大学物理教学中深入浅出的探索实践

来源 :中国教师与教育教学研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SparrowHawk
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  【摘要】深入浅出的课堂教学是学生之期盼,是教师之追求。本文结合大学物理的课程教学,从深入研究内容,让知识浅出;深入研究课程,让方法浅出;深入研究学生,让个性浅出三个方面探讨了如何实践深入浅出的教学。
  【关键词】深入浅出;教学内容;教学方法
  曾经有教育前辈将大学教师概括为四种[1]:(1)深入浅出型。教师如果“深入”研究所讲授的课程,教学时呈现的就是“浅出”——能用浅显、生动的语言讲述深奥的内容”;(2)深入深出型。教师对课程的研究很“深入”,对教学内容的理解也透彻,但呈现给学生的却是“高深莫测”;(3)浅入浅出型。有的教师不认真研究教学内容,在教学上不投入精力,虽然是“浅入”甚至“不入”,但照样敢“出”, 在课堂上将书本或PPT上的内容读一遍,完全没有自己的见解,纯粹是“照本宣科”;(4)浅入深出型。教师对所讲授的课程研究的不深入,由于自己对所讲内容也不明白,在上课时只能用晦涩难懂的语言使简单的问题越来越深奥,这就是“深出”,到最后教师越讲越不知所云,学生越听越稀里糊涂。因此我们说,深入浅出的教学滋味长,深入深出的话语雾气重,浅入浅出的课堂没发展,浅入深出的老师忽悠人。很显然深入浅出的课堂教学是学生之期盼,是教师之追求。
  要怎样才能做到深入浅出呢?我结合自己讲授的“大学物理”课程的教学实践谈谈体会,认为可以从以下三方面考虑:
  1.深入研究理论,让知识浅出
  华罗庚教授用怎样泡茶最省时间讲授统筹方法,连文化不高的工人都能一听就明白;爱因斯坦讲相对论,连他的司机都可以听懂,甚至可以绘声绘色地复述。华罗庚、爱因斯坦都是大科学家,站在科学研究某领域的最前沿,他们能把最前沿的科学知识讲得几乎所有人都能接受。这说明无论怎样抽象的理论都可以直观而浅显地表达出来,关键需要讲授者面对不同的对象提炼出合理的讲授方法。
  物理学是整个自然科学的基础,物理学的思想方法和研究方法几乎应用于自然科学的每一个领域,同时物理学也是产生近代高新技术的主要源泉。大学物理教学的主要目的就是要提高学生的科学素质,著名的德国物理学家劳厄(M.Von Laue)谈教育时说,重要的不是获得知识,而是发展思维能力。我们知道,思维能力不能由传递──接受的。
  方式由教师给予,只能靠学生在参与的过程中逐步形成和发展。由于大学物理知识面广,数学处理比较复杂,学生不喜欢大学物理的现象比较普遍,甚至有“物理=无理”的说法。作为教师,课堂教学的首要任务就是要激发学生的好奇心和求知欲,吸引学生参与到课堂教学中。教师应该深入钻研教材,吃透物理原理,精心设计教案,将学生感觉抽象难懂的理论知识用大众化、生活化的案例反映出来。例如:在讲授万有引力定律时,先播放发射人造卫星的视频,再切入正题;在讲授电磁学时,先讲回旋加速器,无线通信等。牢牢吸引学生的注意力,激发学生去探求原理的欲望。
  因此,我们在备课时努力钻研课程的教学内容和方法,以案例为线索安排授课方案。比如在讲授牛顿运动定律时,就以“在悬崖边扔下石头听回声记下时间t,测量山崖高度”为案例,这在物理学上是一个比较简单的问题,我们希望通过这样一个简单的案例,循序渐进的求解,让同学们很轻松的学习物理问题用数学模型求解的方法。
  首先,将问题理想化成石头的自由落体运动,用中学物理学过h=112gt2的就能计算出山崖高度h1,用初等数学就可以得出一个粗略的答案;第二,除去地球吸引力外,还要考虑对石块下落影响最大的空气阻力。根据流体力学知识,空气阻力正比于石块下落的速度,阻力系数K为常数,因而,由牛顿第二定律可得:F=mdv1dt=mg-Kv,这是一个一阶微分方程,再根据已知的初始条件就可进行求解得到,求解过程中需要用到高等数学的知识;第三,考虑人的反应时间,t=t1+t2,又得到了进一步的解h3;第四,考虑石块落地发出声音后,要考虑声速,也就是声音要经过一段传播时间才能传到人耳,t=t1+t2+t3,这样可以利用第二、三步的计算,还有声音传播速度的计算,建立一个方程组,求解后得到h4。这样,通过一步步从理想化到越来越接近真实情况的假设,得到了越来越准确的结论,h1→h2→h3→h4。如果我们一开始就考虑得非常细致、完整,有可能很多同学就无法建立数学模型,甚至放弃。而这样一步一步由浅入深,大多数同学都很容易接受,感觉到物理学就在自己身边,自己也可以驾驭,而不是一门玄而又玄的抽象的课程。
  2.深入研究课程,让方法浅出
  物理学是高校理工科学生必须掌握的基础课程之一,却普遍存在大学物理课程难学难教的情况,分析原因主要有三:物理学的实用性不如专业课程,难以激发学生学习的积极性;大学物理课程偏重理论,许多内容抽象难懂,甚至有的学校没有相应的实验课程, 教学和实验分离,难以激发学生学习的兴趣;传统的注入式教学方式制约了学生主观能动性的培养。
  针对这种现状,为加强课堂教学的丰富性,我们制作了一些演示物理现象的FLASH动画、MATLAB/GUI课件,辅助理论介绍和数学计算,使理论的讲授更生动、直观,学生易于理解、接受,激发学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性。例如,对于波动光学的经典的杨氏双缝干涉实验,编程制作了基于MATLAB的图形用户接口(Graphical User Interface,GUI),如图1所示。
  在GUI界面上,通过调节3个滑动条,观察改变波长、屏缝间距、双缝间距对干涉条纹的影响。增加波长,中央明纹位置不变,干涉条纹变得稀疏;增加屏缝间距,中央明纹位置不变,干涉条纹变得稀疏;增加双缝间距,中央明纹位置不变,干涉条纹变得密集;反之,则有相反的现象出现。该仿真实验的显示结果可使同学们更直观的理解条纹间距。△χ=Dλ1d
  图1 双缝干涉GUI运行界面3.深入研究学生,让个性浅出
  教师的主导作用和学生的主体地位在现行教学制度下,教师在教学中起支配作用、决定作用。根据教学大纲和教材内容,由教师确定教学方式、方法和进程,其结果和质量都是通过教师所组织的教学活动来实现的。教师是教学活动的组织者,教学规律的体现者,思维活动的启发者。
  如果教师不研究学生个体,只是简单地将学生分为好、中、差三类,好的给与关注,差的置之不理,授课不能面向全体学生,这样就不能把学生的主体作用很好地体现出来,肯定难以达到理想的教学效果。提出教育目标分类学(布鲁姆分类学)的美国心理学家本杰明·布鲁姆(Benjamin Bloom)认为:学生成功地学习一门学科与他的情感特征有较高的相关[2]。在教学中,教师要善于创设问题情境,根据学生实际设计一些不同层次的问题,鼓励学生各抒己见,畅所欲言,敢于对事物做出独立的判断,引导学生从不同侧面,以不同方式去思考问题,教师要对学生的思维过程进行引导,及时发现一些典型错误,引导学生去分析这些错误所导致的后果,并适时地出具科学的资料和正确的结论。无论学生的判断离科学实际有多远,都要给予鼓励,教师在学生的充分表述之后,师生互动,生生互动,多向交流,使学生的思维更活跃、更开阔。另外还要注意鼓励学生一题多解或多证,充分发挥学生的个性,让学生的思想相互渗透,智力相互激发。逐步培养学生从单一思维向综合思维发展,让学生体验到独立思考的成就感,在成功中体验学习的乐趣。由于一次又一次的成功,学习的愿望得到加强,成就动逐渐形成,学习的内驱力就会大大增强[2]。学生的能力倾向差异只不过是一种学习速度的差异,而不是智能的差异,只要教师提供足够的时间和恰当的帮助,大多数的学生都能达到教学目标,获得优异的成绩。因此,教师的教学必须面向全体学生,对每一名学生负责,使所有的学生都尽可能达到教学要求。在课下多与学生交流,了解学生的心声,进行个别辅导。通过日积月累,不同层次的学生思维得到锻炼,潜能得到开发,个性得到发展。
  总之,课上的“浅出”源于教师课前的“深入”。深入浅出,体现了教师严谨的敬业精神、扎实的专业素养与灵活驾驭课堂的教学智慧。我们推崇课前挖井、课上涌泉的做法,深入浅出的教学是全体教师的追求。
  【参考文献】
  [1]顾文亚,深入浅出话课堂,江苏教育研究[J],2008.3
  [2]洛林.安德森,布卢姆教育目标分类学[M],北京:外语教学与研究出版社,2009.11浅
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