教學的立體性與層次性探討

王德安

摘 要 在物理教學過程中對大學物理中各部分內容與專業及教學的方式有機結合起來，針對不同的教學內容，不同特點采用不同的教學方式。從易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進的教學層次性，使物理教學變得更立體、更豐富、更有層次感。

關鍵詞 教學的層次性 數學的立體性 物理教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

大學物理是工科類大學生主要科學課程之一，對于提高學生的科學素質、培養學生的創新精神和實踐能力具有重要的作用。該課程不僅是對學生進行嚴格的、系統的基本技能、科學方法、基礎的知識及技巧的訓練，更重要的是培養學生嚴謹的科學思維能力和創新精神，培養學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的綜合能力。隨著科技進步的新趨勢和新挑戰，大學物理教學應該面對時代的發展，針對學生的不同特點，在教學內容、教學方法等方面不斷有所改革和創新。

大學物理教學的過程應引導學生從自然的現象發現其變化發展的規律，及其規律的實踐應用。其過程需要不同的認識過程、邏輯的思考、科學方法及創新精神。蘊涵著“立體感”、“層次性”。發掘出其中的內涵去激勵學生，影響他們對物理情感的體驗。這種情感的影響有可能改變他們對物理的態度與興趣，成為他們的“知己”，受用一生。

1 教學內容的層次性

從教學內容研究入手，根據認識過程的層次性，教學內容的聯系層次性，從易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進對大學物理中各部分內容進行有機結合。根據不同的專業需求，教學內容的設置有兩種不同的體系：

分層次教學，把大學物理實驗課的教學分成實驗預備知識教學階段；基礎實驗教學階段；綜合性實驗教學階段；設計性實驗教學階段四個層次，按著每個層次教學內容的要求，采用適當的教學方法和手段。

（1）對于工程類的學生，按照物理內容的基礎性，難易程度與學生的知識水平及專業對物理的要求，依照教學內容層次，應將物理劃分為兩大部分：第一部分的內容：運動學、力對運動的影響（動力學）、自然界中兩種常見的運動（振動與波動）。（重點內容：動力學、振動與波動）。第二部分的內容：靜電場（電荷與電場）、靜磁場（運動電荷與磁場）、電磁感應、光學、熱力學（重點內容：熱力學、電磁學）。

（2）對于電子信息類的學生，根據其專業對物理的要求， 依照教學內容層次，應將物理劃分為兩大部分：第一部分的內容：運動學、力對運動的影響（動力學）、靜電場（電荷與電場）、靜磁場（運動電荷與磁場）、電磁感應（重點內容：電磁學）。第二部分的內容：振動學、波動學、光學、量子力學基礎（重點內容：振動與波動、量子力學基礎）。

2 教學過程的層次性

教學是教師施展教育的平臺，在這個平臺上，教師要在教學那種嚴謹而刻板的“氣質”中，“演活”物理深刻內涵與本質，教學不是曲高和寡的“陽春白雪”。愛因斯坦說過，興趣乃創造之母。沒能力激發興趣，可也千萬別“謀殺”了興趣。根據教學大綱的要求，教學進度的安排，學生的理解與接受的，“我們應該精心設計內容，為學生真正理解或應用這些內容提供豐富的平臺”。

分層次教學法，低起點、分層次、目標高、由淺入深、由易到難、循序漸進，按著學生的認知規律進行教學。

子彈以某一速度打入可轉動的木棒中，大部分學生認為這一自然現象過程滿足動量守恒。教師要善于抓住教學內容承載的素材來展開層次性的思維。幫助學生對物理概念的理解與定律應用；子彈可視為質點，而轉動的木棒應視為剛體。剛體可視為質點的剛性組合，這蘊含著一個質點也可組合為剛體（即質點也可視為剛體），但剛體不一定由一個質點組成（即剛體不能視為質點）。動量守恒適用于質點，而角動量守恒適用于質點。

每一章節的教學內容都有著邏輯性、層次性。教師把握內容的關聯性，像一個快樂的導游，層層深入，如數家珍，引領學生流連忘返于物理的美麗景觀里。教師講得行云流水，學生聽得不急不燥。一堂教學課下來，好似受到（下轉第132頁）（上接第115頁）了一次洗禮，身心俱悅。這應是教師追求的一種講課的氣氛。

3 教學方法與手段的立體化

教學的主要目的是知識的傳承，對象是學生，如何使學生在較短的時間內學到較豐富，較系列化的知識、方法和技能，又開拓學生的思維，激發學生的想象力，有利于培養學生的創新精神。這就要求教師在教學上更立體。因此在教學上采用靈活的教學方法，教學方法必須與教學內容相結合。

在剛體的動力學教學中可類比質點的動力學；在磁場的教學進程中可對比電場的教學進程；波動的教學內容與振動的內容密不可分。在知識的傳授過程中，建立以學生為主體，以教師為主導，根據厚基礎，強能力，高素質的培養目標，由易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進，采用靈活的教學方法，使教學簡單明了，學生對概念的理解進一步加深，公式及應用得到進一步強化。

在應用類比教學法的同時，對比教學法也是必不可少的。不同的內容，雖有相似之處、互有聯系，但畢竟各有特點、各不相同，如不加以嚴格區別，常由于十分相似而破壞記憶的準確性。為了準確地掌握知識，應該把相似的知識進行對比，找出它們的不同點與相似之處，加深學生的印象，以強化精確的記憶。例如，在探討矢量場時，學生對旋度、方向旋度及方向旋度的極大值的理解與計算較為吃力。但學生對標量場的梯度、方向導數及方向導數的極大值的理解與計算較好。通過標量場的梯度與矢量場的旋度、方向導數與方向旋度對比，不難發現兩者之間在數學的幾何意義與的計算形式相類似，而不同之處是物理的意義與計算公式。

對比法也是物理學中常用的一種教學法，通過比較，找出不同物理規律、物理定律的共同點與差別，進一步加深學生對物理規律、物理定律的理解和掌握，同時也培養了學生分析問題、研究問題、思考問題能力。角動量和轉動動能，有的學生就習慣寫成線動量和平動動能。因此，必須講清如何從質點力學發展，推廣到剛體力學，使學生理解它們的內在聯系，并把最后得到的相似公式進行對比，找出它們本質的區別，又如，電場是有源場，而磁場是渦旋場，正是這本質的區別導致電場的規律-高斯定理和場強環流定律與磁場的規律-磁學中的高斯定理和安培環路定律的不同。

在教學中注重創新，探索研究性教學，發現式教學、問題式教學、討論式教學等教學方式，在電磁感應的內容中，動生電動勢的產生原因是洛侖茲力做功的結果，但在靜磁場的內容中，在討論洛侖茲力的特點是不做功。洛侖茲力是否做功 如何解決該問題。引導學生從不同的角度來探討。

通過教師的創新教學，來提高學生的創造能力。課堂上，多提為什么？如何做？在總結電磁場的內容時，學生了解電荷可以激發電場，運動電荷產生磁場。兩者都是電荷產生的物質，問題是這兩種物質有何關系。讓學生自己通過實踐去尋找正確的、合理的答案，培養其創造能力。

總之，在大學物理教學中，恰當地應用類多種教學方式，使學生學到的科學方法和邏輯思維方法，迅速獲得新知識；理解新、舊知識的內在聯系；更好地認識新事物的本質與特征；新知識更加鮮明、準確，舊知識更加深刻、牢固。使我們能提高課堂教學效率，取得事半功倍的效果。

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