(必備)大學物理論文15篇
無論是在學習還是在工作中,許多人都有過寫論文的經歷,對論文都不陌生吧,借助論文可以有效訓練我們運用理論和技能解決實際問題的的能力。為了讓您在寫論文時更加簡單方便,下面是小編整理的大學物理論文,希望能夠幫助到大家。

大學物理論文1
改革物理教學模式教師應積極應用多種教學手段和方法,打破傳統的教學模式,把以老師講授為主的教學模式逐漸轉變成為學生自主學習的教學模式。注重學生創新能力、實踐能力和綜合能力的培養,使其更能適應現代化社會的需要。這一過程中,有效的現代化教育理念是重要基礎,只有強調將知識教學、創新能力和動手能力融為一體,才能促使學生發揮主觀能動性,這種教育理念的轉變,需要采用先進的教學手段和方法。
(一)物理教學方法的改革
(1)比較式教學法。物理教學比較法是通過仔細的觀察和分析,綜合研究對象的各項特點,通過比較,得出其相同點和不同點,這也是一種重要的推理方法。比較法通過啟發、探索和解決問題這一模式,根據已知事物,認識到未知事物,具有一定的創新性。教育工作者可合理采用比較法,將新舊知識進行對比,從而讓學生在有效時間內提高學習效率。譬如,大學物理課本中,將穩恒磁場和靜電場的公式、定律及其他都進行比較,分析其計算方法,為學生知識的學習提供一個紐帶,使其更加形象的了解物理知識。(2)啟發式教學。教師應正確的'引導學生自主思考,并懂得舉一反三,合理應用課堂上所學知識,突出學生的主體作用。在這一過程中,可采用討論法和問題法。將學生分成小組,小組內進行討論,總結出所在問題,并選出代表進行提問。這種方法有效調動了學生的學習積極性,將討論法和問題法結合起來,提高學生的探索能力。
(二)物理教學手段的改革
(1)隨著計算機信息技術的廣泛應用,在大學物理教學中逐漸得到了認可。教育工作者應合理利用計算機網絡技術輔助教學,不斷加強優質教學資源的開發,積極引進數字化教學資源,為學生建立物理站。物理站的建立,使學生擺脫了物理學習中多種限制,學生可以隨時隨地的查閱和解惑。除了可以登陸網站進行自主學習以外,有效緩解了教學內容多但教學時間短的問題,為學生搭建了一個物理學習平臺。(2)教育工作者應多進行演示實驗,使教學內容更具有針對性。這一過程中,將復雜的定律和理論以簡單的試驗體現出來,以助于讓學生通俗易懂地了解物理知識,從而有效培養學生實事求是的態度。
(三)改革考核制度
傳統的考核方式即為閉卷、筆試及單一的期末考試,給學生綜合素質的培養帶來了不良影響。教師應改革考試制度,注重平時考核的成績,將課堂提問、論文寫作、課外活動等計入學生評分中,并制定合理的評分系統,將各項得分都納入學生的測評中。從根本上避免了因過于注重期末考試形成的應試教育體質,促使學生更加全面的汲取新知識。
(四)結束語
綜上所述,我國高職院校物理教學改革還存在或多或少的問題,還需要教育工作者加大對其的研究和投入。在物理教學中,應根據物理課程的特征,尋求推動物理教學改革的可行性方法,在此基礎上,總結自身的不足,并不斷改進,從而提升物理教學效果,為社會培養出優秀的現代化人才。
大學物理論文2
摘要:隨著新時代科學技術水平的不斷發展,高等院校的大學物理教學改革已迫在眉睫。文章針對高等學校大學物理教學中存在的問題,以及在教學內容、教學方法等方面的創新改革措施,提出了自己的一些看法。
關鍵詞:大學物理;教學改革;教學內容;教學方法
我們把研究物質運動一般規律和物質基本結構的學科稱為物理學。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此,物理學是整個自然科學和現代工程技術的研究基礎。在各大高校,以物理學為主要內容的大學物理課程,作為理工科各專業必修的一門重要專業學科基礎課,它不僅包含學生后續專業課程所必須的物理知識,而且滲透著培養和提高理工科學生綜合素質和科學創新能力的重要內容,這對于培養和提高學生的科學思維方式和創新能力發生極其重要的作用,其教學效果將直接影響大學生后續專業課程的學習及其終身的發展,所以一直受到各高等院校的高度重視①。然而,隨著科學技術水平的飛速發展,國家對高校的教育教學提出了新的要求。在新形勢下,怎樣更好地教好大學物理課,使學生能夠適應新時代發展的需求,則是我們現在面臨的重大課題。本文針對高等學校大學物理教學中存在的問題,以及在教學內容、教學方法等方面的創新改革,談談自己的一些看法。
一、大學物理教學目前存在的問題
隨著科學技術的高速發展,對大學物理教學改革提出了新的要求。但是縱觀當今高等院校中的大學物理教學,我們仍然發現有以下不足之處:
1.教學內容陳舊。目前很多高等院校所使用的大學物理教材,教學內容陳舊,多是以理論為主,習慣用邏輯推理的辦法來解決問題,課程內容的敘述僅注重知識的系統性、邏輯性,極大地影響了學生的學習積極性,對學生缺乏吸引力。我們當前的教材由于過于注重理論知識,因此忽略了知識的實用性,與現實生活緊密聯系的物理知識應用方面的內容少之又少,因此出現了教學內容與實際生活嚴重脫離的現象,這樣陳舊的教學內容難以實現新時期對于大學物理教學的要求②。2.教學方法落后。受傳統教學模式的影響,當前很多高校教師依然采用“教師講,學生聽”的這種傳統式的注入式的教學方式,在課堂上老師與學生之間的互動非常少,這樣,并沒有充分認識到學生在課堂上的主體性。在當今高校中,很多教師雖然都已經運用上了多媒體教學,但是依然停留在用顯示屏代替黑板的初級階段,對高科技的手段還是運用得不夠充分,這有待于更多的教師進一步地嘗試。3.學生學習成績考核單一化。大學物理課程的考試依然采取最原始的閉卷考試的方式,平時成績也只有作業成績可以作為參考。這樣,我們就很難把握學生在平時的學習中對于大學物理知識的熟練掌握度。4.教學容量較大,課時較少。近年來,大學物理課時被大量壓縮,存在教學時間不夠,而教學容量太大,按正常授課安排,無法完成教學內容,存在趕課現象,無法達到我們所要的高質量的課堂效果,最終導致學生對課堂內容不知所云,使他們逐漸失去學習的興趣。
二、大學物理教學改革措施
針對大學物理教學中出現的問題,教學改革已迫在眉睫。為了解決當前大學物理教學所面臨的問題,全面提高教學質量,下面,筆者將結合自己在大學物理教學中的實際情況,談談對大學物理教學改革中的幾點看法:1.在教學內容方面,應該注重與實際現實生活的緊密聯系,讓學生充分認識到學習物理的重要性和必要性,從而激發他們學習大學物理的動力。雖然大學物理是理工科各專業必修的一門重要專業學科基礎課,但是不同院系、不同專業的學生的物理基礎卻有差距,對物理知識的需求程度也不同。我們應該精簡經典物理內容,在保持物理學經典內容的基礎上同時兼顧學生的專業特色。在經典與現代物理中找到結合點,把相應的物理前沿內容滲透進去。在經典物理內容的基礎上,運用現代物理知識將經典物理內容進行拓展,剔除掉陳舊的內容,使大學物理教學內容更具備新穎性。將最前沿的科技成果融入到教材中去,讓學生了解所學知識與實際生活的緊密聯系,從而使他們充分認識到大學物理的重要性。在教學過程中加入相應的物理學史的內容,使學生了解當時人們對該物理現象的困惑和思考,從而提高學生的學習興趣。2.在教學方法方面,從大學物理的實踐教學來看,我們仍然采用的是教師“滿堂灌”式的教學模式,在課堂上教師與學生之間的互動少之又少,這樣,極大地缺乏課堂教學的感染力。因此,對于教學方法的改革也是勢在必行的。我們可以采用靈活多樣的教學方式,例如,微課、翻轉課堂、慕課等形式。微課(Microlecture),是運用高科技的技術手段按照認知的規律,從而展現出多元化的學習內容、過程和擴展素材的結構化數字資源,微課的教學內容更加精簡,課時較短,具備很大的靈活性,它可以針對某一個特定的教學內容進行專門的講授,這樣就彌補了課堂教學上的不足之處。翻轉課堂,作為一種新式的.教學模式,顧名思義,是指重新調整課堂內外的時間。讓學生在課堂上通過作業、討論等形式鞏固所學的內容,在課外通過提前觀看由教師提供的教學視頻或其他形式的課程材料進行課程內容的學習。這與傳統的教學模式剛好相反,所以稱為“翻轉課堂”,亦稱“顛倒課堂”。教師不會再利用課堂的時間來傳授教材內容,而需要學生在課前完成自主學習,他們可以通過看視頻、聽講座、看電子書等多種方式來進行教材內容的學習。教師也可以空出多余的時間與每位學生進行更深層次的交流,其目的則是為了讓學生通過實踐獲得更深入的學習。“慕課”(MOOC),“M”譯為Massive(大規模),與傳統課程相比,傳統的課程只有幾十個或幾百個學生,但是慕課卻動輒上萬人;第二個字母“O”譯為Open(開放),以興趣導向,凡是想學習的,都可以進來學,不分國籍,只需一個郵箱,就可參與到該課程;第三個字母“O”譯為Online(在線),慕課所有的學習均在網上完成,不受時間地點的限制;第四個字母“C”譯為Course,就是課程的意思。慕課可以幫助學生對所學內容進一步鞏固和復習,慕課視頻是經過精心編排與反復斟酌的,這樣的教學資源一定是最“精細化”的,在一定程度上提升了教學質量。在慕課平臺上,教師可以像在課堂上一樣,在講課過程中提出各種各樣的問題,每位學生各自做出回答,學生各種不同的答案均由電腦進行自動批改。只有在學生回答正確的條件下,視頻才會自動向下播放。這樣的技術運用既可督促學生在觀看視頻過程中高度集中精力,又可以讓學生全程參與到教師的教學過程中來,從而達到最佳的學習效果。這樣的互動方式,傳統的教學模式是無法實現的。3.在學生學習成績考核方面,我們可以采取多種形式:一方面,采取傳統的閉卷考試的方式;另一方面,也可以采取期中期末小論文、大學物理實驗能力測查以及課堂隨堂問答相結合的方式,以便進一步提高學生在實際生活中解決問題的能力。4.在教學容量較大,課時較少的情況下,就應該對教學進行改革,不能像以前那樣按部就班地教學了,我們應該對教學內容進行認真梳理,抓住那些主要的內容,舍去細枝末節,在課堂上就沒有必要再花費大量時間進行繁瑣的公式推導,注重基本概念、基本定律及定理的講解。同時,將聯系生活中的物理現象與相關內容緊密聯系的高科技的發展介紹給學生,激發他們學習的興趣。
三、結語
科學技術的高速發展,對大學物理教學提出了更高要求,大學物理課教學改革也將勢在必行。在實際的教學中,不僅要重視物理理論知識的傳授,更要注重培養學生的實踐操作能力,讓學生將所學知識充分運用到實踐中,從而進一步提高學生的實際應用能力。教學改革需要我們不斷地更新教育理念,完善教學內容,優化教學方法。充分利用現代化的教學手段,提高教學效果。只有這樣,才能不斷提高大學物理課的教學質量,完成時代所賦予我們的重任。
注釋:
①全桂英.大學物理課程教學改革的研究與實踐[J].淮南師范學院學報,20xx(3):129
②宗波.地方應用型本科院校大學物理教學改革探析[J].教育觀察,20xx(5):70-71
大學物理論文3
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。
參考文獻:
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[2]郭紹青.任務驅動教學法的內涵[J].中國電化教育,20xx(7):57-59.
[3]吳德群.任務驅動式教學的基本內涵與實施條件———以《社會調查原理與方法》為例[J].百色學院學報,20xx(2):130-133.
[4]陳小春,陳志輝.任務驅動式教學法在旅行社管理學課程教學中的應用[J].大學教育,20xx(4):115-118.
[5]陳毛華,張曉瑋,尹恩,等.《設施蔬菜栽培技術》課程教學的創新與實踐[J].韶關學院學報,20xx(4):100-103.
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
目前我國已進入信息高速發展的微時代,微博、微信、微電影已經悄然來到我們身邊。 微學習也正慢慢融入我們的學習生活。“ 微課 ”———一 種新的教學模式已經引起了教育者的廣泛關注。 微課是指按照教學大綱及教學實踐要求, 以教學視頻為主要載體,反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源的有機組合。 它具有主題突出、短小精悍、使用方便、易于擴充等特點。
大學物理課程是高等工科院校各專業學生必修的一門重要基礎課程, 它覆蓋面廣,具有豐富的科學思想、方法、手段,能夠逐步培養學生的思維能力和科學創新能力,也是學生學習后續課程的基礎。 由于傳統教學觀念等多方面的影響,大學物理教學模式始終存在著很多問題。 而微課這種教學模式的特點恰好能夠解決大學物理教學中存在的各種問題,因此,在大學物理教學中引入微課這種教學模式十分必要。 這將有利于提高廣大高校教師的教學工作效率,提升本科教學質量,從而應對信息化環境下學習多樣性、個性化需求的挑戰。
一、大學物理教學現狀及存在的問題
一直以來高校的大學物理教學延續著夸美紐斯的傳統課堂結構、 以教師為中心的傳統教育理念和以班級集體教學的傳統教學流程。 經過長期的教學實踐與觀察思考, 我們發現當前大學物理教學中存在以下問題。 下面以我校的大學物理教學來進行說明。
(一)課堂教學時間有限 ,缺乏交流互動
我校工科生開設的大學物理課程為 112課時,涉及力學、氣體動理論和熱力學、電磁學、 光學和量子物理學五個方面共 15 章的內容。 教師在有限的課時內要完成教學任務,普遍感到時間緊張,沒有更多時間引導學生消化吸收知識。 課堂上,教師和學生缺乏交流和溝通,影響教學質量。
(二) 統一的教學進度和學生的差異性存在矛盾
學生對理論知識的掌握程度也是深淺不一,如果講得詳細,基礎扎實的學生會覺得教師很啰唆,而如果講得粗略,基礎薄弱的學生又會跟不上進度。 由于學生個人的能力差別較大, 對知識點的需求也有所不同,總而言之,教師千篇一律的灌輸式課堂教學難以符合每個學生的個人需求。
(三)課后復習和答疑存在困難
目前大學物理的教學仍然采用傳統的板書和 PPT 教學方式,因而教師的教學活動結束后,學生只能留下筆記、片段記憶和課程幻燈片,而整個教學的實施過程無法完全重現和還原,不利于學生復習、鞏固相關知識。 而又因為我校采用多校區運行,所以教師辦公室和學生存在相距太遠的問題,導致教師無法實現隨時隨地和學生面對面交流,進行輔導和答疑。
(四)教學內容受限
大學物理課程的知識點涉及范圍較廣,教材內容豐富,包含了豐富的科學思想和物理方法。 由于學校安排的課堂教學學時有限,教師只能圍繞書本展開教學,一般僅選取教材中較重要的知識點進行課堂講授,其他知識點只能留給學生自學,學生無法了解與課程相關的更多信息、知識和資源。
二、微課資源在大學物理教學中的應用針對上述大學物理教學中存在的諸多問題,結合微課的特點,可以嘗試把微課引入到大學物理的教學中,來提高大學物理教學的水平和質量。
(一)滿足學生的個性化學習需要微課的設計一般都是圍繞著一個知識點進行的,教學目標相對單一,指向性非常明確,微課的特點之一就是短小精悍,一節“微課 ” 視頻時長通常都在 10 分 鐘左右 ,這種視頻時長比較符合學生的視頻駐留規律和學習認知特點,能讓學生高效完成學習任務而不會感到疲勞和注意力分散; 又因為“微課 ”容量較小 ,學生就可以快速地將其下載到智能手機、平板電腦等各種移動終端設備上,這樣學生就可以充分地利用零碎時間隨時隨地進行學習和思考。 因此,學生就可以根據自己的需要和時間來自行安排學習任務,從而提高學習效率。
(二)提高課堂教學的效率讓承載核心概念的微課視頻在課前預習和課后復習環節發揮重要作用,而課堂則注重開展師生交流、小組討論。 學生可以在課前通過反復觀看微課視頻進行課前預習,學習中的疑難問題則在課堂上通過與教師和同學的討論得到解決。 這樣不僅使學生課后學習能力將得到培養,同時可以提高課堂教學的效率。
(三)有利于進行教學反思和同行交流通過微課資源的開發能促進教師更深入充分地備課, 也便于教師進行教學反思、進行同行交流以及開展有關的`教學研究活動,微課資源的共享同時還避免了教育資源的重復和浪費。 另外通過微課的設計與開發, 還可以提高教師的現代教育技術水平,促進教學研究。
(四)有利于知識的補充和拓展通過微課資源可以彌補大學物理課堂因為學時受限而不能將豐富的物理方法和前沿知識傳播給學生的缺陷。 教師可以將拓展的知識點和內容制作成微課視頻,供學生進行自主學習,從而拓寬學生的科學思維和知識面。微課能更好地滿足學生對大學物理知識點的個性化學習、按需選擇學習,既可查缺補漏,又能強化鞏固知識,是傳統課堂學習的一種重要補充和拓展資源。 特別是隨著手持移動數碼產品和無線網絡的普及,基于微課的移動學習、遠程學習、在線學習、“泛在學習”將會越來越普及。
將微課與高校物理課堂教學有機地結合起來,符合物理學科的特點,有利于提升學生的學習效果,培養學生的實踐動手應用能力,是打造高效課堂教學的一種有效教學手段。
大學物理論文6
[關鍵詞]大學物理實驗;虛擬仿真;教學方式
一、引言
大學物理實驗是學生進入大學最先接觸的實驗學科,該學科覆蓋面廣,涉及力、熱、光、電和原子物理等方面。這門課程主要培養學生的動手能力和科學素養,是學生今后做其他實驗實訓的基礎,因此這門課程顯得尤為重要。但是在以往傳統實驗教學過程中,特別是根據我校實驗室的具體情況,實驗效果不是特別理想。不過隨著科學技術的迅猛發展,低投入、周期短、效果佳、開放式的虛擬仿真技術正逐步為各大高校所使用。虛擬仿真技術和傳統的大學物理實驗相結合,必將改變現有的教學面貌,改善教學效果和提升教學質量。
二、大學物理實驗教學現狀
(一)學生底子薄,動手能力差。新建本科院校所招收的學生文化課基礎薄弱,在高中階段基本沒獨立做過什么實驗,并且大學物理實驗理論性較強,因此學生動手能力較差,學習興趣不高。(二)用房面積小,經費投入少。我校大學物理實驗室共有十個房間,占地面積約800平方米,而我校每學年要開設二十個實驗項目,這就要求實驗教師不停地更換擺放實驗儀器,況且在挪動儀器的過程中,難免會對儀器造成損壞。此外,學校對新儀器的采購經費和儀器維修經費的投入少之又少,重視程度不夠。(三)專職實驗教師人才稀缺。實驗教學的主要力量就是專職實驗教師,我校現有大學物理專職實驗教師三人,人數較少,無法承擔全部的實驗教學任務,迫使聘請其他專業的教師兼職實驗教學。這就導致了實驗儀器設備維護、實驗室衛生工作過程中的欠缺,實驗教學效果欠佳。(四)實驗儀器陳舊,實驗內容籠統。大學物理實驗儀器大多數是20xx年以前采購的,儀器經過多年的使用過于老舊,而且極易受損。實驗項目也大都趨向于驗證性的實驗,缺少設計性和綜合性的實驗項目,與先進的科學技術和實際應用脫軌。對培養學生的科學素養和動手能力作用甚微,導致學生學習的積極性和主動性下降[1]。
三、虛擬仿真實驗教學分析
虛擬仿真實驗教學突破傳統的大學物理實驗教學模式,以先進的科學技術為基礎,利用網絡信息技術、圖像處理技術、計算技術和多媒體技術進行虛擬實驗和遠程實驗,對傳統實驗現狀所暴露的弊端進行彌補。虛擬仿真和傳統大學物理實驗有機地結合,能夠激發學生學習的`興趣,提高實驗教學效果。
(一)虛擬仿真實驗教學簡介。虛擬仿真實驗教學是新型的實驗教學模式,是高校學生自主學習的一個平臺。傳統實驗教學的實驗項目均可以與虛擬仿真相結合,構建開放式的實驗課程體系。學生可以不用進入實驗室,通過校園局域網查詢到所做實驗的實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗內容及步驟、數據處理等相關信息,進行較好的實驗預習工作,然后通過虛擬仿真系統提供的虛擬儀器進行仿真實驗,最后系統會對你本次虛擬仿真實驗給出一個公正的成績評價。虛擬仿真實驗系統所提供的課前預習、仿真實驗和成績評定加深了學生對知識的印象,提高了學生的實驗興趣,同時對實驗儀器設備的維護工作提供了幫助。
(二)虛擬仿真實驗的優勢。1.虛擬仿真實驗克服了實驗儀器不足和損耗的難題,節約了大量的儀器采購經費和維修經費,并且虛擬仿真實驗可以重復進行,而且能夠根據時代的發展逐步進行更新,選取與生產實際相關的先進的綜合性和設計性實驗[2]。2.虛擬仿真實驗具有高度的開放性,學生可以不受時間和空間的限制隨時進行訪問學習,學生可以去完成系統當中現有的驗證性實驗,也可以自行去設計實驗。通過系統模擬出真實的實驗環境,有助于學生創造力和想象力的開發[3]。3.虛擬仿真系統對日常教學實行網絡化管理,教師可以通過系統查詢學生的選課情況、預習情況、實驗操作情況,也可以查詢各個教師的工作量和學生完成的所有實驗項目成績。虛擬仿真大大提高了工作效率,有效緩解了教師的壓力,有利于實驗教學的良好有序進行。
四、結語
隨著科學技術的快速發展,虛擬仿真實驗逐步被人們所重視,越來越多地被應用到實驗教學中。高校應根據學校自身和學生特點,分專業、分層次地將虛擬仿真和傳統大學物理實驗有機結合,進一步培養學生的動手能力、創新精神和科學素養,從而提高實驗教學質量。
參考文獻:
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[2]周燕.虛擬仿真技術在大學物理實驗教學中的作用[J].合肥學院學報,20xx,18(3):79-82.
[3]李寧,楊坤,史芹.大學物理虛擬仿真實驗開放式教學初步探索與實踐[J].教育現代化,20xx(40):118-119.
大學物理論文7
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8
摘要:大部分同學都感覺物理學難學,其主要原因是物理學理論較抽象,公式難記憶,需要憑借想象的東西較多。本文作者通過幾個與聲學傳播相關的實例,展示了物理學知識的無處不在,即使走在路邊,也可以結合實際情況,不斷復習鞏固物理學知識,展現物理學的魅力,從而達到理論與實踐相結合,學習與應用想映襯。這對消除學習者對物理學學習的恐懼心理,幫助同學們認真學好物理學知識,具有一定的指導性意義。
關鍵詞:物理學;路邊;聲波;傳播
從中學到大學,有相當一部分同學都深有體會地感到物理學難學。主要是其理論抽象難懂,公式定理較難記憶和難理解,需要想象的東西較多。因此,一方面,為了高考或在大學里學習與物理相關的學科,如通訊、電子類和能源類的專業,不得不選學和選考物理學。另一方面,在學習中,還要花大量的時間來做高難度的物理學習題作業,鞏固所學知識,但真正到考試的時候還不見得能夠考好,在現實生活中也不見得能用好物理學的相關知識。在大學的學習中,同樣面臨著這樣類似的問題。有部分同學,只要聽說物理課,就感到一陣恐懼,高深莫測,感到只有像愛因斯坦那樣絕頂聰明的人,才有可能學好物理學。其實,大家只要在平時注意觀察,留意我們身邊的小事,適當聚集身邊的物理學實例,上課認真聽講,下課積極實踐,并認真分析其中包含的物理學原理,還是能夠幫助我們將物理學學好的。現就我們日常生活中的一些路邊小事做一些分析,希望對同學們學好物理學知識有所啟發和幫助[1][2][3]。
一聲波的直線傳播與反射原理應用
當你在一片空曠而又平坦的草地上或道路上散步,如果你的周圍沒什么高大的物體。例如樹木或建筑物等,那么你放開嗓子大喊一聲,你會發現你幾乎聽不到回升,你遠方幾百米的同學或朋友也很難聽清楚你的喊話。但是,如果你是在一個山坳里或周圍有些建筑物或樹木,或在較長的樓道里,你喊一聲,那么,幾十米甚至幾百米遠的同學或朋友就能聽到你的聲音,且比較響亮。為什么呢?在你平時的行走或游玩的過程中,你可能會經常這樣做,但你想過沒有,這其中包含著什么物理學原理呢?你能否寫出幾個相關的物理學公式來做些定性或定量的解釋呢?如果你能這樣認真地做了,那么你就達到了學以致用,復習物理學功課的目的了,自然對你的物理學知識是一種很好的鞏固,對你的水平是一種提高。利用物理學知識對上述現象的簡單解釋是:當周圍較為空曠時,聲波直線向前傳播,因為幾乎遇不到障礙物,所以,聲波幾乎無法反射回到發聲者的耳朵里,自然就很難聽清楚了;而當人在山坳里或樓道中喊話時,人發出的聲波傳到周圍的大山、樹木或墻壁上,根據物理學的波反射原理,入射角等于反射角,聲波自然地通過折線方式向前傳播,在前方遇到障礙物時,再反射回來,因此,發聲者就能夠聽到較好的回聲。通過這樣的簡單分析,我們就可以簡單地復習聲波的直線傳播和波的反射原理了,同時也復習了其它知識,這無形中就是對自己能力的一種提高,同時也達到了學以致用,理論與實際相結合的目的[4][5]。
二汽車的喇叭聲為何不一樣
當你走在公路或道路旁,這時,一輛一直按喇叭的汽車從你身邊開過,如果你是一個細心的人,你會發現,在汽車開過來時、汽車經過你的眼前的過程中和汽車開過去這三個階段,你聽到的汽車喇叭聲是不同的,這種現象,我們幾乎天天都要遇到,但很少有人認真思考過其中的物理學原理的應用。這其實就是物理學書中講到的多普勒效應的具體應用。根據奧地利物理學家多普勒(C.Doppler,1803-1853)的研究,當觀察者不動或其運動速度與波源運動的速度相比很小時,而波源(在這里就是鳴喇叭的汽車)相對于介質(在這里就是空氣)以速度v運動時,假設喇叭發出的聲波的頻率為f,聲波傳播速度為u,則經過推導,可以發現當汽車鳴喇叭開過來時,觀察者接受到的聲波頻率為這就是說,當這輛汽車從我們面前經過時,在汽車即將到來時,聲波的`頻率高,汽車經過我們之后,頻率變低,二者相差60.96Hz,我們的耳朵可以分辨出這個汽車喇叭聲音的不同就是這個Δf形成的。同時,根據公式(1)和(2),如果汽車靜止或運行的速度幾乎趨近于零,也就是可以認為sv近似為零,那么我們可以從公式(1)和(2)發現,頻率f1和f2近似相等,這也就是說,當這種速度的汽車經過我們的旁邊時,我們就感覺不到汽車喇叭聲音的區別了,你可以自己試一試。這里雖然是以經過我們身邊的汽車喇叭為例,但在實際應用上,現實生活中有許多這種類似的現象,如突然快速開過來的不鳴喇叭的汽車或其他車輛的噪聲,也有類似的道理。這種對行走在路邊觀察到的多普勒現象的簡單分析,可以幫助我們鞏固許多物理學的基本概念,復習相關公式,了解理論與實踐的具體結合和應用。在現實生活中,根據這種多普勒效應,已經制造成了許多真實的儀器設備,如高速公路中的測速雷達,監視人體內血液流動的相關醫療器械等等。
三進一步的思考
為了學習,我們甚至還可以從公式(1)和(2)再進一步擴展我們的想象,例如,為什么有些人,如電臺或電視臺的播音員的聲音很好聽?聲音圓潤?有些歌唱演員的嗓子好,唱的歌好聽?除了歌曲本身的旋律優美,歌詞寫得好以外,其演員的自身先天素質,也就是嗓子很重要,所以就有“金嗓子”這個名詞,再進一步,什么是金嗓子呢?它與一般的嗓子又有什么不同呢?這個問題,用物理學的語言來講,就是某人的嗓子發出聲音的頻率問題,其父母給的發音結構,使其能夠發出合適頻率的聲音,所以,他的歌聲就好聽,當然,好的歌聲還需要其他因素。所以,只要你肯思考,知識都是相互鏈接的,抓住一點深入下去,就會復習許多物理學知識,同樣,人們的發明創造也是如此這般的逐漸形成的,沒有那個人是突然一拍腦門想出個天大的問題的[6]。
四結束語
物理學知識的應用無處不在,只要我們做個有心人,就是走在路邊上,或散步或外出辦事,甚至坐在交通工具上,也能很好地學習和復習物理學知識,一方面,達到學以致用,理論與實際相結合的目的,另一方面,可以讓我們回憶所學物理學理論知識、相關概念和公式,鞏固課堂所學內容,當我們想不起來相關公式概念時,還可以督促我們,抽時間有針對性地去復習鞏固所學知識,同時,處處做個有心人,留意物理學知識的應用,對將來自己的成長,工作中的發明創造,發現問題,解決問題能力的培養都是一個很好的鍛煉和培養。
參考文獻
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大學物理論文9
一、大學物理實驗課程存在的問題
1.教學模式單一,教材格式固定,不利于學生動手能力、思維創新能力的培養。
在我校,一次實驗用2學時,在這段時間內無法完成熟悉實驗、獲得數據、處理數據并完成實驗報告一系列動作。因而我們采取學生課前預習熟悉實驗、課上操作獲得數據、課后處理數據完成實驗報告的教學模式。這種教學模式雖然保證了人身安全、儀器安全和實驗成功,但在很大程度上也限制了學生的思維,只讓學生明白了如此做,卻不明白為何如此做。在數據處理過程中,學生只需要抄寫教材中數據記錄與數據處理內容,并填寫空格部分就大功告成,長期使用這種教材,只會讓學生機械地完成實驗,各位同學書寫的實驗報告格式統一,教師批改方便,但沒有給學生獨立思考的空間,學生的思維能力得不到開發,更別提學生創新能力的培養。
2.師資力量薄弱,考核方式簡單,難以做到絕對公平。
我們把一班學生按儀器套數分成若干小組,每個小組有兩到三名成員。因而一小部分有等靠心理的學生課堂上懶于動手實驗,抄襲同組成員的數據;也有個別小組由于各種原因課堂上沒有得到實驗數據或實驗數據不太理想,而抄襲他組成員數據,造成一組數據多人使用。期末考試主要測試本學期用到的數據處理方法及做過的幾個實驗,學生在知道考試內容的情況下,短期內就能做好考試準備并取得不錯的成績。實驗教師在授課班級較多時,難以關注到每一位學生的表現,對一貫踏實勤奮的學生和平時抄襲、期末投機取巧的學生都以實驗報告和期末考試成績作為本門課程的評定依據就有失公平。
二、大學物理實驗教學改革的探討
1.更新教育觀念,調整課程內容。
物理學是一門以實驗為基礎的科學,任何物理理論都是進行大量的實驗后,通過對實驗現象的分析、總結得到的,并通過后繼的實驗對物理理論進行檢驗,從而進一步完善物理理論,使其更接近于真理。大學物理實驗課是大學生接受的第一門注重理論與實踐相結合的課程,是進行后繼科學研究的基礎。因而,教師和學生從思想上和教與學的過程中都要認識到實驗課的重要性,認識到實驗課是一門獨立的課程,是與理論課相輔相成、共同發展的,而絕不是理論課的附屬品。應把教學內容的重點放在激發學生學習的積極性、培養學生的創新性上。物理實驗課要與現代科學技術接軌,就要在保留經典實驗的同時不斷更新教學內容,這就要求學校教學平臺不斷改進完善、軟硬件設施不斷更新。
2.改革教學模式。
灌輸式教學讓該課程毫無興趣可言,也使其失去了原有的教育教學作用。因而,實驗教師需要在教學方法、所選教材等各方面進行不斷革新,讓學生上課時有新鮮感,增加學習興趣,進而鍛煉學生的思考能力;在教學的各個環節保證以學生為中心,根據每個實驗的特點,采用不同的教學方法,給學生一定的學習壓力,促使學生變被動為主動,以調動學生學習的積極性,引導學生在預習、實驗和數據處理的過程中發現問題、思考問題并解決問題;根據課程需要合理配置教學資源,把實驗的主動權完全交給學生,滿足學生的求知和探索欲望;適當調整所選教材,減少教材中實驗內容、數據記錄與處理等方面主觀性較強的部分,讓學生自行補充這些內容,以鍛煉其邏輯思維能力;增加實驗的歷史、人物傳記、實驗產生的背景及演化等趣味性較強的知識作為補充內容,以期進一步提高學生學習興趣,同時,讓學生了解科學理論產生的過程,明白實驗目的和意義。
3.開設綜合性、設計性實驗。
在教授基礎實驗課程時,要講解實驗原理、實驗步驟、注意事項和數據記錄與處理等內容,甚至還要從頭到尾地演示一遍實驗過程,造成了學生被動學習、不動腦筋。為了改變這種狀況,參考其他理工科院校課程開設情況,在完成基礎性物理實驗的基礎上,我們開設了綜合性、設計性實驗。與基礎性實驗相比,綜合、設計性實驗是較高層次的'實驗訓練,是學生根據自己的專業特點和興趣愛好等情況而選擇的對某一方面的專題進行的實驗。要求學生獨立或在教師的指點下,根據學校現有的硬軟件設計出合理、可行的實驗方案,給出科學、可靠的實驗內容與步驟,在保證安全的情況下獨立完成實驗操作,觀察實驗現象、記錄并處理實驗數據、分析實驗過程中存在的問題,完成實驗報告。綜合性、設計性物理實驗課程的開設,讓我們把實驗的主動權完全交給了學生,能激發學生的學習興趣,促使學生綜合運用所學知識,甚至激發學生通過各種渠道獲得感興趣的相關知識,不僅能拓寬學生知識面,還可以提高其實踐能力、邏輯思維能力,并不斷創新。
三、結語
大學物理實驗是學生進入大學校門后接受的第一門系統而全面的理論與實踐相結合的科學實驗基礎教育課程,是我們進行科學研究的基礎。在新教育形勢下,我們應對教學大綱進行改進,對教學方法進行創新,對教學內容進行調整,把實驗的主動權交給學生,激發學生學習興趣,促使學生把所學的理論知識用于實踐,并在實踐過程中發現問題、解決問題,并不斷創新,進而使實驗教學質量不斷提高。
大學物理論文10
摘要:大學物理是工科院校本科生的一門公共基礎課。它對于培養學生的科學素質、培養積極探索創新精神、提高分析問題、解決問題的能力等方面具有無可估量的重要作用。教師如何在大學物理第一堂課成功吸引學生注意力、提高學生的學習興趣呢?作者針對這個問題,提出自己的一些建議。
關鍵詞:大學物理;教學方法;學習興趣
物理學是研究自然界中物質結構、性質、基本運動規律及其相互作用的科學,它是一門基礎科學,是所有自然科學及工程技術的理論基礎。物理學包含了自然界中的萬物之理,幾乎所有的自然現象都可以在物理學中找到解釋。大學物理學是一門面向非物理專業本科生的基礎課程,它對于培養大學生的科學思維能力、走出校園后分析問題、解決問題的能力、培養創新精神等方面具有重要作用。隨著近年來就業壓力的增大,學生學習的目的性很強,他們更傾向于重視能對就業有直接幫助的學科,如專業課、英語、計算機以及其他與考證相關的學科。對大學物理這門邏輯性和理論性很強的基礎課程,學生則認為不用花太多心思,只要拿到學分即可。這時,提高學生的學習興趣就顯得尤為重要。好的開始是成功的一半,大學物理的第一堂課起著至關重要的作用。教師如何在第一堂課快速抓住學生的眼球、帶領學生順利邁入大學物理的門檻呢?本文針對這個問題,提出了幾點建議。
一、結合實例講述大學物理的重要性
只有明確了大學物理的重要性,學生才會產生學習的積極性。首先,教師應說明大學物理與他們的專業密切相關。如對于道路橋梁方向的學生,缺少大學物理中的力學知識則無法修建道路和橋梁。其次,教師結合當今大學生感興趣的事物讓他們體會物理就在身邊,比如人們時刻不離手的智能手機、平板電腦、用于文件傳輸的優盤等等,其中的核心技術都源于物理。教師還可以結合近幾年熱映的高科技電影,調動他們的興趣,如在20xx年獲得奧斯卡金像獎的《星際穿越》,劇情中通過蟲洞穿越時間、在米勒星球中的時間膨脹、主角家中由書房構成的高維空間等都來源于物理學。
二、講述大學物理和高中物理的'區別
教師在第一堂課的授課中,應特別指明二者之間內容的區別。高中物理中的公式或結論一般是針對特殊情況得出的,因此只在特殊條件下才成立,而大學物理中的公式具有一般性。
三、講述微積分在大學物理中的重要應用
高中物理中涉及到的物理問題用簡單的代數運算就可以解決,但是,大學物理中的物理問題幾乎都需要利用微積分的思想和方法才能解決,這是因為大學物理中涉及的物理量或運動過程一般是隨時間變化的。習慣了用代數法解決問題的學生,需要逐步掌握微積分思想和方法,并達到熟練應用的程度,這對于他們來說具有一定的難度。因此,教師應該在第一堂課講清楚大學物理與微積分的密切聯系,提醒學生在學習大學物理之前,復習高等數學中的微積分知識,做到有備無患。
四、講述大學物理的教學模式
大學物理作為基礎課,在一般工科院校中所分配的課時不多,甚至有愈加減少的趨勢。如此一來,教師需要在少課時的前提下完成相對較多的教學任務,如何在這種情況下保證教學效果幾乎是每一位教師一直思考和實踐的問題。隨著科技的發展,現階段多數院校采用以多媒體與板書相結合的教學模式,甚至有些班級以純粹PPT課件為教學手段。這種教學模式存在很多優點,對于一些抽象復雜的知識,可利用多媒體把文、圖、聲、像有機地結合起來,大大增強了學生對知識的理解。但是這種教學模式也存在一定的弊端,幻燈片翻頁快,學生有時來不及反應,對學過的內容印象不夠深刻。
五、講述物理學的框架
了解物理學的框架有助于學生對物理學的發展形成整體的認識,適當的引入物理學史轉折時期的一些細節,有助于培養學生的興趣。講述物理學家在看似尋常的現象中發現問題,經過深入研究探索,最后解決問題帶來物理學史上的一次次突破,進而引發新的科技革命。學生從中可以獲得啟發,學習物理學家治學嚴謹的態度以及科學創新的精神。拉普拉斯曾說過:“認識一位天才的研究方法,對于科學的進步,并不比發現本身更少用處,科學的研究方法經常是極富興趣的部分。”
六、明確大學物理應該怎樣學
首先,掌握基本概念。只有弄清基本概念,學起來才會順暢。其次,需要做習題,做習題的過程就是掌握物理概念和方法的過程,通過做習題發現問題,重新思考,更深入理解概念。再次,對于不懂的問題,同學之間相互交流討論,通過討論,可以更深入的學習,也可以糾正自己不正確的理解。最后,大學物理授課重視框架、概念、思路、方法,學生聽課時應特別注意教師如何提出問題,怎樣分析問題,得到什么結論,重點聽思維和方法。萬事開頭難,教師應在第一堂課引導學生順利邁入大學物理的門檻,以便完成從高中物理到大學物理的過渡。但是想要獲得好的教學成果,還需教師和學生在之后的學習中共同持續努力,不斷探索更佳的教學方法。
大學物理論文11
的大學物理實驗的學習讓我受益匪淺,在大學實驗課即將結束的時候,在這一年以來的學習進行總結,總結這一年以來的收獲與不足,在今后的學習生活更好地將在物理實驗中學到的思想知識運用進去。
物理實驗課具有非常重要的地位,覆蓋面廣,具有豐富的實驗思想、方法、手段,同時能提供綜合性很強的基本實驗技能訓練,是培養學生科學實驗能里、提高科學素質的重要基礎。它在培養學生嚴謹的治學態度、活躍的創新意識、理論聯系實際和適應科技發展的綜合應用能力等方面具有補課替代的作用。 大學物理實驗包括普通物理實驗(力學、熱血、電磁學、光電實驗)和近代物理實驗。
這一年以來的學習我掌握了一下的知識:
1. 了解測量誤差與不確定度,能逐步學會用不確定度對直接測量和間接測量的結果進行評估,掌握處理實驗數據的.一些常用方法,包括列表法、作圖法和最小二乘法等。
2. 掌握基本物理量的測量方法。例如,長度、質量、時間、熱量、溫度、壓強、壓力、電流、電壓、電阻、磁感應強度、光強度、折射率、電子電荷、普朗克常量、里德伯常量等常用物理量及物性參數的測量。
3. 了解常用的物理實驗方法,并逐步學會使用,例如,比較法、轉換法、放大法、模擬法、補償法、平衡法、干涉法、衍射法等。
4. 掌握實驗室常用儀器的性能,并能夠正確使用,例如,長度測量儀器、計時儀器、測溫儀器、變阻器、電表、交/直流電橋、通用示波器、低頻信號發生器、分光儀、光譜儀、電源和光源等常用儀器。
5. 掌握常用的實驗操作技術,例如,零位調整、水平/鉛直調整、光路的共軸調整、消視差調整、逐次逼近調整、根據給定的電路圖正確接線、簡單的電路故障檢查與排除等。
6. 了解了物理實驗史料和物理實驗在現代科學技術中的應用知識。 另外、我還得到了很多能力的培養,比如:
1. 獨立實驗的能力,能夠通過閱讀實驗教材、查詢有關資料和思考問題,掌握實驗原理及方法,做好實驗前的準備;正確實驗儀器及輔助設備,獨立完成實驗內容,撰寫合格的實驗報告;培養了我的獨立實驗的能力,逐步行程了自主實驗的基本能力。
2. 分析與研究的能力,能夠融合實驗原理、設計思想、實驗方法相關的理論知識組隊實驗結果進行分析、判斷、歸納與綜合。掌握通過實驗進行物理現象和物理規律眼界的基本方法,具有了初步的分析與研究能力。
3. 理論聯系實際的能力,能夠在實驗中發現問題、分析問題并學習解決問題的科學方法,逐步提高了綜合運用所學知識和技能解決實際問題的能力。
4. 創新能力,能夠完成符合規范要求的設計性、綜合性內容的實驗,進行初步
的具有研究性或創意性內容的實驗,激發學生的學習主動性。
經過一年的學習,我了解到物理實驗課大致分成三個部分,課前預習,進行實驗,撰寫實驗報告。實驗預習是必須的、因為實驗課時間有限,所以必須預先了解實驗內容,否則無法在短時間完成一個復雜的實驗,在實驗之前必須了解實驗原理、待測實驗原理、預期獲得的實驗結果等。預習時必須了解實驗名稱、實驗目的、儀器設備、基本原理。進行實驗時,要先熟悉一下儀器、設備的性能以及正常的操作規程,切忌盲目操作;其次要全面的想一想實驗操作程序,不要急于動手,因為程序錯一步或調錯一次,都可能使整個實驗失敗。實驗完成后要書寫實驗報告,要簡明扼要地將實驗結果完整而又真實地表達出來。實驗報告要包括,實驗名稱、實驗目的、儀器設備、基本原理、實驗步驟、數據表格及數據處理、實驗結果、問題討論。
總之,大學物理實驗讓我收獲頗豐,同時也讓我發現了自身的不足。在實驗課上學得的,我將發揮到其它中去,也將在今后的學習和工作中不斷提高、完善;在此間發現的不足,我將努力改善,通過學習、實踐等方法不斷提高,克服那些不應稱謂學習、獲得知識的障礙。在今后的學習、工作中有更大的收獲,在不斷地探索中、在無私的學習、奉獻中實現自己的人身價值。
大學物理論文12
一、高等數學和大學物理課程性質不同
高等數學課程是以抽象思維為主的課程,學生感受到的都是一些抽象的文字、符號、公式等,可以說他們是通過教師的講授和慢慢順應走到了學生的認知結構之中。而大學物理課程,多數結論都來自于生活、來自于實驗的結論,學生可以通過做大學物理實驗和感受生活中的種種物理現象來獲取物理知識。所以,學生在學習大學物理時,接觸的不僅僅是一些抽象符號、公式、定理等,這些符號、公式、定理等都具有他們各自的物理意義,可以形象地描述出客觀世界的真實景象。
二、民辦高校中大學物理和高等數學教學的現狀
1.教學內容各自為政,教學進度不匹配。由于民辦高校中,大學物理課程的課時被一再地縮減,而高等數學課程的課時一直保持與公辦二本院校一致,從而導致兩門課程的進度很難合理匹配。大學物理課程需要在有限的96學時之內,甚至部分專業要求在64學時之內將力學、電磁學、光學、近代物理等知識全部講完。在講解過程中分別要用到高等數學課程中的矢量運算、極限知識及微積分等知識。但如果按照目前高等數學課程的教學大綱進行授課,其授課進度相對大學物理課程的授課進度要滯后很多,很難保證將物理課中所需的數學知識全部講解完。從而導致學生由于沒有掌握足夠的數學公式和計算方法而做不出相應的物理題目。物理教師不僅要在有限時間內給學生講解物理知識,還要花費大量時間去給學生講解如何利用數學方法解決物理問題,從而導致物理教師教學難,學生學習物理難。2.學生缺乏對數學知識內涵的理解。目前我院高等數學課程的教學現狀是,很多學生已學完極限、導數、積分知識,但并沒有掌握這些知識的運用方法和知識的內涵。通過調查發現,雖然學生學習了多門數學課程,但問及課程的應用價值時,多數都回答不出來。由于對知識內涵的理解深度不夠,從而導致學生不會在物理及后續專業課課堂上靈活地運用高等數學知識來解題。究其根源主要有兩方面的原因:一方面,民辦院校數學教師中絕大多數都是青年教師,僅個別幾位是經驗豐富的老教師,青年教師在教學中缺乏對知識深層次的理解,也很難講出數學知識在實際生活和后續課程中的應用價值,所以傳授給學生的深層次的知識少之甚少。另一方面,民辦院校中青年教師教學任務量大,沒有更多的時間出去參加培訓和學習,聽課的時間也有限,導致專業知識面相對較窄,缺乏將知識融會貫通運用的能力。青年教師僅能將大綱中所要求的知識,按部就班地傳授給學生,不敢去多舉一些數學和后續課程內容相銜接的例子,只限于講解一些陳舊的例題,理論聯系實際較少,從而導致學生很難將數學知識有機地與后續課程聯系在一起。因此,每當在大學物理課堂上遇到數學問題時,多數學生感覺無從下手,提不起學習大學物理的興趣,從而造成了大學物理課堂教學效果不顯著。3.學生概念混淆現象頗多。在高等數學中,學生學習了矢量的運算法則,其在大學物理教學中的應用是非常廣泛的。比如,可利用旋轉矢量法求兩個簡諧振動的合成振動方程,可利用矢量的加法法則求電場強度、磁感應強度等重要的物理量。但很多學生搞不清標量和矢量的區別,在做題過程中,學生經常忘記矢量的方向,對矢量進行直接的加減運算,從而導致此類題目經常出錯,出現此類錯誤的根本原因在于學生對矢量、標量概念的混淆。還有的學生搞不清定積分和不定積分有何不同。實際上,大學物理研究的問題都具有一定的初始條件和邊界條件的,而定積分的上下限反映了這些條件。但不乏有些學生總是搞不清楚定積分和不定積分的區別,總有學生忘記帶入邊界條件,從而得不出一個具體的結果。
三、高等數學課程和大學物理課程內容融合策略
1.統籌好高等數學和大學物理課程的教學內容,利用教研室活動為契機,數學和物理教師共同修訂《高等數學》、《大學物理》的教學大綱、教學日歷等教學文件。通過共同的探討,優化重組課程內容、調整章節順序等,使兩門課程中有聯系的內容加強融合和銜接,達到相互加強的目的。2.編寫自有教材,調整原有教材內容,特別是高等數學課程的教材中,要多插入一些物理問題的應用,如可以通過求解瞬時速度、瞬時加速度來引入導數的概念;通過求解變力做功問題來引入微積分的概念。讓學生深刻理解微分就是將一個連續分布的物理量進行無限的分割,而積分就是將連續分布的物理量進行連續的求和。另外,在大學物理教學中也要不斷深化數學工具的應用,如:將質點運動學中涉及到的`問題分為兩大類,第一類問題是求導類問題,具體講解通過求導法求速度和加速度的問題,幫助學生重溫一遍求導公式;第二類問題是積分類問題,在這里詳細給學生介紹了湊元法,讓學生深刻認知到高中物理中的許多結論都是由微積分知識推導過來的,認知到數學知識和物理知識是密不可分的。3.數學教師和物理教師共同編寫高等數學課程的習題冊。高等數學習題冊中,應多加入一些物理題目,讓學生不僅能掌握一重積分法求解相關的物理問題,還能利用二重積分和三重積分法求解物理問題。避免了物理教師一直以來在課堂上不敢給學生講解利用二重甚至三重積分解決的物理問題,習題冊中也不敢加入利用二重甚至三重積分解決的物理問題。當學生在數學課中學習過一些簡單的解決物理問題的方法之后,在接下來的大學物理課中,學生就更容易地去接受大學物理知識,就會改善物理教師教學難,學生學習困難的局面。4.數學教師和物理教師之間要互相聽課,加強學習。由于民辦高校青年教師本身的課時量比較多,互相學習的機會比較少,交流的機會也比較少,所以才導致數學和物理課程的教學大綱都各自為政,缺乏銜接性。因此,物理和數學教師應經常集中在一起討論教學內容,互相聽取意見,在知識上互相補充,在教學方法上互相借鑒,這是實現兩門課程融合的關鍵。5.通過開設物理選修課,利用培訓學生參加數學建模、數學競賽、物理競賽的契機,加強兩門課程的融合。由于大學物理課程的課時有限,教師在授課時,很多知識難點在課堂上沒有時間進行展開講解,也有很多推導過程逐漸被忽略。從而使學生不能從本質上理解某某定理是怎么得來的,某某結論是怎么推導出來的,不理解自然就會導致學生不會運用相關的知識來解題。筆者認為,可以適當利用業余時間,面向對物理知識感興趣的學生開設選修課,多給學生講解知識的來歷和推導過程,另外也可以加入講解一些物理學的發展史,以達到提高學生學習大學物理興趣的目的,也為喜歡大學物理課程的學生創造了一個良好的學習機會。除此之外,也可以通過指導學生參加數學建模比賽或參加數學、物理競賽等形式,讓學生深刻感受到物理和數學知識是不可分離的。特別是指導學生做數學建模題目時,題目中經常既要運用物理知識又要運用數學知識來解決,此時教師就可以形象地將物理和數學知識融合在一起給學生進行講解,達到兩門課程相互融合的目的。總之,針對民辦高校中,青年教師居多、大學物理課時較短、高等數學課時較長、學生數學基礎薄弱的特點,有必要將高等數學和大學物理課程中的相關內容進行融合講解,達到兩門課程相互加強的目的。在數學課中加入物理問題,既可以改變數學知識抽象難理解的現狀,又可以改變物理教師授課難,學生做題難的局面。
大學物理論文13
摘要:電磁運動是物質的又一種基本運動形式,電磁相互作用是自然界已知的四種基本相互作用之一,也是人們認識得較深入的一種相互作用。在日常生活和生產活動中,在對物質結構的深入認識過程中,都要涉及電磁運動。因此,理解和掌握電磁運動的基本規律,在理論上和實際上都有及其重要的意義,這也就是我們所說的電磁學。
關鍵詞:電磁學,電磁運動
1、庫倫定律
17xx年法國物理學家庫倫用扭秤實驗測定了兩個帶電球體之間的相互作用的電力。庫倫在實驗的基礎上提出了兩個點電荷之間的相互作用的規律,即庫侖定律:
在真空中,兩個靜止的點電荷之間的相互作用力,其大小和他們電荷的乘積成正比,與他們之間距離的二次方成反比;作用的方向沿著亮點電荷的連線,同號電荷相斥,異號電荷相吸。
這是電學以數學描述的第一步。此定律用到了牛頓之力的觀念。這成為了牛頓力學中一種新的力。與駑鈍萬有引力有相同之處。此定律成了電磁學的基礎,如今所有電磁學,第一必須學它。這也是電荷單位的來源。
因此,雖然庫倫定律描述電荷靜止時的狀態十分精準,單獨的庫倫定律卻不容易,以靜電效應為主的復印機,靜電除塵、靜電喇叭等,發明年代也在1960以后,距庫倫定律之發現幾乎近兩百年。我們現在用的電器,絕大部份都靠電流,而沒有電荷(甚至接地以免產生多余電荷)。也就是說,正負電仍是抵消,但相互移動。——河中沒水,不可能有水流;但電線中電荷為零,卻仍然可以有電流!
2、安培定律
法國物理學家安培(Andre Marie Ampere, 1775—1836)提出:所有磁性的來源,或許就是電流。他在18xx年,聽到奧斯特實驗結果之后,兩個星期之內,便開始實驗。五個月內,便證明了兩根通電的導線之間也有吸力或斥力。這就是電磁學中第二個最重要的定理“安培定律”:
兩根平行的長直導線中皆有電流,若電流方向相同,則相吸引。反之,則相斥。力之大小與兩線之間距離成反比,與電流之大小成正比。
以后,安培又證實了通了電流的筒狀線圈之磁性,與磁鐵棒完全一樣。故他提出假說:物質之磁性,皆是由物質內的電流而引起的。這使磁性成為電流的生成物——他后來被譽為“電磁學”的始祖(電與磁從此在物理中是分不開的)。他的名字,也成了電流的單位。
安培這個發現,在應用上極為重要。它提出了用電流而發出動力,使物體動起來的方法,準確而可靠。因此,它是電流計(以及各種電表)、電馬達、電報,電話之原理。特別是電報,在18xx年以后就成了新興事業,大賺其錢。
安培定律之后,電磁學理論與應用之發展可以說是風起云涌。
3、法拉第定律
法拉第早年是達維(18xx年發現金屬鈉和鉀)的助手,他對電解有很周密的研究。他發現了通電量與分解量有一定的關系,并且與被分解的元素之原子量有一定的關系。由此,可以大致導致兩個結論:
(1) 每個原子中有一定的'電含量。
(2)原子在化合時,這些電量起了作用,而通電可使化合物分解。因此,牛頓尋求的分子中的化合之力,必與電有關。此想法在18xx年由達維提出,法拉第進一步加以驗證,至今尚是正確的。
牛頓的萬有引力定律提出之初,受到很多質疑。其中之一是:很多人認為,兩個相距遙遠的物體,無所媒介,而相互牽引,是不可置信的。但是由于萬有引力之大獲成功,這種超距力的概念,不久便被普遍接受了。電磁學中的庫倫、安培等力之觀念,起始時亦是這種超距力。
在牛頓前一百年的英國人吉伯特是伊利莎白一世的御醫。他的一本”論磁” 是有系統地研究電磁現象的第一本書(大部份說磁,因其在當時比較有用),其重要性是揚棄了磁性之神秘色彩,以一種客觀的自然現象來描述之。吉伯特的“論磁”中曾提出’力線’的觀念。這就是說:磁性物質發出一種‘力線’,其它磁性物質遇到了這‘力線’便受到力之作用。這樣就避過了‘超距力’的‘反直覺’。
(a)力線不斷、不裂、不交叉打結,但可以有起頭與終止。例如:電場之力線由正電荷發出,由負電荷接受。力線的數量與電荷之大小成正比。
(b)力線像有彈性的線,在空中互相排斥又盡量緊繃。其密度與施力之大小成正比。
(c)力線有方向性,電力線的方向是對正電荷的施力方向(負電受力方向相反),在磁力線是對‘磁北極’的施力方向。
法拉第則更進一步,提出了場的概念:空中任意一點,雖然空無一物,但有電場或磁場之存在,這種場可使帶電或帶磁之物質受力。而’力線’則是表現‘場’的一種方式。但是,法拉第的‘場’觀念,當時也受到強烈的質疑與反對。最重要的理由是這觀念不及‘超距力’之精確。把‘場’觀念精確化,數學化的是后來的麥克斯韋。
法拉第發現,一個移動的磁鐵或通了電流的筒狀線圈,也可以使附近的線圈中,產生感應電流——這就是電磁學中第三個最重要的法拉第定律。
這個定律與庫倫、安培都不同;它是動態的。第一線圈中的電流變化越快,第二線圈中的電流越大。或磁鐵、有電流的筒狀線圈,移動得越快,第二線圈中的電流也越大。這就是發電機的原理。
4、麥克斯韋電磁理論
與法拉第之實驗天才對比,麥克斯韋則是長于數學的理論物理學家的典型。他生于蘇格蘭的一個小康之家。自幼便充份顯示了數學之才能。他先在阿伯丁大學任教,以后轉往劍橋。在物理中,今日麥克斯威之重要性,幾可與牛頓、愛因斯坦等量齊觀。但生前,麥克斯威并不受其故鄉蘇格蘭之歡迎。他在劍橋大學則受到重用。
他在18xx年,發表了《法拉第之力線》一文,受到將退休的法拉第的鼓勵。18xx年,他由理論推導出:電場變化時,也會感應出磁場。這與法拉第的電感定律相對而相成,合稱電磁交感。此后他出版了《電磁場的動態理論》,《電磁論》,其重要性可以與牛頓的《自然哲學的數學原理》相提并論。
通過了數學中的向量分析,麥克斯韋寫下了著名的麥克斯威方程式,不但完整而精確地描述了所有的已知電磁場之現象,而且有新的預言。其中最重要的是電磁波:
(1)由于電磁交感,故電磁場可以在真空中以波的形式傳遞。
(2)計算之結果,這波之速度與光速一致,故光是一種可見的電磁波。
(3)這種波亦攜帶能量、動量等,并且遵從守恒律。
“光是一種電磁波!”這句話現在是常識,在當年則駭人聽聞。麥克斯韋只靠紙上談兵,就做大膽宣言,也難怪當年根本不信有電磁波的人居多。但他自己卻信心滿滿。有人告訴他有關的實驗結果,不完全成功,他毫不在意。他有信心他的理論一定是對的。——以后的理論物理學家很多人就學了他這種態度。
德國人赫茲是第一個在實驗室中證明電磁波存在的人。他先把麥克斯韋的電磁學改寫成今天常見的形式。然后在1886—18xx年,做了一系列的實驗,不但證明電磁波存在,而且與光有相同波速,并有反射、折射等現象,也對電磁波性質(波長、頻率)定量測定。當然,也同時發展出發射、接收電磁波的方法——這是所有無線通訊的始祖。
5、總結
麥克斯威的電磁理論,成為現在理工科的學生都要修的電磁學。簡單的說來,電磁學核心只有四個部分:庫倫定律、安培定律、法拉第定律與麥克斯威方程式。并且順序也一定如此。這可以說與電磁學的歷史發展平行。其原因也不難想見;沒有庫倫定律對電荷的觀念,安培定律中的電流就不容易說清楚。不理解法拉第的磁感生電,也很難了解麥克斯威的電磁交感。
這套電磁理論,在物理學中,是與牛頓力學分庭抗禮的古典理論之一。如果以應用之廣,經濟價值之大而言,猶在牛頓力學之上。但也不能忘記,如果沒有牛頓力學中力之概念,電磁學也發生不了。電磁學中的各定律,也無法理解。因此,普通物理中,也必然先教力學再教電磁。
力學與電磁學被稱為古典理論有兩層意思:(1)它可以自圓其說,沒有內在的矛盾。(2)但是到了廿世紀量子理論確立后,它們被修改了。力學后來被修改為量子力學,電磁學被修改為量子電動力學。然而,在原子之外,這兩個古典理論仍是非常精確,故理工學生仍然不得不學它們。
回顧電磁學的歷史,是很有趣的。一直到十八世紀中,電磁似乎只是一種新奇的玩具——科學與藝術一樣,起步時都有游戲性質——但到了后來,其產生的結果,竟然改造了世界。當然,并不是所有科學工作都有這樣大的威力。也有些科學的成果令人不敢恭維。然而,科學有這樣的可能,卻是我們不得不重視科學研究的終極原因。
參考文獻
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2、人民教育出版社物理室編,高級中學課本,物理(第二冊),人民教育出版社,(19xx年第二版),266。
大學物理論文14
摘要:通識教育是一種通過課程設置傳播教育思想、教育理念,體現教育境界的一種人才培養模式,目的是培養學生自由、和諧、全面的發展。高等教育不能僅強調專業教育,應該做到與通識教育相結合,提供適應于社會發展的教育模式。新加坡國立大學致力于成為立足亞洲、影響世界的大學。先進的教學理念為學生提供全方位的綜合性教育,使其一躍成為亞洲排名第一的高等學府。
關鍵詞:通識課程;高等教育;新加坡
國立大學新加坡獨立于1965年,從一個貧窮落后的小島一躍成為人均收入超過5萬美元的新興發達國家。新加坡以政局穩定,政府廉潔高效,城市干凈整潔,國民素質高尚而著稱,而新加坡的高等教育是決定以上因素的根本原因。作為新加坡最著名的高等學府,新加坡國立大學的辦學模式代表新加坡高等教育的發展趨勢。政府的高度重視、充足的教育經費、一流的師資力量、國際化的發展戰略、科研與教學并重、問責制度的實施等一系列舉措使新加坡國立大學在20xx年的QS全球大學排名中雄踞亞洲榜首,位列世界第22名。筆者有幸在20xx年8月-20xx年8月訪問新加坡國立大學,期間對于它在人才培養模式方面深有感觸。一個優秀的大學不僅要培養具有高素質的專業人才,還要讓學生具備獨立思考且對不同的學科有所認識以至能將不同的知識融會貫通的能力。下面介紹新加坡國立大學物理系開設的通識課程,以便我們及時了解國外的先進教學理念。
一、新加坡國立大學關于通識課的定位
與其他類型的課程相比,通識課主要有兩個顯著特征。一方面,通識課中獲得的知識或能力不是滿足于某個特殊領域或專業的需求,而是保證凡是受過教育的人都可以獲得的通用的知識和能力。另一方面,通識課的目的在于向學生輸送更高品質的心智教育,而不是有助于事業成功的實用性的知識和能力。我們雖然希望訓練有素的科學家、醫生、歷史學家、工程師和律師在專業領域表現優秀,但我們更希望受過專業教育的科學家、醫生、歷史學家、工程師和律師能夠關注大眾討論的問題,有學術素養地閱讀《經濟學》《科學美國人》《泰晤士報文學副刊》,與來自不同文化背景的人積極討論并能夠評估報紙上文章的言論。通識課既強調知識的拓展又強調培養學生批判的創造性思維。淵博知識的獲取能夠讓學生發現不同領域之間的關聯。知識的獲取過程以及在各自領域的作用將有助于培養學生具有批判地分析從未預料到的問題的能力,創造性地提出解決這些問題的方案。
二、開設通識課種類
新加坡國立大學開設的通選課大致可以分為四類:第一類是普及物理思想,向學生展示物理原理的偉大之處;第二類是探討物理與其他學科之間的聯系,發現各種現象背后隱藏的物理原理;第三類是以科學的角度介紹最新發展的科技以及新材料的運用;第四類是讓學生以全球化的視角了解世界目前面臨的一系列問題,提出潛在的解決方案。下面是對這四類課程的簡要介紹。
1.普及物理思想
(1)Einstein’sUniverseandQuantumWeirdness(愛因斯坦的宇宙與神秘的量子世界)課程簡要介紹現代物理學中兩個最重要的進展:相對論與量子理論,涉及內容包括絕對時空與相對時空的概念、孿生佯謬、黑洞與蟲洞、物質的波粒二象性、海森堡不確定性原理、薛定諤貓、構成物質的最基本粒子、大統一理論與超弦理論以及如何將這些理論運用到未來的科技中。該課程只面向非物理專業的學生,通過與熟悉的事物做類比和對比強調物理概念而忽略具體技術細節。
(2)GreatIdeasinContemporaryPhysics(當代偉大的物理思想)開設此類課程的目的在于使學生了解當代偉大的物理思想并會說明這些思想的由來以及如何幫助我們了解自然界的本質、如何改變了我們的世界。涉及主題包括:光的量子理論,物質波,波粒二象性,不確定性原理,量子力學的進展,愛因斯坦狹義相對論和廣義相對論,四大基本力學,統一場,亞核粒子,裂變和聚變,宇宙大爆炸理論,星系的演化,黑洞和基于物理學的一些現代技術,如激光、半導體和超導體。物理學專業學生以外的學生可以選擇該課程。
(3)ABriefHistoryofScience(科學簡史)我們現在很容易認為一些基本的科學法則和理論是理所當然的,如牛頓的萬有引力定律。正因為如此,許多在當時看來具有突破性的理論對社會產生的影響常常被忽略掉,甚至學生不清楚現代物理概念是如何被提出的,不明白這些概念對當時產生的影響以及他們是如何改變了世界。本課程的目的是解釋科學發展的歷史以及科學對社會產生的意義,同時還會說明世界為何會發展為我們今天看到的樣子。
(4)PhysicalQuestionsfromEverydayLife(日常遇到的物理問題)課程主要目的'是激發學生的想象力,讓他們意識到大自然中存在的許多奇跡,要認真地對待日常生活中看似平凡的事件。該課程首先從學生日常生活遇到的問題開始,在回答這些問題的過程中直觀地發現一些自然界的本質規律。涉及內容包括:太陽光是什么,樂為什么動聽,什么鋼很硬、璃卻很脆,是波還是粒子。課程只針對具有優秀物理成績的學生開設。
2.探索物理與其他學科的關系
(1)ScienceofMusic(音樂中的科學)課程向學生介紹音樂中蘊含的科學原理,內容包括聲學、音調與音樂、震動、頻率與音高、音程與數學比率、震動的弦與音程、音階的構建、音樂器件及他們的波形、諧波、音質、弦樂器與管樂器、鋼琴及其技術、平臺式鋼琴和立式鋼琴、電子琴、電子音樂、MIDI系統、MIDI信號、音樂和調頻的合成、數字化與采樣、數字音樂的制作。
(2)PhysicsinLifeSciences(生命科學中的物理)課程開設目的是建立人類生命活動和基本的物理知識之間的聯系,涉及內容包括:在我們的生態系統中能量是怎樣轉換的,我們身體里的材料如何運送,我們的眼睛是如何工作的,我們為何需要確定蛋白質的結構,物膜是怎樣形成的,骼和牙齒是怎么形成的,為什么發生齲齒,為什么有些植物、昆蟲和魚類能夠在寒冷的冬季生存。課程的授課對象為所有對生命科學物理原理感興趣的非物理專業學生。
(3)TheArtofScience,TheScienceofArt(科學與藝術)人們通常認為科學世界與藝術世界是無關的,一個代表邏輯的真理,一個代表情感的想象。然而科學與藝術確有許多共同之處。科學引起了藝術表現形式的轉變,同時藝術被用于工程設計和傳播科學知識。該課程使學生了解到與雕塑、繪畫、攝影、攝像有關的材料和技術的使用;利用顏色、光線和透視呈現三維圖像;利用技術確定藝術品的年代及歸屬;利用視覺藝術進行科學設計,目的在于能夠為闡述科學概念和工程設計提供一些藝術手法。
3.介紹新材料與新技術
(1)IntroductiontotheNanoworld(納米科學導論)納米科學與技術的本質是能夠做到在分子尺度上對物質進行觀測并對其操縱。當物體的尺度處于一納米到幾百納米之間時,它們會體現嶄新的力學、電學、光學、化學以及生物學的屬性。納米科學是整合物理學、化學、材料科學、生物學和工程學的全新科學領域。該課程旨在讓學生熟悉納米技術并對人們感到好奇的問題進行解答,如納米尺度的重要性是什么,用什么技術測量以及如何制造納米尺度的物體,納米儀器與納米材料如何改變我們未來的生活。只要對納米科學與納米技術感興趣,所有學院的學生都可以選擇該課程。
(2)ComputationandMachine:AncienttoModern(計算與機器:從遠古到現代)為什么電腦無處不在?在科學探索過程中電腦起到了怎樣的作用?在數字電子計算機發明之前世界是如何運轉的?該課程展示從古代的直尺和圓規、算盤、機械計算器時代,一直到現代電子數字計算機的發展歷程。學生將會了解古希臘、羅馬時代、中國和阿拉伯文化關于計算的方法。對于現代的數碼時代,我們會探討計算機的計算原理、算法以及采用二進制的原因,最后我們會展望未來量子計算機所要扮演的角色。
4.關注全球化問題
(1)HowtheOceanWorks(海洋的作用)地球表面的71%由水覆蓋。這對人類的進化產生深遠影響并將繼續塑造我們的未來。海嘯和颶風、全球變暖、氣候變化、碳循環等一系列問題迫使人們意識到了解海洋在全球范圍的作用是十分必要的。通過此課程,學生將會了解各種與海洋有關的現象和特征,如海嘯、潮汐、海流、風暴等;海洋是如何影響我們生活的(天氣,氣候,食物源等);過去幾十年發展的關于探索海洋機制的科學理論以及控制并開發海洋的一些嘗試(如能源保護,海事工程)。除了使學生了解海洋的作用外,該課程更重要的目的是為脆弱的環境和寶貴的水資源提供可持續發展的決策。
(2)CleanEnergyandStorage(清潔能源與存儲)現代文明一方面吹噓已掌握亞原子的行為,另一方面卻面臨能源緊缺與全球變暖的問題。如何應對這些挑戰已迫在眉睫。本課程將介紹目前面臨的全球能源危機以及清潔能源和能源存儲設備的作用。除了各種能量處理法則,強調科學界所做的貢獻。內容包括:目前的能源情況、太陽能、光伏電池、核能源、海洋能、潮汐能、海洋熱能轉換、風能、生物質能、燃料電池、氫的世界、鋰離子電池。
三、通識課程在本科教育中的地位
新加坡國立大學規定本科生取得學士學位最低要獲得120學分,其中包括兩門通識課程8學分(每門4學分),即通識課程在學生整個本科教育過程中所占比重為1/15。我們不能由此輕易地認為通識教育不重要,首先,一門通識課程的學分與一門專業課程是相同的,它們具有相同地位;其次,通識課程能夠幫助學生開闊視野,加強學科間交流,有助于學生的多方面發展。目前,通識課程并不是培養人才的唯一途徑,但至少我們可以看到它的作用是積極的。見微知著,單單物理系就為通識教育開設十余門課程,我們不得不對新加坡國立大學用心的課程設置表示贊嘆,同時希望對我校物理系開設的通識課程具有借鑒作用。
參考文獻:
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[2]牛欣欣,洪成文.“入世”后新加坡高等教育發展的實踐探索[J].比較教育研究,20xx
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大學物理論文15
一、大學物理實驗課程的傳統教學方法
分別由基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和創新性實驗等模塊開展教學。實驗課分三個階段完成,第一階段為基礎實驗階段,以培養學生基本的實踐能力、操作能力和數據處理能力為目標;第二階段為綜合實驗階段,主要培養學生將所學的多方面的物理理論和實驗知識融合在一起,綜合的分析問題和解決問題的能力;第三階段為設計性實驗和創新性實驗階段,主要培養學生初步的實驗研究能力、創新能力和自主的設計能力。此課程根據學生自身專業的特點和要求,采用多層次教學的模式授課,各層次的教學時數和教學內容也與各自專業培養目標相匹配,突出基礎性、綜合性、設計性和創新性[4]。
同時,我們應該看到在大學物理的教學中傳統的教學理念還是根深蒂固的。傳統的教學觀念認為實驗教學只是理論教學的附屬和補充,是為了鞏固、驗證理論課的知識而進行的實驗環節,因此大學物理實驗的教學內容、教學方法和教學理念都比較陳舊。課程的大部分教學內容還是集中在與大學物理理論課教學相關的驗證性實驗和認知性實驗上,已經遠遠不能滿足學生素質教育和科學素養形成的要求。科學素養是人們在處理與自然、社會的關系中應該具備的知識、精神要素和實踐能力。大學生是國家建設和發展的主力軍,是提高國民素質、提升公眾科學素養水平的中堅力量,提高大學生的科學素養是造就大批具有創新能力人才的關鍵,大學物理實驗課程應當承擔起這份責任。大學新生的實驗知識和動手能力非常之貧乏,而大學物理實驗又是他們首次參與的系統性實驗課程,因此該課程就責無旁貸的承擔起了把學生引領進實驗科學大門的任務。實驗課程通常以基礎實驗導入,著重培養的學生動手能力、觀察能力和理論聯系實際能力。對不同教學內容要求學生了解、理解和應用實驗折射出的物理概念、原理和知識點,掌握實驗的`基本規則、基本方法和基本技能。在此基礎上開展綜合性實驗,包括實驗內容的綜合、實驗方法的綜合和實驗手段的綜合,著重培養學生對所學知識的綜合運用能力、自我分析能力和解決具體物理問題的能力。并在實驗教學中適當的安排部分設計性、探索性、研究性和創新性實驗,鼓勵學生對實驗方法和技術進行改革和創新,力圖用現有的設備和設施更合理、更科學、更精確的解決物理問題,讓學生打破條條框框建立起創新的思維和發明發現的意識。
二、大學物理實驗課程中討論式教學方法的探討
目前,高校大學物理實驗課程的教學效果參差不齊,大多不盡如人意。一方面是由于長期以來實驗教學的模式比較單一,課堂成了教師的一言堂,事無巨細統統包辦,限制了學生的主動思維和創造性思維。另一方面是由于部分學生缺少主動學習的積極性,不想動腦,不勤動手,不愿探究,不求甚解。所以,實驗課的教學過程往往是從教師講解試驗目的、實驗要求和實驗原理開始,在老師演示并講解實驗過程后,學生被動的按教師設定的實驗步驟和要求逐一完成實驗。這種教學模式下,大學物理課程就失去了提高學生素質,增強學生分析問題和解決問題能力的功能。為了改變這一現狀,我們在大學物理實驗課堂中進行了討論式教學的嘗試。變學生被動式學習為主動,變教師督促為學生自我監控,變教師鼓勵為學生自我激勵,最大限度地發掘學生的潛能,在教師的引領下完成教學任務,提高學生的科學素養[5]。
每間大學物理實驗室中通常包含了4個實驗項目,學生進入實驗室后一般也會相應的分成4個大組同步的開展各自的實驗項目。為了便于教學討論,我們將每個大組的同學又根據實驗項目分成4個實驗預習小組,并設小組長。從課前的實驗預習開始,老師就要求學生關注自己小組分到的實驗項目,課余時間在老師的輔導下該小組的學生要對自己負責的實驗項目的內容、理論、原理和實驗設備進行較深入的學習和研究,為實驗課中的討論式學習做課前準備。大學物理實驗課程與其他的實驗課程有一明顯的區別,這就是大學物理課講的理論內容與大學物理實驗課程安排的實驗內容在時間上不同步。例如:大學物理課在講力學內容時大學物理實驗課程就可能已經超前的做起了電學、熱學或光學的實驗。當然,也有些實驗內容是滯后理論課的。對那些實驗課內容超前的實驗項目,學生在預習過程中會碰到較多的困難,老師要鼓勵學生開展研究性的學習,爭取自己解決問題。通過去圖書館查找資料,在開放的實驗室中自我探索和向老師請教等不同方式較好的理解和掌握預習的實驗內容。上課后教師會在實驗操作前簡潔的講解實驗原理、實驗方法、實驗步驟和實驗要求等內容,接下來的時間就會交給學生,開展討論式的實驗教學。討論以實驗項目大組為單位展開,本實驗預習小組的成員會從學生的視角講解實驗的原理、實驗方法和實驗步驟等內容,其他同學可以對實驗的各個環節提出沒搞清楚的問題,并發表自己的意見和建議。經過充分的討論學生們對實驗的內容有了較深入的理解,之后學生們才會去熟悉實驗設備的性能,并按步驟開始實驗。俗話說“磨刀不誤砍柴工”,經過課堂討論這一教學環節后,學生實驗的技能、水平和質量都有提升,提高了大學物理實驗課的教學的效果。當然,實驗課堂的教學討論中教師的作用也是十分重要。對那些學生容易掌握,或經過學習和討論自己可以掌握的實驗項目,教師會放手讓學生自己制定實驗步驟并獨立完成實驗。例如:電表的改裝、拉伸法測金屬絲的彈性模量、薄透鏡焦距的測量等實驗項目。
這些實驗項目都屬于基礎實驗,其實驗原理和實驗方法都與大學新生的知識水平和能力相適應,所以教師應鼓勵學生經過研究性的學習后獨立完成。但是,還有一些實驗項目學生理解、掌握和操作過程中會遇到各種各樣的困難。例如:雙棱鏡干涉、牛頓環實驗、光柵的特性及光柵常數的測定等光學實驗。在大學物理理論課兩學期的教學安排中,光學屬較晚講授的教學內容,當大學物理實驗課程超前做起上述實驗項目時,學生必然會碰到知識和能力不足帶來的困難。這時實驗教師就應該有針對性的為學生補充相關的專業知識和實驗技巧,之后再安排學生進行課堂討論,并隨時為學生答疑解難。經過這樣的教學過程后,學生們通常都能夠較好地完成實驗任務。大學物理實驗課程中開展討論式教學,可以加深學生對物理現象和規律的理解和認識,掌握自然界中一些最基本的規律和實驗事實,激發學生探索、研究和創新精神。便于學生提高自身素質,建立正確的方法論,確立正確的世界觀。從而實現了學生的基礎知識、科學素養、分析問題和解決問題能力的大提升。
三、結束語
在有限的教學時間和實驗空間內豐富教學內容,創新教學手段,提高教學效果和教學質量,始終是大學物理實驗課教師研究的課題。大學物理實驗課程中開展討論式教學,調動學生學習的積極性,提升學生對實驗課的興趣,推動了以教師為中心的教學模式向以學生為中心的實驗教學模式的轉變,推動了學生由被動式的學習方式向探索式學習和研究式學習的轉變。這樣的嘗試是一個有利于物理實驗課教學,有利于學生培養,有利于課程建設的有效措施,可以在實施過程中不斷地總結經驗,創造新的模式,達到更高教學目標。大學物理實驗課程的改革,是一個不斷完善、發展和創新的過程,需要用現代化的教育理念為指導來豐富教學內容、改革教學方法與教學手段,提高課程的教學效果。所以,大學物理實驗課程的改革應該將學生的討論式學習模式作為一個重要的內容加以完善,以學生的培養為本,以素質教育為要務,培養學生的實踐能力,分析問題解決問題的能力和創新的能力。激發學生學習的主動性和積極性,使之學會對科學規律的主動發現、主動探索和主動掌握,實現教與學的良性互動,創建大學物理實驗教學的新模式。
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