探索新形勢下大學(xué)物理教學(xué)模式，全面提升大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

李 輝，曹 晴，李 聰，吳莉莉，袁 超

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，河南 鄭州,450002)

0 引言

21世紀(jì)是知識更新的是時(shí)代，美國前總統(tǒng)克林頓說過這樣的一句話，如果不學(xué)習(xí)，再過50年人們只能聽懂五十分之一的話語。人類正在從工業(yè)化時(shí)代步入信息化時(shí)代，發(fā)達(dá)國家甚至正在進(jìn)入電子時(shí)代。處在在這樣一個(gè)時(shí)代變革中，大學(xué)教學(xué)必須跟得上時(shí)代，創(chuàng)新是永恒的主題，培養(yǎng)人才是我們追求的目標(biāo)。

物理學(xué)的基本理論滲透到自然科學(xué)的很多領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個(gè)部門，是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。它包含經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用等基本內(nèi)容，因此物理教學(xué)是基礎(chǔ)課中非常重要的課程，對學(xué)生能力的提升及以后的發(fā)展極具重要意義。

1 大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀的分析

大學(xué)物理教學(xué)不僅能為學(xué)生在大學(xué)階段各個(gè)課程的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，還為今后從事科研的學(xué)生提供一個(gè)廣闊的研究思路。但是作為理工農(nóng)醫(yī)類大學(xué)生的必修課，教學(xué)現(xiàn)狀卻不容樂觀，普遍存在以下三類問題：

1.1 大學(xué)物理學(xué)時(shí)較少

大學(xué)物理教材的內(nèi)容中，以經(jīng)典物理為主，分為力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等，各章節(jié)內(nèi)容相對獨(dú)立，彼此之間缺乏聯(lián)系，因此物理課很難形成模式化、系統(tǒng)化教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)物理課的興趣普遍較低。

1.2 有關(guān)于應(yīng)用方面的的物理知識較少

所教授的內(nèi)容以經(jīng)典物理為主，不能反應(yīng)出近代物理和相關(guān)學(xué)科尤其是農(nóng)業(yè)學(xué)科的結(jié)合，不能站在物理學(xué)發(fā)展的高度上用現(xiàn)代的觀點(diǎn)審視、選擇和組織傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容上還停留在20世紀(jì)之前物理發(fā)展的成果，不能反映出20世紀(jì)后半頁物理飛速發(fā)展的近代物理思想。

1.3 不能夠很好的利用現(xiàn)代的教學(xué)手段

關(guān)于多媒體教學(xué)，雖然很多學(xué)校和老師都用上了多媒體教學(xué)，但事實(shí)上是并沒有從實(shí)質(zhì)上改變教學(xué)模式，無非是黑板換成幻燈片，并沒有把多媒體的聲、形等融入到現(xiàn)代的物理教學(xué)模式當(dāng)中。

鑒于物理教學(xué)和現(xiàn)狀嚴(yán)重脫節(jié)，物理教學(xué)模式的改革勢在必行。

2 大學(xué)物理教學(xué)模式改革的探索

教學(xué)模式是在一定的教學(xué)理論或教學(xué)思想指導(dǎo)下，通過教學(xué)實(shí)踐抽象概括而形成的一種教學(xué)策略體系。教學(xué)模式不同于一般具體的教學(xué)方式，它強(qiáng)調(diào)整體性、程序性，但也并非一成不變的。培養(yǎng)和提高人的素質(zhì)是教育教學(xué)的目標(biāo)，圍繞這一目標(biāo)，筆者在教學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的探索和實(shí)踐。

通過筆者的研究與實(shí)踐，大膽對現(xiàn)階段物理教學(xué)模式改革，達(dá)到教和學(xué)的雙方能更有效的提高，全面提升了大學(xué)生素質(zhì)，取得了良好的效果。因此，本教學(xué)模式的探討具有一定的研究和實(shí)踐意義。筆者從以下介個(gè)方面闡述：

2.1 科技人物故事

其實(shí)一堂課50分鐘最重要就是開始的前5到10分鐘，這段時(shí)間能把學(xué)生的精力集中起來，怎么樣才能做到呢？

比如我們會講這樣一個(gè)人物——愛迪生。我們都知道愛迪生是偉大的發(fā)明家，一生有2000余項(xiàng)發(fā)明，在美國，愛迪生名下?lián)碛?093項(xiàng)專利，而他在美國、英國、法國和德國等地的專利數(shù)累計(jì)超過1500項(xiàng)。包括對世界極大影響的留聲機(jī)、電影攝影機(jī)、鎢絲燈泡。這些都是我們所了解的內(nèi)容，其實(shí)愛迪生還有鮮為人知的一方面，他不光是著名的發(fā)明家還是企業(yè)家，他在1878年創(chuàng)建了愛迪生電燈公司，在1892年和湯姆·休斯頓公司合并，就是現(xiàn)在著名的通用電氣公司。同時(shí)可以啟示學(xué)生，愛迪生不僅僅把眼光盯在燈泡生，他還是一個(gè)善于思考的人，要讓電燈進(jìn)入千家萬戶，這就需要有電線、變壓器、發(fā)電廠等，所以愛迪生還是個(gè)企業(yè)家。

引入科技人物故事，把一些科技史上的相關(guān)人物做一介紹，把他們的另一面介紹給大家，既豐富了物理課內(nèi)容，又提高了大家學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。

2.2 用微課探索教育信息化

“微課”是指基于教學(xué)設(shè)計(jì)思想，使用多媒體技術(shù)在5到10分鐘以內(nèi)就一個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行針對性講解的一段視頻或音頻。“系列微課”是指一系列講解具有連貫性知識點(diǎn)的微課。在教育教學(xué)中，微課所講授的內(nèi)容呈“點(diǎn)”狀、碎片化，這些知識點(diǎn)，可以是教材解讀、題型精講、考點(diǎn)歸納;也可以是方法傳授、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等技能方面的知識講解和展示。微課是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充形式，微課不僅適合于移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)代知識的傳播，也符合學(xué)習(xí)者個(gè)性化、深度學(xué)習(xí)的需求。

第一，微課只講述一個(gè)教學(xué)知識點(diǎn)，這個(gè)知識點(diǎn)是供學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，必須要教師講述才能理解的內(nèi)容，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)。學(xué)生能夠自己通過閱讀教材理解的內(nèi)容，這就需要老師提前準(zhǔn)備，可以采用錄屏的方式對一些知識點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，在課堂上用到的時(shí)候就可以直接播放，用微課補(bǔ)充課堂上的不足之處。比如在學(xué)習(xí)《熱力學(xué)第二定律》的時(shí)候，通過簡單的微課程錄制，直接在課堂上播放，學(xué)生就會集中精力，然后老師在課堂上提出問題進(jìn)行思考。把一堂課用幾個(gè)點(diǎn)貫穿起來，提高了課堂的學(xué)習(xí)效率。第二，微課的時(shí)間要嚴(yán)格控制在10分鐘以內(nèi)，抓住學(xué)生注意力的最佳黃金時(shí)段，簡明扼要地概述知識點(diǎn)，點(diǎn)撥難點(diǎn)，突出注意點(diǎn)，循序漸進(jìn)幫助學(xué)生完成對知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。如果學(xué)生在微課視頻的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中產(chǎn)生的疑問，在課堂的學(xué)習(xí)中貫穿這些微課程對點(diǎn)的闡述和理解，課下還可以通過自我學(xué)習(xí)進(jìn)行完善。

2.3 物理科技前沿

物理學(xué)與信息科學(xué)技術(shù)人類科學(xué)技術(shù)知識近來的30年所獲的總量大約等于過去2000年的總和，今天運(yùn)用的科學(xué)技術(shù)知識可能只是2050年所擁有知識的1%。20世紀(jì)已經(jīng)發(fā)揮出巨大滲透和強(qiáng)大先導(dǎo)作用的信息科學(xué)技術(shù)，在21世紀(jì)將繼續(xù)大放異彩，將人類社會帶入信息時(shí)代。

在每個(gè)章節(jié)結(jié)束之際，我們會給大家準(zhǔn)備關(guān)于科技前沿的一些閱讀材料，比如在《電磁場》結(jié)束后我們會閱讀《遙感技術(shù)》：

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術(shù)，他是在航空攝影測量的基礎(chǔ)上，隨著空間技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等當(dāng)代科技的發(fā)展，以及地學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科發(fā)展的需要，發(fā)展形成一門新興的技術(shù)學(xué)科。

通過這篇閱讀材料，可以了解什么實(shí)驗(yàn)感技術(shù)；遙感技術(shù)的原理；遙感技術(shù)的分類；遙感技術(shù)的特點(diǎn)；遙感技術(shù)的分類等。從而理解遙感技術(shù)廣泛的應(yīng)用于軍事偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、軍事測繪、海洋監(jiān)測等方面，在民用方面用于地球資源普查、植被分類、土地利用規(guī)劃等。這些知識開闊了眼界，提升了大學(xué)生自我的科學(xué)素養(yǎng)。

2.4 熱點(diǎn)問題討論

在每一章結(jié)束后，我們都會準(zhǔn)備一個(gè)議題，供學(xué)生討論，在爭論中尋求真理。比如我們在講到《熱力學(xué)基礎(chǔ)》這章后，我們會拋出一個(gè)問題：能源是有限的還是無限的？

一部分學(xué)生的觀點(diǎn)是能源是有限的，現(xiàn)實(shí)要求我們?yōu)榱巳祟惖目沙掷m(xù)性發(fā)展節(jié)約能源。還有一部分同學(xué)認(rèn)為能源是無限的，只是有些新技術(shù)還沒有被開發(fā)利用，同時(shí)引用了美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家保羅·皮爾澤的觀點(diǎn)，能源因?yàn)樾碌哪茉醇夹g(shù)不斷產(chǎn)生而取之不盡用之不竭，新技術(shù)的產(chǎn)生，意味著新能源的發(fā)現(xiàn)和利用。通過討論，調(diào)動(dòng)了課堂氛圍，豐富了學(xué)生的知識，也取得了良好的教學(xué)效果。

3 展望

本文從大學(xué)物理的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革等方面對大學(xué)物理教學(xué)改革的發(fā)展進(jìn)行了探討，提出了大學(xué)物理教學(xué)模式改革的幾點(diǎn)建議。由于物理學(xué)在不斷發(fā)展，教學(xué)思想也在不斷發(fā)展，大學(xué)物理教學(xué)改革更是發(fā)展的。所以，大學(xué)物理任課教師必須既懂得物理理論油擅長教法，同時(shí)還要熟悉與各專業(yè)相關(guān)的前沿知識。這就需要教師要教學(xué)與科研并重，在熟悉教學(xué)的基礎(chǔ)對前沿科技進(jìn)行研究，具有較高的教研能力，讓學(xué)生在學(xué)好大學(xué)物理的同時(shí)，對現(xiàn)代科技有一定的了解。教師應(yīng)該在現(xiàn)有教學(xué)基礎(chǔ)上，不斷探索，在傳授知識的同時(shí)啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生成為高素質(zhì)的全面型人才。

[1]孫海濱,劉婷婷.大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與培養(yǎng)對策分析[J].理工高教研究,2005,24(3):40-42.

[2]方涌.大學(xué)物理教學(xué)改革探微[J].中國成人教育，2008(9)172—173.

[3]王國棟.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]胡玉才，汪靜.大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2011

[5]趙敏，高興茹.從中美大學(xué)物理教材的差異看我國大學(xué)物理教材的改革[J].2010,12(6):126-128.

[6]李輝.大學(xué)物理課程改革與大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升[J].電子制作2013（5）：166-167.

[7]李聰,袁超,馬斌強(qiáng).關(guān)于農(nóng)林院校大學(xué)物理改革的幾點(diǎn)探索[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,22(7),186-187.

[8]熊青玲，程衍富.關(guān)大學(xué)物理多媒體教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].物理與工程,2008,18(3),58-59.