大學(xué)物理教學(xué)的思考與探討

【摘要】大學(xué)物理學(xué)是一門公共基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接影響學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，事關(guān)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，故此必須改變現(xiàn)行的教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理學(xué) STS教育 多媒體教學(xué)

【基金項目】廣西壯族自治區(qū)高校自然科學(xué)基金重點項目資助

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0228-02

大學(xué)物理學(xué)是高等院校理工科各專業(yè)開設(shè)的一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，應(yīng)該是豐富多彩、有趣又有用的課程，但是卻被理工科學(xué)生普遍認為最沒用、最難學(xué)、沒幾個人愿意學(xué)的一門課程。為什么會造成這種現(xiàn)象呢？當(dāng)然這與當(dāng)前不斷壓縮的學(xué)時、教學(xué)內(nèi)容陳舊、脫離實踐、脫離社會、教學(xué)模式單調(diào)、教學(xué)方式單一等有關(guān)，這與當(dāng)前的社會對大學(xué)生的要求也是格格不入的。目前很多教育專家呼吁高校應(yīng)該加強大學(xué)物理的教學(xué)，充分認識大學(xué)物理在培養(yǎng)人才的重要作用和地位[1-2]。要確立大學(xué)物理在基礎(chǔ)課中的地位以及加強大學(xué)物理的教學(xué)，要提倡和鼓勵教師進行大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革，發(fā)揮該課程的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[3-6]。

一、大學(xué)物理教學(xué)過程中存在的問題

我國現(xiàn)行教育的基本模式為聽話教育、分?jǐn)?shù)教育和知識教育。高等院校的教育應(yīng)該是面向現(xiàn)代化，把培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才的精英教育模式逐步轉(zhuǎn)向大眾教育模式。目前，盡管有些教師在大學(xué)物理課程教學(xué)中也采用了一些現(xiàn)代化的教學(xué)手段來配合知識的傳授，但由于課時緊張及教學(xué)任務(wù)繁重，所以大部分教師還是只重視學(xué)習(xí)的結(jié)果，不重視教學(xué)的過程。長此以來就形成了這種模式，就是從概念出發(fā)，按照“概念——性質(zhì)與理論——公式——應(yīng)用的模式來組織和教學(xué)，學(xué)生同樣也按照這個模式接受教師傳授的知識，學(xué)生也就失去學(xué)習(xí)的興趣，雖然體現(xiàn)了教師的主導(dǎo)地位，卻喪失了對學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，忽視了學(xué)生的主體地位。

而大學(xué)物理學(xué)是在大學(xué)第一學(xué)年的下學(xué)期開設(shè)的，對于剛?cè)胄２痪玫膶W(xué)生來說，學(xué)習(xí)目標(biāo)不太明確，學(xué)習(xí)物理的目的也不太明朗。一些學(xué)生脫離了家長和班主任的約束，還存在著“修整“的心理，思想上有一定的惰性；也有部分學(xué)生由于中學(xué)物理課的基礎(chǔ)不太好，對大學(xué)物理產(chǎn)生了畏懼心理。學(xué)生面對學(xué)時少、難度較大的大學(xué)物理課程，表現(xiàn)各異：（1）學(xué)習(xí)較認真的學(xué)生上課能認真聽講，但也只是被動的機械的跟著教師演繹的思路進行，套用公式完成作業(yè)，考出較好的成績而已；（2）另有一部分學(xué)生是上課時的前一段時間能聽講，往后則自行其是（自己看參考書或課本等），最后只要能應(yīng)付考試就行；（3）還有一部分學(xué)生是感到上課單調(diào)枯燥，不聽講，最后是考試難以通過。因此，從大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀、學(xué)生的認知規(guī)律和思想實際出發(fā)，在大學(xué)物理課堂教學(xué)中，要實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)21 世紀(jì)創(chuàng)新教育的理念，最重要的一環(huán)是突破舊的“知識教育”的模式。

二、對大學(xué)物理學(xué)教學(xué)改革的探討

由于物理學(xué)不斷向縱深發(fā)展和橫向外延，才使得眾多的交叉學(xué)科應(yīng)運而生，迎來了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的春天。以基礎(chǔ)物理學(xué)為內(nèi)容的大學(xué)物理課程，則是高等院校理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課程，它所涉及的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，也是一個科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必備的基礎(chǔ)知識。因此大學(xué)物理課程的教學(xué)在為學(xué)生系統(tǒng)地打下必要的物理基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面，具有其它課程不能替代的重要作用。由于目前高等院校教學(xué)存在著各種弊端，以及國內(nèi)外正在進行的教育教學(xué)改革趨勢，使得大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)改革勢在必行，因為沒有深刻的教學(xué)改革就不能保證本科教學(xué)質(zhì)量的提高、更不能保證創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本文從不同方面，闡述了實施大學(xué)物理教學(xué)改革的措施和途徑。

1.把STS教育思想浸透到教學(xué)內(nèi)容中

STS（Science，Technology and Society）是一門研究“科學(xué)——技術(shù)——社會”相互交叉的學(xué)科。在大學(xué)物理學(xué)STS教育的教學(xué)內(nèi)容中可以結(jié)合物理學(xué)科與社會生產(chǎn)和生活之間的聯(lián)系，找出開展STS教育的切入點，挖掘出物理教學(xué)中的STS內(nèi)容，其內(nèi)容包括以下各點：與生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用的物理知識、攜帶物理學(xué)科技前沿、與物理學(xué)知識相關(guān)的重大社會問題、與物理學(xué)相關(guān)的熱點問題、物理知識的社會性質(zhì)、物理學(xué)發(fā)展過程、與個人和社會生活密切相關(guān)的知識和實踐。大學(xué)物理學(xué)課程的教學(xué)過程中，先進的科學(xué)前沿理論與陳舊的教學(xué)內(nèi)容的矛盾日益尖銳，已經(jīng)到了影響培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的地步。因此，在大學(xué)物理課程教學(xué)中，應(yīng)該結(jié)合經(jīng)典內(nèi)容相關(guān)的新理論和新方法。比如新興材料的研制及應(yīng)用、超導(dǎo)體的制備及應(yīng)用、現(xiàn)代航空航天技術(shù)、信息技術(shù)、物理農(nóng)業(yè)技術(shù)、通訊技術(shù)、大型及超大型集成電路技術(shù)、核電站、火力電站、激光全息攝影和防偽技術(shù)等，使物理教學(xué)具有時代氣息，更貼近生活和社會。在教學(xué)過程中也要顧及學(xué)生的參與學(xué)習(xí)，以及學(xué)生參與目的性和實效性，保證學(xué)生有足夠的時間和實踐的機會。

除此之外，還可以在實踐教學(xué)中創(chuàng)建大學(xué)物理STS教育模式。STS教育中多采用師生互動方式和師生全員對話溝通方式的師生間的溝通模式，充分體現(xiàn)教師的引導(dǎo)、指導(dǎo)、誘導(dǎo)和教導(dǎo)等方面作用。現(xiàn)代教師具有多重角色，由于社會的重任和與物理技術(shù)相關(guān)的高新技術(shù)的迅速發(fā)展，因此現(xiàn)代社會需要物理教師終身學(xué)習(xí)。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，大學(xué)物理教師從傳授知識模式向現(xiàn)代教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，向?qū)W(xué)生置于由教師所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生直面教師所設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境，發(fā)現(xiàn)其意義并解決社會存在的問題，建構(gòu)知識的模式轉(zhuǎn)移。教師所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境可從學(xué)校到社會，教師需要設(shè)計出能夠調(diào)動校內(nèi)外的種種教育資源的教學(xué)方案，教師的作用不再只是教授，而且要設(shè)計和構(gòu)造STS環(huán)境。將課堂教學(xué)與實踐教學(xué)有機的結(jié)合，這也有助于STS理論與實踐的結(jié)合與統(tǒng)一。

2.多媒體技術(shù)的引入

在教育信息化的浪潮中，信息技術(shù)與課程整合已經(jīng)成為最重要的課題之一。我國高度重視信息技術(shù)與課程的整合，在新課程中明確了信息技術(shù)與課程整合的目標(biāo)與內(nèi)容，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和計算機的普及，國內(nèi)各高校，大學(xué)物理學(xué)應(yīng)用多媒體課件進行全程教學(xué)活動已經(jīng)展開。將現(xiàn)代信息技術(shù)運用于大學(xué)物理學(xué)將大大地擴展傳統(tǒng)的教育手段，使大學(xué)物理教學(xué)更形象、更高效、更有利于培養(yǎng)學(xué)生理解和解決問題的能力。

多媒體課件是上課前已經(jīng)做好的，在教學(xué)過程中難免會出現(xiàn)翻PPT、節(jié)奏快、忽視與學(xué)生的交流、也沒有充分利用多媒體創(chuàng)造教學(xué)情境。無論是板書還是多媒體教學(xué)，都應(yīng)該以“學(xué)生為中心”進行科學(xué)、和諧、人文、德育的教學(xué)活動，這也正是韓愈所說的“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”的真正含義和愿望。如果教學(xué)活動出現(xiàn)了死板、滿堂灌、填鴨式的行為，也就違背了教學(xué)活動原來的初衷。

（1）遵循教育教學(xué)規(guī)律，控制好課堂教學(xué)的節(jié)奏。使用多媒體教學(xué)不僅節(jié)省了教師大量的板書時間，還可以讓教師有更多的時間對物理現(xiàn)象、規(guī)律、方法和各種問題的分析和講解。向?qū)W生展示更多的教學(xué)資料，增加課堂教學(xué)的信息量，同時也要處理好大信息量和恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)節(jié)奏的協(xié)調(diào)關(guān)系。因為，物理學(xué)的知識一般都有一定難度，需要時間思考和消化，因此，在使用多媒體教學(xué)時，教師要借鑒傳統(tǒng)教學(xué)手段的優(yōu)點，一定要控制好講解速度和演播節(jié)奏，做到“講解、顯示與學(xué)生思維三者關(guān)系的協(xié)調(diào)進行”。要留給學(xué)生思考理解的時間和空間，并隨時注意與學(xué)生的互動。對于重點和難點內(nèi)容還要反復(fù)講解、演播，也可以采用合適的Flash或者視頻錄像來幫助學(xué)生的理解。對于例題以及重難點部分還可以利用網(wǎng)絡(luò)下載課件來幫助解決。

（2）“以學(xué)生為中心”，與學(xué)生的交流。在課堂教學(xué)過程中，師生是相輔相成、缺一不可的，教師要把握住自己的主導(dǎo)地位，以學(xué)生為主體的教學(xué)活動。教師不應(yīng)充當(dāng)多媒體的操縱者、解說員，而應(yīng)是師生情感交流的控制者和調(diào)節(jié)者。只有與學(xué)生的交流，教師才能判斷學(xué)生是理解或是疑惑，進而調(diào)整自己的教學(xué)節(jié)奏、講授方法和組織形式等。在教學(xué)過程中，最忌諱的是坐在電腦前操縱鼠標(biāo)，對著屏幕講解，忘記了正常的交流互動環(huán)節(jié)，使教學(xué)活動變成了一個人的獨角戲。學(xué)校應(yīng)該為教師配備PPT遙控器和移動麥克風(fēng)，使教師能夠行走自如，合理自如地運用肢體語言，更加生動地講解，隨時與學(xué)生交流，不受任何限制。

（3）充分利用多媒體創(chuàng)造教學(xué)情境。信息技術(shù)與課程的整合，不僅僅是把信息技術(shù)作為一種輔助教學(xué)的工具，而是要營造一種信息化的教學(xué)環(huán)境。但是，仍有部分教師，認識不到信息技術(shù)與課程整合的真正內(nèi)涵，只是把多媒體當(dāng)作黑板來使用，沒有充分利用它的真正功效，使它充分發(fā)揮黑板所不具有的一切功能，為教學(xué)服務(wù)。為了讓學(xué)生更好地理解物理學(xué)的博大精深，可以配以照片、圖片、動畫或視頻，這樣才能使教學(xué)生動、形象，利于學(xué)生吸收知識。當(dāng)然，有些演示實驗（如布朗運動、水波的產(chǎn)生、干涉與衍射實驗等）是不可能在課堂上演示的，只有通過錄像結(jié)合圖片進行大屏幕演示。

3.在大學(xué)物理教學(xué)中開展探究式教學(xué)的程序

結(jié)合創(chuàng)新教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，在大學(xué)物理教學(xué)中開展探究式教學(xué)有計劃、有步驟地實施教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)特點、教師教學(xué)水平和學(xué)生的認知規(guī)律。如大學(xué)物理“單縫和圓孔的夫瑯禾費衍射”一節(jié)，既是波動光學(xué)一章中的重點，又是難點，即可采用探究式教學(xué)模式進行教學(xué)。

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。針對學(xué)生感性認識不足，但好奇心和探究欲強烈的心理，教師可運用多媒體展示單縫的夫瑯禾費衍射實驗裝置和光路圖，并通過計算機模擬演示如下情境：①單縫衍射和衍射圖樣；②射角的變化、入射光波長及介質(zhì)折射率的變化導(dǎo)致的條紋間距的變化；③縫寬的變化導(dǎo)致衍射條紋的變化。通過實驗圖樣的變化，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，學(xué)生就會自然而然地提出問題：①單縫衍射的規(guī)律是什么；②衍射圖樣中明暗條紋形成的條件是什么；③條紋間距變化的規(guī)律是什么；④條紋移動的規(guī)律是什么；⑤如是圓孔，那么圓孔衍射的圖樣又是什么樣的。然后給學(xué)生兩分鐘時間，讓學(xué)生進行思考和討論，進而進入下一步的探究式教學(xué)程序。

（2）啟發(fā)思考，猜想與假設(shè)。猜想是對問題的事實尋求可能的解釋，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性想象力的有效途徑。盡管學(xué)生的猜想往往不一定是最終的科學(xué)結(jié)論，但這種猜想也不是毫無根據(jù)的胡思亂想，它要根據(jù)已有的經(jīng)驗、知識、一定的實驗和觀察結(jié)果，如前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過的光的相干性、光程和光程差、楊氏干涉及等傾干涉等。這一環(huán)節(jié)的教學(xué)活動也可借助“頭腦風(fēng)暴法”進行。

（3）設(shè)計實驗，科學(xué)探究。教師將全班學(xué)生按其特點分為幾個探究小組，每小組5～8 人，開展組內(nèi)合作學(xué)習(xí)。編組完成后，各小組即圍繞教學(xué)內(nèi)容開始閱讀單縫和圓孔衍射的教材內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，并根據(jù)實驗室的儀器設(shè)備條件設(shè)計出探究單縫和圓孔衍射規(guī)律的實驗方案，詳細寫出操作步驟，設(shè)計出數(shù)據(jù)記錄表格，然后進行實驗探索。教師在此過程中要注意引導(dǎo)和指導(dǎo)。實驗完成后，各組總結(jié)實驗現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合對教材的自學(xué)與理解，在教師引導(dǎo)下得出單縫衍射的規(guī)律、干涉明暗條紋形成的條件、條紋間距變化及其移動的規(guī)律等。

（4）歸納總結(jié)，意義建構(gòu)。為鞏固和掌握新知識，實現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，教師應(yīng)繼續(xù)創(chuàng)設(shè)情景引導(dǎo)學(xué)生探究。可通過多媒體展示單縫和圓孔衍射的實驗裝置和光路圖，讓學(xué)生結(jié)合教材自主探究出單縫和圓孔衍射的規(guī)律、衍射明暗條紋形成的條件及條紋間距、條紋移動的規(guī)律等。接下來，教師再通過多媒體對比展示單縫衍射、圓孔衍射的實驗裝置和光路圖，對比所形成的衍射圖樣，在引導(dǎo)學(xué)生分析、比較各種衍射圖樣特點的基礎(chǔ)上，對兩種衍射的有關(guān)概念及衍射規(guī)律等進行概括總結(jié)，對探究過程中沒涉及到的有關(guān)知識進行必要的補充，以強化學(xué)生對知識的理解與掌握。

（5）遷移運用，設(shè)計創(chuàng)新。運用和創(chuàng)新是學(xué)習(xí)的最終目的，為此教師可通過錄像展示光的衍射在實際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用：①展示衍射光柵，講解其結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生闡述其工作原理并進行一次最小分辨率的測量；②展示技術(shù)工人利用電子顯微鏡測量電子波的波長等，讓學(xué)生利用實驗室條件進行相應(yīng)實驗設(shè)計及操作。通過實例的展示和學(xué)生的親身實踐，不但能加強學(xué)生對所學(xué)知識的掌握，實現(xiàn)對所學(xué)知識的遷移運用，而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲，為學(xué)生以后的科技創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

結(jié)合物理學(xué)是一門實驗科學(xué)的特點，在大學(xué)物理教學(xué)中實施探究式教學(xué)是非常適宜的。它不但能激發(fā)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)物理課程的興趣和熱情，實現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)物理知識的意義建構(gòu)，而且能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生的自主思維，讓學(xué)生學(xué)到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

總之，大學(xué)物理教學(xué)蘊含著科學(xué)的方法，如何才能取得更好的教學(xué)效果，不只是掌握科學(xué)的教學(xué)理論就能達到的，還需要在教學(xué)過程中逐步的摸索實踐。也可以觀摩有經(jīng)驗的教師的示范課，借鑒別人的長處，不斷豐富、提高自己的教學(xué)經(jīng)驗，更好的完成教學(xué)任務(wù)。

參考文獻：

[1]趙凱華.對當(dāng)前物理教學(xué)改革的幾點看法[J].大學(xué)物理，2000，19（2）： 2-5.

[2]董少光.大學(xué)物理教學(xué)與理工科學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的思考. 中國西部科技，2008，7（4）： 73-75.

[3]衡耀付.大學(xué)物理教學(xué)開展探究式教學(xué)的探討.教育探索，2008，3： 51-52.

[4]郭延生.透STS教育理論 改革大學(xué)物理教學(xué)[J].物理與工程，2009，19（3）： 55-56.

[5]尹志會，張?zhí)m訓(xùn)，許坦.對大學(xué)物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的思考[J]. 教育與職業(yè)，2013，14（1）： 148-149.

[6]羅文華. 大學(xué)物理教學(xué)改革的對策[J].物理與工程，2013，23（4）：34-36.