲课,那么,学生的思维就不能跟随老师的思路走下去,而仍然停留在对概念的思考上,则效果可想而知,学生的困难会越来越多,最后导致对这门课失去兴趣。但如果教师能在概念讲述过程中,把整个概念定义的过程充分合理地展示出来,让学生看到问题是怎样提出,又从什么角度、用什么方法解决的,并引导学生对这个概念进行归纳和总结。这样,学生才能在学习概念的同时看到科学方法的应用,并最终领会掌握它。
3.概念的巩固和应用。一种思想、一种观念的形成并非一蹴而就的,对于物理概念的学习也是如此,必须经过生动的直观到抽象的思维,再从抽象的思维到实践,反复多次,逐步精确,最终完成概念形成之后的巩固和应用。在前面概念的形成阶段,我们主要讲授的是概念的内涵,反映的是概念的本质,而发展概念的外延、使学生能顺利地应用知识解释物理问题并顺利接受新知识也是很重要的。物理概念建立的目的就是解决实际问题,同时,学生只有在解决问题的过程中才能真正体会到物理概念的内涵和外延,这就是物理概念的发展。普通物理作为地方工科院校的公共必修课,承担着为专业后续课程打基础的重要作用,所以,强调物理概念的基础作用对巩固提高普通物理课公共必修课的地位起着重要作用。这时候,我们就要重视物理概念与学生专业之间的相互联系,注意把单个物理概念放到专业中去讲述,这有助于学生从一个新的高度去明确所学物理概念的内涵和外延,从而激发对普通物理课学习的积极主动性。
为了强调概念的应用,教师还可以有针对性、有计划地精选习题给学生练习,在解题的过程中,学生会自觉不自觉地应用一些科学方法,如实验法、对比类比法等。通过练习,教师也可以对学生知识的掌握情况进行了解,如果教师能在学生解题过程中及时对所应用的物理科学方法加以总结和介绍,将会使学生获得比知识更高一层的方法。这种能力的养成对于工科专业的学生来说是极其重要的。
[参考文献]
[1]杨建华,龚云国,成鸣飞.大学物理教学改革的方向和尝试[J].南通工学院学报,2003(4).
[2]廖耀发,张立刚,阎旭东,等.大学物理教程[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.
[关键词]工科院校 普通物理 概念教学
[作者简介]周丽娟(1977- ),女,广西桂林人,广西工学院信息与计算科学系,副教授,研究方向为理论物理与核物理。(广西 柳州 545006)
[基金项目]本文系2009年新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目“地方工科院校大学物理概念教学的创新研究与实践”(项目编号:2008B146)和广西工学院2007年教学改革立项项目(项目编号:J0706)的阶段性研究成果。
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)09-0157-02
地方工科院校主要承担高等工程教育的任务,与其他类型的高校相比,它具有地方性、工程性、应用性等特征。物理学是自然科学和高新技术的核心与基石,普通物理作为物理学的基础,其基本理论、思想方法和实验方法已渗透到其他学科和技术领域中。因此,地方工科院校普通物理教育有其特殊的作用,它一方面能为学生学好后续课程奠定坚实的基础,另一方面能使学生在学习中掌握科学的研究方法和思维方法。从某种意义上说,一个国家物理教育水平的高低,直接关系到这个国家科技人才科学素质的高低和这个国家未来产业竞争力及综合国力的高低。所以,工科院校特别是地方工科院校普通物理教学引起了越来越多的研究和关注。
一、地方工科院校普通物理教学中存在的问题
1.扩招后入学率大幅提升,学生差异性增大。近年来,随着高校改革的不断深入,高等教育已经从“精英教育”向“大众化教育”成功转型,高校招生人数不断增加,而专任教师的增长却缓慢,从而导致基础课大班化教学,教学效果大大降低。同时,随着高等教育大众化的不断推进和高考科目设置的进一步改革,很多地方工科院校为了增加生源,把一些未选考物理的学生也招进了工科专业,这些学生在中学里的物理基础是薄弱的。这使得在地方工科院校普通物理的实际教学过程中,学生的物理基础水平差异增大,要求我们在教学中必须因材施教。
2.学生不注重基础,物理概念混淆。在普通物理教学过程中,我们还经常看到一个现象:部分学生不注重对物理概念的理解,却一味地偏重解题。这导致学生在解题时不会思考,不懂分析,常常生搬硬套,思路狭窄,只见树木,不见森林。而有的学生对于物理概念只会死记硬背,囫囵吞枣,不知道如何去理解物理概念,掌握物理概念的本质。
这些问题的存在,导致普通物理教学质量不断下降,其在地方工科院校公共必修课的重要地位也逐渐受到削弱。结果是:不仅学生对普通物理课不重视,而且一些工科专业也大幅度减少普通物理课的教学学时,甚至有的工科
专业把其当做公共选修课,普通物理学名存实亡。
二、运用物理概念教学提高地方工科院校普通物理教学质量的对策
如何提高地方工科院校普通物理教学质量,发挥其应有作用,这是广大物理教育者十分关心的问题。我们知道,正确理解物理概念是学好普通物理的关键,学生在分析物理现象或处理物理问题时,之所以经常出现错误的判定或束手无策,究其原因,还是没有正确理解物理概念。为了提高地方工科院校普通物理教学质量,我们认为,在普通物理课上要加强物理概念教学。以下是加强普通物理概念教学的三个重要环节:
1.概念的引入。纵观物理学的发展史,物理概念的形成都是在历史和现实的发展中产生的,都有其自然和深刻的背景。物理学是一门基础科学,物理概念和其他学科的概念有着密切的联系,随着科学的发展,这种联系越来越频繁。所以,正确理解掌握物理概念不仅对学好物理起着重要作用,对学好其他学科也起着一定铺垫作用。例如:学习力学知识对土木工程的学生学好自己的专业课有举足轻重的作用;学习电学知识也是电子、电气工程专业的学生不可缺少的专业铺垫。但现实中,由于物理概念比较抽象,学生往往对物理概念存在一种神秘感和恐惧感。如何消除学生的这种负面心理,通过较好的引入物理概念,激发他们学习物理的兴趣和求知的热情,是我们教好普通物理课的重要开始。在概念的引入过程中,我们要强调从感性出发,并注意根据概念的不同性质和学生的不同特点采用不同的教学方法与手段。例如,我们在介绍“加速度”这个物理概念时,可以通过多媒体教学,展示火车、汽车、单车行驶快慢不同的情景,通过多媒体演示,学生不难看出,三者都做变速运动,且它们的速度变化快慢是不同的。这样,可以直观地让学生把枯燥的物理概念与现实生活联系起来,为学生的概念建立做准备。我们也可以从实验现象引入,做小车从平板上下滑的实验,让学生通过简单的实验,体会到改变平板的斜角,小车下滑速度会改变,实验可以促使学生产生疑问,激发学生积极思考,从而为概念的建立做好心理准备。我们还可以在旧知识的基础上引入,在学生认知结构中找出适当的生长点,使学生明确概念在认知结构中的地位,从整体认知结构中把握概念,强调认知结构的基础性和知识的内在联系。还是以“加速度”这个概念为例,我们可以从“速度”这个旧知识点着手,引导学生回忆“速度”的定义,并提出问题“我们是否可以用物体的速度变化量与时间的比值来反映速度变化快慢呢?”通过不同的教学手段,例如:多媒体演示、小实验,学生会获得一定的感性认识,从而形成“加速度”这个物理概念。
2.概念的形成。概念的形成是概念教学最重要的过程,在这个过程中,调动学生学习的积极性、主动性和创造性是关键所在。只有学生积极主动地参与课堂教学,我们才能最大化地达到课堂教学的效果。在概念的形成阶段,我们需要强调两点,首先,在概念教学中,要发挥教师的主导作用,并充分体现学生的主体地位,引导学生积极思考并对话,这样,学生就会化被动为主动,积极主动地学习;其次,在概念教学中,要抓住教学的重点难点,各个突破。教师如果能讲授一堂生动活泼的物理课,就可以牢牢吸引住学生的思维,促使他们积极地开展思考。比如,当我们讲到一个比较难的物理概念时,学生会思考:为什么这样定义?该如何解决?如果教师在这个时候没能意识到这个问题,只顾一味地讲课,那么,学生的思维就不能跟随老师的思路走下去,而仍然停留在对概念的思考上,则效果可想而知,学生的困难会越来越多,最后导致对这门课失去兴趣。但如果教师能在概念讲述过程中,把整个概念定义的过程充分合理地展示出来,让学生看到问题是怎样提出,又从什么角度、用什么方法解决的,并引导学生对这个概念进行归纳和总结。这样,学生才能在学习概念的同时看到科学方法的应用,并最终领会掌握它。
3.概念的巩固和应用。一种思想、一种观念的形成并非一蹴而就的,对于物理概念的学习也是如此,必须经过生动的直观到抽象的思维,再从抽象的思维到实践,反复多次,逐步精确,最终完成概念形成之后的巩固和应用。在前面概念的形成阶段,我们主要讲授的是概念的内涵,反映的是概念的本质,而发展概念的外延、使学生能顺利地应用知识解释物理问题并顺利接受新知识也是很重要的。物理概念建立的目的就是解决实际问题,同时,学生只有在解决问题的过程中才能真正体会到物理概念的内涵和外延,这就是物理概念的发展。普通物理作为地方工科院校的公共必修课,承担着为专业后续课程打基础的重要作用,所以,强调物理概念的基础作用对巩固提高普通物理课公共必修课的地位起着重要作用。这时候,我们就要重视物理概念与学生专业之间的相互联系,注意把单个物理概念放到专业中去讲述,这有助于学生从一个新的高度去明确所学物理概念的内涵和外延,从而激发对普通物理课学习的积极主动性。
为了强调概念的应用,教师还可以有针对性、有计划地精选习题给学生练习,在解题的过程中,学生会自觉不自觉地应用一些科学方法,如实验法、对比类比法等。通过练习,教师也可以对学生知识的掌握情况进行了解,如果教师能在学生解题过程中及时对所应用的物理科学方法加以总结和介绍,将会使学生获得比知识更高一层的方法。这种能力的养成对于工科专业的学生来说是极其重要的。
[参考文献]
[1]杨建华,龚云国,成鸣飞.大学物理教学改革的方向和尝试[J].南通工学院学报,2003(4).
[2]廖耀发,张立刚,阎旭东,等.大学物理教程[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1996.