新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)思考
時(shí)間:2022-10-15 09:13:10
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摘要:在新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義教育事業(yè)中,高校要持續(xù)深化教育教學(xué)改革。本研究以南京信息工程大學(xué)為例,對(duì)新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)的特點(diǎn)、內(nèi)容、改革方法進(jìn)行分析,探討南京信息工程大學(xué)新時(shí)代大學(xué)物理教學(xué)過程中對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改進(jìn)和優(yōu)化措施,以提升大學(xué)物理課程的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:新時(shí)代;大學(xué)物理教學(xué);教學(xué)改革
黨的報(bào)告指出,在新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大進(jìn)程中,教育事業(yè)必須處于優(yōu)先位置,要深化教育教學(xué)改革,加快教育教學(xué)現(xiàn)代化,辦好人民滿意的教育。大學(xué)物理課程作為理工類本科專業(yè)的必修公共基礎(chǔ)課程,不僅包含了較為全面且系統(tǒng)的基本物理學(xué)知識(shí),而且能夠培養(yǎng)理工科專業(yè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。隨著新時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,大學(xué)物理課堂教學(xué)的模式和方法在不斷改進(jìn),這給承擔(dān)大學(xué)物理課程教學(xué)的教師帶來新的挑戰(zhàn)。提升大學(xué)物理課堂的教學(xué)效果是高校和教師的共同目標(biāo)。本研究結(jié)合南京信息工程大學(xué)大學(xué)物理課程教學(xué)方面的實(shí)踐探索,探討大學(xué)物理課程教學(xué)在新時(shí)展中的特點(diǎn)以及在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革創(chuàng)新。
一、新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)的特點(diǎn)
(一)廣泛運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?,F(xiàn)階段,在線課程的學(xué)習(xí)已經(jīng)廣泛開展,各種微課、慕課或翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)形式讓學(xué)生目不暇接,而大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)也不例外。鑒于大學(xué)物理課程自身的基礎(chǔ)性特征,幾乎所有理工科專業(yè)的學(xué)生都要進(jìn)行學(xué)習(xí)。因此,大學(xué)物理課程的教學(xué)任務(wù)繁重。互聯(lián)網(wǎng)在線課程的教學(xué)形式可以在一定程度上降低大學(xué)物理課程任課教師的工作強(qiáng)度,提升教學(xué)效率?;ヂ?lián)網(wǎng)在線課程具有內(nèi)容豐富、主題突出和使用方便等優(yōu)勢(shì),不受時(shí)間和空間的約束,且可以重復(fù)觀看。盡管當(dāng)前在線課程的教學(xué)形式存在諸多優(yōu)勢(shì),但是大學(xué)物理課堂教學(xué)無法被在線課程完全取代。事實(shí)上,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行有效地融合,能夠讓學(xué)生對(duì)大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生新的動(dòng)力。(二)大學(xué)物理“新”知識(shí)的延拓。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超出人們的想象,在新時(shí)代背景下,大學(xué)物理課堂教學(xué)需要將物理學(xué)的基本知識(shí)進(jìn)行“新”的延拓,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)有信息傳播技術(shù)非常便捷,人們對(duì)物理學(xué)基本知識(shí)的檢索和了解也很方便,因此教師如何讓學(xué)生對(duì)基本物理學(xué)的知識(shí)有積極主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的欲望是關(guān)鍵,大學(xué)物理“新”知識(shí)的延拓必不可少。大部分承擔(dān)大學(xué)物理課程教學(xué)的教師都具有博士學(xué)位,因而對(duì)“新”知識(shí)的敏感性比較強(qiáng)。對(duì)大學(xué)物理“新”知識(shí)的延拓能夠刺激學(xué)生的求知欲,讓物理學(xué)的基本知識(shí)能夠“活”起來或“動(dòng)”起來,進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理基本知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。
二、新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
雖然大學(xué)物理課程是理工科專業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課程,但是針對(duì)不同類型的人才培養(yǎng),其教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行一定的優(yōu)化。首先,針對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),要明確大學(xué)物理課程在其培養(yǎng)體系中的地位。應(yīng)用型人才要在工程實(shí)踐中具有分析和解決問題的能力,因此大學(xué)物理課程的建設(shè)要著眼于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。其次,設(shè)置符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的大學(xué)物理課程體系。除加強(qiáng)基本原理和基本方法的理解外,教師在教學(xué)內(nèi)容上要聯(lián)系實(shí)際,補(bǔ)充基本原理或理論的應(yīng)用實(shí)例或應(yīng)用領(lǐng)域,同時(shí)注重將理論與實(shí)際相結(jié)合,并將大學(xué)物理課程的實(shí)踐檢驗(yàn)作為重要的組成部分。第一,筆者以費(fèi)馬原理為例來闡述教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化,從而滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。費(fèi)馬原理闡述光線傳播的基本規(guī)律,是大學(xué)物理課程中的一個(gè)重要原理,其核心內(nèi)涵是光沿著光程為極值的路徑進(jìn)行傳播。在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中,通常分析或求解的光線傳播過程及其幾何現(xiàn)象是在二維平面內(nèi),且僅能定性地認(rèn)識(shí)費(fèi)馬原理的物理含義。這會(huì)使學(xué)生形成一定程度的思維定式,對(duì)后續(xù)光學(xué)成像應(yīng)用的理解產(chǎn)生一定的困惑。因此,教師將費(fèi)馬原理拓展到三維空間中,利用空間幾何關(guān)系、坐標(biāo)向量及向量點(diǎn)乘與叉乘等基本數(shù)學(xué)關(guān)系,升華費(fèi)馬原理的一般性特征。這樣的過程可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)費(fèi)馬原理形成一般性認(rèn)識(shí),然后結(jié)合將筷子插入水中的實(shí)例,說明費(fèi)馬原理在光線傳播過程中的理論特點(diǎn)。此外,教師要進(jìn)一步利用費(fèi)馬原理計(jì)算三維空間反射光線的位置,探討費(fèi)馬原理在理想成像和變折射率材料中的應(yīng)用,將基本原理與實(shí)踐相結(jié)合,以適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。第二,以學(xué)校的專業(yè)特色為例來闡述教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。南京信息工程大學(xué)有著“中國(guó)氣象人才搖籃”的美譽(yù),學(xué)校在大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化過程中,將基本的物理學(xué)原理融入大氣科學(xué)的應(yīng)用中,開辟了“氣象物語”專欄,如對(duì)大氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、大氣熱力學(xué)、大氣電磁學(xué)、大氣光學(xué)與大氣輻射學(xué)等基本專業(yè)術(shù)語進(jìn)行闡釋,并與基本物理學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)。這些充分體現(xiàn)了大學(xué)物理課程基本知識(shí)在氣象學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)地位,具有鮮明的氣象特色,不僅能讓學(xué)生學(xué)習(xí)基本的物理學(xué)理論,還能將學(xué)生所了解的物理學(xué)與大氣科學(xué)知識(shí)相互融合,進(jìn)一步加深他們對(duì)物理學(xué)知識(shí)的理解。當(dāng)然,對(duì)于其他具有相應(yīng)專業(yè)特色的院校,這種大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化思路是值得借鑒的,但需要進(jìn)一步特色化和本?;?。在新時(shí)工科大學(xué)物理課程教學(xué)過程中,教學(xué)內(nèi)容要適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展,以培養(yǎng)社會(huì)需求的人才為基本目標(biāo),將理論與實(shí)際相結(jié)合,科學(xué)合理地優(yōu)化大學(xué)物理課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
三、新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)方法的改進(jìn)
相比于傳統(tǒng)大學(xué)物理課程教學(xué)手段的單一和枯燥,新時(shí)代大學(xué)物理課程的教學(xué)方法更加豐富多樣。授課教師由課堂教學(xué)內(nèi)容的灌輸者逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)的組織者和幫助者,學(xué)生正由被動(dòng)接受者逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)者。二者角色的變化,促使授課教師不斷改進(jìn)大學(xué)物理課程的教學(xué)方法。大學(xué)物理課程作為一個(gè)基礎(chǔ)課程,其重要性不言而喻,教師應(yīng)當(dāng)思考如何改進(jìn)教學(xué)方法。大學(xué)物理課程中有很多重要的基本概念和理論,其背后都有相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型或思想。在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中,教師需要指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度理解相應(yīng)的物理含義,以加深對(duì)基本物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)。這種“數(shù)學(xué)—物理含義”相結(jié)合的思考方法,可以幫助學(xué)生先從抽象的數(shù)字去認(rèn)識(shí),再由其包含的物理含義進(jìn)行具象思考。這樣的往復(fù)式思考既有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)物理知識(shí),又加深他們對(duì)理論的理解。教師在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中要適時(shí)地提示“數(shù)學(xué)—物理含義”往復(fù)式的思考方式,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)這樣一種思考方式,為其后續(xù)學(xué)習(xí)更加復(fù)雜、深層次的知識(shí)養(yǎng)成良好的思考學(xué)習(xí)習(xí)慣。在新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)中,教師可以充分利用大學(xué)物理在線課程的優(yōu)勢(shì),但不能完全依賴它,否則就缺少了學(xué)生與教師的交流與互動(dòng),無法激發(fā)學(xué)生形成思想的火花。教師要積極倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和發(fā)散性學(xué)習(xí),在信息如此發(fā)達(dá)的今天,讓學(xué)生主動(dòng)去探索與之相關(guān)的新知識(shí)。同時(shí),教師要調(diào)整自身在大學(xué)物理課程教學(xué)中的定位,放平心態(tài)與學(xué)生交流,一同進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),并進(jìn)行合理有益的引導(dǎo)。此外,由于部分學(xué)生自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系和視野還不夠?qū)掗?,教師需要利用自己豐富的物理學(xué)知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放性學(xué)習(xí)。此外,在新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)中,教師要啟發(fā)或引導(dǎo)學(xué)生去調(diào)研物理學(xué)大師的逸聞趣事,了解一個(gè)基本原理或理論產(chǎn)生的背景,抱著一種崇敬的心態(tài)去探訪物理學(xué)大師的過往,這樣可以形成一種物理學(xué)大師偶像效應(yīng)。一個(gè)偉大的時(shí)代,必然是一個(gè)大師輩出的時(shí)代,若某個(gè)物理學(xué)大師能夠成為學(xué)生的偶像或榜樣,那么學(xué)生對(duì)物理學(xué)求知和探索的欲望會(huì)變得更加強(qiáng)烈。大學(xué)物理課程的基本概念和基本原理在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)保持不變,但是大學(xué)物理課程的教學(xué)不會(huì)一成不變,尤其是在新時(shí)代教育進(jìn)程中。對(duì)大學(xué)物理課程任課教師而言,需要在新時(shí)代教育教學(xué)進(jìn)程中求變求新,只有充分認(rèn)識(shí)到新時(shí)代大學(xué)物理課程教學(xué)的鮮明特征,才能在大學(xué)物理課程教學(xué)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,進(jìn)而提升大學(xué)物理課程的教學(xué)效果。
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作者:葉井飛 陳玉林 趙德林 單位:南京信息工程大學(xué)