大學物理和中學物理課程波動光學部分的銜接研究

摘 要:做好大學物理和中學物理課程波動光學部分的銜接教育，不僅可以提高大學物理波動光學部分的教學質量，增強學生學習大學物理的興趣，而且有利于大學后繼課程的教學。本文從中學和大學物理課程波動光學部分的內容與要求、教材的側重點以及中學生和大學生的學習特點等的不同，對中學和大學物理波動光學部分的銜接教學提出了幾點建議。

關鍵詞:大學物理 中學物理 波動光學 銜接

中圖分類號:O436文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)03(a)-0129-02

1 引言

對于理工科的大學生來講，物理不是一門全新的、陌生的課程，他們從初中開始接觸物理，高中又通過三年時間加深了對物理知識的掌握，所以學生在進入大學學習之前已具有了一定的物理基礎知識.但由于大學物理和中學物理在教學手段、學習方法、知識內容等各方面有許多不同，學生在進入大學后還是感覺物理學習比較困難.因此，怎樣做好大學物理和中學物理的銜接，使學生盡快地適應從中學物理學習到大學物理學習的過渡，是大學物理教學亟待需要解決的問題之一。

2 中學物理和大學物理波動光學部分的比較

2.1 中學物理和大學物理波動光學的課程內容和要求不同

2.1.1 中學物理課程內容和要求[1]

波動光學的內容在普通高中物理課程標準中是比較少的，只是在選修2-3中有這么一條:通過實驗認識光的干涉、衍射、偏振現象以及在生活、生產中的應用.例子是用偏振片觀察玻璃面反射光、天空散射光的偏振現象.在選修3-4中是:觀察光的干涉、衍射和偏振現象.知道產生干涉、衍射現象的條件.用雙縫干涉實驗測定光的波長.例子是觀察光的薄膜干涉現象。

2.1.2 大學物理課程內容和要求[2]

大學物理課程的教學內容分為A、B兩類.其中:A為核心內容，B為擴展內容.其波動光學部分的內容和要求見表1。

2.2 中學物理教材和大學物理教材不同

2.2.1 中學物理教材[3]

首先，中學物理教材是介紹一些波動光學基本常識，讓學生初步了解什么是干涉、什么是衍射、什么是偏振，發生干涉、衍射的條件是什么等等，涉及到的公式非常少.其次，中學物理教材的編寫大部分由演示實驗、生產實際、生活經驗等引入，且配有較多的插圖，尤其是光的干涉和衍射部分，教材上提供了大量的彩色插圖，這些都能使學生在初期更好的接受知識.最后，教材每節內容后都配置有關本節主要內容的練習題，這除了使學生掌握本節主要內容外，還有兩個重要作用:一是幫助學生及時鞏固、復習所學內容，二是增強學生學好物理的自信心。

2.2.2 大學物理教材[4]

相比中學物理教材來說，大學物理教材有很多方面的不同.歸納起來主要是大學物理教材的內容多，它不僅給出了相關波動光學的概念，還要求學生掌握很多波動光學的原理和公式，并且有很多的具體計算，很重視利用圖形來闡釋概念等.例如，在光的干涉這一章，不僅要求學生要掌握光的相干條件、光程和光程差、等傾干涉、等厚干涉等概念，還要掌握楊氏雙縫干涉和等厚干涉的原理、計算及其應用，同時還介紹了邁克耳孫干涉儀的原理和應用等.在光的衍射這一章中的夫瑯禾費單縫衍射和光柵衍射，在光的偏振中的馬呂斯定律和布儒斯特定律等也都有大量的計算.在討論自然光、線偏振光和部分偏振光等概念時，都伴有圖形加以說明等。

2.3 中學生和大學生的學習特點不同

2.3.1 中學生的學習特點

可以說中學生的學習不是一個人在學習.中學生一般離父母比較近，老師、家長對他們是保姆式的管理，學習上和精神上稍微有點放松周圍都會有人提醒和督促他們，因此在學習的自覺性方面做得比較好. 在學習能力上，他們已經能運用抽象的邏輯的推理方式去思考解決問題，可以進行獨立的探究活動和自主的研究性學習.不過，高中學生的學習內容在很大程度上不是自選的，學習的效果也大多來自外部的評價，如作業的等級、考試的分數等等.對于物理這門學科來說，中學生學習物理的目的是為了在高考中取得好成績，考入理想的大學.正因為他們目標明確，所以大多數中學生學習時都比較能吃苦.而且為了檢測學習的效果，在中學會有接二連三的小考、大考、聯考、模擬考等，迫使學生緊張地并超負荷地學習。

2.3.2 大學生的學習特點

大學生的學習特點和高中生就完全不同了.因為高考備考的一年確實很辛苦，所以考入大學后，部分新生存在“休整”心理，思想上產生了一種惰性.而且大學生大都遠離家鄉父母，缺少了家長的督促和頻繁的考試，學習也不再是永遠做不完的習題，也再沒有人給你制訂具體的學習目標，相比之下學習的自覺性方面遠遠比不上高中時期.另外，在大學里，離開了家長和高中保姆式的班主任，學生更多的是自我管理，生活、學習、工作等事情主要都得靠自己來安排，這就使他們產生了茫然不知所措的情景.在上課方面，大學老師講課往往是提綱式的，甚至講授的內容并非都來自教材，有些是介紹本專業、本行業最前沿知識、發展狀況、科研動態和成果.課后老師常常會開列參考書目、資料等，要求學生自己查閱.除此之外大學課堂節奏快，信息量大，思路介紹多，詳細講解少，諸多方面的原因使大學生學習起來比高中要困難許多。

2.4 中學物理和大學物理教學方法和教學信息反饋的不同

2.4.1 教學的方法和手段不同

中學物理由于教學內容少，課時多，所以教學進程相對較慢，老師有時間對內容進行詳細講解、分析，對學生進行提問，并通過課堂演練題目的形式邊講解、邊討論、邊練習，加深學生的理解和記憶.在每一章或每一節內容結束后，安排課堂練習或習題課，幫助學生總結歸納本章節的主要內容;大學物理由于教學內容多、課時少，課堂教學的信息量大，很少有時間進行課堂練習和介紹各種類型的習題，課堂上以老師講解為主，要使學生當堂理解和掌握課堂內容有很大的困難，要求學生課后自己總結和歸納.另外，中學物理教學，以物理知識點的傳授為主，將知識點講深講透即可;大學物理教學，以物理思想和知識整體結構講解為主，主要是物理思想、方法的運用;中學物理中的許多物理現象都可通過實驗進行演示，而大學物理教學中由于種種原因，基本不使用課堂演示實驗的手段進行教學。

2.4.2 教學信息反饋的方式不同

中學物理老師和中學生平時接觸時間多，學生會隨時隨地向老師反饋有關信息;大學物理老師和大學生除上課外，平時接觸時間比較少，學生平時很少向老師反饋有關信息，并且平時很少進行單元測驗、課堂練習等，只能通過作業得到學生平時的學習情況.況且由于部分學生有抄作業的現象，所以這樣反饋的信息有一部分是不真實的。

3 如何做好大學物理和中學物理課程波動光學部分的銜接教育

依據認知建構的原理，做好了以下幾點，應該可以較好地處理相關物理教學銜接問題:①引發學生對已知的相關概念和知識的不滿足，從而引導他們進行深化學習;②讓學生意識到經驗能夠被新的科學概念有效地結構化，從而使學生產生探索新科學概念的迫切性;③顯示新科學概念的基本合理性;④讓學生知道新的科學知識有利于他們的發展.具體來說，主要應注意做好以下幾個方面。

3.1 重視章首語的教學

良好的開端是成功的一半.在大學物理波動光學的第一堂課，應將學習波動光學的目的、教學計劃、教學內容等告知學生;同時介紹一些好的學習方法和經驗，讓學生一開始就知道波動光學在大學物理中占據一個什么樣的位置，主要研究的領域和內容有哪些，和所學專業有哪些聯系，與中學學習的光學知識有哪些聯系與區別，怎樣的學習方法可能會更加有效等等，使學生對波動光學部分有一個全面的認識. 這樣，第一次課就能緊緊地抓住學生，使他們對整體情況有所了解并產生濃厚的興趣和求知欲，進而想學、會學、學好，為全課的學習打下良好的基礎，在后面的學習中，學生就不會出現學過之后不知道學習的知識有什么用等情況的發生.同時注意每章章首語的教學，用生產、生活中的實例等引入新課，使學生一開始就產生強烈的好奇心. 例如，在講授光的干涉時，可以舉同學們小時候都喜歡吹的肥皂泡、都曾見過的雨后路面上的彩色油膜等;在講授光的衍射時，以孔雀開屏、漂亮的貝殼、人眼看到的路燈、車燈等作為設問等等。

3.2 認真研究教材，由中學光學知識順利過渡到大學光學知識的學習

物理知識具有系統性和連貫性，大學物理的知識是在中學物理基礎上的提高.在進行這部分內容教學時，首先簡要復習中學物理知識，隨后指出中學物理知識的局限性或特殊性，從而比較自然地引入課題.要做到這一點，必須認真研究中學物理教材內容.中學物理的波動光學內容不多，大部分學生的認識只停留在“光的干涉、衍射和偏振”的概念等;因此在教學中一定要注意，復習中學光學的內容要重點突出，簡明扼要，目的是要由此引入大學光學新內容，重點是講解大學光學知識。[5]

3.3 精心選擇例題和習題，有意識地培養學生的自學能力

在大學物理波動光學部分的教學中要精選例題和習題，通過典型例題講解和作業布置，鞏固所學的新知識.為了培養學生的自學能力和增強學習的主體意識，應開列出參考書目錄，要求學生借兩種不同類型的參考書.一種是教材型的參考書，讓學生在平時的學習中隨時去查閱書中有關內容;一種是復習型或習題解答型的參考書，讓學生在學完一章內容后通過查閱該參考書，自己總結、歸納本章節的主要內容、重要定理、習題類型、解題方法等.在平時的教學過程中，一是不完全按照教材內容和次序進行教學，如有的內容教材中介紹得比較簡單或沒有介紹，這樣就迫使學生找參考資料去查閱該內容;二是將教材中部分內容定為自學內容，列出自學提綱要求學生課后自學。

3.4 采用多媒體教學手段，激發學生的學習興趣

為了克服大學物理教學過程中基本上沒有課堂演示實驗，而波動光學內容又比較抽象、深奧的問題，可以利用多媒體進行教學，充分利用多媒體特有的聲光效果來吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣. 多媒體可以展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，使學生認識加強，理解透徹.例如楊氏雙縫干涉、薄膜的等傾干涉、邁克耳孫干涉儀、時間的相干性、夫朗禾費單縫衍射和圓孔衍射、光軸、偏振片的起偏和檢偏等，使用多媒體教學效果很好，既起到了放大作用，又使其有了動感，使學生看到了清晰的現象，對學生腦子里形成正確概念有極大的幫助。

4 結語

做好大學物理和中學物理課程波動光學部分的銜接教育，不僅可以提高大學物理波動光學部分的教學質量，增強學生學習大學物理的興趣，而且有利于大學后繼課程尤其是專業課程的教學，有利于學生綜合素質的提高，將對學生今后的學習與發展產生深遠的影響。

參考文獻

[1] 李尚仁.高中物理課程標準教師讀本［M］.武漢:華中師范大學出版社，2003.

[2] 教育部高等學校物理學與天文學教學指導委員會物理課程教學指導分委員會.理工科類大學物理課程教學基本要求(2010年版)［M］.北京:高等教育出版社，2011.

[3] 人民教育出版社.課程教材研究所.物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 物理 選修2-3、選修3-4[M].北京:人民教育出版社，2007

[4] 尹國盛，彭成曉.大學物理(下冊)［M］.北京:機械工業出版社，2010.

[5] 高明旭，金玲玲.大學物理教學中應重點關注的幾個問題［J］.遼寧工業大學學報，2010(2).

①基金項目:教育部高等學校物理基礎課程教學指導分委員會2010年教改項目(WJZW-2010-43-zn)。