大學(xué)物理若干教學(xué)問題探討

摘 要：就近年來從事大學(xué)物理教學(xué)的體會(huì)，探討大學(xué)物理教學(xué)中若干問題，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略，期望對改進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量能起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理 還原論 意識

中圖分類號：O441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0204-01

物理學(xué)的基本觀點(diǎn)、思維方法已滲透到包括社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)在內(nèi)的各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域之中，從而成為各個(gè)學(xué)科的根基。目前國內(nèi)許多著名大學(xué)針對文科專業(yè)開展了文科物理教學(xué)工作。對理工科學(xué)生而言，大學(xué)物理課程是一門必修的公共基礎(chǔ)課。筆者收集了今年來在大學(xué)物理教學(xué)中遇到的一些問題并試探提出一些相應(yīng)的解決策略。

1 大學(xué)物理課程的定位

在課后交流中，每年來自不同院系的許多學(xué)生總是提出這樣的疑問：學(xué)習(xí)大學(xué)物理有什么用？和他們所學(xué)專業(yè)有什么聯(lián)系？可見，學(xué)生不知道大學(xué)物理課程的定位問題，這是從事物理教學(xué)工作者必須要正確回答的問題。否則，將傷害他們學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的興趣。物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本的形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。其基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。物理學(xué)所包括的經(jīng)典物理、近代物理及他們在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識，是一切研究人員和工程技術(shù)人員所必備的。因此，大學(xué)物理課程所包含的基本理論、科學(xué)思維方式和研究方法，是每位理工科大學(xué)生必須掌握的，是學(xué)習(xí)其它后續(xù)課程的基礎(chǔ)，對將來的工作和畢業(yè)后進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新技術(shù)、不斷更新知識都有著深遠(yuǎn)的影響。

2 物理學(xué)基本研究方法-還原論

物理學(xué)中有許多簡單的模型，如質(zhì)點(diǎn)、剛體、彈簧振子、孤立系統(tǒng)、理想氣體、平衡態(tài)、卡諾熱機(jī)等，有些同學(xué)可能懷疑這些簡單模型對研究復(fù)雜物理問題的意義。這就需要物理教學(xué)工作者讓學(xué)生明白并掌握物理學(xué)基本的研究方法-還原論。所謂的還原論，就是將世界分成許多小的部分，每一部分研究清楚了，最后摒起來，問題就可以得到解決。這個(gè)觀點(diǎn)是自然的，物理學(xué)家過去受到的是這個(gè)訓(xùn)練，基本接受這一觀點(diǎn)，有很多著名的科學(xué)家都支持這個(gè)觀點(diǎn)，鼎鼎大名的愛因斯坦就講過：“物理學(xué)家的無尚考驗(yàn)在于達(dá)到那些普適性的基本規(guī)律，再從它演繹出宇宙”。這可以說是愛因斯坦的雄心壯志，也是幾代物理學(xué)家抱有的看法，就是說如果我們把世界的基本規(guī)律搞清楚了，那么一切事情就自然解決。

3 大學(xué)物理知識的“導(dǎo)出”意識

俗話說：良好的開端是成功的一半。在講解新的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，大5edfaf29e406db5983c14ce016120df9多數(shù)老師都非常重視導(dǎo)入問題。導(dǎo)入的作用是集中學(xué)生的注意力，激發(fā)興趣，喚起求知欲，啟迪學(xué)生積極思維，為取得良好的教學(xué)效果打好基礎(chǔ)。如今已有許多新的導(dǎo)入方法被提出，如溫故知新法、矛盾導(dǎo)入法、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入法、故事導(dǎo)入法、問題導(dǎo)入法等。然而，在知識點(diǎn)、章節(jié)講完即結(jié)束，或接著講幾個(gè)例題就結(jié)束，絕大多數(shù)老師往往沒有導(dǎo)出意識。假如有學(xué)生對所學(xué)知識點(diǎn)需要進(jìn)一步深入了解，不知如何從哪里開始。目前，教材中，針對某一章節(jié)結(jié)束后只有知識點(diǎn)小節(jié)，沒有給出對知識點(diǎn)深入學(xué)習(xí)的具體課外參考資料。這就需要老師介紹相關(guān)且有一定深度的參考資料，指出參考書具體對應(yīng)的可能對學(xué)生感興趣的內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，老師既能將學(xué)生引入所講解的知識點(diǎn)，又能將學(xué)生引出到課后想要學(xué)習(xí)的知識的海洋。通過這種方式，不僅可以逐步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效率，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)大學(xué)物理的熱情和興趣。

4 物理學(xué)中基本概念、原理及規(guī)律的類比意識

在課堂教學(xué)中，老師往往清楚地解釋基本概念，詳盡地推導(dǎo)出基本原理和規(guī)律，但缺乏一些相近基本概念原理及規(guī)律的類比意識。這樣老師往往感覺很“冤”，課堂上已經(jīng)講清楚，但是課后總是有很多學(xué)生還是搞不清楚，不會(huì)應(yīng)用。例如：在氣體動(dòng)理論中，分子數(shù)密度被引入（N為總的分子數(shù)；V為氣體分子的體積）。在高中學(xué)生也學(xué)過質(zhì)量密度這個(gè)概念（M為給定物體的總質(zhì)量）。前者指的是單位體積內(nèi)有多少個(gè)氣體分子；后者指的是單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量的多少。這兩個(gè)完全不同的概念滿足方程ρ=nm（m為某個(gè)分子的質(zhì)量）。此外，氫分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與氫氣的平動(dòng)動(dòng)能，這兩個(gè)概念也容易混淆。前者指某個(gè)分子，而后者指給定量的總的氫分子的平均平動(dòng)動(dòng)能。這些概念如果不通過類比加以強(qiáng)調(diào)，大多數(shù)同學(xué)往往容易混淆。物理學(xué)中有很多基本概念、原理及規(guī)律，因而在課堂教學(xué)中需要老師對一些相近基本概念原理及規(guī)律要有類比意識。

5 物理學(xué)與哲學(xué)

在氣體動(dòng)理論知識的學(xué)習(xí)中，研究對象為什么是大量的氣體分子而不是單個(gè)分子呢？就單個(gè)分子而言它的行為是及其偶然的，而把大量分子看作一個(gè)整體，它的運(yùn)動(dòng)就有一定的規(guī)律性。必然性與偶然性屬于唯物辯證法的基本范疇。必然性是指客觀事物聯(lián)系和發(fā)展中合乎規(guī)律的、必然發(fā)生的、確定的趨勢，它是由事物內(nèi)部根本矛盾決定的。偶然性是事物發(fā)展中不確定的、可能這樣也可能那樣出現(xiàn)的趨勢，它決定于事物內(nèi)部非根本矛盾和外部原因。唯物辯證法認(rèn)為：必然性與偶然性相互依存，必然性存在于偶然性之中，偶然性背后隱藏著必然性。因而將大量氣體分子看作一個(gè)整體進(jìn)行研究，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法找出一些普遍的規(guī)律。可見，通過一些哲學(xué)原理來解釋物理學(xué)的相應(yīng)問題，可以達(dá)到事半功倍的效果。

6 結(jié)語

傳授物理，物理教學(xué)工作者必須首先做到悟物窮理。這里的“理”是萬物之理，即物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之理論，或者說是物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)的最基本的規(guī)律。每當(dāng)教學(xué)改革的呼聲高漲時(shí)，其他專業(yè)就要求壓縮物理課程學(xué)時(shí)，同時(shí)對大學(xué)物理教學(xué)提出眾多不同的要求。如何能嫻熟地駕馭教材，使大學(xué)物理課程教學(xué)既能適合理工科不同專業(yè)的需要，又能體現(xiàn)物理學(xué)科的特點(diǎn)，并不斷提高教學(xué)質(zhì)量，是擺在每一位從事大學(xué)物理教學(xué)工作者面前必須應(yīng)對的重要課題。

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