应用型本科院校大学物理教学改革
作者:佚名; 更新时间:2017-10-18

  摘要:分析近年来国内工科大学物理改革的基本方向,肯定扎实学生基础、培养创新型人才的重要性,紧紧结合应用型本科院校大学物理的教学内容、教学方法改革,提出了深化工科物理教学改革、培养大学生学习能力、实践能力、创新能力的思路和实现途径。

  关键词:应用型本科院校;大学物理教学改革;研究性学习;学习能力;实践能力;创新能力

  目前,基础物理课程的教学改革出现两个重点方向:一方面要以现代化为中心进行教学内容的改革;另一方面要以计算机物理教学环境的建设为中心的教学手段和教学方法的改革。由于介绍物理基础、推导必要的物理公式时,板书教学法优点明显,有助于培养学生的理性思维。因此,在开展和组织具体教学时,应将传统板书和多媒体教学方法有机结合,对不同内容、不同对象采用针对性很强的教学方法。考虑到工科物理教学在培养大学生学习能力、实践能力、创新能力方面的作用,对教学内容的改革,不能仅靠补充近、现代物理知识,去处陈旧知识、压缩繁冗内容来解决。应该把传统基础知识(力学、电磁学、光学)精练和提升,使之能基于学生的直接经验,密切联系学生的学习生活和社会生活:使其一入大学就改变中学那种简单、依赖的学习方法,通过听课、阅读教材和参考书、作业、实验及同别人讨论,发现问题,寻求新知识以至形成自己比较系统的认识,主动地培养自己的独立工作能力,并能综合运用所有的知识对自主选择的问题进行跨学科探究。从而使自己的学习能力,实践能力,创新能力得到培养和锻炼。

  一、通过大学物理课程的改革,使之成为各门学科有效渗透的“研究性学习方式”的“研究性学习”课程

  1.1教学内容改革

  1.1.2作为低年级的公共基础课,大学物理不仅是工程技术的基础,而且和实验、数学、哲学、化学等学科有紧密地联系。首先,要通过对大学物理教学内容的改革,体现各门课程的联系,使其所学知识融会贯通。在教学中,要学会在物理语言和数学语言之间要会翻译:把抽象的数学公式翻译成具体生动的物理概念;把直观的物理运动翻译成严密的数学程序。最后把物理语言上升到哲学的语言来阐述。实验———理论——实验,是物理学发展的通常方式,它体现了实践、认识、再实践、再认识的认识论规律。

  1.1.3例如,麦克斯韦在法拉第等人的大量实验基础上,提出了“涡旋电场”、“位移电流”的假说,建立了麦克斯韦方程组;在此理论基础上麦克斯韦预言了电磁波,赫兹通过实验发现了电磁波。因此,在教学内容上要注重理论和实践的结合。由于大学物理自身理论性较强,与专业课程结合不紧密,致使学生对物理课的学习经常感到枯燥无味,提升不了学习大学物理的兴趣,甚至出现大学物理“无用论”。另外,由于物理教学学时有限,教学内容广泛。因此,不能强调它的基础性,而忽视了不同专业学生对物理内容的不同需求。

  1.1.4要改变教学中多年来形成的固定模式,对不同专业的学生要采用不同的的教学大纲和授课标准。因此,可把传统基础知识(力学、电磁学、光学等)精练和提升,强调学生专业基础知识。对学生高中学过的传统基础知识的教学,教师可指出大学物理学习时注意的问题:如强调矢量、变量、微积分等内容。教师在组织教学过程中,可引导学生撰写学习总结,对每一章、每一篇学习内容做必要小结。通过总结,学生不仅可对每一章或每一篇知识点做必要复习,也可对知识做整体和逻辑性的认识,还可以检查自己的学习情况,从而对没学好或掌握不够扎实的知识重新学习,直到掌握为止。更重要的是,学生能变被动学习为主动学习,提高学习的主观能动性。

  1.1.5同时,学习总结发生在课外,而教师只需在课堂上加以引导,因此不会占用太多的授课时间。在保证“必须、够用”为度的前提下,有必要根据不同专业的需求调整教学内容,压缩与专业相关度小的章节的学时,适当增加与专业衔接紧密章节的学时。在平时教学中突出重点,充分利用学生对专业知识的渴望来提高对物理的兴趣,从而增强其学习物理的动力和信心,提高教学效果。另外,及时地将大学物理的教学内容同现代科学技术的最新进步和相关先进制造产业的发展紧密结合起来,注重近现代物理知识的教学,同时避开复杂的数学推导,以讲概念、讲原理、讲思想、讲方法为主,理清物理学整体知识脉络和当今物理学发展的前沿问题。

  1.2课程教学中给学生研究式的学习训练

  教师可充分利用多媒体教学化繁为简、化难为易,化抽象为具体的功能,将现代化教学模式和传统的教学模式相结合,提高学生的学习兴趣。将物理知识的提出,趣味应用、实际生活和专业工程问题引入整个课程的教学之中,提高课堂教学质量。课堂上可采用德国教育专家胡格(Hug)教授的职业行动能力教学法进行课堂教学改革,通过各种各样的形式多样方法来实现的学生所具备的能力,如有趣的关键字卡片法、小组扩展法、可视化法、伙伴拼图法等教学方法,实现内容与教学方法的融合,培养学生独立的、负责人的、有效的完成一项工作的能力。通过对大学物理教学内容、教学方法、教学手段改革,特别是对传统基础知识(力学、电学、光学)进行精练与提升,给学生留出时间和空间,使大学生一入大学就应改变中学那种简单、依赖的学习方法,主动地培养自己的学习能力、实践能力、创新能力。

  二、充分利用教师在教学中的主导作用,通过大学物理教学改革,培养大学生的学习能力、实践能力、创新能力

  2.1物理学是自然科学的基础,除了具有丰富的物理知识外,还含丰富的社会科学知识和科学方法,它是一门以实验为基础的严密的理论科学和完善的精密科学。物理学的研究方法主要有:理想模型法、理想试验法、科学假设法、类比推理法、分析综合法、演绎归纳法、半定量法等。而研究物理量的基本方法有:寻找对称性、不变量和守恒量是全局或整体的研究方法;对于连续可微的物理量,求极限、求导,研究极值点、稳定点、拐点等。这就要求教师把传授知识、方法、思想放在同等重要的地位,以方法带动知识点的学习,以方法提高学生处理实际问题的能力;用思想加深对知识点的理解,用思想去把握知识的整体结构;最后通过思想方法的教学达到对学生逻辑思维的培养与训练。

  2.2在教学过程中,只有重视物理学的研究方法和物理思想,才能了解这些思想或方法在物理学创新中的作用,才能引导学生的创新意识。只有通过物理学改革使学生不仅掌握本学科领域的理论和技能,还能使其掌握物理学的研究方法,引导其进行研究性学习,使其学习能力,实践能力,创新能力得到培养和锻炼。物理学是一门实验的科学。实验———理论———实验,是物理学发展的通常方式。因此在教学过程中不仅重视理论的系统性、逻辑性,还应重视实践性。另外,理论要联系实际,强化应用。而在这方面我们与美国等发达国家相比有不少的差距。

  2.3例如,美国麻省理工学院(MIT)WalterLewin教授的电磁学,大概有1/3的时间是在做有趣而有启发性的实验。加强物理知识与工程应用,与生活应用的联系。注重物理学原理在工程技术中的应用,反映工程技术和社会对物理学知识的迫切需要,使学生初步树立工程意识,逐步学会探索将物理原理和方法运用于工程技术之中解决实际问题的途径。科学精神的精髓是求实创新。创新,即推陈出新,破旧立新,有推有出,有破有立。创新并不神秘。把知识向前推进一步,向更广、更深、更精、更神的方向迈出一步,都是创新的一步。因此创新意识要贯穿在整个学习过程中,对知识要在继承中创新。教师在培养学生学习能力、实践能力、创新能力中起主导作用,要积极探索培养大学生学习能力、实践能力、创新能力的思路和实现途径。

  参考文献:

  [1]刘俊,等.深化工科物理教学改革培养创新型人才[J].卫生职业教育,2006.

  [2]张萍.在基础物理教学中开展研究性学习的探索[J].中国大学教学,2006,04.

  [3]应用型大学本科物理课程教学改革研究[J].北京教育,2006,05.

  [4]工科大学物理的教学改革与实践[J].湘南学院学报,2010,04.

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