淺談如何上好大學物理緒論課

摘要：本文針對作者這幾年從事大學物理課程以來獲得的一些體會，從提高學生的學習興趣、物理學的研究對象、物理學的研究方法、大學物理課程的地位和作用以及如何學好大學物理課等角度出發，對如何上好大學物理緒論課進行了一些有益的探討。

關鍵詞：大學物理 緒論課 課堂教學

中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0160-02

自從作者畢業到現在一直在從事我校非物理類專業的《大學物理課》的教學工作，為了提高教學效果，作者在教學方法和教學模式等方面不斷地探索和改進，獲得了一些體會。通過這幾年的課堂實踐證明，課堂教學取得了一定成效，獲得了同學們的認可。在此把我的一些體會寫出來，是想與各位同行共同探討大學物理課的教學活動，以進一步提高教學效果。

大學物理是所有理工科專業的一門公共必修課，是專業基礎課和專業課的橋梁[1]。在我校，大學物理課是在大學一年級的第二學期開設的，所以它對于大一新生培養正確的學習態度、掌握正確的學習方法、培養科學的思維習慣和促使他們盡快適應大學階段的學習等方面具有非常重要的作用。其中緒論課是大學物理課的開端，所以能否通過緒論課，讓學生正確認識到大學物理課的重要性，對大學物理有一科學的、全新的、全面的認識，增強學生的學習興趣，激發他們主動、自發探索物理本質的意識，是緒論課成功與否的關鍵[2]。下面是作者設計的緒論課的教學過程，不當之處，還請各位同行不吝賜教。

1 提高學生的學習興趣

為了增強學生對大學物理的學習興趣，可以在課堂的前10-20分鐘給他們講一些物理學家的故事，我首先讓同學們看了4幅物理學家（牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦和楊振寧）的照片，并讓學生們猜都是誰，然后找他們講解這四位物理學家的科學貢獻和主要事跡等。當學生們看到這四位物理學家的照片時，整個教室都沸騰了，討論得非常激烈，他們都爭先恐后地各抒己見，這讓我感到非常地欣慰和滿足，教學效果超出了我的預期。接下來，為了對同學們進行勵志教育，我又向他們介紹了一位特殊的科學家：斯蒂芬.威廉.霍金，通過霍金身殘志不殘的事跡鼓勵大家持之以恒的精神。結果大部分同學都被霍金的精神所感動，相信他們小小的心靈也會受到震動和啟發。把同學們的積極性調動起來后，接下來就到了講緒論課內容的時間了。在緒論課中，我一共設計了四部分：一、物理學的研究對象，二、物理學的研究方法，三、《大學物理》課程的低位和作用，四、如何學好大學物理。以下是我的具體設計方案。

2 緒論課的講授

2.1 物理學的研究對象

首先讓同學們思考一個問題：什么是物理學？物理學研究什么？同學們都有自己的答案，因為高中物理中已經學過，但是你會發現，他們回答地并不是很全面，對物理學的認識還沒有達到一定的深度。當他們充分思考完這個問題以后，就可以公布完整答案了。我是這樣給他們講解的：“物理”在英文中是“自然”的意思。牛頓對它的解釋是自然哲學，牛頓的代表作就是《自然哲學的數學原理》。在漢語中，“物”是“物質的結構、性質”；“理”是“物質的運動、變化規律”。所以物理學是關于自然界最基本形態的科學，它研究物質的基本結構，相互作用及物質的運動規律[1]。因此物理學的研究對象有三部分，物質的結構、相互作用和物質的運動規律。然后分別針對這三個研究對象進行詳細講解。其中我以“銜尾蛇”這副很有名的圖片向同學們傳遞了無始無終的循環概念，宇宙大統一的物理思想。

2.2 物理學的研究方法

物理學的研究方法，可以總結為8個字：觀察、實驗、假說、理論。并對這四種方法詳細介紹，讓同學真正了解物理學的研究方法。我是這樣給他們講解的：觀察是指對現象的考察和研究。很多物理規律都是通過觀察獲得的，比如說，1581年，年僅17歲的伽利略在教堂做禮拜時，觀察到燈擺動的等時性，從而為后來制造擺鐘奠定了理論基礎；丹麥科學家第谷布拉赫觀察天上的行星二十多年，為開普勒建立行星三大定律提供了大量的寶貴的第一手資料。實驗是指把自然界的現象經過人為簡化或建立模型在實驗室重現以能夠反復研究的方法。如，法拉第電磁感應定律就是法拉第在實驗室經過10年的反復研究得到的。1974年11月16日丁肇中也是在實驗室發現J子的，并因此而獲得了諾貝爾獎，告訴同學們丁肇中是獲得諾貝爾獎的第三位華裔學者，增加學生的愛國熱情。在這里還要告訴他們，有的時候因為實驗條件的限制而不能對某一現象在實驗室研究，利用計算機進行模擬實驗研究也是目前的一種實驗方法。通過觀察和實驗能使我們獲得第一手資料。假說是指在實驗事實有限的情況下提出的一種理論，這種假說是否正確，還要經過新的實驗事實的驗證，如果能經得住新的實驗事實的考驗就上升為理論了，否則的話就要對其進行不斷修正使其能夠上升為理論，比如說光的理論，量子理論等就是經過多次假設，依據新的實驗事實逐漸修正得到的。理論是指在充分實驗事實的基礎上歸納出的原理、定律或規律，理論必須能夠準確地反映物質運動的規律。到此可以對學生提一個問題：形成理論后是否就完事了呢？你會發現，學生的回答是不一致的，這說明他們對此問題的認識深度還有限。答案是：還要在實驗中進一步檢驗，當發現新的不能解釋的實驗現象時，就要對理論不斷修正，進行完善。可以舉例子進行說明：比如說愛因斯坦的相對論到目前為止是很完美的，它認為光速是一切物體運動速度的極限，但是去年歐洲實物理驗室發現了超光速運動的粒子，如果確實存在的話，那么就要對其進行修正和完善，如果不能修正和完善的話就要將其推翻建立新理論了。所以理論的建立過程是一個實踐、認識、再實踐、再認識的循環往復的過程，與人類探求真理、把握規律的過程是一致的。人類也正在這種循環往復的過程中，不斷進步和發展的。比如說，激光器的出現，他的物理原理就是電磁理論和量子理論。它的出現帶動了很多領域的發展，比如說工業、醫療、科研等。還有核能的利用：原子彈，目前人類正在向太空邁進，探索宇宙的秘密。所以我們可以得到這樣的結論：物理學是一門與我們密切相關的實驗科學。

2.3 《大學物理》課程的地位和作用

首先向學生講解物理學的地位。第一，物理學提供了物質世界的最基本規律，任何自然科學都不能違背它；第二，物理學是除數學以外的一切自然科學的基礎。有些同學可能會抱有懷疑態度，但是我告訴大家的是，隨著你對某一領域的認識越深入，你就越需要物理知識，因為物理學的主要內容是核心知識范圍，其基本規律經久不變。而技術領域涉及的內容則屬于外圍知識，是不斷更新的，但不論怎么更新，它都永遠不會違背物理規律。然后再向學生傳授大學物理課的作用，共有兩個作用：第一，傳授知識，培養科學素質。第二，奠定基礎，提高再學習的能力。同學們對此也不一定認同，我以最近幾年獲諾貝爾學獎的學者和物理學的關系為例進行說明，以增加同學們的信服度。據統計，獲諾貝爾生理學及醫學獎的人中有60%左右具有物理學背景，如1962年，克里克物理學家，與沃森合作，發現了DNA雙螺旋結構；20世紀中葉以來，獲諾貝爾化學獎的人中50%以上具有物理學背景。獲諾貝爾經濟學獎的人中50%左右具有物理學背景，比如說，首位獲得者，楊廷伯根就是物理學博士。那么反過來是否有非物理出身的學者獲諾貝爾物理學獎呢？到目前為止還沒有。講完這個例子后，學生們都感覺到了物理的神奇了，驚嘆不已！。接下來結合學生們的實際情況再進一步講解大學物理的重要性和作用。因為我校是理工科學校，大部分同學畢業后都會去公司做一名技術人員，以我校成功校友與物理學的關系出發向他們傳遞這樣一個信息：要想成為一名優秀的工程技術人員，必須具有良好的物理素質，要做到以下三點：第一，在工程技術問題面前，能夠從物理本質上提出問題和做出判斷，即具有分析問題的能力；第二，能夠把物理學的思想、觀點、規律和方法應用到工程技術的實際當中，即會用物理知識解決問題；第三，注意物理學的發展，不斷探索如何把物理學的新成果引入到工程技術當中，即具有不斷創新的能力。如果能做到以上三點，同學們的前途就是不可估量的。借此再次強調，我們一定要重視大學物理課的學習，重點是要學習它的物理思想和物理方法，并將這種思想應用到實際問題當中去，有意識地提高自己的科學素質，而不是為了學習物理知識而學習。講到這里，可能引起了學生的共鳴，教室里再一次達到了高潮，又一次超出我的預期。

2.4 如何學好《大學物理》

在此，應簡要介紹大學物理的內容、授課學時、學習進度、考試時間、考試方式和期末成績的組成等內容，讓他們做到心中有數。然后向他們強調中學物理和大學物理的不同之處，使其能夠正確對待，我給他們總結了以下五點：（1）中學物理學的是物理常識，大學物理學的是物理常識背后的物理思想和物理方法；（2）中學物理學的是物理現象，大學物理學的是是這些物理現象隱藏的物理本質；（3）中學物理學的是特殊情況，大學物理將特殊情況擴展為普遍規律；（4）中學物理對某些問題可能只是定性了解，大學物理則要對其進行定量分析；（5）中學物理使用的數學工具是初等數學，大學物理的工具是高等數學，主要是微積分，這是大學物理和高中物理最大的不同之處，也是他們將會遇到的最大難點，希望能夠引起他們的重視。針對這種情況，學生們就會自發地提出問題：應如何學好大學物理呢？這時你再告訴他們就可以起到很好的效果。我主要給他們總結了以下幾點：（1） 告訴他們大學物理課程的學習特點：速度快、內容多，所以一定要培養自學能力；（2）一定要弄清物理概念，不能怕難，怕麻煩；（3）學好數學，注意物理規律的數學表述；（4）要及時復習，認真完成作業；（5）充分利用教師答疑時間，及時把疑惑消除。

3 結語

以上就是作者這幾年對大學物理緒論課不斷改進和完善后的教學設計過程，當然大學物理緒論課對該課程的后續教學非常關鍵，所以只能成功，不能失敗。我們要不斷地認真研究其教學特點和方法，不斷改進和完善，上好大學物理緒論課，從而為后面的課程奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] 羅益民，余燕.大學物理[M].北京郵電大學出版社，2010.

[2] 姚中秀.關于大學物理緒論課的思考及教學探討[J].中國科教創新導報， 2011，5：57.