大學物理論文15篇【精品】
在日常學習和工作中,大家都經常接觸到論文吧,論文是一種綜合性的文體,通過論文可直接看出一個人的綜合能力和專業基礎。寫論文的注意事項有許多,你確定會寫嗎?下面是小編精心整理的大學物理論文,僅供參考,歡迎大家閱讀。

大學物理論文1
摘要:大學物理實驗這門課程的教學應該不僅僅是讓學生能夠受到正確、嚴格、系統的實驗技能訓練,掌握進行科學實驗的基本方法、基本知識和基本技能,更重要的是培養學生慎密的思維能力和敏銳的觀察能力,培養學生通過學習能將理論和實際聯系起來的能力、發現問題的能力和解決問題的能力,讓學生們了解大學物理實驗這門課程的重要意義。
關鍵詞:大學物理實驗;實驗技能訓練;學習能力
一、大學物理實驗現狀
在國外高校一般在第一年中將大學物理實驗教課程的教學內容與理論課堂聯系在一起應用在教學中,而且這些大學所開設的實驗項目基本都是以驗證為主,并把大學物理實驗這門課程剩下的課題在大學的后幾年獨立開放,除了讓主修物理學的學生學習,還可以讓其他專業的學生選修學習,對全校的各種專業學生都一直開放。而在國內,我國高等學校的大學物理實驗這門課程的發展比較慢,起步比較晚。進入80年代之后,由于高等學校的教育模式普遍開始改革,科技也發展了起來,因此我國高校對大學物理實驗這門課程的教學改革進行了多次的嘗試,如開設開放性實驗、綜合性實驗、設計性實驗,更新原有的實驗內容,將現代化教學融入其中等等。這些方法在初步上革除了傳統實驗教學無法培養學生自主創新能力和開放性思維等諸多弊端。然而,在進入21世紀之后,知識在經濟發展中開始起著日漸重要的作用,我國高等大學的物理相關教育工作者也慢慢感受到,目前實行的大學物理實驗這門課程的教學方式依舊需要加以發展深化改革。
二、我校大學物理實驗教學現狀調查分析
對我校大學物理實驗現狀的調查主要從以下幾個方面進行:學生在初中、高中階段對物理及物理實驗的掌握情況;學生對大學物理實驗這門課程的學習認識,學生在進入大學之后對待學習這方面的態度;學生在做實驗的過程中遇到的困難及其原因;學生對教師教學方法的看法;學生希望大學物理實驗最終應該以什么樣的方式考核;學生對實驗室建設有什么想法;學生認為大學物理實驗室應該什么時候開放;學生對大學物理實驗課題的選擇等等。本調查選擇的對象是本校物理學專業和工科非物理學專業且開設大學物理實驗這門課程的學生。參與本次調查的學生共計350人。本次調查層次分明,將以物理學為專業及非物理學為專業但開設大學物理實驗這門課程為主的學生進行調查。此次調查針對以物理學為專業的學生進行調查(150人),以應用物理學為專業的學生進行調查(120人),工科方面主要以能源自動化為專業的學生進行調查(80人)。在以上調查的學生中對大學物理實驗課程以及大學物理課程的調查中,不感興趣的學生占有百分之七十,這些學生普遍認為學習實驗器材老舊,實驗器材較少,往往5到10個人為一組進行實驗,很少有動手的機會。除此之外,實驗室除了上課時間基本處于關閉狀態,學生們無法進行自己感興趣的實驗。還有些學生認為,沒興趣去學物理課,認為物理學習的本身就是個枯燥乏味的過程,沒有趣味。不少學生指出,大部分實驗都是學生跟著老師的講解去進行,很少有自己動手自己思考的實驗,因此喪失了對這門學科的積極性。而對物理實驗課程喜愛的`同學中,大部分是高中就很愛學習物理這門課程,對科普知識有著普遍的熱愛,喜歡探究,喜歡發現新鮮事物,愛自己動手獨立思考。
三、我校大學物理實驗課程教學中出現問題的原因以及解決對策
(一)原因分析
對以物理學為專業的學生來說,大部分人認為物理的實用性不夠強,沒有在生活中將所學到的物理知識或者在物理實驗課程中學到的經驗用到生活中去,再加上實驗器材老舊,從而漸漸喪失了學生們對物理實驗的學習興趣。漸漸的,學生的學習過程從主動變成了被動,再加上隨著課程的增加,越來越多的課程進入到學生們的學習中去,而且這些課程也有著難度很高的課程,因此學生更希望,也更愿意把時間留給自己喜愛的課程學習上。從而減少了對物理實驗的學習,失去了對物理實驗的興趣。這也是其中很重要的原因。而對一些以非物理學為專業的工科學生來說,雖然有著大學物理這門課程,卻有很少的學生對這門學科感興趣,他們認為學校的實驗器材比較老舊,器材不全,即使有想做的實驗也可能沒有相關的器材,還要要先去找老師才能開放實驗室,所以學生們漸漸的失去了對實驗的積極性。這些學生中的大部分學生都是為了不掛科而進行基礎知識的學習,卻很少有學生對這門學科感興趣。而關于物理實驗教學如何改革才能達到更好的教學效果,大部分學生也都是漠不關心的態度,甚至不了解實驗教學改革的重要性,他們認為無論怎么改革都無關緊要,而他們的生活基本被電腦游戲及課外生活的吸引力所取代,很大一部分學生嚴重喪失了對物理和物理實驗學習的積極性和興趣。大部分學生認為學習物理是個枯燥乏味的過程,他們缺少對物理學習的興趣,慢慢地就從主動變成了一個被動的過程。在大學物理實驗這門課程的教學過程中,絕大多數實驗課程也都是以“教師為中心”,“重形式,重知識,重驗證”的傾向還十分嚴重。驗證性實驗占據了大學實驗課題的多數,而設計性實驗、創新性實驗和綜合性實驗很少。大學物理實驗這門課程很嚴重依賴于理論的成立,這不僅造成實驗課程中的各個實驗相互獨立起來,分散起來,還非常不利于類似課程和相關專業知識的合理融合,間接的增大了教學難度。這樣不僅沒有改變學生死記硬背這樣的學習方法,還沒有讓學生從內心去接受知識。由于沒有從學生的角度出發,現在的很多實驗和教學方式都無法調動學生的創造思維以及積極性。
(二)解決對策
首先,應該利用好已有的實驗儀器和教學資源。也要合理利用現有的實驗室及其資源,要增加實驗室設的使用頻率,也要加強實驗室的建設管理。因為部分學生的操作不當,很可能造成實驗室儀器的故障與損壞,使實驗室無法正常使用。而對于實驗室的管理與建設,僅僅依靠幾個大學實驗教師來維護管理數量如此多的實驗器材、實驗室,不僅很難到有條理的維持實驗室工作,也很難長時間對學生開放實驗室,因此這是不現實的。因此,在有限的條件下,除了合理地利用實驗室及實驗資源以外,更重要的是學校相關部門應該對實驗這方面有足夠的重視,對大學物理實驗這門課程有足夠的重視,應該加大對大學物理實驗這門課程的經濟投入,多聘請有經驗的、專業的設備維修人員及時維護學校已有設備。
除此之外,要認真完善儀器使用登記表和儀器審查制度,在課下或者課上多多提高學生對學校實驗器材愛護的意識。并且為了能更好地維護實驗儀器,相關維護人員還應該在每次實驗課后多審查并且維護實驗器材,并且及時上報有問題的器材。其次,要培養學生對大學物理實驗這門課程的學習興趣。大學物理實驗課的課堂上,總會有學生問“學習大學物理有什么用”這類的問題。這部分學生其實不存在學習能力上面的問題,主要還是學習的心態不端正,可以總結為無用心態。這部分學生并沒有意識到大學物理實驗能帶給自己什么,在自己日后的發展起到什么作用以及大學物理實驗這門課程在大學的學習生活中所在的職責在哪,因此常常處于被動學習的狀態。這樣的學生常常表現為:認為大學物理實驗這門課程比較難,在以后的生活中用處不大,所以學習興趣低下,探索實驗勁頭不足,更愿意把時間留給課下生活。而這樣的結果最終導致無法理解一些基本的物理概念,也無法靈活的將所學到的物理規律應用到其他知識中去,更加無法掌握正確有效的學習方法。針對這種心態不應該任由這種心態發展下去,應該及時的幫助他們改正。而如何去改正,我認為首先是要引導,要借助科學知識引導,將他們所學的專業知識和他們感興趣的科學知識有機的結合起來,搭建成他們興趣和物理實驗學習興趣的橋梁。除此之外,更要讓學生們了解大學物理實驗這門課程的重要性,要讓學生們在專業知識方面,科學技術方面,甚至生活上的一些方面等各個方面全面認識大學物理實驗這門課程的重要作用。其次還要糾正,學生們普遍的這種有用無用的心態是萬萬不能采取的,也不能任由其發展,尤其是對課程學習上選擇的態度就如同于選擇課外娛樂讀物的態度,這是非常不正確的。要讓學生們了解其重要性,消除這樣的態度。
總之,我認為,在物理學的過程中,不僅要讓學生感受到物理實驗探究這個學習過程給他們帶來的快樂,也要讓學生的自主性,實踐性得以提高。要盡量讓學生消除這些消極的心態。而在教學過程中,我認為應該在進行物理實驗的同時,可以把一些學生們比較感興趣的科普知識融入中去。比如將一些物理學史,一些有趣的有關物理學家的小故事等學生們比較感興趣的知識適當的融入實驗教學中去,讓學生們在進行物理實驗的同時,增加對物理實驗的興趣,可以讓學生們自己通過動手,通過思考去發現,在這個學習過程中發現其中的樂趣,體會經過自己努力思考而得出結論的快樂。這樣,不僅可以增加學生們自身的物理實驗能力,從實驗中學到知識,也可以在老師講解了有關的物理的文化之后,增加大學生對大學物理實驗的學習興趣。除此之外,我認為在進行大學物理實驗教學的過程中,可以教學方式多樣化,適當的增加學生的物理實驗課題種類,最好以學生感興趣的為主,比如以自我研究性實驗、創新性實驗、學生自主實驗或者團隊實驗為主,在達到讓學生掌握知識這個目的的同時,還能培養學生的學習興趣、對物理實驗的積極性,讓學生自身對大學物理實驗這門課程的學習過程漸漸的由被動變為主動。
參考文獻:
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大學物理論文2
摘要:大學物理實驗是應用型本科院校普遍開設的實踐類必修課程,是充分發揮學生實驗能力的主要課堂。更新教育理念和實驗教學觀念,構建創新實驗實訓體系,設立開放探究創新實踐實驗室,組織實施探索性、設計性實驗及科研訓練、大學生創新創業訓練計劃以及學科競賽項目,將創新教育貫穿于整個實踐教學全過程,突出學生探索性、創新性能力的培養。
關鍵詞:大學物理實驗;創新實驗實訓;研究;實踐
1.更新教育理念和實驗教學觀念
當前,提高應用創新型人才培養質量,關鍵在于應用型高校要切實轉變教育教學觀念,不斷深化教育教學改革,特別是實踐教學改革。實驗教學是學生獲取知識的重要手段,也是培養學生科學素質的重要途徑,對培養學生創新能力有其獨特的功能和作用[6]。隨著科學技術的不斷發展和社會需求的不斷提高,物理實驗教學在應用型高素質人才的培養中發揮著不可替代的重要作用。根據應用型人才培養定位,樹立以學生為本,知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的教育理念,以特色培養為目標,以能力培養為核心,樹立實驗教學與理論教學協調發展的實驗教學觀念,重視物理實驗教學,注重對學生的職業意識、探索精神、創新思維、實踐能力的培養。充分認識并落實實驗教學在學校人才培養和教學工作中的地位,建立以提高實踐能力為引領的人才培養流程,形成理論教學與實驗教學統籌協調的理念和氛圍。提高教育教學質量,增強學生素質是一所大學義不容辭的責任和根本使命。
2.構建創新實驗實訓教學平臺,培養學生的創新思維能力和實踐能力
我們以加強實驗教學,突出學生創新應用能力培養為抓手,從人才培養體系整體出發,統籌各類實踐教學資源,建立以學生為中心,以能力培養為主線,分層次、多模塊、相互銜接的科學系統的創新實驗實訓教學平臺,不同模塊反映不同實踐技能和實踐能力要求。綜合性實驗模塊,主要培養學生綜合分析、靈活應用物理知識解決實際問題的能力和實驗能力,同時,采用新技術和新方法,反映現代科學技術的發展和現代工程技術在大學物理實驗部分項目的應用,增強學生科學實踐和創新欲望。如開設聲速的測量、溫度傳感器特性研究、液體表面張力系數的測量、光電效應和普朗克常數的測定、硅光電池特性的研究等綜合性實驗項目。設計性實驗模塊,主要激發學生的學習熱情,變被動學習為主動學習,學生在教師指導下,獨立自主對實驗方法、實驗裝置進行設計、對實驗過程和結果進行歸納分析總結,完成實驗,從而培養學生的綜合思維和創造能力。如開設氣墊導軌測量重力加速度、電子天平秤的制作、數字萬用表的設計、非線性電路中混沌現象的研究、熱敏電阻溫度特性研究、空氣折射率的測定、望遠鏡的組裝及其放大率的測量等設計性實驗項目。小學期開設應用創新性實驗模塊,如開設潮汐發電、逆風行舟、能量轉換輪、聲音的能量、空氣粘性飛盤、漩渦演示等項目。物理學科實驗教學技能訓練模塊既突出智能數字化探究實驗內容,又突出自制教具教學環節,注重職業技能、注重綜合實踐能力、注重探索創新意識的培養,學生通過自制教具活動,從成功與失敗中受到訓練,得到素質的提高,全面提高學生的從師技能和教育科研能力。同時,積極開展國家級、省級、校級三級大學生創新創業訓練計劃項目,進一步調動學生學習的積極性、主動性和創造性,激發學生的創新精神、強化創新創業能力訓練,增強學生的創新能力和創業能力。積極組織開展學科競賽活動,對于應用創新型人才培養、提高大學生的創新思維能力、實踐能力和綜合素質有極好的促進效果,如我校在全國物理教學技能競賽中取得優異成績,幾年來榮獲一等獎、二等獎達20項。
3.建設創新實踐開放實驗室
創建創新實踐開放實驗室,構建功能集約、資源共享、開放充分、運作高效的實驗教學平臺,滿足分層次、模塊化及個性化教學要求,適應應用型人才培養需要,是提高物理實驗教學質量的關鍵所在。創新實踐開放實驗室建設是高等教育改革的方向,是培養具有創新意識和創新能力人才的重要環節。該實驗室既是探究性、設計性實驗,物理實驗教學技能訓練和科研訓練,大學生創新創業訓練計劃和畢業設計(論文)場所,又是學生的實踐創新和參加學科競賽的`訓練基地。該實驗室實施全方位開放,包括教學內容、方法、手段的開放及實驗時間的開放。學生可以根據自己的能力、專業、興趣和學習風格等特點來選擇實驗內容和時間,給學生創造一個多功能創新思維能力和實踐能力的培養途經以及良好的探究開放性實驗環境。在整個實驗過程中,以學生為主體,給予學生較多的自由空間,鼓勵學生獨立思考,引導學生自己設計、自己準備實驗儀器、主動探索、發揮才智、勇于創新,老師起輔助及指導作用,突出學生自主學習、創新精神和應用創新能力培養,有效地增強學生的創新意識和實踐能力,將創新教育貫穿于整個實踐教學全過程。
4.結語
大學物理實驗是一個很重要的實踐性教學環節,是培養學生實踐能力有效途徑。以國家級實驗教學示范中心建設為標準,以培養學生實踐能力、創新能力為宗旨,以實驗教學改革為核心,構建科學系統的創新實驗實訓教學平臺,引導學生積極主動探索實驗,充分發揮學生的主體作用,增強學生的創新意識和職業意識,注重學生探索精神、創新思維、實踐能力、創新能力的培養,提高應用創新型高素質的人才培養的質量。這是應用型高校轉型發展最核心最緊迫的任務,也是高校必須牢牢把握的永恒主題。
參考文獻
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大學物理論文3
一、網絡資源的利用使教師備課更加高效
教師備好課是上好課的前提,是提高教學效率的重要環節。網絡無限廣闊的空間為教師的備課提供了豐富的資源,教師可以多方面地汲取知識。教師要想把教材的知識轉化為自己的知識并應用于課堂,就必須充分領會教學大綱的精神,感知教材、理解教材,準確把握教材所規定的教學內容。在網絡上,許多專家和教學名師對物理學科的教學大綱要求進行了深入的探究,對其優點和不足都發表了各自的觀點。通過對這些觀點進行認真的反思,能提高教師對教材的理解和把握能力。教案是教師實施教學活動的具體方案,對上好課具有重要作用。傳統物理教學的教案主要包括知識點的講解、課堂上問題的提出和課后習題的講解。教師課堂拓展性差,教學內容只能局限于課本,無法調動學生學習的積極性。而網絡資源的不斷豐富為教師的備課提供了大量有用的素材。教師通過參考、學習名師教案和相關的資料,使撰寫的教案內容豐富、充實,符合學生的認知規律。這些豐富、有趣的網絡資源可以幫助學生學習,滿足學生自主性學習和探究性學習的需要。網絡資源對教案的撰寫和優化提供了極大的幫助。充分利用網絡資源,不僅能大大縮短備課時間,提高備課效率,而且能優化教學內容,提高課堂教學效果。
二、網絡資源的利用能充分展示物理實驗
物理學是一門實驗科學,其產生和發展離不開實驗,所有的規律和概念都直接或間接來自于實驗。實驗教學和演示實驗是物理教學不可缺少的重要組成部分。實驗教學最大的特點就是生動有趣,利用實驗課可以讓學生記住實驗步驟、理解相關結論、掌握產生結論的過程。學生在做實驗的過程中,不僅能感受到自然科學的神奇,而且能培養學習興趣,便于理解抽象的物理原理。但在普通物理演示實驗中,由于受到常規儀器本身的限制,一部分實驗根本無法做,一部分實驗即使做了,產生了效果,也不如人意。根據現代教育理念和教學要求,可以將多媒體網絡資源模擬實驗室引入課堂,這種模擬實驗化微觀為宏觀、化抽象為形象,可以彌補常規實驗儀器的不足,達到事半功倍的演示效果。還有一些物理實驗的現象很難看清楚,如布朗運動,固體顆粒很小,其運動情況直接觀察是根本看不清的。以往主要借助顯微鏡觀察,教師事先調整好,學生輪流觀察。但由于學生不同,觀察結果也存在差異,導致實驗效果大大降低,還消耗了大量的時間。如果利用課件模擬實驗,展示粒子相互作用的“真實場景”,把微觀世界通過模擬演示清晰地展現在學生面前,學生可以更容易觀察到物理現象。利用網絡資源制作課件向學生進行形象直觀的展示,有利于學生學習和掌握物理規律。當然,網絡不能代替真實的實驗,只是實驗的輔助工具,但在實驗較難完成的前提下卻能發揮出不可替代的作用,達到為教學服務的目的,這種多媒體教學模式對優化課堂教學也是十分有益的。
三、網絡資源的利用能創設生動的教學情境
情境教學是教師在教學過程中,根據學生的知識水平、認知能力和教學內容、教學目的、教學重點、教學難點,有目的地在課堂上創設情境,讓學生在學習過程中身臨其境,培養學生的學習興趣。興趣是人積極探究事物的認識傾向和認識需要的情緒表現,是學習的動力和保障。在教學過程中,教師的一項重要任務就是激發學生的`學習興趣,利用網絡資源創設生動的教學情境,讓學生處在模擬的學習環境或問題情境中,從而有效激發學生的學習興趣。
1.利用多媒體素材創設教學情境
多媒體網絡的一大特點是圖、文、聲、像并茂,可以全方位地調動學生的注意力、情緒、情感和興趣。讓抽象的物理概念、難懂的物理過程通過可觀察的畫面、視頻、圖片等,動態地展現給學生,可以讓其更容易理解,同時還能增強課堂教學的活力。例如,在教學“萬有引力定律”時,學生對天體運動的知識一無所知,難以對其形成深入的理解,通過多媒體播放載人飛船視頻和模擬動畫課件,從火箭點火到飛向太空,然后從飛船進入預定軌道做圓周運動再到安全著陸,一一進行介紹,可以調動學生的多種感官,提高他們探究物理知識的積極性和學習熱情,讓他們感受到物理學習的樂趣。
2.適當運用網絡語言激發學生學習興趣
教學是一門語言藝術,無論在教學過程中運用教學方法,教師的講解都是最重要的、最基本的、最不可或缺的。講解依靠的是語言,而語言是思維的表現和工具。有的教師專業知識非常扎實,但是語言表達能力欠佳,自己心里清楚卻講不明白。具有同樣知識功底的教師,如果在講課時吞吐自如、妙趣橫生,則能夠牢牢地吸引學生的注意力,并引發學生有益的遐想。網絡語言是隨著網絡發展而興起的一種簡潔生動、形象傳神的語言形式。學生的學習生活與網絡密不可分,網絡語言也融入到了學生的日常交談中。物理學語言講究科學、準確、有邏輯性。在物理課堂中可以適當地引入網絡語言,例如,講“磁場”時就可以運用這樣的網絡語言“:明星的‘氣場’你們理解吧,磁場也類似,看不見、摸不著,但是有吸引力。”教師靈活運用形象生動、幽默風趣的網絡語言進行授課,學生會倍感親切、熟悉,聽起來也會津津有味、興趣盎然。
四、網絡資源的利用可以提高學生復習的效率
學習不是一朝一夕的事情,及時復習可以達到事半功倍的效果。物理學復習的主要任務是達到對物理基本概念、規律、物理實驗的深入理解和掌握,從而提高運用知識的技能、技巧,使知識融會貫通。物理知識以章節劃分,每一章節都有自己獨立的體系,又與其他章節相互聯系。物理知識體系龐雜,再加上復習課教學容量大、復習時間緊,在有限的時間里讓學生通過看書復習基本概念、物理規律,只能是走馬觀花,效果不理想。利用網絡資源,下載精品復習課件,并根據課程需要進行修改,通過播放課件引導學生復習,是非常有效的方法。教師在制作課件時,要建立完整的知識結構框架,并將知識點細化,將關鍵詞空出,讓學生通過回憶、翻閱填寫完成。這樣,學生學習的主動性會提高,記憶基本概念也更準確。對物理規律的深入理解,可以通過做實驗進行強化。在復習時,教師要對實驗步驟、實驗現象、實驗數據做進一步的分析,使學生達到熟練運用實驗結果解決問題的目的。對普遍理解不透徹的實驗,可以個別重做,但大部分實驗沒有時間做,只能通過教師“講實驗”或學生回憶進行復習,停留于表象,舍棄了學生的直觀感受。為了提高復習的效率,切實可行的辦法就是利用多媒體技術將實驗過程去粗取精,通過視頻或動畫模擬呈現給學生,或讓學生到網絡實驗室進行不同實驗的再觀察和再操作,比單純照本宣科的復習用時少、效果好。在實驗過程中,教師可以到資源平臺或教育網站上下載教學所需內容,并進行簡單的加工,既可節省實際的實驗時間,又可高效地完成實驗復習課,還能提高學生分析問題、解決問題的能力。
大學物理論文4
摘要:為了切實提高獨立學院大學物理課程的教學質量,筆者緊密結合多年來從事大學物理教學實踐,主要就獨立學院大學物理分專業教學改革的有關問題進行了深入探究,并將其研究成果有機地運用于我院的大學物理教學改革實踐中,取得了理想的教學效果。
關鍵詞:獨立學院;大學物理;分專業教學;教學改革
一、引言
大學物理是高校理工科專業學生必修的一門基礎課程,是通往自然科學與工程技術科學的橋梁。該課程不僅蘊含著豐富的物理學思想精華,而且還有助于培養和鍛造學生的科學思維方法和創新能力,且對于全面提高大學生的綜合素質具有十分重要的促進作用。大學物理課程特點是:知識面廣、內容繁多,理論性較強,不易理解,學生普遍感到難學。這就需要必須有足夠的教學課時量方能圓滿地完成教學任務。而獨立學院的人才培養目標是培養“應用技術型人才”,獨立學院的畢業生大多數是要工作在一線的技術工作崗位上。因而獨立學院應特別注重學生專業理論和專業技能的培養,尤其是實際動手能力的培養。而目前獨立學院大學物理的課時安排非常有限。不少任課教師為了完成教學內容,上課時“滿堂灌”、“填鴨式”的教學模式司空見慣,教學進度普遍較快,而且對內容的講解也是廣而不精,無法對新知識的應用進行有效地拓展,這就使得獨立學院的大學物理教學與其學院制定的人才培養目標很不相適應。加之,獨立學院的學生文化基礎知識相對較差,底子比較薄,不善于思考,自主學習能力較差,上課易走神,一旦遇到聽不懂的問題,就懶得再去聽,這節課聽不懂,下節課有的干脆就不聽啦,教師在講臺上滔滔不絕地講,學生在下面悄悄地玩手機。教師費了九牛二虎之力,但教學效果卻一直在低水平狀態下徘徊。究其原因,最重要的是學生不知道學習大學物理到底有何用?所以,他們對學習大學物理不感興趣,缺乏學習的積極性和主動性。因此,獨立大學在大學物理教學過程中,任課教師一定要兼顧學生特點,注重講一些與學生專業相關的知識,以此來激發學生的學習興趣。所以,要切實提高獨立學院學生學習大學物理的興趣和學習效果,就要從優化大學物理教學內容入手,對大學物理課程實行分專業教學,只有這樣才能真正提高獨立學院大學物理教學效果。
二、獨立學院實行大學物理分專業教學的重要意義
第一,根據學生專業特點和專業需求,我們可以對大學物理的內容進行進一步優化和整合。對那些與專業密切相關的內容教師要重點進行精講,對于那些與專業聯系較少的內容可以略講,而對于那些和專業基本不相關的內容則可以以布置課外作業的形式,讓學生進行自學。現以電氣工程專業為例,電氣專業的后續課程以及工作環境都離不開電磁學,所以我們就以電磁學部分的物理知識作為了精講內容,利用一學期的時間來進行學習;而對于力學、波動和光學的基本知識我們利用一學期時間簡單進行介紹;而對于熱學部分則以課外作業的形式由學生課下進行自主學習。第二,大學物理作為一門基礎課程,是為所有工科專業服務的,傳統教學模式都是搞“一刀切”,對所有專業一視同仁,安排同樣的課時,講授同樣的內容。同時為了滿足學院各專業的需求,要求大學物理內容必須全面,覆蓋面要廣。但是作為基礎課,學院安排的課時是有限的,這就產生了矛盾,內容多課時少。而分專業教學是針對各專業進行分別授課,對一些不密切相關或不相關的內容進行適當取舍和優化,這樣做不僅節約了課時,也較好地解決了大學物理授課時間少的問題。第三,目前獨立學院大學物理教學就是因為不分專業,采取“一刀切”的教學模式,大學物理教學才出現了教學內容多課時少的問題。教師在授課過程中為了趕進度、搶時間,無暇對相關知識進行必要的拓展,學生對學習物理普遍感到困惑,加之有些內容與其所學專業缺乏直接聯系,進而造成學生學習興趣盡失。這就使得大學物理教學陷入了困境。而大學物理實行分專業教學,教師可以對教學內容進行適當的`優化和整合,這樣做無形中就節省了課時,教師在授課過程中可以依據學生所學專業需求,對教學內容進行適當的優化和取舍,對重點內容進行詳細重點的講解,一些內容重點可以與專業課有機聯系進行拓展講解,使學生知道學習這些知識將來會用到哪里,讓學生帶著問題去學習,使學生感到學習大學物理可以學以致用,進而培養和鍛造學生學習大學物理的興趣。第四,在傳統模式的大學物理教學中,課堂教學氣氛沉悶,教學基本上是教師的“一言堂”,很少有學生參與教學互動。因為教師的授課節奏快,學生的思路跟不上教師的授課節奏,所以聽不懂老師所講的內容,無法與老師產生思維上的共鳴。因此,即使老師啟發學生互動,學生也很難與老師互動起來。而分專業教學有了充足的授課時間,教師可以適當放慢教學進度,對重點內容精講、細講,還可以對與專業知識相關的內容進行必要的擴展。在講解過程中可以讓學生有思考的時間,學生和老師的思路同步了,能聽懂學會了,自然而然地學生也就主動與老師互動起來了,課堂氣氛也就活躍了,課堂教學效果也就隨之得到了提高。
三、對獨立學院大學物理分專業教學改革的思考
我們學院的教學班有:土木工程、測繪工程、建筑環境與設備工程、電氣工程及其自動化、自動化、軌道交通信號與控制、電子信息工程、計算機科學與技術等工科專業。在學院現有的條件下,我們對各專業的課程進行了認真調查和歸類。各專業課程對大學物理課教學內容的主要需求見表1。根據各專業課程對大學物理課教學內容的需求,我們將學院工科各專業分為兩大類:即電氣類(主要包括:電氣工程及其自動化、自動化、軌道交通信號與控制、電子信息工程、計算機科學與技術)和土木類(主要包括:土木工程、測繪工程、建筑環境與設備工程)。由于電氣類各個專業課都離不開電和磁,故而把它們歸為一類,以電磁學作為任課教師精講內容進行重點講解,而對于其他大學物理課的內容比如:熱學、光學知識等進行簡要介紹。而土木類專業力學知識是其共同的知識需求,故而歸為一類,教師應將力學內容作為重點講解內容;但各專業還略有差異,比如建筑環境與設備工程對熱學部分需求較多,而測繪專業對電磁學知識有所需求。所以,任課教師應將大學物理課分為:大學物理(A)和大學物理(B)。土木類專業學生主要學習大學物理(A),教師要重點講解力學部分,而對于熱學、電磁學和振動波動的知識根據專業再進行靈活選講。電氣類專業學生主要學習大學物理(B),教師要重點講解電磁學部分,對于振動波動和光學知識作簡單講解,而對于力學部分只介紹一些質點力學的基本知識。總的指導思想是:對于獨立學院不同專業的學生來說作為專業課程的基礎課程——大學物理課應以滿足專業學習需求為宜。在這一改革思路的指導下,我們對學院相關專業的大學物理教學大綱、培養計劃進行了適當的調整,通過教學實踐達到了預期的教學效果。
四、獨立學院大學物理分專業教學改革的效果分析
我們將大學物理分專業教學改革思路在20xx級、20xx級學生中隨機各抽取了兩個班作為實驗班,進行了教學改革試驗,即在學院同專業的班級中抽取了四個小班,以兩個小班作為一個教學班,兩個教學班由同一任課教師為其上課,一個教學班實施傳統教學模式(參照班),一個教學班實施分專業教學(實驗班)。授完一學年的教學課程后,將兩個學期的期末考試成績進行對比。我們在20xx級的土木工程專業(1401)和20xx級的電氣工程及其自動化專業(1510)分別實施。考察一個班級對知識掌握的整體程度,主要是看班級的不及格率,兩個年級學生的分專業教學實驗結果見表2、3。由上表我們不難看出,實施分專業教學的實驗班的期末考試成績及格率要比參照班明顯提高。一年來的教學實踐證明:分專業教學是提高獨立學院大學物理教學效果的有效途徑。
五、結束語
綜上所述,通過對我院兩個年級兩個學年四個教學班的分專業教學改革實踐,其教學效果得到了明顯提高。大學物理分專業教學不僅優化了課程教學內容,節約了授課時間,還有效提高了學生的學習興趣和大學物理課程教學效果。但這項改革目前還處于初級試驗和改革階段,在今后的教學工作中我們將采取以點帶面的改革方法,逐步增加試驗班級數量,進一步優化和整合大學物理教學內容,使大學物理課真正變成學生所喜聞樂見、易于理解和學以致用的課程。為達此目的我們將繼續進行認真探索和實踐。
大學物理論文5
(一)實驗教學過程
全開放實驗教學模式對教學時間、教學空間、及教學內容上有很高的要求,應注意以下幾點要求:(1)從教學時間上看,教學時間的開放是指教師應給學生充足的實驗時間,根據教學內容、教學條件的整體情況,合理利用實驗系統,合理安排實驗開放時間,交由學生自主選擇,合理分配必做實驗和選做實驗時間,以全面掌握知識點為目標。(2)從教學空間上看,教學空間的開放是指教師應打破實驗室操作的局限性,不斷拓寬實驗地點,可充分利用遠程物理實驗平臺、物理實驗教學網站及虛擬仿真實驗等多種方式,讓學生可通過現代化網絡信息技術直接了解實驗項目的內容,從而充分利用實驗室外的資源。(3)從教學內容上看,教學內容的開放是指盡量提供較多選做實驗項目的基礎上,鼓勵學生結合生活實際,充分利用實驗器械和設備,自主完成實驗項目。在選擇實驗儀器的過程中,應盡量少選擇成熟的模塊儀器,避免學生通過枯燥的結果來驗證結果的現象,反而簡化了試驗中的動手操作。教師應選擇開放式的實驗器械,為學生提供相應的組件,加強學生自主設計實驗的能力。
(二)實驗項目設置
現階段,我國部分院校管理人沒有清晰認識到全開放實驗教學模式的真正意義,在實踐中,存在一定的局限性。已有的.實驗項目都是經由試驗教學人員長期研究來編制的,具有覆蓋面廣、要求高的特點,部分學生在學習中有一定的困難,不利于學生試驗素質的提高。針對這一現狀,應根據教學實際情況,具有針對性的設置試驗項目。(1)教師應保證學生在試驗基本技能得到提升的基礎上,選擇試驗項目,教育工作者應結合教學條件和教學內容來合理挑選試驗項目,使其更加符合物理實驗教學的要求;(2)教師應精心挑選出具有代表性的試驗項目來培養學生的試驗基本技能,從而在有限時間內增強學生汲取知識的能力;(3)教師應在保證實驗室開放的基礎上,要求學生及時完成必做試驗,培養學生獨立研究的能力,讓學生自主學習。在這一過程中,為了杜絕因各班級人數差異造成的試驗器械不足或限制情況的發生,教育工作者應建立健全試驗預約體系,實現物理試驗有序化進行。
(三)試驗項目安排
實驗項目的安排也應根據課程進度進行合理調整,大部分儀器集成化程度較高,導致需要學生自主動手的情況較少。根據這類試驗的特征,可安排開放試驗或演示實驗,更加有效地鍛煉學生的動手能力。
(四)試驗教學評價
教育工作者在采用全開放試驗教學模式中,應對學生平時的試驗表現作出評價,其結果直接用來評價學生的技能水平,從而大大降低了期末考試的比重。完善學生評價體系,結合學生自主設計試驗中的表現給出綜合性評價。
(五)全開放試驗教學模式對教師的要求
在實施全開放試驗教學模式過程中,無論是試驗項目安排、設置、組織、管理及設計都是建立在一直高要求的教師隊伍之上的,這就對當代教師提出了很高的要求。教育工作者應積極建設網上教學資源,完善信息管理平臺,通過不斷的探索,總結不足和缺陷,使全開放試驗教學模式得以順利實施,從而提高學生的綜合能力及物理教學的整體水平。
(六)結束語
學以致用,學習的目的就是為了運用所學知識解決實際問題及探索研究未知世界。如很好的運用知識是獨立于書本外的一種智慧,需要力行才會有所體驗。所以學校開設了實驗課程。而物理又是一門與生活、科技聯系緊密的實驗性自然科學。物理知識的學習,物理學的發展都離不開實驗教學和科學探究。實驗室作為實驗教學和科學探究的重要場地,它的教育價值和社會功能有目共睹。綜上所述,全開放物理教學模式的教學,有效地激發了大學生自身的潛力,并增強了學習物理的興趣,從而提高了大學生的實踐能力和創新能力。教育工作者應將這一教學模式應用到物理實驗課程中,不斷總結不足,并作出改進,為我國教育事業作出貢獻。
大學物理論文6
[摘要]大學物理教學改革必須從教學對象、教學方法和手段、教育資源入手,注重培養教學對象科學的學習方法和自主創新能力,合理利用教學資源、優化教學方法和手段,確保高校人才培養質量能夠與時俱進,滿足社會發展需求。
[關鍵詞]課前預習 教學改革 教學手段創新精神
一、大學物理教學中存在的問題
1.從授課內容上看,大學物理課堂內容信息量豐富,研究方法多采用高等數學的思維方式,學習難度增加。大學學習的內容抽象化,不易于理解,一部分學生倍感壓力。就教材而言,在深度和廣度上都有加深和拓展。
2.從講授對象上看,高校教育中,教師和學生的溝通有限,對剛入大學的孩子而言,缺乏獨立解決問題的能力。部分新生存在“休整”心理,思想上產生了一種惰性;部分新生由于中學物理沒有學好,對大學物理產生畏懼心理等。
3.從教學資源分布看,本科課堂名師銳減,教育資源流失。高校高端人才極少承擔本科教學任務,而專心致力于科研研究。教授名師現身本科生課堂的幾率日益減小,這也是教育資源的一種損失,也是目前高校教育的一種誤區。
4.從教學手段和方法上看,單一的課堂教學方法,過于嚴謹的科學表述,將物理教學至于空中樓閣,似海市蜃樓般可望而不及。物理教學還是注入式教學方法;實驗教學仍是傳統實驗模式;物理規律與現實生活的結合較少;落后的教學觀念與現代素質教育嚴重脫節等。
二、大學物理教學改革的具體措施
1.提倡課前預習,課后復習,引導學生查閱資料,注重學生獨立自主能力的培養。
對學生而言,課前要預習教學內容,對知識的難易有所把握,將自己理解困難的地方標注出,當課堂上面對大量信息涌入時,不會出現茫然和顧此失彼,而對于困難問題的理解也會加深,從而達到課堂上的聽講效果。課后,要強調復習,回顧一天所學,深化概念和規律的把握。要引導學生利用圖書館、互聯網查閱資料,從不同的教材版本中吸取精華,更全面掌握所學。
物理問題的解決多依賴數學工具,課堂上板書只推導必要的規律公式,提倡學生自行推導教材中出現的公式,有利于提高物理學習基本功,有助于培養學生獨立自主解決問題的能力,更能加深記憶。
2.建立站,專業輔導,答疑解惑。
利用校園網的便利,建立大學站,上傳教師的教學錄像、文檔資料,方便學生隨時可查閱,彌補師生間的溝通缺陷。大學物理課程可采取集體答疑制度,由教師組成答疑小組,對學生課堂上以及自學中所遇到的問題進行答疑解惑,同時在答疑的過程中也對學生進行學習態度及世界觀方面的正確引導。答疑一般采用一對一的談話方式。另外,要建立網上答疑系統;建立公開答疑室等。
3.開展精品課程,推崇名師課堂,提供選修平臺,組織教師間定期交流,集體備課探討,博采眾家之長。
面對大學教師教學與科研的雙重任務,可將大學物理課按章節、課題劃分,由名師逐個承擔,定期開展精品課程,供廣大師生學習借鑒。同時可提供物理科普知識選修課程,讓更多的學生感受到物理世界的奧秘,激發學習興趣。邀請著名學者講學,感受科技前沿,拓寬師生視野。
4.改進教學方法,增加教學手段,培養學生動手能力和創新意識。
(1)將多媒體教學手段與傳統教學方法有效結合,才能在學生的大腦里形成深刻的記憶,也有助于學生形成好的物理解題思維和習慣。(2)采用“啟發式”和“討論式”教學。“啟發式”和“討論式”教學更能體現出學習者的積極參與,對于培養能力、訓練思維是非常重要的。這也對教師提出了更高的要求。(3)在講授物理知識的同時,通過介紹科學發現的過程,重要定律的建立過程,和介紹一些著名的近代物理實驗和著名的`科學家及諾貝爾獎獲得者的概況,激發學生學習興趣。(4)大膽探索,勇于突破,鼓勵“學生參與教學”。將教學中某一部分的內容或者目前出現的一些新興科技作為學生的教課題材,以學術交流的形式開展學生論壇,配備專業輔導老師,以便學生咨詢和交流。(5)聯系生活實際,引經據典,將物理知識融入到生活實例中,更能激發學生對物理、對大自然、對生活的熱愛,體現了處處留心皆學問的真諦。
5.改革大學物理實驗教學
(1)改革傳統實驗內容,培養學生的創新能力。要切實培養和提高學生的設計能力,就必須實現實驗類型由傳統的驗證性向設計性的轉變。
設計性實驗是給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。主要是培養學生查閱參考資料、確定實驗方案、選擇實驗方法、選用實驗設備并進行探討性分析等獨立工作的能力。通過設計性實驗,迫使學生學會如何面對陌生的儀器,“逼”學生自己動手,敢于實踐,真正掌握實驗的精髓。在實驗過程中,教師發現學生有創見,就要支持鼓勵,鼓勵學生敢于堅持自己的意見,敢于爭辯,甚至敢于否定或修改前人的見解,以培養學生的創新意識和能力。
(2)建立多元化的實驗教學體系
大學物理實驗課可分為實物實驗和仿真虛擬網絡實驗,實物實驗又可分為兩個模塊,一個為基礎性實驗,一個為綜合設計性實驗。前者可以班級為單位,在規定時間內進行;后者為開放性實驗,定期對全校學生開放,設計性實驗可在這段時間進行,實驗室提供豐富的儀器設備和實驗相關的材料,讓學生選擇自己感興趣的實驗,自主完成實驗內容。仿真虛擬網絡實驗室大大彌補了由于實驗條件和設備不足的缺憾,可使學生更大范圍接觸前沿實驗,了解學科發展動態。由于仿真虛擬實驗在校園網的任意終端均可完成,方便學生靈活安排時間。
實驗室定期對學生開放,給他們留出自主學習與獨立思考的空間,將會極大地調動大學生的學習積極性,促進他們創造性的發揮和綜合能力的提高。
(3)拓寬思路,完善實驗教學評估手段
實驗教學的目的是培養學生的動手能力。實驗教師對學生的考核應取“量方法而不是量形式、重能力而不是重結果”的思路。工作重點應轉為教給學生如何發現問題、如何解決問題的方法,讓學生自己處理實驗中的問題,自己修改和完善設計。只要學生掌握了解決問題的方法和技巧,就達到了教學的目的。
參考文獻:
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大學物理論文7
摘要:在分析大學物理實驗教學現狀的前提下,討論出現的教學模式單一、實驗項目單一、考核方式單一的弊端,分別針對性地提出應用網絡實驗教學系統、實驗室無課程開放、考核方式多元化的方案進行改革實踐。
關鍵詞:教學模式單一;實驗項目單一;考核方式單一;網絡實驗教學系統;實驗室無課程開放;考核方式多元化
1引言
大學物理實驗作為高校理工類學生的基礎課程,不僅是引導學生理解物理知識、掌握物理技能的重要環節,更在培養大學生的創新能力和實踐能力方面起到不可替代的作用。通過對比研究發現,在經過大學物理實驗課程的學習和訓練之后,學生參與實踐研究的內驅力和動手實踐能力都得到極大地提升[1]。但通過分析當前大學物理實驗的教學現狀,仍能從中發現一些延續已久的弊端。本文正是對這些問題展開分析討論,并尋求相應方案改革實踐進行解決。
2大學物理實驗教學現狀
當前國內高校的物理實驗教學中,大多仍采用傳統的按班上課、實驗報告評分的模式,即不同理工類專業的班級按照相同的實驗項目進行課程設置,并依據實驗報告給出最終的實驗成績。但這并不利于因材施教和提高學生的學習興趣,教學資源也沒有得到充分的利用[2],存在教學模式單一、實驗項目單一、考核方式單一的弊端。
2.1教學模式單一
實驗課的教學模式,通常按照傳統的課前預習、課堂講授、操作演示、學生模仿、實驗報告提交、教師評分的固定的教學范式進行,形成處處以教師演示為中心,學生被動模仿的教學模式。對學生而言,整個實驗過程,僅僅是對教師實驗操作的重復模仿,極大地壓制了學生的主動性及創新思路。另外,在實驗課時有限的前提下,如果充分考慮學生課前預習的良莠不齊而延長課上講授,則必然會過多地占用學生的操作時間;如果精簡講解內容而減少課上講授,則必然會有學生因預習不到位而無法展開實驗,這都極大地影響了實驗課程的質量效率。
2.2實驗項目單一
大學物理實驗課程是高校對大部分的理工類專業開設的,存在涵蓋專業廣的特點。但各專業學生因其獨有的專業特點,其自身已有的知識儲備以及后續的專業需求都不相同。如果統一地按照相同的實驗項目開設課程,一方面會讓部分學生因其專業知識儲備的欠缺,而對實驗課程產生畏難情緒;一方面也會讓部分學生因所學內容與其專業關聯性不大,而對實驗課程缺乏興趣。
2.3考核方式單一
嚴格的考核制度是保證優良教學質量必不可少的前提條件[3]。考核的評價標準甚至會影響學生對所學知識的價值定位和精力投入。對大學物理實驗的考核,目前多數高校仍采用偏重實驗報告給出最終成績的方式進行評定。這種考核方式并不能充分體現出實驗課對實驗技能和實踐能力的培養,也會錯誤地引導學生將精力側重于書寫文字報告上,而忽視實驗操作過程。我們深知實驗教學是一種過程教學,其實驗過程往往比實驗的結果更重要,必須加強實驗操作環節的考核比重[4]。
3大學物理實驗教學的改革實踐
在理工類高等院校中,實驗教學占有非常重要的地位。近些年來,高校在加大實驗場館建設和更新實驗儀器的同時,也積極針對原有的實驗教學方式進行改革以適應新形勢下的應用型人才培養需求。結合青島科技大學高密校區物理實驗中心進行的改革嘗試,以及與相關院校的經驗交流學習,針對出現的教學模式單一、實驗項目單一、考核方式單一的問題,已初步探索出一套完整的解決方案。
3.1針對教學模式單一,應用網絡實驗教學系統
基于MOOC教育思路,結合實驗課程的實際需求,青島科技大學高密校區自主研發的高等院校實驗教學與管理系統已于20xx年3月投入運行,校區內所有實驗課程都通過實驗教學與管理系統有序開展,實現了在線上平臺的網上預習、在線測驗、實驗預約,從而留出充足的線下課堂時間供學生開展自主實驗操作、小組討論、師生互動。大學物理實驗中心按照實驗教學與管理系統的應用方案,針對性地制備了相關預習資料進行上傳。特別是其中的實驗視頻,使學生可以自由安排時間地登陸線上視頻,結合書本進行形象地理解預習,而不再是單純枯燥的文字想象;另外,結合學生的認知規律,有選擇地準備了相應實驗測試試題進行網上測驗,從而對學生的預習情況做出合理評判,并以此成績作為進入實驗室正式展開實驗的前提要求。通過網絡實驗教學系統的投入應用,在線下教學中,對于學生通過網上預習預約已掌握的實驗原理和具體操作,可以選擇性地精簡講解,從而為學生的操作節省出大量時間。并且通過對網上實驗測試試題的解答情況進行匯總總結,歸納出學生共性的錯誤作為線下講授的重點,充分提高線下的課堂效率,使線下教學更有目的性。充分發揮實驗教學與管理網絡系統平臺的作用,為線下課堂教學提供導向性和針對性。
3.2針對實驗項目單一,進行實驗室無課程開放
在按照實驗課表充分完成課程進度的同時,鼓勵學生以及實驗小組,或者對原有的'基礎性實驗進行重復探究,或者結合專業技能需求提出創新的實驗方案進行實踐,或者在教師的指導下參與新實驗項目的拓展設計等。在由教師對其方案可行性進行評估后,利用實驗室的無課程開放,在教師的指導下完成驗證操作[5]。從而將學生的物理實驗課程與科研創新訓練進行結合,以研帶學,實現學生的分層發展。一方面,對原來有限的課堂時間進行了無形的延伸擴展,使學生能更充分驗證和嘗試自己的創新思路;另一方面,在實驗室開放的過程中,通過與學生面對面地深入的互動交流,教師能夠更全面、更深入、更專業地進行知識和技能支持,實現對學生自主學習能力和探究學習能力的最大激發[1]。
3.3針對考核方式單一,實施考核方式多元化
實驗科目的考核有其特殊性,如果完全按照傳統的偏重實驗報告給出最終成績的方式,并不能體現學生的操作技能以及實踐能力;如果過分注重操作考核,則學生的實驗理論和設計思路并不能得到充分展現。因而實驗中心采取日常表現、實驗報告、操作考試、書面考試相結合的方式來評定學生最終的實驗成績。在兼顧實驗報告和實驗操作的同時,使學生的理論知識和對實驗的設計應用也能在最終成績中有所展現。具體評分權重及評定內容如下:總成績=日常表現×30%+實驗報告×20%+操作考試×30%+書面考試×20%其中,日常表現評定內容為:網上預習測驗成績、課上實驗中操作能力/解決問題能力/數據的收集歸納、實驗室無課程開放的使用及創新型設計能力;實驗報告評定內容為:實驗報告撰寫、實驗數據處理、實驗總結反思;操作考試評定內容為:實驗步驟規范、靈活解決問題、數據的收集處理;書面考試評定內容為:實驗原理的理解、實驗的生產應用討論、設計型實驗小論文。
4結語
大學物理實驗不僅是對物理知識的驗證、補充,更是通過學習測量方法、科學思維方法和學科研究方法,來培養學生的實驗設計能力、實踐探索精神、創新意識和創新能力[6-7]。隨著教學方式的改革發展以及不同批次學生自身知識儲備的變化,固有的大學物理實驗教學方式開始陸續暴露出一些不足和弊端。在明確大學物理實驗課程教學定位的前提下,根據不同專業的學生對實驗內容的需求,積極探索新興的教學模式和多元化的考核方式,不斷提升自身的教學改革能力進而優化教學效果,使大學物理實驗這門課程在高素質應用型人才的培養中發揮更大的作用。
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大學物理論文8
大學物理小論文
——關于熱力學第二定律的理解與思考
姓名:
班級:
學號:
在發現熱力學第一定律基礎上,說明了一切的熱力學過程必須遵守能量守恒和轉換定律,但是不是滿足了能量守恒定律的過程就一定能夠進行。人們經行了大量的實驗,其實驗結果表明,實際中自發進行熱力學過程都具有方向性,并不是滿足能量守恒定律就一定能夠自然發生。于是,在這種情況下,熱力學第二定律漸漸的浮出水面,綻放出它耀眼奪目的光彩。
自然界的一切實際熱力學過程都是按一定的方向進行的,反方向的逆過程是不可能自動進行的。在一定條件下不需要外來作用,任其自然就能自動發生的過程,稱為自發過程。例如熱由高溫物體傳給低溫物體,鋅片放入硫酸銅溶液中后銅就析出,氣體向真空膨脹,導體中的電流從高電勢端流向低電勢端,水從高水位流向低水位等等,都是自發過程。而那些需要借助外來作用才能發生的過程,稱為非自發過程。例如電解水產生氫氣和氧氣,需要環境対系統做電功,就是非自發過程。
從表面來看,似乎各種不同的自發過程有著不同的決定因素。例如熱總是自發地由高溫物體傳向低溫物體,直到兩物體的溫度相等為止,溫度是決定過程方向和限度的因素。導體中的電流總是自發地從高電勢端流向低電勢端,直到導體中各處的電勢都相等為止,電勢是決定過程方向和限度的因素。水總是自發地從高水位流
向低水位,直到各處水位都相等為止,水位高低是決定過程方向和限度的因素。氣體總是自發地從高壓處流向低壓處,直到系統中各處的壓力都相等為止,壓力是決定過程方向和限度的因素。
在人們大量的實驗基礎上,人們總結出自然過程的方向性,分別是功熱轉換的方向性,熱傳導的方向性,氣體絕熱自由膨脹的方向性。實際中,功全部轉化成熱的過程是可以自發進行的,但唯一效果是熱全部轉化為功的過程是不可能發生的。熱傳導的方向性。兩個溫度不同的物體相接觸,熱量可以自動地從高溫物體傳向低溫物體,直到達到溫度相等的'熱平衡態。此過程的逆過程卻不能夠自發的進行,即熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物體,從而使高溫物體溫度的更高,低溫物體的溫度更低,雖然這樣的傳遞不違反能量守恒定律。氣體絕熱自由膨脹的方向性。即氣體可以自發的向真空膨脹從而占據更大的體積的狀態自動地收縮到體積較小的狀態而不引起其他變化。
我們通過以上三個實際的熱力學過程的方向性的討論,歸納得到一個普遍性的結論,即熱力學過程都是按一定的方向進行的,即不可逆,其逆過程是不能自動發生的。我們可以通過實驗裝置證明熱傳導的不可逆性和功變熱的不可逆性是相互依存的。同樣可以證明,
理想氣體絕熱自由膨脹的不可逆性和功變熱的不可逆性也是等價的。總之,各種宏觀自然過程的不可逆性都是相互聯系的,只需要承認一種宏觀自然過程的不可逆,就可以論證其他宏觀自然過程的不可逆性。
德國科學家克勞修斯(Clausius)在1865年提出“不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。”開爾文在1851提出的不可能從單一熱源取熱,使之完全變為功而不引起其它變化。 在克勞修斯的講法中,指出了在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉移,而不能由低溫物體自動向高溫物體轉移,也就是說在自然條件下,這個轉變過程是不可逆的。要使熱傳遞方向倒轉過來,只有靠消耗功來實現。 在開爾文的講法中指出,自然界中任何形式的能都會很容易地變成熱,而反過來熱卻不能在不產生其他影響的條件下完全變成其他形式的能,從而說明了這種轉變在自然條件下也是不可逆的。熱機能連續不斷地將熱變成機械功,一定伴隨有熱量的損失。第二定律和第一定律不同,第一定律否定了創造能量和消滅能量的可能性,第二定律闡明了過程進行的方向性,否定了以特殊方式利用能量的可能性。 為了進一步的解釋,熱力學第二定律,我們引入的熵的概念。 .
熱力學研究的是大量質點集合的宏觀系統,熱力學能、焓和熵都是系統宏觀的物理量。熵是系統的狀態函數,當系統的狀態一定時,系統有確定的熵值,系統狀態發生變化,熵值也要發生改變。
熱力學第二定律指出,凡是自發過程都是熱力學不可逆過程,而且一切不可逆過程都歸結為熱功交換的不可逆性。從微觀角度來看,熱是分子混亂運動的一種表現,而功是分子有秩序的一種規則運動。功轉變為熱的過程是規則運動轉化為無規則運動,向系統無序性增加的方向進行。因此,有序的運動會自發地變為無序的運動,而無序的運動卻不會自發地變為有序的運動。
例如,低壓下的晶體恒壓加熱變成高溫的氣體。該過程需要吸熱,系統的熵值不斷增大。從微觀來看,晶體中的分子按一定方向、距離有規則的排列,分子只能在平衡位置附近振動。當晶體受熱熔化時,分子離開原來的平衡位置,系統變為液體,系統的無序性增加。當液體繼續受熱時,分子完全克服其它分子對它的束縛,可以在空間自由運動,系統的無序性進一步增加。
因此,熵是系統無序程度的一種度量,這就是熵的物理意義。當系統的無序程度增大,系統的熵值也增大。玻爾茲曼(Boltzmann)定量表述為公式,k稱為玻爾茲曼常數。 通過在上網看書等種種方式了解熱力學第二定律,發現至今為止仍熱有人對熱力學第二定律經行質疑。熱力學第二定律是建立在對實驗結果的觀測和總結的基礎上的定律。雖然在過去的一百多年間未發現與第二定律相悖的實驗現象,但始終無法從理論上嚴謹地證明第二定律的正確性。自1993年以來,Denis J.Evans等學者在理
大學物理論文9
摘要:為適應現代社會對工程技術人才的更高要求,高教領域理論基礎課程也迫切需要面向現代工程教育的教學改革和實踐。大學物理是一切工程技術的理論基礎,為了讓學生在今后的實踐工作中能夠更好地將理論知識融匯到其中去,在大學物理《電磁學與光學》的授課時,作者將一些成功的工程技術相關案例作為素材融入到其中,增加了學生對基礎知識的鞏固,建立完整鏈條的物理模型及實際應用,強化了學生工程實踐和科技創新意識,達到在大學物理課堂教學中工程實踐和科技創新意識培養的要求。
關鍵詞:電磁學與光學;工程教育;案例分析;課堂教學
一、概述
隨著社會的進步,科技的發展,工程教育理念逐步被融入到應用型大學的實踐教學領域中。大學物理是面向幾乎所有專業的核心基礎課,為培養研究型人才打好物理基礎。目前的工程技術,從原理上講大多數都屬于大學物理范疇。在教育的過程中,我們通過借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,以及在教課書中融入成功的工程技術相關案例素材,以此來促進學生對于一些晦澀知識點的從其誕生到現在的實際生活的運用等方面進行深入地學習。這樣新舊知識一脈相承形成完善的體系,通過經典理論的再現,新知識的引入順理成章。本文以大學物理中的《電磁學與光學》為主,引入實際教學案例,在要求學生熟練掌握大學物理課本內常用專有名詞的概念和一些物理現象的基本規律等后,在一定程度上將它們在實際工程案例中的運用進行介紹,從而讓學生更好的理解理論與實踐之間的關系,并且了解這些理論在現實生產技術領域內所開展的推廣應用情況,這樣有助于學生更好地掌握課本知識,提高學習的主動性和積極性,幫助學生在大學物理課堂教學中,建立理工科學習興趣,樹立工程教育意義。
二、電磁學和光學工程教育教學案例
(一)靜電噴漆
靜電噴漆屬于靜電學中的應用案例。霧化的油漆微粒在直流高壓(80~90kV)電場中帶負電荷,在電場力作用下,油漆微粒飛向帶正電荷的工件表面,形成漆膜,此過程稱為靜電噴漆。物理原理:靜電噴漆是將被涂物當成正極,日常情景下接地;涂料霧化裝置為負極,接電源設置為負極,如此在正負極間能夠形成靜電場。并且在負極附件區域內可以出現電暈放電,在放電地過程中使得涂料內的介質出現電荷的轉移從而帶電,并且進一步實現霧化。根據同性相離、異性相吸的原理,以及帶電介質受電場力影響,涂料跟被涂物形成環抱效果,沿電場線向著靜電噴漆噴過的帶有正電荷的被涂物上,并且分布勻稱且有較強的吸附能力,從而形成一層薄膜。工程應用:根據國內外相關調研結果顯示,靜電噴漆技術作為近幾年內研發出來的技術,它在各種工業內都受到了重視,主要被用來處理產品表面。相比與傳統的產品表面處理工序而言,其發展勢頭如此好,在一定程度上是因為它具有如下幾大特點:1.所需要的涂料很少就能達到想要的效果;2.綠色環保,不僅無毒害,而且在一定程度上能凈化環境;3.能夠使用機器化工作模式,減少人工操作,并且具有高效特征。注意事項:1.工作時安全電壓為小于9萬伏,短路電流為小于0.7毫安,工作運轉時超過安全電壓,對相關工作人員會造成一定程度的不利影響。2.在進行完噴漆工作后,需要馬上將噴槍接觸地面。這樣可以釋放內部的電荷,減少進入到人身體上的電荷。3.為了避免意外短路時產生電火花,在進行工作時要與操作界面保持一公分以上的距離。4.在操作前務必要確認各部分的線路連接正常,一定要注意機殼和工件的接地正常,避免高壓靜電。
(二)生物磁學的應用研究
生物磁學屬于靜磁學中的應用案例。生物磁學是研究生物磁性和生物磁場的生物物理學。生物磁學研究與物理學、生物學、醫學等密切相關,而且在工農業生產、醫學診斷和治療、生物工程等方面都有廣闊應用前景。生物材料的磁性:在對生物大分子的廣泛研究中,發現大部分生物材料具有抗磁性,少數為順磁性,極少數呈現鐵磁性。1.生物材料的抗磁性,表現在生物分子在磁場作用下產生與磁場方向相反的運動,使原來的磁場減弱。一些綠色植物單細胞或者葉綠體放置于磁場中,當葉綠體的平面結構與磁場垂直取向時,分子受到的磁場力最大,與磁場平行時,磁場力最小。2.生物材料的順磁性與其中有過渡金屬離子的成分有關。生物機體內所具有的所有金屬離子中,屬于順磁性金屬離子有八種之余。例如進行氧化輸送的'血紅蛋白,進行電子傳遞的細胞色素,DNA分子生物合成需要的核糖核苷酸還原酶等。此外,任何物質受磁場作用都有抗磁性,只不過在順磁性物質中,由于順磁性超過抗磁性,故整體對外表現為順磁性。3.在生物體如磁性細菌、鴿子和個別人體發現有鐵等具有磁性的金屬物質存在,并且對生物體的生存具有重要的意義,能夠讓生物在一定程度上辨識方向,大雁南歸靠的就是體內具有磁效應的羅盤準確的從千里遙途飛回鵲巢。科學家也曾發現在某些人的鼻竇骨的表層下約5μm處有一層鐵質層,據估計與人的第六感覺即磁感覺有關。人體磁場遠低于地磁場,約為10-12T,很難進行觀察和研究,目前主要采用磁屏蔽原理和空間鑒別技術。磁場的生物效應:1.磁致遺傳效應:磁場處理能夠在一定程度上誘導基因突變的現象。如用強度不同的磁場對大麥種子進行處理后,發現DNA合成率下降了,同時在第二代的染色體中也觀測到了畸變。通過對生物基因突變學的相關研究進行綜合分析,一部分生物研究學者認為,磁場對誘導基因突變主要是通過對DNA分子內部氫鍵的作用,使得DNA的結構發生變化,從而影響基因的表達。2.磁致生長效應:磁場對生物生命過程的各個階段各個環節均具有一定的影響。如一旦磁場的強度超過了1.4T就能夠在一定程度上對細菌生長產生嚴重的影響。此外,地磁場反向時,會導致生物滅絕。3.磁致放大效應:具有低能量的外加磁場,能夠產生具有很大能量的生物效應。根據能量平衡相關原理來講,這是磁場在生物效應中所起的作用,只能看著是起到的激發引導作用,通過其導致生物體內能量短時間內放大化作用。當外加磁場達到最大值時,生物效應就開始出現,隨著磁場作用的增大,生物效應隨之增大,這是一種累積效應。
(三)霍耳效應的應用
霍耳效應是美國物理學家愛德華霍耳1879年發現的,霍耳效應就是把一塊導電板放在磁感應強度為B磁場中,導電板通有縱向電流,這樣,在導電板的橫線兩側面就會呈現出一定的電勢差,所產生的電勢差即霍耳電壓。表達式如公式(1),顯然霍耳電壓跟電流I成正比,跟磁場的磁感應強度B成正比,跟載流子的數密度n成反比。公式不僅揭示了電流與磁場之間的相互作用,而且體現了霍耳電壓與載流子數密度之間的關系。(1)由公式(1)可知,若是金屬導體,導體內部的載流子數密度n很高,霍耳效應很小;而半導體中,載流子數密度n比較低,因此會產生很強的霍耳效應。利用霍耳效應工作原理制備成的半導體元件在科研和生產中都有非常廣泛的應用,主要包括判斷半導體材料性質、測量磁場、測量電流、霍耳傳感器、磁流體發電機和電磁流量計等。1.判斷半導體的材料,根據霍耳電壓的公式,可以通過測量外加磁場中的霍耳電壓來判斷傳導載流子的類型,電子型半導體中的多數載流子帶負電。空穴型半導體中的多數載流子帶正電。兩種類型的半導體相對應的霍耳電壓方向正好相反。因此,通過電壓表的偏轉方向就可以很容易的判斷電子型或空穴型半導體。同樣的也可用來測量載流子的濃度,這種方法廣泛的被應用在半導體摻雜載體的性質和濃度的測量上。2.測量磁場,霍耳效應本質上就是一種電磁效應,原理是在電流垂直的方向上加磁場,這樣,就會在與電流和磁場平面垂直的方向上建立一個電場。所以,可以根據霍耳電壓來測量未知磁場的分布。具體實驗的方法是:將霍耳器件放置在未知磁場的任意位置,然后在磁場中旋轉一周,仔細觀察所測霍耳電壓值的大小變化會由0增加到最大,然后由最大變化到0,當電壓值最大時所對應的磁感應強度就是該點磁場的大小,此時霍耳器件的法線方向即該點磁場的方向。3.量電流,霍耳電流傳感器是一種高性能的新型電氣檢測元件,可以用來隔離主電路回路和顯示控制電路。并且最適合用來測量電力電子設備的過電流或短路保護電路中檢測電流信號,還可以用來進行電流反饋和截流、穩流控制等。4.測量微小位移量,保持霍耳元器件的工作電流不變,使其在均勻磁場中移動,霍耳電壓的輸出值由磁場中的位移量來決定,所以能夠用霍耳元件來測量微小位移量,即霍耳微位移傳感器。該傳感器的優點是慣性比較小、頻率響應速度快、工作壽命較長。霍耳元件還可以用來制備其他類型的傳感器,比方壓力、應力、重力傳感器等。5.磁流體發電機,基本原理就是霍耳效應。磁流體發電機是將物體的內能轉化成電能的裝置,兩平行金屬板之間有一個較強的磁場,一束等離子體以一定的速度噴射入磁場中,正、負離子在磁場力(洛倫茲力)的作用下發生偏轉,然后分別聚焦到兩極板上,這樣兩極板相當于直流穩壓電源的兩個電極。當等離子體作勻速直線運動時,此時,兩板間的電壓值達到最大即電源的電動勢。6.電磁流量計,用來測量導電的液體。將流量計放在均勻磁場中,磁場垂直于前后兩面,當導電液體中的帶電粒子流經管道時,導體的上、下表面會分別帶電,最終達到動態平衡狀態。此時,電源電動勢即上、下兩表面間的電勢差,導電液體在洛倫茲力和電場力這一對平衡力的作用下繼續做勻速直線運動,流過導體管內橫截面的流體體積也將保持恒定。實驗所測的導電液體的流量就是單位體積內流過導體管內橫截面積流體的體積。霍耳傳感器得益于集成電路的發展,并且隨著大規模集成電路和微機械加工技術的發展,出現了三、四端口的固態霍耳傳感器,使傳感器制備工藝從二維平面發展到三維空間,實現了產品的微型化、產業化和實用化。近些年,科學家對量子霍耳器件的研究頗多,相信未來在該領域將會不斷呈現出新的科研成果,更好地為人類服務。
(四)數字全息照相
數字全息照相屬于光學中的應用案例。全息術是利用光的干涉同時記錄物光的強度信息和相位信息,所產生的像是完全逼真的立體三維像,立體三維成像技術能夠從各個角度及細節來反映真實情況,根據實際情況,對聚焦的距離進行調整。數字全息在物理學的各個方面的產業中均的到了不同程度的重視,以及推廣應用。1.數字全息照相的兩個過程(1)波前全息記錄:利用光的干涉記錄物光的相位和強度分布。不同的光波通過激光器后別分割成兩束。一束為物光波,另一束是與物光相干的參考光。通過對干涉條紋所呈現出來的性狀以及密度來了解物光的分布。通過其呈現出的明暗來了解物光的振幅,感光底片將條紋記錄下來,然后經過顯影、定影處理后,就能夠洗出一張與光柵相似結構的全息照片。(2)物光波前再現:用一束參考光照射在全息圖上,類似于光柵發生衍射,衍射光波中能夠體現之前的物光波。由此,當順著物光波進行觀察,即能夠看到具有之前物體所有特點的物體的再現像。2.數字全息照片的四個特征(1)全息照片上的花紋基本在各個方面均有異于被攝物體,但是一旦有相干光束的幫助,物體圖像卻能通過花紋達到如實重現的效果。(2)三維再現效果強,能夠將各視角及細節都呈現出來,同時能夠對比細微的差異。(3)全息圖只要任取其中一小片,同樣可以用來重現物光波。類似于在小窗口觀察物體一樣,仍可以看到物體的全貌。但由于受光面積減少,成像光束的強度也相應的減弱;所以一旦全息圖面積減小,其邊緣的衍射效應更明顯,從而影響像質。(4)同一張照片上可以重疊動態中數張不同的全息圖。曝光后經過處理再現時可重現不同圖像。
三、工程教育在基礎物理教學中的意義
將大學物理基礎知識點相關的事例素材進行歸納整理,同時借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,來將工程技術融入到大學物理課題教學中,會極大的提高學生對自然科學知識學習的興趣。以電學中的電容器為例,工程技術上需要將大量的電荷儲存起來,于是最早的電容器萊頓瓶誕生了。電容器是電子設備中的儲能器件,廣泛應用于電子工藝中的耦合、濾波和傳感等多個領域。微型電容器和超大電容器是目前電容器發展的兩個方向,其中微型電容器是微小型電路板的主要元件,而超大電容器是目前大力發展的新能源汽車等的重要部件。在大學物理《電磁學和光學》教學中,通過借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,以及在教課書中融入成功的工程技術相關案例素材,將工程實踐融入理論學習中,并且在課堂上已現實案例為基礎來鍛煉學生科技創新能力,加強其創新意識。通過這種教育模式來讓學生熟悉工程應用領域。高度符合在大學物理課堂教學中注重工程教育培養的要求,值得進一步推廣學習深入實踐。
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大學物理論文10
進入21 世紀來,互聯網和電子技術的快速發展使世界進入信息時代,信息爆炸,知識更新換代速度加快,科學技術發展日新月異。人們想適應社會的發展,就需要不斷摒棄舊知識、學習新知識,未來社會將是一個終身學習的社會,一個人需要不斷自我發展與提高才能適應社會的快速發展。大學生將來走向社會,光有書本上的現有知識是不行的,他們必須要有獲取新知識、發現問題和解決問題的能力。因此,培養大學生的自學能力是當代社會對高等教育提出的客觀要求。學生有較高的自學能力有益于提高知識掌握的速度和質量,使之快速擴大知識面。
物理學是自然科學的基礎,它的基本理論滲透在自然科學的各個領域,同時物理學也是產生近代高新技術的主要源泉,物理學上的許多重大發現都有力地推動了產業革命的發生和社會的變革[1].
《大學物理》是高等學院理工科各專業學生的一門重要專業基礎必修課,不僅僅教授給學生物理知識,而且它在培養學生的科學思維方法、科學研究方法、科學素質、創新精神方面都具有獨特優勢。因此,大學物理在培養學生自學能力方面具有其他學科不可比擬的優勢[2].各高校的 《大學物理》課程一般選擇在大一時開設,剛入校的大學新生的自學能力都顯的較差,不能適應大學的學習。因此加強對大學新生自學能力的培養是很關鍵的,既能幫助他們順利適應大學生活,又能提高學生的綜合素質,而且物理學的連貫性強、綜合度高的特點適合培養學生的自學能力。
1. 大學物理學習中學生自學能力低的原因
( 1) 學生的自制能力和基礎水平較差
隨著我國計劃生育的普及,大多數家庭傾向于只要一個孩子,孩子在家庭中備受寵愛,家長對他們的要求降低了。從小學開始,很多學生都是在父母和教師的督促、監督下才能完成作業,造成學生自制能力差、不會主動學習。進入大學后,教師不會像高中教師那樣去監督學生的學習; 再有,大學里空閑時間和玩耍誘惑較多,遠離父母,日常生活、學習中沒有人約束,更造成了大學生不較差的自制能力。學生的基礎水平顯得參差不齊,好的學生和差的學生之間差的比較多。現在的高考制度實行 “3 + X”的考試方式,學生可以自由選擇考試科目,選擇的趨勢傾向揚長避短,使一些學生在高中階段就放棄了物理。
現在社會的快速發展也使家長們的思想觀念發生了變化,不再認為上學讀書是成才的唯一途徑,因此家長對孩子的學習成績看的沒有以前家長那么重。這些方面的因素都導致了學生的自制能力和基礎水平下降。
( 2) 課程體系和教材內容與現代物理成就脫節
現在大學物理課程體系沿用的是30 年前的課程體系,強調物理學科的完整性、基礎性和系統性。同時,講授的內容和考試方式都過分強調物理概念、定律和定理,以及解題思路和方法,使大學物理成為高中物理和高等數學的 “結合物”.這種課程體系注重給學生灌輸現成的知識,養成學生對前人成果的依賴性,學到的物理知識成為死知識,缺乏現代科學思想、觀點和方法,也失去了和生產實際的聯系。這種課程體系下的學生不需要思考,只需要在課堂上跟隨教師講課就行,也就失去了自學的動力。實際上,物理學在 20世紀取得了巨大的成就,應用十分廣泛,極大地推動了科技和社會的進步,但這些在教材中很少反映。現有的大學物理教材仍然以抽象的物理定理和定律、例題、習題為主; 缺乏理論聯系實際的內容,很少反映物理學的新進展、新成果,缺乏創新氣息。這些都有礙于培養學生的自學能力。
2. 在大學物理教學中培養學生自學能力的措施
針對現在學生在大學物理學習中的現狀,提出了激發學生學習大學物理的興趣、實行自主探究式教學、增加大學物理實驗課的課時和內容、課外拓展訓練的幾種措施來培養學生的自學能力。
( 1) 激發學生學習大學物理的興趣
興趣是學習的動力,要在物理學習中培養學生的自學能力,首先要激發學生學習物理的興趣。自學生從初中開始學習物理以來,物理概念、公式、定理和定律大多以 “冰冷”的面貌出現,抽象、難理解,并且枯燥無味。我們現在學習的物理知識是經過了幾代物理學家的驗證、總結、概括后,再以最簡潔的語言表達出來; 那么在沒有實驗驗證的情況下,物理知識的抽象和枯燥無味在所難免。
要解決課堂內容的`枯燥無味,一個有效的措施是在物理教學中適當講解物理學史,讓學生了解物理學的發展歷史。
物理學的發展史是非常生動有趣的,讓學生了解一個物理概念或定理如何被物理學家發現、在探索中遇到了什么困難、如何克服困難、最終總結出物理知識。這些知識的講解能夠讓學生體會到物理科學家熱愛科學、追求真理的精神,穿插講一些物理科學家的趣聞趣事,讓學生感覺到物理知識不是冰冷的,而是非常貼近生活。
用物理科學家的人格魅力激發學生學習大學物理的內心需求。
( 2) 實行自主探究式教學,確定學生的中心地位
傳統的物理教學上,學生沒有任何主動性,教師講什么,學生聽什么,抑制了學生學習物理的積極性。要培養學生的自學能力,就要改變傳統的滿堂灌教學方式,實行自主探究式教學[3].自主探究式教學遵循 “教師為主導,學生為主體”的原則,以學生獨立解決問題為中心,尊重學生在物理課堂上的主體地位; 教師是學生學習的設計者、組織者和引導者; 教師的主導性和學生的主體性協調進行。在日常教學中,教師要改變以往高高在上的形象,以學生學習伙伴的形象出現在課堂上。教師要精研教材,在教學中不直接告訴學生答案,培養學生的問題意識,讓學生學會提問,教師只在適當的地方給予點撥。這樣的教學方式不僅能讓學生自主地走進課堂的授課內容,自己抓住教材的重點; 還能提高他們發現問題、提出問題、解決問題的能力。自主探究式教學自始至終使學生處于主體地位,學生在教學過程中的學習活動基于小組成員間的分工和合作,應用掌握的知識發現、研究和解決問題。學生在準備的過程中學會如何查找資料,如何有效利用資料,培養學生良好的自學習慣。教師真正做到從傳統的知識傳播者到學生發展促進者角色的轉變。在自主探究式教學中,教師需要不斷提高自己的業務水平,通過培訓、進修、書籍等途徑不斷學習新的教學方法和理念,進行一些與自己教學有關的科研活動。從考試方式上看,自主探究式教學要改變傳統教學中一張試卷定成績的考試方式,學生的知識水平不能單一用書面成績來評估。
科學的評價方式在某種程度上也決定了學生學習的自主性和積極性。考試改革要把學生從死記硬背物理定律中解放出來,培養他們的自主學習能力,綜合考慮學生平時各方面的表現。考試可分為閉卷考試、開卷考試和平時表現三種表現方式,閉卷考試按照教學大綱的要求考查學生對物理知識的理解與應用能力,這部分占總成績的50%; 開卷考試以寫小論文的方式進行,要求學生寫出一篇完整的科技論文,主要考查學生的思維探索能力,占總成績的 30%.學生的平時表現要綜合考查出勤率、課堂參與、討論發言、學習態度、作業情況等,占總成績的 20%.
( 3) 增加大學物理實驗課的課時和內容
物理是理論和實驗聯系非常緊密的一門課程,在傳統教學方式中,教師采用講授的授課方式,雖然將知識清楚地傳達給了學生,但學生并沒有真正理解與掌握物理知識。如何更好地、更直觀地教授物理? 在教學中加入物理實驗就能很好地解決這個問題。物理實驗不僅能生動表現物理概念和規律,還能培養學生的觀察能力,增強學生的好奇心,激發學生自主學習物理的興趣。現在的物理實驗教學要改變傳統物理實驗中“一刀切”的教學方式,采取必做實驗、選做實驗、開放性實驗的形式增加實驗課的內容[4].必做實驗是從全部的物理實驗中精選出來的最基本的實驗,這些實驗要體現物理實驗領域中最主要的內容,要有十分明確的要求。在必做實驗中,嚴格要求學生的操作,扎實學生的實驗基礎。選做實驗中要包括一些新的實驗可供學生選擇,實驗內容要廣泛,操作方法要新穎、實用。選做實驗就要充滿現代氣息,這樣不僅能擴大學生的知識面,而且能調動學生的主動性和積極性,變被動為主動,有利于培養學生的自主學習能力。開放性實驗是一種全新的教學方式,學生在規定的教學時段內自主選擇實驗項目。學生可以自由選擇上課時間和上課內容,學習活動完全是在學生自身主動的情況下進行,更有利于培養學生的自學能力和思考、解決問題的能力。大學物理實驗課的訓練期望讓學生有觀察實驗的能力,能設計簡單的物理實驗來驗證某一個物理現象,能對實驗數據做出正確處理,從實驗中得出正確結論。
( 4) 課外拓展訓練
在大學物理教學中培養學生的自學能力,除了注重課堂教學和練習外,課堂外的拓寬訓練也很重要。課外拓展訓練指在課堂外,在教師的指導下,以現行教材為基本研究內容,為學生提供自由表達、質疑、探究、討論問題的機會,將所學知識應用于解決實際問題的教學形式[5].課外拓展訓練和自主探究式教學相輔相成,兩者結合能充分調動學生參與教學的積極性,發揮學生自主探究的能動性。在每一章課程結束后,要求學生對教學內容進行總結,概況主要知識點,自己設計本章內容的習題課,習題內容要緊扣本章的重點和難點。對課程內容進行總結的課外拓展訓練可以促進學生及時復習,掌握課程知識。課外拓展訓練尊重學生的主體地位,拓展訓練內容經過精心挑選,突出物理知識在科學生產和生活中的應用。
在結束一章的教學后,要求學生根據所學的物理知識來列舉生活中與之相關的現象或應用。比如: 學習了質點運動學后,解釋發生車禍的原因; 學習了電容后,說明電池的工作原理; 學習了電磁學部分后,解釋電磁爐的工作原理。這些實際應用都需要扎實的物理知識。在課外拓寬訓練中,提出理論聯系實際應用的問題,讓學生帶著問題學習,會大大提高學生在課堂上學習的積極性。課外拓展訓練中包括開放性實驗,教師為學生提高實驗器材和理論指導,講解實驗器材的用途和使用方法,由學生根據所學物理知識來設計一些簡單實驗,驗證一些物理現象。
3. 結束語
因此,物理教師在大學物理教學中應以現代物理教育思想為指導來培養學生的自學能力。課堂上教師改變傳統的教學方法,采取自主探究式教學方式和物理實驗課來充分調動學生學習物理知識的積極性; 課外拓展訓練又能使學生對所學知識及時復習,并能自覺做總結。培養學生的自學能力是物理教師在物理教學中必須重視的問題,要不斷探討培養學生自主學習的措施和方法,學生獨立獲取知識的能力會逐步形成并發展起來,使學生不僅能學好大學物理,同時能學好專業課和其他課程。
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大學物理論文11
摘要:大學物理實驗是高等院校理工科專業的一門重要的必修基礎課程。針對大學物理實驗課程的特點,分析了傳統教學中存在的問題,難以達到開設大學物理實驗課的目的。探討了將任務驅動教學方法引入大學物理實驗教學,給出了任務驅動教學法的實施流程。最后,在大學物理實驗教學中,針對典型案例開展了任務驅動教學法的實踐教學。
關鍵詞:大學物理實驗;任務驅動;案例教學法
大學物理實驗是高等院校理工科專業的一門重要的必修基礎課程。它可以對學生進行科學實驗和實驗儀器的基本操作,是進入大學后教師對學生進行系統實驗訓練和實驗儀器操作技能訓練的開端[1]。因此,大學物理實驗在培養學生嚴謹的科學態度、活躍的科學意識、動手操作能力和理論聯系實際能力等方面的優勢,是其他實驗課程所不具有的。在傳統大學物理實驗教學中,教師都是先從實驗目的、實驗原理、實驗步驟講起,然后進行從頭到尾示范演示,最后學生機械地按照教師示范步驟循序漸進,按部就班地進行實驗,把測得的實驗數據記在實驗報告上。學生根本不用提前預習和思考實驗儀器操作中的問題,只需上課時認真聽老師的講解和觀察老師的操作即可順利完成實驗。這種僵化的實驗教學模式導致學生過分依賴教師指導,在很大程度上抑制了學生的積極性和主動性,就更談不上提高他們的動手能力和創新能力了,難以實現開設大學物理實驗的教學目的,難以實現培養學生的實驗操作技能和解決實際問題的教學宗旨。為解決上述問題,因此大學物理實驗的教學改革一直作為高等院校大學物理實驗教育工作的重點。本文針對大學物理實驗課程,開展了任務驅動教學模式的實踐教學,提出了實施教學的方案,最后提供某個任務項目完成的典型案例。研究證明,大學物理實驗應用任務驅動教學法,不僅很好的完成了大學物理實驗課的教學目的,而且對培養學生基本實驗操作技能和解決實際問題的能力具有重要的理論意義和現實意義。
一、任務驅動教學方法的介紹
任務驅動教學方法是基于趣味性,在能夠調動學生學習動機與好奇心的背景下,利用與教學內容緊密聯系的任務,通過完成任務的過程獲得知識與技能的一種教學方法[2]。任務、情景和教學目標是該教學法的基本三要素。該教學法的載體是任務,且任務一定與教學內容和要求緊密聯系;教學目標是課堂教學中要求學生理解或掌握的知識和技能;情景是任務完成時的結果或作品。教學目標決定任務的設計和情景的設定,任務設計和情景的目的在于讓學生更好地掌握教學內容[3]。任務驅動式教學方法提倡以通過完成任務解決問題為最終目的,調動學生的積極性、激發學生的學習興趣,在學習形式上主張探究體驗學習和團隊合作學習。任務驅動式教學方法體現以學生為中心,學生是課程學習的參與者、知識的生產者,教師是過程引導者和結果評價者。任務驅動教學法的教學過程主要由四個環節構成:知識點的分割———任務的設計———任務的實施———任務的評價。在教學設計過程中,教師們細心研究和討論教學內容,把教學內容分解為若干個具體的教學知識點,把每個或幾個知識點設計成任務。通過實施任務來激發學生進行自主學習,并通過完成任務和教師有價值的評價,使學生在學習過程中獲得滿足感和獲得感,進而極大地調動了學生的學習動力和解決問題的潛力。在任務驅動教學法實施過程中,學生不再是簡單被動地接受知識,而是非常積極地學習基礎知識、并進行了知識回顧與積累,主動認真地對信息進行收集、整理、分享;對教師而言,則需要熟悉并細化整個大學物理實驗知識與技能點,并時刻關注物理實驗儀器的改進和發展,將物理研究所出現的新穎熱門問題整合到教學過程中,所以需要我們教師要不斷學習、不斷總結,積極開展教學改革,以充分調動學生學習積極性和主動性[4]。
二、任務設計的要求
1.在完成大學物理實驗任務時,為了使學生能夠明確目的'及最后需要解決的問題,因此設計的任務,要求足夠詳細并且細致,盡量符合物理實驗的特點,且最終在完成實驗的實踐中能夠鍛煉學生的獨立分析和解決問題的能力。2.承擔任務驅動教學的教師應該具有較高的專業素質,充分了解教學目標和實驗內容,能夠按照教學目標去設置教學任務體系,安排教學項目。另外,教師能夠合理的分解教學任務和教學環節,且對學生的認知能力充分了解,保證分解后的任務適合學生實踐。3.在設計任務時,需要從分析和考慮教學對象的特點出發,了解大學物理實驗及儀器設備的發展動態,設計出符合學科發展需要、具有可操作性的任務項目。4.在設計任務時也需要考慮到學生學習的特點和學生的能力水平。如果設置的任務過于困難,容易打擊學生的信心。如果設置的任務過于簡單,容易引起學生輕視的心理。應該設置具有探究性,只要學生努力就能實現的任務,以至于能夠激發學生學習的興趣。
三、任務驅動教學法的實施流程
我校的大學物理實驗課共30個學時,設計15個教學任務,課程教學安排在大學的第四學期進行。在學習大學物理實驗以前,學生們已經學習了大學物理學、高等數學、數學實驗和C語言等基礎課程。大學物理實驗首先是基礎性實驗,主要是學習常用儀器的基本操作和數據處理等。然后在基礎性實驗的基礎上,設計與實際相關的任務項目進行教學。
(一)設置教學任務
在課程教學實施之前,教師要深入各高校大學物理實驗室進行走訪調研,與優秀教師、實驗教師一起組成課程開發小組,共同進行實驗內容的重新構建。大體包括:制訂實驗內容、實驗項目的設計與開發、典型任務的設計等。為了能夠充分激發學生的興趣,調動學生的積極性,需要基于實際問題來進行相關教學任務的設計。老師應該提前完成任務設計,一般提前3-5周發布任務,具體分配任務時可根據學生的情況略做調整。
(二)實施教學任務
發布教學項目時,教師應該講清楚任務的目的、所需實驗儀器設備和所需知識點。教師要積極引導學生思考與物理實驗相關的實踐問題,變被動接受為主動提出實施方案、主動完成任務。在完成任務過程中,引導學生通過學習小組,利用團隊合作的力量實施任務。組成團隊執行任務,并不是要降低個體的角色,而是要分工協作、各司其職,自主履行職責,共同完成任務,鍛煉學生的團隊協作能力。學生對所領到的任務首先在中國知網上進行相關文獻的檢索,參考相關的文獻,提出小組對任務的解決方案。各小組在實驗室中準備儀器、實驗材料,運用已有知識對問題進行分析探討,完成數據的測試和數據的整理。最后,對完成任務的各個細節進行總結,參考一些有價值的材料,制作工作匯報的課件。
(三)評價任務
任務驅動教學模式的主要環節之一就是任務評價。合理有價值的評價對學生學習的熱情、自身的完善和自我反思等方面有著重要的作用。評價分為組內自評、組外互評和教師評價三種形式。組內自評是指小組成員在團隊內部簡單介紹一下自己完成所承擔任務的過程和收獲。自我評價對學生認識自己的不足和完善自己具有很大的幫助作用。為進一步提高能力,能夠及時擴充自己的知識結構,做到查缺補漏。組外互評主要是為了加強各種學生之間互相學習,加強問題的理解。最后,教師評價采用過程性評價和結果性評價兩種評價方法。這樣的評價方法,比較客觀,比較科學。例如過程性評價能夠評價學生完成任務的整個過程和各個細節。結果性評價指的是任務項目完成后,教師對學生小組完成項目的結果進行評價,也是對學生實際學習效果的總結,有助于學生學習積極性的培養。
四、基于任務驅動的大學物理實驗教學的具體案例
本部分以實驗《牛奶摻水量的檢測研究》(本實驗為2學時)為例,給出基于任務驅動的大學物理實驗教學實踐的實施案例。這個實驗是實驗《液體表面張力系數測定》的擴展實驗,授課地點是大學物理實驗室。
(一)創設情境,激發興趣
第一步,教師利用PPT課件給學生講解,由于受到利益的誘惑,商販們在牛奶中摻假的事件屢見不鮮,特別是牛奶中摻入了過量的水。那牛奶中是否摻入了過量的水,如何進行檢測,自然成為急需迫切解決的問題。通過生活實際問題的引入,很大程度上調動了學生學習的興趣和積極性,這為后面任務的完成奠定了堅實的基礎。第二步,教師向學生說明,總任務和本次任務之間的關系,及其對整個實驗課產生的作用。第三步,教師向學生講解本次任務的目的和完成本次任務的意義,這樣學生們就知道通過本次任務后應該掌握哪些知識和技能,以便學生進行自我檢驗和反思。
(二)布置任務
我們根據本實驗的三個教學目標,向學生布置了三個不同層次的任務,供不同層次的學生學習,充分發揮學生的創造性。三個不同層次的任務分別是任務一:不同摻水量牛奶樣品的配制;任務二:不同摻水量牛奶樣品的特征量的測定;任務三:Origin軟件的使用或者C語言的學習。
(三)完成任務
教師布置任務,學生們領到具體任務后,通過收集資料,分析討論。遇到實在解決不了的問題時,可以請教老師。學生分組討論和研究每個任務具體解決方案,如何分工協作等事項。對于任務一,牛奶樣品的配制可以由個體獨立完成;任務二,為了讓學生們重點掌握某個物理量的測定方法,這是一個教師半開放性的任務,學生們可以在互聯網上查找資料,找到該物理量的測定方法,鼓勵學生使用多種方法例如表面張力系數的測定、比重計檢測牛奶樣品的相對密度和牛奶樣品冰點法檢測等,去完成任務。最后,任務三主要是要求學生學習一些科研中常用的軟件,這對以后的研究工作是有益的。這一任務著力培養學生的自主學習和主動學習的能力。任務驅動教學法是一種雙主教學方法,教師是學習的指導者、激勵者、啟發者,而學生是知識的生產者。在學習過程中,教師應該盡力引導學生在完成任務項目的過程中主動思考和探索,鼓勵和幫助學生在一定的情況下尋找解決問題的方法。
(四)匯報任務成果
成果形式主要以PPT課件形勢展示、匯報地點是創新實驗室,配有多媒體設備。PPT內容包括項目簡介(包括簡要概述項目研究目的、意義、研究過程及取得成果)、項目研究過程(項目研究過程及思路、項目組成員分工、研究方法及步驟等)、項目成果(項目成員發表論文、制作實物、設計圖紙、研究報告等)和參與項目取得的收獲(對學生創新性思維、自主學習能力、實踐能力、團隊合作能力、創業能力和科研等能力及素質的培養起到積極的促進作用)等。
(五)任務的評價
改革前大學物理實驗的考核主要通過操作考試形式完成,這種測試主要側重學生對知識理解,不能完全評估學生的操作水平,所以不能全面合理地評價學生在整個實驗課程學習效果。改革后的課程評價主要根據學生對項目任務實踐操作情況,采用多形式、分階段評價[5],由過程考核50%+匯報考核20%+組內協作20%,綜合表現10%來進行考核。過程考核重在考核學生對物理實驗儀器操作掌握的程度,在每個實驗任務過程中完成;結果考核在整個實驗課程結束后進行,主要考核學生完成任務及團隊協作能力。組內協作主要考核每個學習團隊間的團結協作,共同解決問題的能力;綜合表現包括對學生職業道德、工作態度、工作表現等方面。
五、結束語
任務驅動教學法應用于大學物理實驗的教學實踐的研究表明,應用任務驅動教學法的大學物理實驗課的教學目的明確,結構合理和教學設計科學、操作方便、易于實施,并且這種方法能很大程度上調動學生學習的積極性,有效地激發學生的學習興趣。學生能夠順利完成任務也說明,通過物理實驗課的學習,他們既掌握了物理實驗儀器的基本技能,基本實現了大學物理實驗課的開設目的,另一方面也對開設大學物理實驗課的其他院校提供了有益的借鑒。
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作者:王暢 陳佰樹 朱文霞 單位:黑龍江八一農墾大學
大學物理論文12
【摘要】大學物理實驗是高等院校本科教學中極為重要的實驗教學環節,通過仿真模擬輔助教學是實驗教學的一種重要補充方式。作為一種新的教學模式,仿真實驗具有諸多優點,在大學物理實驗教學中的應用越來越廣泛。利用仿真軟件能夠模擬分析大學物理實驗中的溫度場,電磁場等物理場問題,對于各種物理場能夠用直觀的曲線,圖形乃至視頻等形式進行展現,仿真軟件在大學物理實驗教學中的應用不僅有利于學生理論知識的掌握,同時對激發學生興趣,提高教學質量均有顯著效果。
【關鍵詞】大學物理;仿真實驗;輔助教學
引言
《大學物理實驗》是本科教學理工科專業的必修基礎課。該課程旨在培養學生嚴謹的科學思維和創新能力以及理論聯系實際,分析和解決問題的能力。在實際教學中有些物理實驗很抽象,直觀性不夠,難于理解,而且學生常滿足于課堂上學會的基本儀器操作,不利于學生的系統學習和對知識的掌握。因此,我們需對傳統實驗教學模式進行改革。將計算機仿真技術運用到物理實驗教學中,不失為改進傳統實驗教學的一種新途徑與新方法。
一、大學物理實驗引入仿真技術的必要性
大學物理實驗教學的傳統模式為學生根據統一排課的實驗課表輪流到規定的實驗室上課,采用“講解—實驗—報告”的教學模式,此種模式形式單一,方法落后,不能緊跟發展需要,學生的主觀能動性得不到發揮,學生的創造性思維得不到開發,不能體現創新教育和個性化教育的要求。同時,這種教學方法也使得學生只是機械地忙于應付實驗,實驗報告與結果千篇一律,大同小異,這一結果嚴重違背了大學物理實驗課程培養大學生創造性思維的初衷。面對這些現狀,為了提高教學質量和改革教學手段,幫助學生更快更好地學習大學物理實驗,利用計算機仿真模擬技術輔助實驗教學已是當今時代的要求。
二、仿真技術應用于大學物理實驗的優勢
近年來,隨著計算機技術的不斷發展,仿真技術也得到了快速發展。目前,國際上用于仿真模擬的大型通用軟件包含有ANSYS,ABAQUS,NASTRAN,ADINA,SAP等等,這些軟件的優點在于通用性強,易于操作,計算精度高等。不僅能夠解決結構分析問題,還能夠應用于電學,熱學,電磁學,聲學等眾多領域。將仿真技術引入到大學物理實驗教學中的優勢具體表現為:
1.經濟性
由于實驗經費的匱乏,大學中實驗設備更新緩慢。仿真技術的引入為我們提供了簡潔、便利的教學手段,我們可以利用計算機平臺下的仿真實驗模擬真實實驗,這將在很大程度上緩解學校由于經費不足帶來的設備更新難題。與此同時,大學物理仿真實驗為物理實驗教學拓展了新的教學手段,促進了實驗教學改革,符合現代信息化教學模式的發展方向。
2.直觀性
借助仿真軟件模擬大學物理實驗,可以得到色彩豐富的物理場分布云圖。以靜態圖形和動態視頻形式展現模擬結果,得到二維或三微的圖形以及視頻圖像,大大提高了物理實驗的可視化程度,能夠將抽象的物理現象得以充分展現。使得學生能夠直觀,準確的理解實驗現象與物理結果。對于學生掌握理論知識,提升自身科學素質具有獨特優勢。
3.高效性
借助仿真軟件模擬大學物理實驗,仿真操作均可在計算機上完成,可縮短材料、儀器等的準備過程,同時也節省了材料、設備等的回收時間。在仿真操作過程中,學生們可以輕松的對錯誤操作進行初始化,對尚未完成的操作選擇節點存貯,對已得到的實驗結果進行調入回顧,極大地提高了實驗效率。
三、結束語
計算機仿真實驗能夠逼真地模擬真實實驗,引入仿真模擬技術輔助教學,不僅能夠提高學生的學習興趣,同時又能適當的減輕授課難度。此外,運用仿真教學手段也是促進教學改革,提高教學效率的'重要途徑。在教學中,充分利用計算機平臺下的仿真技術優勢,注重學生綜合能力的培養,在實驗課題的選取上注意立足基礎、著眼現代,加強學生實驗技術和創新意識的培養。大學物理實驗教學作為教學的一個重要組成部分,其教學手段的信息化、網絡化將是大勢所趨,數值模擬仿真技術的綜合應用是未來教學的發展方向。因此,我們應充分利用信息時代的優勢,加大仿真模擬輔助教學在現代大學物理實驗教學中的應用力度,從而更好地迎接信息化社會對大學物理實驗教學帶來的挑戰。
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大學物理論文13
【摘要】隨著社會經濟發展和科學技術的創新,各行各業對物理學科知識的應用意識在潛移默化中不斷增強,大學物理作為一門極其重要的一門基礎學科,在教學實踐中要結合生活情境,提高學習興趣,把物理知識融入具體的應用實例中,利用現代多媒體技術進行形象化與趣味化教學。在注重實踐應用的教學過程中,有效提升大學生的探索精神,開發思維能力,提升工作能力和科學文化素養。
【關鍵詞】大學物理;教學研究;實踐應用;能力培養
一、實施專業對接,科學調整教學內容
現代物理教學在傳統教材的基礎上,逐步向實踐應用與創新思維方面發展,結合科技發展與生產生活實踐,把力學、電磁學、光學等內容與現代信息技術緊密結合起來。教學工程中,為充分調動學生的學習積極性,應結合現實科學調整教學內容,以提高學生的實踐應用能力為主,讓大學生把學到的物理知識能夠充分應用到工作實踐中。為此,教學過程中盡可能結合理工科學生的專業特點,關注當前大學生的就業實際需要,以教材為基礎,進一步調整教學內容,提高學生的數理思維能力。大學物理課程教學一定要結合學生所學專業的實際情況,關注當前社會就業問題、科技發展步伐等諸多情況,對教學內容應進行科學調整,以培養學生的實踐應用能力為主。在每學期的有限學時里,結合學生所學專業課程,聯系校方和社會相關單位,實時進行實踐活動,緊扣物理學基礎知識內容,開展定性介紹即可,只需要學生構建起明確的物理圖像,切忌過于復雜的數學理論及理論推導。在大學物理教學過程中,在以光學、電學等基礎內容授課的前提下,進一步在波動光學、穩恒磁場、靜電場等現代物理學應用方面推進,增強學生的實踐應用意識。通過教學實踐,幫助學生認識到物理知識的重要性,通過現代多媒體技術,盡可能把每一階段所學的專業知識與物理基礎知識聯系起來,在具體教學實踐中,有效調動起學生的'學習積極性和探索求知欲望。教學中要結合現代多媒體信息技術和現代科技知識,把物理教學內容與物理知識的有效應用聯系起來,進一步拓寬學生的視野,準確把握時代脈搏,強化物理教學與現代科技發展的共時性,提高科學素養,增強實踐能力。
二、調整教學結構,注重培養思維能力
應當結合當前形勢,對大學物理課程體系開展科學調整,注重培養學生的思維能力,進一步優化教學結構。解決長期以來課程模式過于單一的問題,實現大學物理課程體系的多元化。結合大學物理課程教學內容與不同專業的關聯性,可將它們劃分成必修、選修以及自主學習不同模塊。在教學實踐中對于經典物理及其相關理論知識,最好結合當前社會發展需要進行教學結構的調整,針對各具體專業,把相關的物理知識融入教學實踐,并且以此為重點,讓學生在模擬實踐工作的過程中提升物理知識的應用能力。現代社會需要即將走上工作崗位的大學生,既具有相關專業知識,又有很強的實踐操作能力,幫助學生在教學實踐過程中構筑起基本的物理素養,提高學生的數理思維能力和對知識的應用意識。調整后的教學內容強調物理知識的延伸和實踐應用,有效促進每一專業的發展和對物理學知識的應用。可有助于理工科每一專業學生實踐學習操作打下良好基礎,提升學生物理知識實踐應用能力;科學技術飛速發展,知識量、信息量龐大匯集,一方面通過必修專業,把物理教學內容和與相關專業知識密切聯系。教師既把物理學先進知識、技術教授給學生,一方面應當對與不同專業密切相關的物理學新型研究進行擇優選擇,為學生結合自身興趣、自主學習提供可靠學習資源,從而起到擴寬學生眼界,培養學生創新思維的作用。
三、改革教學模式,強化實踐應用意識
教師要結合社會發展及其對物理知識的應用,在教學實踐中針對學生的實際情況,改革傳統教學模式,強化實踐應用意識,發揮學生主體作用,促進傳統教學方式與研究討論教學方式的結合。教師應當結合教學內容特征及專業實際情況,改革傳統教學方式,促進學生參與的與實踐結合的啟發討論教學方式。經由奧斯特實驗可使學生對電場變化產生磁場形成有效認識。在此基礎上,教師可采用類比的手段,告知學生物理知識在時代發展過程中的靈活應用的意義,進一步促進學生對物理教學內容形成明確認識。基于對傳統教學方式、啟發教學方式的推行,針對那些不同專業工程技術、日常生活密切關聯,學生又極易混淆,在教學期間可引導學生相互開展探討———為什么金屬容器不允許置入微波爐,而電磁爐僅支持鋼、鐵等金屬容器?首先教師要求學生們進行交流探討、查閱文獻資料等,然后教師對關聯物理知識予以概述總結,從而使學生對渦流加熱、電磁感應原理形成有效認識,強化對先進教學技術的合理應用。
四、發揮科教優勢,提升物理教學實效
在現代科學技術不斷進步和社會經濟快速發展的前提下,為現代教育事業發展創造了有利契機,現代多媒體信息技術可使抽象的物理知識變得生動形象,教學內容具體而形象,有助于學生通過進一步直觀的物理現象強化對物理基礎知識、規律的理解認識,有效提升物理教學的課堂容量。另外,材料類專業學生還對近代光學教學內容存在一定學習需求,包括光電效應、光子假說等,這是由于在進行材料設計期間,往往要就材料對光的適應水平展開考慮。在大學物理課程教學過程中,有效發揮多媒體信息技術的優勢,提高現代信息技術對物理課程的輔助教學的作用,不可忽略教學內容在教學活動中的主導作用,應當結合教學內容特征對先進教學技術開展選取,切忌對于先進教學技術的過度依賴。要結合社會實踐,讓學生明確物理知識與現代信息技術結合的意義和價值,更好地發揮輔助教學的優勢,提升大學物理教學實效。
五、結語
為培養具有實踐操作能力的大學生,必須結合時代發展的需要,不斷強化每一個學生的應用意識,引導學生把知識學活用好,結合專業知識,把物理教學融入趣味化、生活化的教學情境中。讓物理教學為其它專業課程知識的騰飛插上強有力的羽翼,廣泛聯系社會實踐,科學應用現代多媒體技術,鼓勵學生用所學物理知識解決實際問題,在理論與實踐結合的過程中激發學生的學習興趣和探索精神,提高大學生運用數理思維分析問題、解決問題的能力。
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大學物理論文14
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。
大學物理論文15
大學物理是工科學生十分重要的公共基礎課,由于知識面廣,因此,在培養學生科學思維、創新能力等綜合素質方面擔負著重要責任。但是根據目前用人單位的反饋信息,學生就業后對工作適應能力差,理論與實踐脫節,在工作中缺乏創新精神。為了改變現狀,黑龍江科技大學以物理演示室為依托,加強物理創新基地建設,推動素質教育活動的開展,提高學生對知識的應用能力和創新能力,為用人單位培養出高素質應用型人才,滿足社會需求和發展的需要。因此,對大學物理教學模式進行“教學做一體化”“理論實踐一體化”的改革嘗試,從而實現CDIO培養模式在大學物理教學中應用。
一、大學物理素質教育改革與實踐
我校以“大德育、大工程、大實踐”理念為指導,堅持育人為本、德育為先、突出實踐,把德育與工程實踐相結合,強化科學精神與人文精神的統一,著力培養思想道德素質高、基礎理論扎實、知識面寬、實踐能力強、具有創新精神的應用型高級專門人才。在這一背景下,如何有效地探索基于CDIO的思想自主創新教育是一個迫切研究的問題。我校從1996年物理演示實驗室建成至今,每年都投入一定的素質教育經費,開展物理科技創新活動。探索CDIO“做中學,做中教”理念和方法應用于大學物理教學中,在大學物理教育中組織學生參與物理演示實驗制作及物理實驗動畫制作等素質教育活動,培養學生自學、動手與解決問題的能力以及研發、團隊工作與溝通等方面的能力。多方面、多角度去培養學生的應用能力和創新能力,在全校大二工科學生中開展“小論文”“小發明、小制作”“演示儀器制作”“演示動畫制作”等活動,通過實踐活動我們積累了一些寶貴經驗。
1.大學物理教學如何實現素質教育
大學物理的作用就是要使學生了解和領會物理學是如何研究和思考物質運動規律的`,進而掌握認識自然的基本科學方法。因此,大學物理教育思想定位要著眼于物理思維和研究方法的培養。另一方面,從我校物理學習情況來看,大致可分為兩個層次,由于學生基礎不同,教育的層次及達到目標略有不同,但最終都要達到教育部關于本科大學物理教學大綱要求。我們分兩個學期開展素質教育活動如下:在學生學習大學物理上冊內容時,在學生中開展科技寫作活動(小論文或小讀書報告),要求每一位學習大學物理的學生任選《物理工程創新》中的內容為主要參考,利用物理理論與工程實際和現實生活中的聯系,以公開發表論文的格式寫一篇小論文或讀書報告。任課教師要對學生寫作進行必要的理論指導。對于優秀論文或讀書報告要評出等級,給予獎勵。目的是使學生了解物理知識在工程技術中的應用,增加學生學習物理的興趣。培養學生自學能力和利用資源的能力,為學生完成畢業論文做準備。在學習大學物理下冊時,組織、引導學生參觀物理演示實驗室,向學生布置“小發明、小制作”“演示儀器制作”“演示動畫制作”任務,為學生提供指導性制作題目和演示題目,讓學生自主選擇設計,發揮學生主動參與意識。對各部分制作的要求如下:①小發明、小制作要求:學生先提出設計方案(含原理說明,技術參數,設計圖紙,最終目標)。由任課教師初審,可行者必須通過制作指導小組終審,認為實際可行后,鼓勵學生制作。②物理演示儀器制作要求:學生作品應能夠完成針對基本物理定律的簡明演示。參與電子制作類的學生,要求以自身的興趣愛好為基礎。③大學物理演示軟件制作要求:所有動畫使用FLASH系列軟件制作。演示動畫題目由教研室指定,動畫指導小組具體負責,學生通過競標方式獲得動畫題目,并最終完成制作。
2.如何搞好大學物理素質教育
(1)實踐題目、內容選擇要合適。教師首先應該根據學生的實際情況有目的地確立一些指導性制作題目和演示題目,如配合課堂教學用的演示儀器、演示動畫。一方面可以充實課堂教學,另一方面可以為學生確定其他題目提供借鑒。允許學生“異想天開”大膽設計,使學生真正成為活動的主角。其次,教師要加強理論指導,大學物理是學生進入大學之后遇到的第一門實踐性較強的課程,此時學生理論水平較低,缺少經驗,教師應該從方案設計、可行性論證、制作的全過程進行跟蹤指導,但又不能包辦,讓學生充分發揮主導作用。最后要保證素質教育經費,由于實踐基地是為學生提供實踐的場所,要為學生實踐活動提供必要的工具、材料等,才能保證素質教育活動正常開展。(2)加強物理演示實驗室的建設。物理演示實驗室的基本職能是配合理論教學,通過演示使枯燥、抽象的理論內容變得生動、直觀,使學生易于接受和理解。同時通過學生參觀演示實驗,了解物理知識在工程技術上的應用。物理演示實驗室應該加大建設力度,除了應購進課堂上的演示儀器外,也應該購進一些先進的儀器模型,開拓學生的視野。正所謂“見多識廣”,這對于培養學生的創新、創造能力是非常有利的。必須建立多層次、全方位、面向全體學生的應用型人才培養基地。
二、取得的成效
探索基于CDIO的大學物理自主創新教育是培養高素質工程技術人才的需要,是培養和提高學生科學素養的需要,有利于充分發揮學生的主體意識、主動精神、創新意識和協作觀念。通過近20年的大學物理素質教育實踐,共收到學生讀書報告6500余篇;制作方案及動畫設計方案500余份,學生完成制作作品70余件,其中獲獎作品52件,學生完成演示動畫近200項,其中獲獎72件。學生制作的一些作品,在性能上超過了購買的同類產品,在演示效果上更直觀,現象更明顯。相當一部分作品可以應用到課堂教學中,彌補了演示儀器的不足,演示動畫豐富了課堂教學內容,提高了學生的學習興趣。
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