地方師范院校大學(xué)物理論文

時(shí)間:2022-10-29 10:11:46

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地方師范院校大學(xué)物理論文

1找準(zhǔn)課程定位,整合教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)物理課程是理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課,其物理學(xué)原理部分是多學(xué)科交叉、轉(zhuǎn)移和滲透的支撐點(diǎn),為專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)和方法基礎(chǔ),在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、銜接各門專業(yè)課程中起到了非常重要的作用。鄭州師范學(xué)院是一所升本不久的地方高等師范本科院校,師范特色突出,培養(yǎng)的學(xué)生絕大部分畢業(yè)后成為中學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、教育輔導(dǎo)中心的教師,這使我們決定將“大學(xué)物理”的課程重點(diǎn)定位在對(duì)基本概念、基本理論、基本思想的理解和基本技能、基本方法的掌握上,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)課程定位,我們對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合,突出體現(xiàn)在四方面。第一,突出教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性。把教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)放在基礎(chǔ)性強(qiáng),對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起重要作用的基本原理和基本方法上;做好中學(xué)物理與大學(xué)物理的合理銜接,如在力學(xué)中,我們對(duì)學(xué)生在中學(xué)已經(jīng)很熟悉的內(nèi)容如速度、加速度、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、能量守恒定律等,適當(dāng)講解,節(jié)約課時(shí),而將重點(diǎn)放在如何用微積分和向量來處理力學(xué)問題上;合理配置教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,讓學(xué)生“既見樹木,又見森林”。第二,實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的現(xiàn)代化。大學(xué)物理課程改革的重點(diǎn)應(yīng)是實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的現(xiàn)代化,[1]把物理學(xué)的前沿知識(shí)和其在高新技術(shù)中的應(yīng)用有機(jī)融合到教材的各部分內(nèi)容中。如我們?cè)谥v動(dòng)量定律和動(dòng)量守恒定律時(shí),介紹離子推進(jìn)器原理、火箭飛行原理和人造地球衛(wèi)星入軌速率;在講宇宙速度時(shí)介紹黑洞,并估算黑洞的引力半徑;在講熵和熵增加原理時(shí)與資源利用和環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來;講磁介質(zhì)時(shí),介紹高溫超導(dǎo)、超導(dǎo)磁懸浮列車、磁紀(jì)錄等;在講光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)時(shí),介紹太空實(shí)驗(yàn)室—哈勃太空望遠(yuǎn)鏡;在講狹義相對(duì)論時(shí)介紹光的多普勒效應(yīng)和宇宙紅移;在講黑體輻射時(shí)介紹宇宙輻射背景;受課時(shí)限制,部分前沿知識(shí)如激光技術(shù)應(yīng)用、納米材料等以專題講座的形式進(jìn)行。第三,突出物理學(xué)的社會(huì)教育和思想文化功能。愛因斯坦曾經(jīng)說過:“科學(xué)對(duì)于人類事務(wù)的影響有兩種方式,第一種方式是大家都熟知的:科學(xué)直接地、并在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類生活的工具;第二種方式是教育的性質(zhì)———它作用于心靈?!保?]物理學(xué)不僅是科學(xué),同時(shí)也是高層次、高品位的文化。在教學(xué)過程中插入物理學(xué)史,滲透物理學(xué)認(rèn)識(shí)論和方法論的思想,弘揚(yáng)物理學(xué)家為探索真理不屈不撓、勇于獻(xiàn)身的精神。如在學(xué)習(xí)開普勒三定律時(shí),介紹開普勒如何面對(duì)第谷•布拉赫所觀察的700多顆星的全部天文觀察資料,經(jīng)過18年的刻苦鉆研,用數(shù)學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)優(yōu)美、卓越而又簡(jiǎn)單的定律—開普勒三定律,從而向?qū)W生展示了物理學(xué)的“求真、至善”、“簡(jiǎn)單、和諧和美”,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)具有重要意義。第四,突出學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)。打破不分專業(yè)的教學(xué)模式,根據(jù)不同專業(yè)對(duì)物理知識(shí)的需求不同來決定教學(xué)內(nèi)容和分配學(xué)時(shí),形成三個(gè)教學(xué)模塊。模塊一,108學(xué)時(shí),內(nèi)容包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、振動(dòng)和波、光學(xué)、量子物理,適合數(shù)學(xué)專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、科學(xué)教育專業(yè)(???;模塊二,108學(xué)時(shí),內(nèi)容側(cè)重?zé)釋W(xué)和量子物理,減少力學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)內(nèi)容,適合化學(xué)專業(yè);模塊三,72學(xué)時(shí),內(nèi)容側(cè)重與專業(yè)直接相關(guān)的知識(shí),適合生物專業(yè)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)(專科)。

2構(gòu)建高素質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

根據(jù)課程建設(shè)的總體規(guī)劃,針對(duì)不同層次的教師,采用學(xué)歷提升和進(jìn)修相結(jié)合的辦法,全面提高教師的教育教學(xué)綜合能力。目前,鄭州師范學(xué)院大學(xué)物理課程組有教師9人,教授3人,副教授3人,講師3人;其中博士4人,碩士4人,學(xué)士1人;年齡結(jié)構(gòu)合理,40歲以上3人,35~40歲4人,35歲以下2人。課程組的教授、副教授,重視對(duì)青年教師的培養(yǎng),從教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度以及靈活駕馭課堂、駕馭教材等方面給予指導(dǎo),同時(shí)青年教師也虛心請(qǐng)教,形成了互幫互學(xué)的高素質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì),為大學(xué)物理精品課程的建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐。

3運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)方法與教學(xué)手段

先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)手段是精品課程建設(shè)的載體;我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)教學(xué)方法及手段進(jìn)行以下改革。

3.1采用問題式教學(xué)法

問題式教學(xué)法是美國(guó)神經(jīng)病學(xué)教授HowardBarrows于1969年首創(chuàng)的以解決問題為中心的教學(xué)方法,首先被應(yīng)用于北美研究型大學(xué)的醫(yī)科教學(xué)中并取得很大成功。[3]在課堂教學(xué)中,以問題為主線,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)計(jì)一系列的問題和具有啟發(fā)性的提問,抓住學(xué)生思維,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,通過對(duì)每個(gè)問題的分析、重點(diǎn)難點(diǎn)講解、學(xué)生討論和師生互動(dòng),不僅解決了問題,而且問題所涉及的知識(shí)點(diǎn)被學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握。例如,在講波動(dòng)光學(xué)的相干光時(shí),設(shè)計(jì)兩個(gè)問題:光的相干條件與機(jī)械波相同,為什么機(jī)械波比較容易觀察到干涉現(xiàn)象,而普通光源不能觀察到干涉現(xiàn)象?普通光源怎樣才能獲得相干光?通過對(duì)這兩個(gè)問題的解決,學(xué)生們掌握了本節(jié)所涉及的知識(shí)點(diǎn):光的相干條件、普通光源的發(fā)光機(jī)制和相干光的獲取。在課后作業(yè)中,既布置計(jì)算題又布置思考題,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索性和想象性的思維活動(dòng)。對(duì)于復(fù)雜問題和拓展內(nèi)容,將學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組,每組4~5人,通過課后思考、交互式討論,以小組為單位解答問題,在習(xí)題課中,每個(gè)小組選出代表進(jìn)行發(fā)言。例如,在講光的干涉時(shí),給出的問題是:楊氏當(dāng)年是利用兩個(gè)小孔作為點(diǎn)光源,為什么后來被雙縫所代替?在講量子物理時(shí),給出的問題是:維恩位移定律在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用?分析光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。通過對(duì)這些問題的思考、探討和交流,活躍了學(xué)生的思維,增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí),同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力和溝通能力,為師范生的教學(xué)能力提高打下基礎(chǔ)。問題式教學(xué)方法能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力源泉,它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的意識(shí)和能力具有重要意義。

3.2采用歸納總結(jié)教學(xué)法

大學(xué)物理包括力、熱、光、電和量子物理,內(nèi)容多,概念多,公式多,使學(xué)生記憶困難,尤其是相似的概念和公式很容易混淆,如果不定時(shí)總結(jié)歸類,會(huì)影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。采用歸納總結(jié)教學(xué)法,能收到事半功倍的效果,同時(shí)也對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了督促作用。例如,第一章教學(xué)結(jié)束時(shí),教師對(duì)本章所涉及的基本理論、研究方法以及公式以講述的形式進(jìn)行比較、歸納和總結(jié),然后設(shè)計(jì)出框圖或表格,框圖或表格的內(nèi)容填寫布置成作業(yè)讓學(xué)生課下完成,以后各章教學(xué)結(jié)束時(shí),每章的總結(jié)由學(xué)生完成。要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容設(shè)計(jì)成框圖或表格或樹形結(jié)構(gòu)對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行比較、歸納、總結(jié),并將每章的總結(jié)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

3.3采用研究性教學(xué)法

研究性教學(xué)是教師以培養(yǎng)學(xué)生的研究意識(shí)、研究能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),從學(xué)科領(lǐng)域、課程內(nèi)容或現(xiàn)實(shí)生活中選擇和確定專題進(jìn)行研究,通過教學(xué)過程的研究性(教學(xué)與研究的有機(jī)結(jié)合),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)(學(xué)習(xí)與研究的有機(jī)結(jié)合)的教學(xué)。[4]對(duì)學(xué)生課程論文的指導(dǎo),采用研究性教學(xué)法。論文題目可由教師提供,學(xué)生選擇,也可以學(xué)生自命題目。題目范圍廣泛,可以從理論、實(shí)驗(yàn)、生活、社會(huì)等方面選題。教師講解文獻(xiàn)查找辦法,提供寫作指導(dǎo),學(xué)生定題后通過查資料、做實(shí)驗(yàn)、思考、討論、分析總結(jié)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),最終寫出論文。論文題目可以是:生活中的慣性力、科里奧利力及自然界中的科里奧利效應(yīng),論述燃煤電廠效率提高的發(fā)展趨勢(shì),光衍射理論的應(yīng)用,德布羅意與物質(zhì)波的發(fā)現(xiàn)與認(rèn)識(shí),霍金與黑洞等。

3.4采用分層次教學(xué)法

分層次教學(xué)法的特點(diǎn)是正視學(xué)生的差異,適應(yīng)學(xué)生的差異,利用學(xué)生的差異,因材施教,最大限度地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。我們根據(jù)學(xué)生實(shí)際,將教學(xué)內(nèi)容分為基本內(nèi)容和拓展內(nèi)容兩個(gè)層次,前者要求全體學(xué)生掌握,后者為學(xué)有余力的學(xué)生拓展思路,開闊眼界而開設(shè)。輔導(dǎo)答疑分層次,對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生,耐心講解,使其理解,并讓他們認(rèn)識(shí)到自己學(xué)習(xí)的潛力。對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,引導(dǎo)其思考得到答案。作業(yè)分層次,將習(xí)題設(shè)計(jì)成鞏固基礎(chǔ)知識(shí)的基本題、簡(jiǎn)單和綜合運(yùn)用的中等題、分析問題和解決問題的提高題等三種類型,對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生要求會(huì)做全部習(xí)題,中等生做前兩類習(xí)題,基礎(chǔ)差的學(xué)生要完成基本題,教師鼓勵(lì)中等和基礎(chǔ)差的學(xué)生選做提高型習(xí)題。

3.5靈活運(yùn)用多樣化的教學(xué)手段

恰當(dāng)靈活地運(yùn)用多種教學(xué)手段,能有效提高教學(xué)效果。對(duì)于簡(jiǎn)單、直觀、容易理解的內(nèi)容、大量公式的推導(dǎo)以及例題演算堅(jiān)持用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,要求學(xué)生做筆記,做到手腦并用,加深對(duì)內(nèi)容的理解和記憶。對(duì)于真實(shí)物理過程的展示,利用演示實(shí)驗(yàn),通過對(duì)物理現(xiàn)象的觀察,引導(dǎo)學(xué)生探索物理本質(zhì)。對(duì)于教學(xué)內(nèi)容中比較抽象、理論難以理解、實(shí)驗(yàn)條件不足以再現(xiàn)的情況,采用多媒體教學(xué),我們?cè)谡n程建設(shè)中自編了“大學(xué)物理”電子課件和習(xí)題課件,利用多媒體課件向?qū)W生展示課程內(nèi)容以及相關(guān)物理知識(shí)背景資料,這不僅增加了課堂教學(xué)的信息量,提高了教學(xué)效率,而且有利于生動(dòng)直觀地反映抽象的內(nèi)容,還有利于提高學(xué)生的興趣和注意力,給抽象、艱深的物理教學(xué)注入了新的活力。例如利用多媒體課件,演示波的傳播和疊加、駐波的產(chǎn)生過程、電磁場(chǎng)分布、麥克斯韋分布函數(shù)、電子衍射實(shí)驗(yàn)等,使這些抽象問題更加直觀,便于理解。我們始終認(rèn)為多媒體教學(xué)是一種輔助教學(xué)手段,它不能取代傳統(tǒng)教學(xué),必須將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,采用與之對(duì)應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段,才能取得最佳教學(xué)效果。我們還為學(xué)生提供豐富的網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源,基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔助教學(xué),實(shí)現(xiàn)師生網(wǎng)上的互動(dòng)討論和動(dòng)態(tài)輔導(dǎo)以及資源瀏覽、查詢專業(yè)網(wǎng)站等。

4建立科學(xué)合理的考核體系

課程考核是檢驗(yàn)課程建設(shè)成效的重要環(huán)節(jié),為了更全面地反映學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度和掌握知識(shí)的水平,我們?cè)诟鱾€(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。具體做法是:平時(shí)成績(jī)30%(作業(yè)、每章總結(jié)、考勤、小測(cè)驗(yàn)、課堂討論、小組討論等),課程論文10%,期末考試60%??荚囶愋投鄻踊?,有填空題、選擇題、判斷題、證明題、問答題、計(jì)算題。試題難易度適中,區(qū)分度大,其中基本題占90%,有難度的題占10%,這既能考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況,又能使優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。

5小結(jié)

通過對(duì)大學(xué)物理精品課程的建設(shè),不僅提高了教學(xué)質(zhì)量,同時(shí)也提高了我們的教科研水平。我們?cè)诮?年時(shí)間內(nèi),獲得省級(jí)教學(xué)研究立項(xiàng)1項(xiàng),校級(jí)教學(xué)研究立項(xiàng)1項(xiàng),省級(jí)教學(xué)技能大賽二等獎(jiǎng)1人;發(fā)表教學(xué)研究論文10余篇,科研論文30余篇,其中SCI、EI和核心期刊20余篇。相信如果繼續(xù)以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo),以提高教學(xué)質(zhì)量為核心,積極探索教學(xué)改革,那么必將發(fā)揮精品課程建設(shè)對(duì)提高整體教學(xué)水平及人才培養(yǎng)質(zhì)量的促進(jìn)和輻射作用。

作者:周笑薇單位:鄭州師范學(xué)院