蘇立波,舒仕海
(興義民族師范學(xué)院,貴州 興義 562400)
“大學(xué)物理”是高校非物理類(lèi)理工科專(zhuān)業(yè)的一門(mén)公共基礎(chǔ)課,也是師范院?;瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理基礎(chǔ),對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力要求很高。目前“大學(xué)物理”課程的教學(xué)仍然以教師傳授理論知識(shí)為主,留給學(xué)生思考的時(shí)間很少,不利于學(xué)生思維能力的發(fā)展。大一的學(xué)生還沉浸在考上大學(xué)的喜悅中,在心理上缺乏自我約束能力,一部分學(xué)生不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí),存在課堂上不認(rèn)真聽(tīng)課、低頭玩手機(jī)、對(duì)課堂上講過(guò)的內(nèi)容不及時(shí)復(fù)習(xí)、抄襲別人的作業(yè)等現(xiàn)象[1]。
“大學(xué)物理”課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式有重要意義,“大學(xué)物理”內(nèi)容對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有深遠(yuǎn)影響。課堂教學(xué)是人才培養(yǎng)的主要方式,傳統(tǒng)的教學(xué)模式包括整頓紀(jì)律、復(fù)習(xí)舊課、講解新課、小節(jié)重點(diǎn)、布置作業(yè)5個(gè)環(huán)節(jié)。社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求不斷變化,傳統(tǒng)的教學(xué)模式暴露出以下弊端:教師只關(guān)心學(xué)生的分?jǐn)?shù),忽視了陶冶學(xué)生的情操、磨煉學(xué)生的意志、培養(yǎng)學(xué)生的能力?,F(xiàn)代教學(xué)模式要求充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,使學(xué)生成為課堂的主人,既能夠鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力,又可以使教師及時(shí)了解學(xué)生的思維動(dòng)態(tài),有針對(duì)性地為學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)?!按髮W(xué)物理”課程課時(shí)少、內(nèi)容多,針對(duì)化學(xué)專(zhuān)業(yè),教師應(yīng)該重點(diǎn)講解熱學(xué)和電磁學(xué),對(duì)力學(xué)和光學(xué)只進(jìn)行簡(jiǎn)單講解?!按髮W(xué)物理”課程是以微積分、微分方程和矢量運(yùn)算為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的,教師在講授物理知識(shí)之前要先介紹相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)。
教師在上課前應(yīng)該對(duì)教學(xué)內(nèi)容有全面的認(rèn)識(shí)和了解,把物理現(xiàn)象的演示和物理學(xué)家經(jīng)歷的講授穿插在適當(dāng)?shù)牡胤?。上課時(shí),教師要把書(shū)本上的理論和生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)。在學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),可以和學(xué)生參加的軍訓(xùn)結(jié)合起來(lái)。在齊步行進(jìn)中,全班學(xué)生都應(yīng)該右手往前擺、左手往后擺;個(gè)別學(xué)生由于緊張,左右手的擺動(dòng)是反步調(diào)的,這樣就形象地解釋了同相和反相的概念。在教學(xué)過(guò)程中,教師可以加入物理學(xué)家的逸聞趣事,培養(yǎng)學(xué)生善于觀(guān)察、勤于思考的科學(xué)精神。
以理想氣體壓強(qiáng)公式的教學(xué)為例:上課鈴響了,教師把手上的空礦泉水瓶蓋擰下來(lái),問(wèn)學(xué)生可不可以把瓶蓋倒著蓋上去?學(xué)生回答不可以。然后教師在空礦泉水瓶中注滿(mǎn)水,把瓶蓋倒過(guò)來(lái)放在瓶口上,再用手指按住瓶蓋把瓶口轉(zhuǎn)向下,放手后瓶蓋并沒(méi)有掉下來(lái),學(xué)生們覺(jué)得十分神奇。
接下來(lái)教師向?qū)W生講述了“西伯利亞火車(chē)殺人奇案”:19世紀(jì)中葉,俄國(guó)為了加強(qiáng)對(duì)西伯利亞的統(tǒng)治,修筑了一條從莫斯科通往西伯利亞的鐵路。在鐵路開(kāi)通的當(dāng)天,沙皇親自乘坐首次列車(chē)沿途檢閱。當(dāng)沙皇乘坐的火車(chē)快速駛過(guò)一個(gè)小站時(shí),在鐵路邊列隊(duì)歡迎的7名鐵路員工全部被火車(chē)撞死了。這件事情被沙皇政府列為當(dāng)時(shí)的頭號(hào)政治案件,但是警察調(diào)查了很久也沒(méi)有什么結(jié)果。后來(lái)還是請(qǐng)到了正在俄國(guó)工作的瑞士空氣動(dòng)力學(xué)家伯努利,才弄清了案件的真相——是大氣壓強(qiáng)造成的。
緊接著教師向?qū)W生介紹了伯努利怎樣運(yùn)用動(dòng)量定理和統(tǒng)計(jì)假設(shè)推導(dǎo)出理想氣體的壓強(qiáng)公式[1]。
先建立一個(gè)邊長(zhǎng)分別為l1,l2,l3的立方體容器模型,然后把氣體分子想象為微小的乒乓球。假設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的氣體分子以水平速度vix撞擊器壁并以相同速度反彈回來(lái),根據(jù)動(dòng)量定理,氣體分子作用在器壁上的沖量為2mvix,兩側(cè)器壁之間的距離為l1,氣體分子要往返一次才能進(jìn)行下一次撞擊,經(jīng)過(guò)的距離為2l1,1 s內(nèi)氣體分子撞擊器壁次數(shù)的公式為
假設(shè)容器中的氣體分子總數(shù)為N,分子之間頻繁地相互碰撞。教師可以用兩顆相同的玻璃珠進(jìn)行演示:把兩本書(shū)并排放在桌面上,把玻璃珠夾在中間,隔開(kāi)一定距離,然后用手指把一顆玻璃珠向另一顆玻璃珠彈去,隨著一聲清脆的撞擊聲,前面一顆玻璃珠被撞了出去,后面一顆玻璃珠卻停在那里。接著教師向?qū)W生解釋?zhuān)m然一個(gè)氣體分子不可能單獨(dú)在兩側(cè)器壁間飛行,但是動(dòng)量可以傳遞。
N個(gè)分子對(duì)器壁沖擊力的公式為
產(chǎn)生壓強(qiáng)的公式為
平衡態(tài)下的理想氣體分子速度的公式為
由此得到理想氣體壓強(qiáng)的公式為
用理想氣體壓強(qiáng)公式可以對(duì)“西伯利亞火車(chē)殺人奇案”進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)河捎诳諝庠诨疖?chē)的帶動(dòng)下產(chǎn)生了定向流動(dòng),鐵路員工身前的大氣壓強(qiáng)減小了,身后大氣壓強(qiáng)保持不變,身體前后的壓強(qiáng)差把他們推向了高速行駛的火車(chē)。
下課時(shí)教師給學(xué)生布置了一次課外物理小實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽活動(dòng)——看誰(shuí)手中的礦泉水瓶蓋最后掉下來(lái)。競(jìng)賽的結(jié)果同樣令教師驚詫不已,第一名的成績(jī)是46 min 23 s。
為了活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,每節(jié)課教師用10 min作為提問(wèn)時(shí)間,學(xué)生回答正確可以加分,回答錯(cuò)誤不扣分,可以讓學(xué)生充分展現(xiàn)自我、彰顯個(gè)性。教師對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓膭?lì),可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。通過(guò)這種方式教師可以了解學(xué)生掌握知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,對(duì)教學(xué)思路做出及時(shí)的調(diào)整,使教與學(xué)融為一體,從而提高課堂教學(xué)的效率[2]。
教師可以把與教材內(nèi)容有關(guān)的物理學(xué)家排列出來(lái),讓一名學(xué)生選擇一位物理學(xué)家的事跡為其他學(xué)生做介紹。為了講好這節(jié)課,學(xué)生會(huì)去查找資料,還會(huì)和其他學(xué)生進(jìn)行討論,也會(huì)向教師請(qǐng)教,交際能力得到了提高,合作意識(shí)得到了增強(qiáng)。在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生體會(huì)到教師備課和講課的艱辛,教師也可以站在學(xué)生的角度來(lái)聽(tīng)課,學(xué)生的心態(tài)變被動(dòng)為主動(dòng),實(shí)現(xiàn)了課堂中“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念。
在課余時(shí)間里,為了發(fā)揮學(xué)生的研究潛能,教師讓學(xué)生選擇自己感興趣的演示實(shí)驗(yàn),完成小論文。通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料,分析、歸納、整理后寫(xiě)成論文,培養(yǎng)學(xué)生廣泛獲取知識(shí)、歸納整理知識(shí)、合理運(yùn)用知識(shí)的能力。教師還可以讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)制作與課程內(nèi)容相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)教具,參與教師科研課題研究,開(kāi)展多種形式的物理競(jìng)賽[3]。
上課是一種獨(dú)特的藝術(shù)形式,既是教師展現(xiàn)學(xué)術(shù)修養(yǎng)和運(yùn)用表達(dá)能力的過(guò)程,又是學(xué)生接受科學(xué)知識(shí)和發(fā)展思維能力的過(guò)程。學(xué)習(xí)與應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式幫助學(xué)生樹(shù)立起在學(xué)習(xí)中的主體意識(shí),他們不斷地動(dòng)腦筋、想問(wèn)題,和教師一起攻克一個(gè)又一個(gè)難題,培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力,為教師和學(xué)生提供了互相學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步的教學(xué)環(huán)境。學(xué)習(xí)與應(yīng)用是推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的階梯,教師把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成學(xué)生的實(shí)踐能力,這就是就學(xué)習(xí)與應(yīng)用的升華。在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)習(xí)和應(yīng)用相結(jié)合不僅促進(jìn)了教師教學(xué)水平的提升,同時(shí)還發(fā)展了學(xué)生學(xué)以致用的能力。