大學物理教學模式改革的探討

張敏

摘要：對非物理專業大學物理課程教學模式改革進行了分析，從教學模式改革的必要性入手，對多媒體教學的優點及不足進行了探討。指出應采取將多媒體教學與課堂實物演示實驗相結合的教學模式，并應該注重突出學生主體地位，精講多練。

關鍵詞：教學模式；多媒體；演示實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）49-0152-02

一、大學物理教學模式改革的必要性

物理學是一門理論與實驗相結合的科學，然而在現實的物理教學過程中，由于課堂教學環境與教學設施的約束，二者無法實現有機而完美的結合。在給非物理專業的本科生開設的大學物理課程中，教師的理論課程講授往往并不結合物理實驗同步進行，學生對于物理本質現象的理解有時是靠教師用嘴“說實驗”來獲得的感性認識，物理教學似乎越來越“理論化”。盡管也開設了大學物理的配套實驗，但是并不能與理論教學完全同步，而且與生活有關的物理現象并不能在精密的實驗儀器中得以體現。物理教育在傳授給學生必要的基礎知識的同時，更主要的是培養學生的能力，讓他們學會如何學習，如何思考，如何分析和解決問題，如何發展和創新。學好物理學不僅對學生在校的學習十分重要，而且對學生畢業后的工作和進一步學習、更新知識，都將產生深遠的影響。物理學是一門發展中的學科，物理教學改革的一個重要方面就是如何將經典內容與現代的物理概念相結合；如何將理論講授與物理實驗相結合。要想在有效的學時內，高效地實現物理教學的培養目標，就要求我們對傳統的教學模式進行改革。現代科學技術的發展可以將多媒體技術充分運用到物理教學當中去，為教學模式改革尋求了途徑。但是多媒體演示不能完全取代實物演示，所以應同時開辟課堂演示實驗。

二、多媒體在大學物理教學中運用的優點

相對于“粉筆+黑板”的傳統教學模式而言，多媒體以其豐富的表現力，通過運用交替呈現的圖像、聲音以及動畫將物理教學中某些晦澀難懂的變化過程、枯燥抽象的物理概念演繹得形象而且生動，提高課堂學習效率。

1.創設逼真情景，激發學生的學習興趣。多媒體技術可以用動態的畫面直觀地演示物理課程所涉及到的實驗現象和有關的物理規律，提高教學的直觀性和教學內容的表現力與感染力。同傳統教學相比，多媒體演示教學方式具有形象生動、信息量大、便于保存等優點。比如在講解靜電場中導體的應用時，可以用電風吹燭的動畫模擬或者視頻來演示尖端放電現象；在講解質點系的動量守恒定律時可以通過播放衛星發射的視頻來增強說服力；講角動量守恒時，可以播放花樣滑冰和跳水運動員的視頻來說明轉動慣量在現實中的運用。因為這些內容跟我們的生活密切相關，所以可以極大地調動學生的學習興趣。多媒體的模擬演示實驗既增加了趣味性，又有利于學生對知識的理解和鞏固，有利于知識的滲透，擴大了課堂教學的容量。

2.提高課堂學習效率，增強學習效果。物理學中的概念和原理以及運動規律的理解，需要借助于相應物理模型的建立。比如：理想氣體的微觀模型和電偶極子模型，借助于計算機可以建立逼真的模型，靈活地縮放物理圖像，將物理過程生動形象的展現于學生眼前，變抽象內容為直觀形象的物理圖像，使學生對難懂的物理規律有一個全面準確的認識，從而增強學習效果，達到認知的高質量。

三、多媒體在大學物理教學中局限性

多媒體技術的應用極大地優化了大學物理的教學水平，它可以把教學內容中不易表達和較抽象的東西通過多媒體的形式呈現出來，學生很難想象出來的物理過程通過電腦的實驗演示得以具體化。但是任何事物都有其兩面性，多媒體教學也存在著一定的弊端。

1.信息量大，速度較快，不利于學生對知識的吸收。很多用多媒體授課的教師有這樣的體會：雖然不用粉筆寫板書和畫圖，但是感覺講的內容反而更多了。這是因為投射到屏幕上的信息量增大了。以前講某個物理學名詞時，僅僅將其寫出來，具體的定義是通過口述的，而現在所有的內容都顯示在屏幕上。學生看屏幕往往就顧不上記筆記，而且思維一直處于比較緊張的狀態，這樣往往會很疲勞，反而不利于思考和對知識的吸收。所以很多學生感覺課上聽懂了，但是課后很快忘記了，無形中加大了課后復習量。

2.多媒體演示實驗缺乏可信度，不能完全替代實物演示實驗。電腦的模擬實驗有很多的優點，對一些具有潛在的危險而不便于現場演示的實驗或一些硬件設備過于昂貴的實驗，可以通過虛擬現實技術得以實現。但是物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗本身的直觀性和真實性在物理學中的地位是多媒體無可替代的，它也是檢驗物理原理的客觀標準。所以不能完全用模擬實驗來進行物理教學，它只是一項輔助的教學工具。

3.多媒體教學缺乏課堂的隨機適應性。由于多媒體課件是事先已經制作好的，它的順序性、教學的內容與模式都已經固定了，不利于教師的隨堂發揮，反而使得教學欠缺一些靈活性。所以，授課教師應該轉換教學觀念，多種教學手段并用，不應當僅僅拘泥于課件所顯示的內容。同時，應該提高自己的課件制作水平與運用水平。

四、課堂實物演示實驗在大學物理教學中運用

眾多的物理概念植根于現實世界的沃土之中，而且始終和它保持緊密的聯系，而實驗演示乃是體現這種聯系的一根紐帶。

1.重視演示實驗教學，加強學生能力培養。目前，學生普遍感到物理“難學，難記，難理解”，其主要的原因就在于教學過程當中缺乏與物理原理相對應的演示實驗，學生不能在實驗中得到訓練和能力的培養。多媒體模擬實驗雖然可以取代部分物理實驗，但是由于學生無法親自參與，因而缺乏真實性與可信度。演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種實驗教學方式，具有操作簡單、現象明顯、效果直觀形象富于啟發性以及一些在多媒體演示實驗中無法比擬的特點。

2.教師演示為主，學生積極參與。課堂的實物演示實驗非常直觀、生動，是物理教學中深受學生歡迎的一種形式。我們在教學中都會有這樣的教學經驗：無論是何種方式的演示實驗，只要一開始，課堂氣氛馬上會變得十分活躍，學生的主動性與求知欲就會被充分調動起來。但是往往在整個實驗演示過程中，都是由教師來操作，有的同學就會看不太清楚，從而不同程度限制了學生智能和潛能的發展。所以在演示過程中，應該主張學生主動參與其中，發揮其主動性和創造性。同時在實驗過程中加深理解和掌握物理概念的規律。

3.轉換觀念，實驗設施簡單化。我們主張在多媒體授課的教室安排專用的演示實驗通道，相關的物理實驗可以隨堂做，但是有些儀器設備非常精密與煩瑣，所以應該盡可能的采用簡單的儀器設備，甚至可以采用生活中易于取得的素材來做實驗，這樣學生還可以在課下自己動手來模擬。比如在講述麥克斯韋速度分布率時的伽爾頓板實驗，我們可以在木板上面釘上較為密集的釘子，然后把稍大的球狀物通過孔隙投入，從而驗證統計規律。

五、改革教學模式提高教學效率和質量

近年來，教學模式已經成為影響教學質量和人才素質培養的一個突出問題，隨著教學改革和實踐的不斷深入，高校教師也在探求新的教學模式以適應當今社會素質教育的發展。那種認為演示實驗占用教學時間，寧可用抽象復雜的語言描述來替代顯而易見的實驗現象和結論的做法，或是認為演示實驗可有可無的認識是錯誤的。

1.課堂多媒體教學與實物演示實驗相結合。借助計算機的模擬可以改變教學信息的呈現形式，這種教學是集圖、文、聲、像于一體，用動態的圖像來直觀的演示物理學當中涉及的物理概念和規律，如分子熱運動，霍爾效應等。而實物演示應與之相結合，比如在介紹法拉第電磁感應定律的時候，通過安培表、線圈以及一根磁鐵就能很真實的觀察到感應電流的產生。而在介紹其應用時，又可通過多媒體課件中的圖片以及動畫來演示磁懸浮列車的工作原理。二者相結合就會收到很好的教學效果。

2.結合各專業特點，努力推進教學手段多樣化。由于大學物理課程是給非物理專業的學生開設的，因此教師可以針對不同的專業學科特點，有選擇地調整相應的教學重點。比如給電子專業的學生授課過程中，可以強調電磁場的描述、場與場源的相互作用及矢量場的基本規律，因為這是“電路系統”中的能量及信息的物理基礎；而給化學專業的學生授課時，又可以著重介紹理想氣體系統及其熱力學過程中的熱功轉換與熱傳遞規律；同樣對于數學專業的教學，因為數學中的函數、微積分等是物理教學的數學基礎，而物理教學所講授的矢量場中的高斯定理和環路定理又為數學教學做了物理鋪墊。由此可見，學科之間的交叉與滲透恰恰體現了創新，教師的教學手段也需要多樣化。

3.授課過程中應注重“精講多練”。大學物理當中有很多的公式，這些公式的背后都有著豐富而深刻的物理內涵，或者揭示了某種物理現象以及物理規律，這就要求教師在授課的過程，應該更注重物理圖像、物理意義的闡述，而不應把時間大量的花在細節的推導上面，而本末倒置，忽視了支撐物理大廈的基本理論和方法。這就要求我們“精講”。

教師講授完之后，應該留出部分時間來組織學生練習，并對學生的掌握情況做出分析和評價。通過提問、討論、交流等形式與學生溝通，使教師的講授與學生的練習相結合，教學相長。很多學生感到上課一聽就懂，下課一做題或應用起來就不會，這就是“教”與“學”沒有很好的交互。所以，應該提倡“精講多練”。

總之，大學物理教學模式的改革勢在必行，這樣才能更好的適應現代社會發展的要求，培養出有益于社會的高素質人才。當然，教學改革也不能固定為某種模式，它仍然需要我們不斷地在教學實踐中探求與改進。

參考文獻：

[1]周培勤.大學物理學[M].呼和浩特：內蒙古大學出版社，2004.

[2]程守洙.普通物理學[M].北京：高等教育出版社，2006.