傅春花
(揚州大學廣陵學院,江蘇 揚州 225002)
目前,在絕大多數(shù)本??圃盒V?,對于理學、醫(yī)學、農(nóng)學、工學等專業(yè),都會開設(shè)大學基礎(chǔ)物理。因此,大學基礎(chǔ)物理成為很多專業(yè)一門必修的公共基礎(chǔ)課,尤其對于理工科專業(yè),大學物理課的重要性不言而喻。
然而,大學物理教與學的現(xiàn)狀卻不容樂觀。由于課時短缺、內(nèi)容龐大,導(dǎo)致現(xiàn)在的教學是“滿堂灌”、“填鴨式”。學生感到學習很困難,上課毫無反應(yīng),也無所適從。即便被動接受課堂灌輸?shù)闹R,效果也不好。甚至出現(xiàn)課上聽不懂、課下看不懂的狀況。深究其原因,除了課程本身的難度以外,不難想到也許是我們的教學方式、課程的設(shè)置與安排需要改進。因為傳統(tǒng)的教學方式,完全忽略了學生的主動性和參與性,學生總是處在被動接受知識的狀態(tài),跟隨教師的思路,從而獲得知識,失去了主動性地位。而教學的另一方——教師,也感到與學生的互動交流困難,課堂的進行、知識的傳授較吃力。
物理學的發(fā)展史告訴我們,物理是一門實驗和科學思維相結(jié)合的科學。實驗是物理學的基礎(chǔ),科學思維是物理學的生命。在物理學中,概念的形成,規(guī)律的發(fā)現(xiàn),理論的建立,都有其堅實的基礎(chǔ)。任何物理理論的真理性,都需要通過實驗的檢驗,物理實驗不僅是物理學的理論基礎(chǔ),也是物理學發(fā)展的基本動力,是啟迪物理思維的源泉,很多重要的物理思想就是在物理實驗的基礎(chǔ)上涌現(xiàn)出來的。例如,盧瑟福建立的原子核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)是 粒子散色實驗出現(xiàn)的大角度散色現(xiàn)象。物理學的發(fā)展充分表明,實驗不僅是一種研究物理問題的重要手段,而且是物理學的一種基本思想和基本觀點。另一方面,在物理學中,觀察實驗也離不開科學思維,無論是實驗方案的設(shè)計、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據(jù)的采集、實驗結(jié)果的分析、實驗結(jié)論的得出,還是理論研究中的推理論證、概括和總結(jié),都必須經(jīng)過科學的思維。物理學是觀察實驗和科學思維相結(jié)合的產(chǎn)物,物理模型的提出,物理概念的形成,物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn),物理理論的建立,都是在大量的觀察實驗的基礎(chǔ)上進行科學思維的結(jié)果,科學思維對物理學的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。因此,物理學具有很強的實踐性和探索性,物理學的發(fā)展需要進行不斷的探索與實驗。
我國的教育從小學開始就注重培養(yǎng)學生的動手能力,安排了很多相關(guān)的課程,例如綜合實踐活動課就是一門實踐性很強的綜合性學科,課堂要求學生既動腦又動手。到了初、高中階段,實驗實踐性的課程更多。因此,到了大學階段,對大學生而言,已具備一定的自學能力和實踐水平。他們所欠缺的可能更多的是獨立思考的能力和科學的思維。而探究式教學不僅有利于激發(fā)學生的學習興趣和學習的主動性,更能訓練學生的科學思維、獨立思考,培養(yǎng)學生合作能力、實踐能力等。
在勻強磁場中,放置一塊通有電流 的矩形截面的導(dǎo)電板,且磁感強度 的方向與電流的方向垂直,則在平板的上下表面間產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象被稱為“霍爾效應(yīng)”。美國物理學家霍爾于1879 年在實驗中發(fā)現(xiàn),當電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時,在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差,這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng),產(chǎn)生的電勢差也被叫做霍爾電勢差?!盎魻栃?yīng)”的發(fā)現(xiàn)來源于實驗實踐之中,霍爾電勢差的測量、霍爾系數(shù)等的測定,也需要通過實驗去完成。
而目前對于霍爾效應(yīng)的教學,大都是先通過理論課的灌輸,借助多媒體的演示和分析來進行的。理論課結(jié)束后,雖然,安排了大學物理實驗課,但是最大的問題在于,理論課和實驗課是分開獨立進行的,一般由不同的老師承擔教學任務(wù),實驗課的進度一般晚于理論課,實驗的目的更多的在于重現(xiàn)或者驗證理論課上所學的知識,缺少的是探索未知的過程,不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性的思維。
因此,筆者認為,對于霍爾效應(yīng)的教學安排,完全可以在實驗室進行。首先,將學生分成若干個小組,設(shè)置一些啟發(fā)性的問題。例如,放置在勻強磁場中的導(dǎo)電板會出現(xiàn)什么變化?出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原理是什么?實驗裝置、實驗原理等均不向?qū)W生介紹,讓學生帶著問題自己動手實驗去探索實驗的各種裝置。其次,經(jīng)過一段時間,請這若干個小組分別匯報實驗的結(jié)果,解釋產(chǎn)生這些結(jié)果的原理,教師對各小組的匯報,進行考核打分。這樣,不僅激發(fā)了學生的求知欲,明確了學生的課堂的主體地位,充分調(diào)動了學生的積極性和主動性,而且有利于培養(yǎng)和訓練學生的科學性、創(chuàng)造性思維??傊?,由學生自己去探索真知,這樣的探索過程遠比直接灌輸?shù)脕淼闹R重要的多。
本文分析了大學物理的教學現(xiàn)狀,不容樂觀。提出在大學物理課中引入探究式教學模式,使教師從原來的中心角色演變成了協(xié)助指導(dǎo)角色,在探索過程中,教師對學生進行適度引導(dǎo),將實踐探索與理論講解相結(jié)合,穿插進行,充分調(diào)動學生的學習積極性,使學生成為教學的主體。最后,以霍爾效應(yīng)為例,嘗試性地探討了如何實行探究式教學。最后,對大學物理課實行探究式教學也是一項探究性的課題,需要不斷的探索和實踐。
[1]李壽松,胡經(jīng)國.物理學:熱學基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2010.
[2]衡耀付.大學物理教學開展探究式教學的探討[J].教育探索,2008(3).