大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式的探索

1、第23卷 第4期 2010年8月大 学 物 理 实 验PH Y SICA L EXPERI M ENT OF CO L LEG EVol. 23No. 4Aug. 2010文章编号:1007 2934(2010 04 0097 03大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式的探索左春英, 温 静, 关晓燕, 王乐新, 陈丽梅(黑龙江八一农垦大学, 黑龙江大庆 163319摘 要:本文结合教学工作实际指出物理演示实验是大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式, 在大学物理教学中起着积极的推进作用。针对农业院校学时有限、任务繁重的特点, 给出了一种开展物理演示实验教学的新模式。关键词:物理演示实验; 农

2、业院校; 教学模式中图分类号:G 422 文献标识码:A1 大学物理演示实验的地位和作用物理学是研究物质运动和相互作用规律的科学, 是自然科学的基础。物理运动是自然界最普遍的一种现象。对物理学进行研究, 首先就要擅于观察各种客观物理现象; 或者进行试验, 通过变革研究对象来观察由此产生的运动现象和转化情况, 从中找出规律; 再从许多表象性的规律中, 揭示基本规律, 从而获取最本质的内容, 建立较为系统的理论。物理学的理论都来源于实践, 最终又要将理论付诸实践。因此物理学理论与实践永远不能分离。在物理学理论的教学过程中, 演示实验教学是物理教学中体现物理理论阐释物理现象的一个非常重要的环节。它可

3、以充分体现出理论来源于现象而不是来源于纯粹的逻辑推导。国内外知名的、有影响的大学都十分重视这一环节。著名的诺贝尔物理学奖获得者杨振宁先生在谈到物理学教学时指出: 很多学生在学习中形成了一种印象, 以为物理学就是一些演算。演算是物理学的一部分, 但不是最重要的部分。物理学最重要的部分是与现象有关的。绝大部分物理学(概念 都是从现象中来的。现象是物理学的根源。一个人不与现象接触不一定不能做重要的工作, 但是他容易误入形式主义的歧途; 他对物理学的了解不会是切中要害的。 1从18世纪德国、法国建立了学校的演示实验室以来, 教师就经常使用仪器设备演示收稿日期:2010 01 27基金项目:黑龙江省教改

4、工程项目生动的物理现象, 物理演示实验成为物理教学中重要的教学手段和有效的教学形式2。演示实验是教师通过事先准备好的仪器与设备, 结合教学目标和要求, 完成特定的实验, 是在教师的引导下观察最主要的实验现象的教学过程。然而, 面对21世纪教学的重大改革任务, 物理演示实验教学还远远落后于形势的要求。在当前教学中, 尤其是普通高等院校的大学物理教学中尚存在着较为严重地忽视演示实验教学的倾3向, 与国外先进水平有很大的差距。大学物理作为高等院校的一门必修课, 在培养开拓型、创新型人才为主要目标的教学改革中发挥着极其重要的作用。在授课中发现, 学生对物理课的学习兴趣不大、热情不高。究其原因主要是学生

5、普遍认为大学物理抽象难懂、深奥复杂、枯燥乏味。物理演示实验能够将抽象、深奥的物理知识转变为具体、简单的趣味内容, 使模糊、枯燥、复杂难懂的内容变得清晰、生动、津津有味。另外, 物理演示实验能把学生在生产、生活中看到的和听到的现象, 通过实验手段再现出来4。通过演示实验教学能够极大地调动学生学习的积极性, 主动性以及激发学生创造的潜能。2 演示实验教学探讨2. 1 实物演示与多媒体教学相结合实物演示是指用物理演示实验仪器或者演示98大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式的探索教具进行的表演。实物演示真实、直观, 能给人身临其境之感。在讲课中可以边讲边演示, 也可提出疑问让学生思考, 然后一边演示

6、, 一边让学生观2察, 看是否与自己想象一致。所谓多媒体教学, 是指通过以计算机为核心的信息技术对与教学有关的文字、数据、图形、图象、动画、声音等各种媒体信息进行综合处理, 形成教学多媒体课件, 并通过大屏幕投影仪和音频功率放大器演示给学生的过程。将两者较为恰当的融合在一起, 能够使演示实验收到更好的教学效果。对于小型演示仪, 比如梦幻时钟、弹簧纵驻波演示仪, 教师可以很方便的带到教室, 边演示边教学, 启迪学生的思维, 达到事半功倍的教学效果。但是对于大型演示仪, 例如车轮演示进动, 椎体上滚等, 教师都是无法带入教室的。而且众所周知, 演示实验设备大多数都无法带入教室供授课时方便使用。另外

7、, 由于普通高等院校没有专门的大型且配备有演示实验设备的授课教室, 因此无法实现边讲解边演示的理想教学模式。对于物理演示仪, 大多数都无法方便携带。此时, 可以发挥多媒体教学的优势, 将演示实验进行录像, 课堂即用即播放, 虽然不能创设实物演示的身临其境的教学环境, 但是却具备真实、直观的特点。该方法克服了计算机仿真模拟演示(计算机仿真模拟演示是指通过设计程序进行的动画演示, 是一种现代教育手段。 完全理想化、没有考虑实际误差的弊端, 从而使学生考虑问题更周全、缜密, 思考问题更加深入、透彻。这样做能够大大提高大学物理的课堂教学效果和教学质量。采用小型演示仪与多媒体教学手段相结合的方法, 能够

8、使空洞乏味的物理知识变得生动有趣, 激发学生的学习热情。对于大型的实验演示仪再组织学生集中演示。2. 2 教师指导, 学生操作虽然演示实验主要以教师为主体, 但依然要强调学生的积极参与。针对教学时间有限, 而教学任务繁重的特点, 每组学生选出一两名作为代表(可以选平时学习热情高涨的也可以选那些学习沉闷、消极的 , 布置其查阅某个实验的相关资料, 包括原理、操作方法等, 以备演示实验课上为其他同学动手操作该实验。演示实验课上, 指导教师让负责操作的学生明确实验要点及操作注意事项后, 学生亲自动手操作。建议教师从旁指导得出相关实验现象, 尤其是当教师选择的是那些学习主动性不高, 甚至有些消极的学生

9、, 切记正面引导得出实验现象, 并给予肯定和表扬。挫折教育, 更加重要。通过学生的参与, 会使学生具有获得成功的自豪感, 而且能够培养学生的自信心和学习兴趣。兴趣是最好的指导老师。同时, 教师也可以从中发现问题, 从而能够督促教师自身不断的提高自己的业务素质, 真正做到教、学相长。2. 3 撰写论文, 提出改进方案要想使实验有更好的效果, 必须有讨论的过程, 讨论在学生之间或者学生与教师之间进行。针对学时少, 课程任务重的特点, 没有专门给学生安排讨论的时间, 而是要求学生至少写一篇自己感兴趣的实验论文。为避免学生应付了事的心态的出现, 教师提出撰写文章的相关要求:文章字数不限, 但务必写出对

10、某一实验的想法, 包括对物理现象的解释、对实验仪器提出的改进之处、相关实验的设计等。写文章的一个宗旨一定是要突出 创新 两个字。撰写文章的过程应该是对这个实验进行消化的过程。是知识的再运用与逻辑思维能力的提高过程。撰写论文的过程是想象力升华的过程, 从而为学生的创新能力的培养起到了潜移默化的作用。科技创新就要从培养创新型人才着手。如何培养创新型人才, 许多专家学者认为, 人才的培养工作有四大要素:一是明确的人才培养目标, 二是科学的人才培养模式, 三是有潜质的培养对象, 四是有一批优秀的人才培养者。撰写调研报告是开设物理演示实验一个非常重要的环节, 通过该过程的训练能够培养学生理论联系实际、创

11、新精神和实践能力, 从中可以发现有潜质的培养对象。通过此环节也能够督促教师不断地提高自身业务素质。3 教学实践我校是农业类院校, 大学物理课程在我校也是必修课之一。但是对于农科院校来说, 大学物理学没有工科类院校课时要求多, 所以在教学过程中为了抓住重点, 抓住层次, 经常会使一些老师忽视了物理教学中一些必要的环节。例如只追求知识量和知识点, 而忽略了它们的实践应用; 只追求物理的定律阐述及公式推导, 而忽略了物理定律及公式与物理现象的紧密联系等等。这些由于教学课时少而忽略一些大学物理必要的实践应用和对现象的演示将直接导致学生对大学物理学习感到枯燥乏味, 晦涩难懂。非理工科学生对于物理理论基础

12、本就薄弱, 再加之课时量少且知识要求必须掌握全面, 必然导致大部分学生即学即忘,大学物理理论与现象相结合的教学最佳模式的探索99我校将演示实验与理论教学紧密结合, 开展了以现象与理论紧密结合的教学模式探索。进行了比较对力、热、电、磁、光的相关演示实验按知识结构划分两组, 力、热分成一组, 电、磁、光分成一组, 根据实验室的实际情况, 每组实验将学生分成两大组, 每组安排大约30名学生, 这样每组实验分成两个时间段来完成。通过集中演示实验, 为学生创设了身临其境的感觉, 弥补了多媒体实验教学录像的不足。按照知识点将实验分组演示, 这样做不仅节约了教学学时, 从而为普通高校开设演示实验创造了时间上

13、的可行性条件。在两轮教学实践中, 对不同届学生进行了纵向比较。与没有开设大学物理演示实验的教学年级相比。他们的差别表现如下:(1 开设过大学物理演示实验的教学年级教学效果好。学生对掌握物理理论知识产生了极大兴趣。具体表现在课堂活跃, 课下提问增多, 平时测验成绩显著提高。(2 开设过大学物理演示实验的教学年级对物理知识掌握更加扎实, 记忆更加深刻。具体表现在大学物理实验的操作上。这是因为在我校大学物理的教学安排中, 大学物理实验是紧随大学物理理论下一学期开设的。它直接要对上学期的物理理论应用与实践, 这就要求学生对上一学期的大学物理理论有较深的印象和扎实的基础。通过对不同教学年级的比较, 可以

14、看到开设过大学物理演示实验的教学年级在操作大学物理实验的过程中涉及理论背景的问题提问相对减少。结合的精确科学。凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证, 实验是物理学的基础。演示实验为学生学习物理知识提供了必要的感性认识。通过演示实验, 能够加强学生对物理学中抽象概念的理解, 生动、形象、有趣的演示实验能够在较大程度上扩展学生的思维空间, 引起学生浓厚的学习兴趣, 也常常会带来意想不到的效果。由此, 学生的观察能力、实验能力和逻辑思维能力都会得到提高。目前, 关于演示实验开展的工作还比较粗糙, 笔者希望广大同仁都能够积极关注物理演示实验, 一起

15、来探讨如何来发挥和发展物理演示实验的功能, 共同研究物理演示实验的最佳教学形式, 真正做到提高教学质量。通过开展物理演示实验来提高学生的逻辑思维能力、实际动手操作能力、实验设计能力, 真正的为学生能够发现问题、解决问题提供最佳教学平台, 为国家培养开拓型、创新型的人才。参考文献:1 杨振宁. 杨振宁文集M . 上海:华东师范大学出版社, 1998.2 罗贤清. 演示实验在农林高校大学物理教学中的作用探讨J. 华中农业大学学报(社会科学版. 2006, (4 :129 131.3 梁竹健. 努力提高物理演示实验教学水平J. 大学物理, 1999, 18(6 :39 41. 4 兰明乾. 大学物理

16、演示实验教学研究J. 陕西师范大学学报(自然科学版. 2007, 35(11 :190 192.4 结束语物理学是一门实验科学, 是理论和实验高度Investigation about the Best Mode of Teaching Combining thePhysical Theory and Phenomenon of UniversityZU O Chun ying, WEN Jing, GU AN Xiao yan, WANG Le xin, CHEN Li mei(Heilong jiang August F irst L and Reclamat ion U niver sity, Daqing 163319Abstract:Phy sics dem onstration ex periment is the best mode of teaching com bining phy sical theory and phenom enon together, w hich is pointed out in the present paper accor ding to teaching pr actice.