汪小剛

(浙江農(nóng)林大學(xué)理學(xué)院 浙江 杭州 311300)

1 引言

在農(nóng)林類高等院校中，大學(xué)物理是一門公共基礎(chǔ)課.通過(guò)該課程的教學(xué)，使生物、農(nóng)林類等各專業(yè)的學(xué)生掌握必備的流體力學(xué)、表面現(xiàn)象、熱力學(xué)和光學(xué)等基本知識(shí)、基本理論，為今后學(xué)習(xí)其他專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課打好基礎(chǔ).但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，大學(xué)物理課程授課教師往往把基礎(chǔ)知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授作為課堂上唯一的任務(wù)，采用填鴨式灌輸?shù)慕虒W(xué)模式.這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式使得學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，失去學(xué)習(xí)興趣和積極性，也不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)[1].如何真正地在授課過(guò)程實(shí)現(xiàn)物理課程培養(yǎng)學(xué)生“思維能力和解決問(wèn)題的能力”的作用，從教學(xué)方法上下功夫的同時(shí)，有必要首先對(duì)教學(xué)的內(nèi)容和流程進(jìn)行全面的設(shè)計(jì).授課教師不僅僅只關(guān)注某一節(jié)內(nèi)容的講解，而更應(yīng)該根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的歸類，從整體上進(jìn)行把握.

下面以第一章“流體的運(yùn)動(dòng)”[2]為例，重點(diǎn)說(shuō)明如何對(duì)教學(xué)的內(nèi)容和流程進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，以求實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生思維能力和解決問(wèn)題能力的目的.

2 授課思路——步步設(shè)疑層層深入

首先應(yīng)該根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的歸類從整體上進(jìn)行把握教學(xué)內(nèi)容.如圖1所示，對(duì)“流體的運(yùn)動(dòng)”這一章在整體上進(jìn)行了分析，授課思路確立為步步設(shè)疑、層層深入.同時(shí)，緊緊圍繞實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生思維能力這一目標(biāo)，步步設(shè)疑，層層深入的授課思路也將貫穿于在每堂課的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中.

圖1 教學(xué)內(nèi)容的整體把握

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和上述授課思路，這一章的教學(xué)重點(diǎn)被確定為：理想流體模型、連續(xù)性原理、伯努利方程、牛頓粘滯定律、湍流；教學(xué)難點(diǎn)有：粘滯系數(shù)、雷諾數(shù)、泊肅葉公式、斯托克斯定律.

3 教學(xué)策略的設(shè)計(jì)

在這一章的教學(xué)中，筆者設(shè)定的教學(xué)策略可以概括為以下幾點(diǎn).

(1)培養(yǎng)思維能力是主旨.授課要求步步設(shè)疑，層層深入；從問(wèn)題開(kāi)始，到問(wèn)題結(jié)束.

(2)潛移默化，注入科技英語(yǔ).我校的大學(xué)物理課程目前不屬于雙語(yǔ)教學(xué)，但為了讓學(xué)生能夠初步接觸一些專業(yè)科技詞匯，在授課課件中，對(duì)每一章每一節(jié)的重要物理名詞都加上英文詞匯的標(biāo)注.例如流線(stream line)，湍流(turbulent flow)等，又如采用英文介紹有關(guān)物理學(xué)家的生平事跡.

(3)聯(lián)系專業(yè)，拓展知識(shí).在本章最后一節(jié)課還安排介紹了流體力學(xué)在食品加工貯藏中的應(yīng)用，以及沉降分離和離心分離，拓展學(xué)生的知識(shí)面.

4 具體教學(xué)流程設(shè)計(jì)

在確立授課思路和教學(xué)策略的基礎(chǔ)上，圍繞具體的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)教學(xué)流程進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì).在實(shí)際授課過(guò)程中采用的教學(xué)流程可以用下圖2表示.

圖2 課堂教學(xué)流程

首先通過(guò)知識(shí)點(diǎn)的回顧，設(shè)置疑問(wèn)，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法引入新課.以第三節(jié)“粘滯流體的流動(dòng)”為例，一開(kāi)始對(duì)前一次課的知識(shí)重點(diǎn)——連續(xù)性方程以及伯努利方程進(jìn)行了簡(jiǎn)短的回顧，接著提出問(wèn)題：以上兩方程的確立都有一個(gè)條件——理想流體，即流體的不可壓縮、完全無(wú)粘滯力.而實(shí)際流體與理想流體當(dāng)然不一樣，即具有粘滯性，那么如何比較實(shí)際流體的粘滯性？實(shí)際流體又將怎樣運(yùn)動(dòng)的？圖3為授課課件的截圖，通過(guò)以上問(wèn)題，自然而然地引入新的內(nèi)容——粘滯流體的流動(dòng).

教學(xué)流程的第三個(gè)環(huán)節(jié)——課堂展開(kāi)的內(nèi)容便是粘滯力和粘滯系數(shù)的介紹.課堂的展開(kāi)其實(shí)就是對(duì)上述問(wèn)題中第一個(gè)問(wèn)題的回答.

圖3 課堂教學(xué)流程之引入課題

而第二個(gè)問(wèn)題，即實(shí)際流體又將怎樣運(yùn)動(dòng)則是本節(jié)內(nèi)容的深入.在演示實(shí)際流體運(yùn)動(dòng)的圖片之后，又采用設(shè)置疑問(wèn)的方式加以引導(dǎo)，既然實(shí)際流體有層流和湍流兩種不同的形式，那么怎樣才能夠形成湍流呢？形成的條件可以具體計(jì)算么？由此，學(xué)生進(jìn)入湍流和雷諾數(shù)的學(xué)習(xí).在例題講解結(jié)束之后，理論聯(lián)系實(shí)際，介紹雷諾數(shù)在現(xiàn)實(shí)中，如風(fēng)洞試驗(yàn)等的重要作用.圖4為授課課件的部分截圖.

圖4 課堂教學(xué)流程之深入

課堂教學(xué)流程的第五個(gè)環(huán)節(jié)是小結(jié).在對(duì)本節(jié)知識(shí)作簡(jiǎn)要的總結(jié)后同樣的以問(wèn)題結(jié)束：粘滯流體的運(yùn)動(dòng)具有怎樣的基本規(guī)律？這為引出第一章第4節(jié)的內(nèi)容作了鋪墊.

單純的物理知識(shí)的教育只是初級(jí)的物理教學(xué)，而科學(xué)探索的物理教育則可以認(rèn)為是高級(jí)物理教育[3].一般的教學(xué)流程設(shè)計(jì)最后的一個(gè)環(huán)節(jié)是小結(jié).不過(guò)在我們的流程中，最后一個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置為知識(shí)拓展.其內(nèi)容包括科學(xué)家和相關(guān)歷史的介紹，另外還有科學(xué)前沿介紹等.讓學(xué)生經(jīng)過(guò)緊張的知識(shí)學(xué)習(xí)后放松心情，感受物理的人文氣息，提升學(xué)生對(duì)物理的好感.下課之前，除了布置作業(yè)之外，還增加了與授課內(nèi)容相聯(lián)系的趣味小問(wèn)題，寓教于樂(lè)，留有余味.圖5為該環(huán)節(jié)所使用的授課課件的部分截圖.

圖5 課堂教學(xué)流程之知識(shí)拓展

5 結(jié)束語(yǔ)

大學(xué)物理課程對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生思維能力和解決問(wèn)題的能力有著不可忽視的作用.除了進(jìn)行教學(xué)方法的改革之外，從教學(xué)的內(nèi)容和流程上進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)是首先要做的工作.精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程，步步設(shè)疑，層層深入，最大程度地發(fā)揮大學(xué)物理課程培養(yǎng)學(xué)生思維能力的功能.

參考文獻(xiàn)

1 陳建軍，孺牛，譚佐軍，盧軍.農(nóng)林類大學(xué)物理自主導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的研究.物理與工程,2008，18(5)：59

2 楊宏偉.物理學(xué).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2010

3 宋峰，李川勇，王慧田.物理教學(xué)中讓學(xué)生感知科學(xué)探索過(guò)程，提高認(rèn)知水平，培養(yǎng)物理思維能力.大學(xué)物理，2009，28(12)：43