论文部分内容阅读
摘 要: 大学物理是理工科一门公共基础课程,在大学教育阶段起着十分重要的作用。本文从做好大学物理与高等数学、科学思维方法和品质教育的衔接等方面,介绍了大学物理教学的几点认识,探讨如何让大学生得到全面发展。
关键词: 大学物理教学 认识 衔接
物理学是自然科学的基础,人类的生活离不开物理学。大学物理是理工科类的一门物理学基础学科,通过该课程的学习,能使学生了解物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律,为其他专业课程的学习奠定必要的物理基础,在大学教育阶段起着十分重要的作用。通过大学物理的学习,学生不仅能掌握必要的物理基础知识,而且能树立科学的世界观,培养创新思维、探索精神和科学研究方法。当前,我国高等教育大众化的步伐促进人才培养的模式发生了重大变化。因此,如何在新形势下教好大学物理这门课程,培养高素质人才,成为高校教师的一项重大挑战。对此,作为一个长期从事大学物理教学的教师,我对此谈谈在教学中的几点认识。
一、做好大学物理与高等数学的衔接
就知识体系而言,中学物理已经介绍了力学、热学、电磁学等部分内容。但是无论在广度还是在深度上,大学物理内容都有着显著的提高,而且需要运用崭新的数学工具,如导数、微积分和矢量计算,解决物理问题。大学物理是离不开高等数学的,尽管很多院校在第一学期就开设了高数课,但是很多学生还是不能运用数学知识解决具体物理问题。例如,在质点运动学中,有两类常见的求解质点运动的问题:在某一初始条件下已知质点加速度,学生不会运用积分求解运动方程;已知质点运动方程,不会运用导数求解速度和加速度。因此,在平时教学过程中,如何在传授物理知识的同时,又做好“兼职”数学老师,就成为大学物理教师的一项任务和技能。
局限于数学知识,中学物理研究的是恒量或均匀变化的问题,如恒力问题,匀变速直线运动,大学物理研究的是任意变化的量,如变力,任意曲线运动。这时,微元法方法起着桥梁作用,在dt时间内(对应微分)是恒量问题(中学阶段),在整个时间t内(对应积分)是变量问题(大学阶段)。由于大学物理是一门非物理专业的公共课程,我们应当突出物理思想与物理图像的教学,而不应把过多的精力和时间花在复杂的数学推导与演算上。费因曼曾说:“对学物理的人来讲,重要的不是如何正规严格地解微分方程,而是能猜出它们的解并理解物理意义。”能从物理角度说明问题,尽可能不用数学。例如,在讲解“时间延缓”和“长度收缩”时,我们可以从狭义相对论的两个基本原理出发,而不需要从繁琐的洛伦兹数学变换关系式推导。这样做的好处在于让学生真正明白相对论时空的物理图像,而不是纯粹的数学演算。
二、做好物理知识与科学思维方法的衔接
很多学生都有一个错误的观点,认为自己根据物理知识会做题就行,甚至一些教师让学生背知识点、进行题海战术。诚然,掌握知识点,会解物理题肯定没错,但是大学物理教育不仅于此。更重要目的在于,通过大学物理课程的学习,使学生掌握物理学研究问题的思想和方法;在获取物理知识的同时,使学生拥有的建立物理模型、定性分析与定量计算的能力;开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力,提高科学技术和整体素养。通过课程的学习,使学生掌握科学的学习方法、养成良好的学习习惯,树立辩证唯物主义的世界观、人生观和方法论。
无疑,物理知识很重要,但是对大学生来说,学会科学的思维和方法比掌握物理知识本身更重要。因此,教师平时要多收集一些对学生的科学思维和方法有启迪的素材,在授课过程中,要尽可能讲述一些科学家对某一问题的思想方法的典型内容,让学生知道物理学方法论中所用到的一些重要的基本方法和原理。例如,库仑定律和牛顿万有引力定律是如何发现的及二者的关联?爱因斯坦是怎么创立相对论的及与经典力学的关系?量子物理与经典物理的对应关系?光的微粒性与波动性?等等。在讲物理知识过程中,有机地融合这些素材,一方面能使学生产生浓厚的学习兴趣,加深对授课内容的掌握和理解,另一方面能使学生对科学家的思维方式有所了解,增加对物理学中方法的认识和运用。
三、做好物理概念与例题教学的衔接
概念教学在大学物理教学中具有关键作用。物理概念既是物理学的基石,又是物理学的支柱,占据举足轻重的地位。任何一门物理学分支的发展都离不开物理概念,如质点运动学离不开位矢、速度、加速度、动量等基本概念的支撑,热力学的发展离不开温度、内能、热量、熵等,电学的发展离不开电流、电压、电阻、电场强度、电势、电势能等。物理概念是组成物理知识体系的基本单元,原理和公式就是反映概念之间的相互联系和数量依存关系。由此可见,物理概念教学有利于学生对物理规律的掌握、对物理过程有准确的理解。同时,通过概念教学,使学生建立完整的物理知识体系,对培养学生自学能力和提高物理教学质量都有着积极的作用。
大学物理的概念多、理论性强,运用的高等数学知识较多,有些概念学生不容易掌握。要解决这个问题,除了分析理论知识外,讲解适量的例题也是非常有必要的。实际上,讲解例题是物理教学中一个不可缺少的环节。教师通过对例题的分析和演算,既教会学生分析问题的思路,又让学生学会正确解题步骤和方法,更重要的是加深学生对概念和理论的理解,提高运用所学知识解决实际问题的能力。由于大学物理课时数安排较少,完成教学任务的时间紧,选什么样的题、选多少题就非常有讲究,因此,所讲例题要有典型性和多样性的特点,典型性有利于学生对基本概念、规律的理解和消化,多样性可以开阔学生的视野和增加知识广度。同时课堂讨论很有必要,争论能激发学生的学习兴趣,提高学生的思维能力。
四、做好知识传授和品质教育的衔接
除了传授知识外,大学物理也是培养大学生优秀品质的一部好素材。物理学蕴藏着很多不同层次的美,如太阳系中八大行星共面的和谐美,雪花结构的对称美,原子中电子排布的有序美,等等。在课堂教学中,通过揭示物理之美,能强化学生的审美意识、陶冶学生审美情操、培养学生的优秀品质,从而产生科学灵感和火花。以“电磁场和电磁波”一章为例,物理学家麦克斯韦正是抓住电和磁的对称美,在总结安培定律、库仑定律、毕奥-萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律等基础上,大胆提出了“位移电流”和“感生电场”的概念,建立了经典的电磁场理论,从而使得电、磁、光得到统一。
在平时教学中,要加强团队精神、拼搏精神的品质教育,启发和激励学生。在科学技术迅速发展、科学水平不断前进的当今时代,很多科学任务必须依靠团结合作,单打独斗是不能完成的。“团结就是力量”。例如,在讲授“氢原子的波尔理论”时,我就介绍了玻尔和卢瑟福的故事:众多学者共同生活、共同学习,通过争论、质疑和辩解,使思想相撞,知识互通;不同国籍、不同民族、不同领域的学者生活在同一实验室里,团结合作,共同解决原子结构难题。结合具体物理知识,通过适时的事例,向学生阐述顽强拼搏的重要性。爱因斯坦说:“上帝分送礼物时是毫不宽容的,他只给了我骡子般的顽强。”在讲“电磁感应定律”时,让学生了解到,法拉第在实验室奋斗了十年;在讲“量子论”时,告知学生:普朗克为了解释黑体辐射现象拼搏了六年。
总之,要使学生学好大学物理这门课程,广大物理教师必须热爱学生,热爱教育,付出辛勤的劳动,熟悉教材内容,掌握科学的教学方法,才能取得良好的效果。
参考文献:
[1]崔云康,唐曙光,唐春红,吴庆春.大学物理教学中人文素质的培养[J].科技信息,2011,5:433.
[2]熊力.怎样上好大学物理习题课[J].锦州师范学院学报,2001,22(2):67.
[3]韩海波.大学物理概念学习的问题诊断与概念教学模式的探究[D].中国硕士学位论文,2007.
[4]毛骏健,顾牡.大学物理学[M].高等教育出版社,第一版,2006.
[5]张俊吉,祝启涛.对于大学物理教学的几点建议[J].科技创新导报,2016,3:152.
[4]马文蔚,周雨青.物理学教程[M].高等教育出版社(第二版),2006.
关键词: 大学物理教学 认识 衔接
物理学是自然科学的基础,人类的生活离不开物理学。大学物理是理工科类的一门物理学基础学科,通过该课程的学习,能使学生了解物质的结构、性质、相互作用及其运动的基本规律,为其他专业课程的学习奠定必要的物理基础,在大学教育阶段起着十分重要的作用。通过大学物理的学习,学生不仅能掌握必要的物理基础知识,而且能树立科学的世界观,培养创新思维、探索精神和科学研究方法。当前,我国高等教育大众化的步伐促进人才培养的模式发生了重大变化。因此,如何在新形势下教好大学物理这门课程,培养高素质人才,成为高校教师的一项重大挑战。对此,作为一个长期从事大学物理教学的教师,我对此谈谈在教学中的几点认识。
一、做好大学物理与高等数学的衔接
就知识体系而言,中学物理已经介绍了力学、热学、电磁学等部分内容。但是无论在广度还是在深度上,大学物理内容都有着显著的提高,而且需要运用崭新的数学工具,如导数、微积分和矢量计算,解决物理问题。大学物理是离不开高等数学的,尽管很多院校在第一学期就开设了高数课,但是很多学生还是不能运用数学知识解决具体物理问题。例如,在质点运动学中,有两类常见的求解质点运动的问题:在某一初始条件下已知质点加速度,学生不会运用积分求解运动方程;已知质点运动方程,不会运用导数求解速度和加速度。因此,在平时教学过程中,如何在传授物理知识的同时,又做好“兼职”数学老师,就成为大学物理教师的一项任务和技能。
局限于数学知识,中学物理研究的是恒量或均匀变化的问题,如恒力问题,匀变速直线运动,大学物理研究的是任意变化的量,如变力,任意曲线运动。这时,微元法方法起着桥梁作用,在dt时间内(对应微分)是恒量问题(中学阶段),在整个时间t内(对应积分)是变量问题(大学阶段)。由于大学物理是一门非物理专业的公共课程,我们应当突出物理思想与物理图像的教学,而不应把过多的精力和时间花在复杂的数学推导与演算上。费因曼曾说:“对学物理的人来讲,重要的不是如何正规严格地解微分方程,而是能猜出它们的解并理解物理意义。”能从物理角度说明问题,尽可能不用数学。例如,在讲解“时间延缓”和“长度收缩”时,我们可以从狭义相对论的两个基本原理出发,而不需要从繁琐的洛伦兹数学变换关系式推导。这样做的好处在于让学生真正明白相对论时空的物理图像,而不是纯粹的数学演算。
二、做好物理知识与科学思维方法的衔接
很多学生都有一个错误的观点,认为自己根据物理知识会做题就行,甚至一些教师让学生背知识点、进行题海战术。诚然,掌握知识点,会解物理题肯定没错,但是大学物理教育不仅于此。更重要目的在于,通过大学物理课程的学习,使学生掌握物理学研究问题的思想和方法;在获取物理知识的同时,使学生拥有的建立物理模型、定性分析与定量计算的能力;开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力,提高科学技术和整体素养。通过课程的学习,使学生掌握科学的学习方法、养成良好的学习习惯,树立辩证唯物主义的世界观、人生观和方法论。
无疑,物理知识很重要,但是对大学生来说,学会科学的思维和方法比掌握物理知识本身更重要。因此,教师平时要多收集一些对学生的科学思维和方法有启迪的素材,在授课过程中,要尽可能讲述一些科学家对某一问题的思想方法的典型内容,让学生知道物理学方法论中所用到的一些重要的基本方法和原理。例如,库仑定律和牛顿万有引力定律是如何发现的及二者的关联?爱因斯坦是怎么创立相对论的及与经典力学的关系?量子物理与经典物理的对应关系?光的微粒性与波动性?等等。在讲物理知识过程中,有机地融合这些素材,一方面能使学生产生浓厚的学习兴趣,加深对授课内容的掌握和理解,另一方面能使学生对科学家的思维方式有所了解,增加对物理学中方法的认识和运用。
三、做好物理概念与例题教学的衔接
概念教学在大学物理教学中具有关键作用。物理概念既是物理学的基石,又是物理学的支柱,占据举足轻重的地位。任何一门物理学分支的发展都离不开物理概念,如质点运动学离不开位矢、速度、加速度、动量等基本概念的支撑,热力学的发展离不开温度、内能、热量、熵等,电学的发展离不开电流、电压、电阻、电场强度、电势、电势能等。物理概念是组成物理知识体系的基本单元,原理和公式就是反映概念之间的相互联系和数量依存关系。由此可见,物理概念教学有利于学生对物理规律的掌握、对物理过程有准确的理解。同时,通过概念教学,使学生建立完整的物理知识体系,对培养学生自学能力和提高物理教学质量都有着积极的作用。
大学物理的概念多、理论性强,运用的高等数学知识较多,有些概念学生不容易掌握。要解决这个问题,除了分析理论知识外,讲解适量的例题也是非常有必要的。实际上,讲解例题是物理教学中一个不可缺少的环节。教师通过对例题的分析和演算,既教会学生分析问题的思路,又让学生学会正确解题步骤和方法,更重要的是加深学生对概念和理论的理解,提高运用所学知识解决实际问题的能力。由于大学物理课时数安排较少,完成教学任务的时间紧,选什么样的题、选多少题就非常有讲究,因此,所讲例题要有典型性和多样性的特点,典型性有利于学生对基本概念、规律的理解和消化,多样性可以开阔学生的视野和增加知识广度。同时课堂讨论很有必要,争论能激发学生的学习兴趣,提高学生的思维能力。
四、做好知识传授和品质教育的衔接
除了传授知识外,大学物理也是培养大学生优秀品质的一部好素材。物理学蕴藏着很多不同层次的美,如太阳系中八大行星共面的和谐美,雪花结构的对称美,原子中电子排布的有序美,等等。在课堂教学中,通过揭示物理之美,能强化学生的审美意识、陶冶学生审美情操、培养学生的优秀品质,从而产生科学灵感和火花。以“电磁场和电磁波”一章为例,物理学家麦克斯韦正是抓住电和磁的对称美,在总结安培定律、库仑定律、毕奥-萨伐尔定律、法拉第电磁感应定律等基础上,大胆提出了“位移电流”和“感生电场”的概念,建立了经典的电磁场理论,从而使得电、磁、光得到统一。
在平时教学中,要加强团队精神、拼搏精神的品质教育,启发和激励学生。在科学技术迅速发展、科学水平不断前进的当今时代,很多科学任务必须依靠团结合作,单打独斗是不能完成的。“团结就是力量”。例如,在讲授“氢原子的波尔理论”时,我就介绍了玻尔和卢瑟福的故事:众多学者共同生活、共同学习,通过争论、质疑和辩解,使思想相撞,知识互通;不同国籍、不同民族、不同领域的学者生活在同一实验室里,团结合作,共同解决原子结构难题。结合具体物理知识,通过适时的事例,向学生阐述顽强拼搏的重要性。爱因斯坦说:“上帝分送礼物时是毫不宽容的,他只给了我骡子般的顽强。”在讲“电磁感应定律”时,让学生了解到,法拉第在实验室奋斗了十年;在讲“量子论”时,告知学生:普朗克为了解释黑体辐射现象拼搏了六年。
总之,要使学生学好大学物理这门课程,广大物理教师必须热爱学生,热爱教育,付出辛勤的劳动,熟悉教材内容,掌握科学的教学方法,才能取得良好的效果。
参考文献:
[1]崔云康,唐曙光,唐春红,吴庆春.大学物理教学中人文素质的培养[J].科技信息,2011,5:433.
[2]熊力.怎样上好大学物理习题课[J].锦州师范学院学报,2001,22(2):67.
[3]韩海波.大学物理概念学习的问题诊断与概念教学模式的探究[D].中国硕士学位论文,2007.
[4]毛骏健,顾牡.大学物理学[M].高等教育出版社,第一版,2006.
[5]张俊吉,祝启涛.对于大学物理教学的几点建议[J].科技创新导报,2016,3:152.
[4]马文蔚,周雨青.物理学教程[M].高等教育出版社(第二版),2006.