大學物理教學中情景創設初探

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇 南京 210023)

大學物理教學中情景創設初探

陶進邵新一①

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇 南京 210023)

筆者結合教學實例，探討了大學物理教學情景創設的策略，對大學物理課程在非物理專業學生中的培養目標及教學手段，提出了自己的觀點。

大學物理；情境創設；非物理專業

1 引言

教育是推動社會前進的重要力量，是現代社會最重要的公共事務之一，關系著社會的結構與運行。建構主義認為學習總是與一定的社會文化背景即“情境”相聯系。在實際情境下進行學習,可以使學習者利用原有認知結構中的有關經驗去同化和索引當前學習到的新知識,從而賦予新知識以某種意義，因此情境創設對學生知識的建構有著重要的作用。大學物理課程對非物理專業的學生而言，比較抽象難懂，作為高校一門重要的公共基礎課，它的課程目標旨在培養學生的科學素養，因此創設合理的學習情境，有利于非物理專業大學生對普通物理知識的掌握。

2 借助新興資源、技術，多角度展示原理、模型

多媒體技術的直觀性是傳統講授式教學所無法比擬的，筆者2010—2011學年對我校生命科學學院及數學科學學院約150名本科生的學習調查顯示：讓學生們感到物理難學難懂的關鍵并不是公式的推導和應用，而是很多抽象物理過程的理解與空間想象。通過現代的多媒體手段，我們可以創設很多實際生活中無法接觸到的情境，將抽象的物理概念具體化。

例如傅立葉變換一直是很多學生難以理解的內容，為什么在時間的坐標中不停變換的世界，到了頻域坐標下卻可以是永恒不變的？這與現實生活的感受截然不同，很多學生無法理解。這時我們可以采用多媒體的動畫模擬，將同一規律在時域、頻域與空間的三維關系具體地展示給學生，將空間或時間的一定情景予以具體展現，把抽象的知識化為具體的、直接的感官信息，以彌補廣大學生時空思維上的不足，解決學生的困惑。

3 引入時尚元素，聯系物理教學

學生的顯著特點就是年輕，追逐時尚。冗長復雜的物理定律對他們的吸引遠不如流行的音樂、電視劇對他們的影響大。因此要提高學生的學習興趣，將他們喜愛的時尚元素，例如學生感興趣的故事、電視劇情和物理規律糅合在一起，以合適的情境進行教學，必將起到事半功倍的作用。

比如激光器原理的學習，需要解釋激光產生的三要素——粒子數反轉、泵浦源和諧振腔。為更好地向學生解釋這三者對激光產生的作用，筆者就曾經用當時正流行的電視劇“天龍八部”中段譽的六脈神劍來類比。段譽的六脈神劍在電視中宛如一束激光，可惜他沒法得心應手地使用。他先被眾大師傳授神功，好比激光器的粒子數反轉，具備了基本的物質條件；他在身處險境，受到外界刺激時，好比給反轉的粒子增加了一個激勵作用的泵浦源；當他要保護心愛的人時，主觀上小宇宙大爆發，猶如粒子在諧振腔中反復振蕩增強，最終變成一束激光輸出，殺傷敵人。這三個條件缺一不可，否則六脈神劍就施展不了，激光也無法產生。如此比喻，既能形象地解釋為什么激光的產生需要這三個要素，也能活躍課堂氣氛，讓廣大學生愛上原本枯燥的物理，極大地調動學生學習的興趣。

4 結合實際情境，解讀前沿科技發展

物理學和科技的發展密不可分，物理的教學內容絕不能僅限于理論知識，應將物理學與體育、環保、醫療、國防、交通、天文、材料等領域的發展相結合，實現貼合情境的多元化教學。例如在講授光學內容時，可以向學生介紹正逐步興起的裸眼3D技術，講授聲波內容時，向同學們解釋現在高端手機中被廣泛應用的雙麥克風消音技術。這樣的前衛科技情境，有力地體現了物理的無處不在，既能喚起學生了解物理、熱愛物理、學習物理的興趣，又增長了學生的知識，開闊了眼界，更可以啟發、誘導學生在有興趣的情況下主動參與教學。

例如對音樂專業的學生而言，物理似乎和他們關系不大。但實際上駐波、頻率等物理概念就與音樂緊密相關。我們在教學時如能帶上幾樣不同的樂器，以他們平時最多經歷的情境，現場顯示固定端、弦長對駐波的影響，更能讓學生從根本上掌握調音的原理，感受目前高科技下的由高分子聚合物材料制備的樂器和傳統樂器的不同。

5 引入設計性實驗，創設真實的物理情境

物理學是一門以實驗為基礎的學科，物理實驗可以為理論概括準備充分的客觀依據，是物理學理論的直接基礎。對于大多數學生來說，絕大多數物理知識點在他們課程結束以后，都會很快被忘記，能使他們終身受益的是物理學系統性的知識結構和思維方式，這對他們未來的學習和工作有著深遠的影響。美國未來學家阿爾溫托夫勒曾精辟地指出:未來的文盲不再是目不識丁的人，而是沒有學會怎樣學習的人。而最佳的學會學習的方式之一就是自主動手，解決問題。因此在大學物理的教學中，物理實驗必不可少。教師通過對學生實驗的指導，逐步引導學生發現、提出問題，通過實驗設計、自主探索、合作討論并和老師積極互動，最終解決問題，這會極大地增強他們對知識的理解和應用能力。尤其是設計性實驗，更是訓練和考核學生解決問題能力的最佳途徑。

大學物理是培養學生科學素養的一門重要基礎課程，在大學物理的教學中，教師需要創設有效的情境，根據授課對象的需求，關注授課內容的精深度和寬廣性，結合目前的生活實際，強化物理知識的系統性，引導學生建立物理學的知識和邏輯框架，突出學生本身專業與物理學科的聯系，促進學生全面協調的可持續發展。

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：邵新一，南京師范大學物理科學與技術學院黨委副書記、講師，主要研究學生教育管理和大學物理教學。

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