摘要:本文簡(jiǎn)單介紹了近年來(lái)高校大學(xué)物理教學(xué)改革涉及的內(nèi)容、手段以及形式等,說(shuō)明大學(xué)物理課程教學(xué)改革是一項(xiàng)持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期工作。
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理教學(xué)改革信息技術(shù)交互式課堂
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)03(c)-0000-00
科技不斷進(jìn)步,社會(huì)對(duì)人才的需求也在不斷變化。21世紀(jì)高校蓬勃發(fā)展,為滿足社會(huì)的需求,其培養(yǎng)模式也在不斷適應(yīng)社會(huì)。21世紀(jì)的高等教育已經(jīng)由精英教育向大眾化教育轉(zhuǎn)變,作為本世紀(jì)初興起的獨(dú)立本科院校及絕大部分地方高校的培養(yǎng)目標(biāo)就是為社會(huì)輸送應(yīng)用型人才。應(yīng)用型人才大多是理工科出身的畢業(yè)生,而大學(xué)物理是理工科各專業(yè)必修的公共基礎(chǔ)課之一,但近年來(lái)越來(lái)越不受重視,課時(shí)受到嚴(yán)重壓縮。事實(shí)上大學(xué)物理是基礎(chǔ)學(xué)科,就基礎(chǔ)學(xué)科的地位而言,其研究成果的數(shù)量和質(zhì)量決定著一個(gè)國(guó)家的科學(xué)水平,因此多年來(lái)我們一直向物理學(xué)術(shù)方向發(fā)展,這與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是相違背的。就目前我國(guó)社會(huì)的需求來(lái)看,大學(xué)本科階段如果有比較堅(jiān)實(shí)的理科做基礎(chǔ),畢業(yè)生更易受到社會(huì)的認(rèn)可,所以物理教學(xué)也成為必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。事實(shí)上,近年來(lái)高校已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注物理教學(xué)的一系列問(wèn)題,許多教師在課時(shí)非常緊張的情況下為了保證教學(xué)質(zhì)量不隨之下降,做了很多關(guān)于物理教學(xué)的改革。
1 大學(xué)物理課程的教學(xué)現(xiàn)狀
應(yīng)用型人才是指利用科學(xué)原理為社會(huì)創(chuàng)造直接效益的人才,他們的主要任務(wù)是將科學(xué)原理或新發(fā)現(xiàn)的知識(shí)直接用于與社會(huì)生產(chǎn)密切相關(guān)的社會(huì)實(shí)踐領(lǐng)域[1,2]。而準(zhǔn)應(yīng)用型人才的主體,大多來(lái)自地方性院校和獨(dú)立學(xué)院中的理工科學(xué)生,但他們?cè)诖髮W(xué)物理課程的學(xué)習(xí)上遇到很多困難。比如:絕大部分學(xué)生認(rèn)為物理很艱澀且實(shí)用性不大,導(dǎo)致學(xué)習(xí)沒(méi)有激情,缺乏主動(dòng)性,所以就總體而言大學(xué)物理的教學(xué)效果是不理想的。
2 大學(xué)物理教學(xué)改革
針對(duì)上述狀況,教學(xué)工作者首先就在更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新意識(shí)等這些方面下功夫,這也一直是 “大學(xué)物理學(xué)”課程改革與建設(shè)的重點(diǎn)。絕大部分地方高校和獨(dú)立學(xué)院中的大學(xué)物理教學(xué)也圍繞應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),大刀闊斧地進(jìn)行教學(xué)改革。本文簡(jiǎn)單介紹了這些年關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)改革的工作。
2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革
提高教學(xué)質(zhì)量首要的就是選擇一本合適的教材。市場(chǎng)上有很多大學(xué)物理教材及輔導(dǎo)材料,分別針對(duì)不同層次的學(xué)生,包括重點(diǎn)大學(xué)、一般地方性大學(xué)、獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生甚至網(wǎng)絡(luò)、自考等學(xué)生。對(duì)于獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)生的特點(diǎn)是基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,學(xué)習(xí)依賴性強(qiáng),自信心不足,所以選擇一套內(nèi)容全面、高深的大學(xué)物理教材,不會(huì)增加他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,甚至可能還有副作用。但如果選擇一套合適的教材在教學(xué)過(guò)程中可能起到事半功倍的作用,仍以獨(dú)立學(xué)院來(lái)說(shuō),內(nèi)容相對(duì)淺顯、插圖形象、重點(diǎn)明確的教材可能更恰當(dāng)。選擇這類教材,大部分學(xué)生才有可能在課余時(shí)間看書,這就是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的表現(xiàn)之一。
其次大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容上也相應(yīng)做了一些變動(dòng)。高校中大學(xué)物理是工科學(xué)生的必修課之一,且是學(xué)習(xí)其他專業(yè)基礎(chǔ)課的前提。但是大學(xué)物理課程本身的特點(diǎn)是內(nèi)容多而雜、概念抽象、理解困難,而工科是許多應(yīng)用型學(xué)科的總稱,后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)只是涉及到大學(xué)物理的部分內(nèi)容,而不是全部,所以針對(duì)不同的專業(yè),在大學(xué)物理的教學(xué)中除了做到面面俱到之外還要注意有側(cè)重點(diǎn)。比如:對(duì)土木工程的學(xué)生來(lái)講,力學(xué)部分非常重要;對(duì)于電信專業(yè)的學(xué)生來(lái)講,可能電磁學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課關(guān)系更加緊密。有教師做過(guò)對(duì)比,對(duì)于后續(xù)課程有幫助的內(nèi)容,學(xué)生就到課率、學(xué)習(xí)態(tài)度、上課的互動(dòng)以及最后的教學(xué)效果來(lái)看,相比其他內(nèi)容要好很多。所以大學(xué)物理的教學(xué)工作,針對(duì)不同的專業(yè)特點(diǎn),課時(shí)安排上可以作相應(yīng)的調(diào)整。這一工作已經(jīng)在很多院校進(jìn)行了,把大學(xué)物理分成A、B、C等幾個(gè)類別,每一類別就內(nèi)容、課時(shí)安排和教學(xué)目標(biāo)上都有所側(cè)重,根據(jù)不同的專業(yè),選擇不同的類別。
2.2 教學(xué)手段的改革
信息技術(shù)引入大學(xué)物理課程教學(xué),在抽象的概念和形象的圖像之間的建立了聯(lián)系,有效豐富教學(xué)資源的同時(shí)還可最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生對(duì)物理概念的理解,增強(qiáng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力。
信息技術(shù)用于教學(xué)最常見(jiàn)的就是多媒體技術(shù),最簡(jiǎn)單的多媒體可以展示圖片,這些圖片對(duì)理解物理概念有輔助作用。例如動(dòng)量與質(zhì)量和速度兩者都有關(guān),可以通過(guò)圖片說(shuō)明現(xiàn)實(shí)生活中如果超載或者超速都會(huì)引起動(dòng)量變大而增加其危險(xiǎn)性,這樣一來(lái)物理概念就與生活聯(lián)系起來(lái)。靜態(tài)的圖片之后,動(dòng)畫隨后也發(fā)展起來(lái),先有平面動(dòng)畫,如flash。Flash中還可以通過(guò)添加圖片、聲音、視頻等特殊效果,使應(yīng)用程序更加豐富。平面動(dòng)畫用簡(jiǎn)單的形式表現(xiàn)物理概念,比方光柵衍射的演示可以說(shuō)明光柵衍射是由單縫衍射和縫間干涉結(jié)合起來(lái)的綜合效果以及明確缺級(jí)的概念。最近兩年教改工作者正在努力嘗試建立起三維仿真物理教學(xué)模型。這種三維的仿真物理教學(xué)模型,采用軟件模擬物理概念及實(shí)驗(yàn)全過(guò)程[3],使其具體化、生動(dòng)化、數(shù)據(jù)化、可視化,從而突破了實(shí)際課堂上物理內(nèi)容演示所受的課時(shí)、場(chǎng)地等條件和環(huán)境的種種限制。三維立體模型功能強(qiáng)大,它具有旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等功能,使用也方便、廣泛,如把它嵌入電子教案,因?yàn)樾蜗笾庇^可以在課堂上與學(xué)生全面互動(dòng),從多個(gè)角度觀察、理解物理概念及物理過(guò)程的變化情況;它還方便插入到網(wǎng)頁(yè)中,在網(wǎng)絡(luò)中觀察,作為網(wǎng)站建設(shè)的資源。相信三維立體物理模型如全面投入使用,那在物理課程教學(xué)的改革中能產(chǎn)生極大的正面效果??傊?,信息技術(shù)的引入對(duì)于“大學(xué)物理學(xué)”課程教學(xué)的改革有著非常積極的促進(jìn)作用,一方面對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),有助于他們自主學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展,另一方面對(duì)教師來(lái)講,有助于在教學(xué)過(guò)程中更好地實(shí)施啟發(fā)式、討論式和探究式教學(xué)[3],及對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。
2.3 教學(xué)形式的改革
課堂的教學(xué)形式與上世紀(jì)相比已有絕大改觀。電子教案的使用使得教學(xué)變得靈活多變,主要表現(xiàn)在電子教案中可以方便的插入圖片、動(dòng)畫甚至物理模型,使得物理教案內(nèi)容豐富、形式多樣。但是長(zhǎng)期使用會(huì)使教師越來(lái)越依賴電子教案,而使教學(xué)變得呆板、匠氣,還有更關(guān)鍵的一點(diǎn)是,課時(shí)緊張信息量大的情況下,只能通過(guò)提高教學(xué)的速度來(lái)完成教學(xué)內(nèi)容,這會(huì)使得學(xué)生在物理概念理解等方面出現(xiàn)困難。物理概念的掌握程度直接影響了學(xué)生解題的正確率和對(duì)物理知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。1893年J.M.Rice做過(guò)關(guān)于認(rèn)知的研究發(fā)現(xiàn)[4],小孩在記憶幾何的形狀和規(guī)格參數(shù)時(shí),他們只需被告知形狀的名稱和說(shuō)話的方式,而不需要一個(gè)讓孩子單獨(dú)理解、思考的過(guò)程,但是隨著年齡的增長(zhǎng),理解思考甚至想象越來(lái)越重要?,F(xiàn)在面對(duì)的是大一大二的學(xué)生,這個(gè)年齡的人記憶,早已脫離了死記硬背的階段,對(duì)知識(shí)的掌握更需要理解。而學(xué)習(xí)物理,首先一個(gè)就是對(duì)物理概念的深刻理解。有人做過(guò)問(wèn)卷調(diào)查,給相當(dāng)多數(shù)量的學(xué)生做關(guān)于物理概念的試卷,考察其掌握程度,試卷采用多項(xiàng)選擇題的形式[5],但其結(jié)果是工科物理學(xué)生,特別是獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生其得分是相當(dāng)?shù)偷摹=换ナ秸n堂隨之發(fā)展起來(lái),這類課堂更關(guān)注學(xué)生的參與程度。在課堂上教師與學(xué)生有互動(dòng),學(xué)生不再是處于被動(dòng)的地位,而是學(xué)習(xí)的主體。課堂上通過(guò)回憶、啟發(fā)、問(wèn)答等方式,通過(guò)圖片的展示、平面動(dòng)畫的放映甚至物理模型的變形縮放、角度的轉(zhuǎn)換等加深對(duì)物理概念及物理變化過(guò)程的理解。這種交互式的課堂能盡可能的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性。因此,交互式課堂的采用就教學(xué)效果上講比傳統(tǒng)文化課程教學(xué)更有優(yōu)勢(shì),最明顯的例子就是考試成績(jī)明顯要高。
網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到社會(huì)的各行各業(yè),網(wǎng)站的建設(shè)是大學(xué)物理教學(xué)改革的又一形式。大學(xué)物理課程教學(xué)網(wǎng)站,其內(nèi)容覆蓋課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐等多個(gè)環(huán)節(jié):包括主頁(yè)、物理資源、輔導(dǎo)系統(tǒng)、學(xué)生作品等模塊,把課堂從教室內(nèi)延伸至教室外甚至是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)世界,極大地拓展了學(xué)生的視野。大學(xué)物理課程教學(xué)網(wǎng)站的建立目標(biāo)是整合教學(xué)資源,為進(jìn)行多方位的教學(xué)方法和教學(xué)手段提供一個(gè)完善的教學(xué)平臺(tái),從而提高學(xué)生的信息素養(yǎng)、探索能力以及創(chuàng)新思維能力。
3 結(jié)論
大學(xué)物理教學(xué)改革是一個(gè)循序漸進(jìn)、與時(shí)俱進(jìn)的過(guò)程,所以現(xiàn)階段教學(xué)改革還遠(yuǎn)不能說(shuō)成功,還有待發(fā)展和改進(jìn)的地方,譬如:實(shí)時(shí)反饋機(jī)制還不夠完善,有很大深入工作的空間。
總之,教學(xué)內(nèi)容、手段、方法的發(fā)展和改進(jìn)能夠有效提高教與學(xué)。對(duì)學(xué)生而言,學(xué)習(xí)物理的積極性、主動(dòng)性提高,物理知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力有所提高,更有利于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí);對(duì)教師來(lái)講,在教學(xué)改革的過(guò)程更加了解學(xué)生,從而在以后的教學(xué)中更能夠做到有的放矢,提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量,更好的服務(wù)基礎(chǔ)學(xué)科的教學(xué)。
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