教学探索大学物理论文

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教学探索大学物理论文

【简介】感谢网友“lyjlydia1982”参与投稿,以下是小编为大家准备的教学探索大学物理论文(共16篇),希望能够帮助到大家。

篇1:教学探索大学物理论文

1丰富教学内容

物理学本身是其实丰富多彩的,力、热、光、电、磁……它来源于生活的方方面面。但是,这些理论用严谨系统的数学语言描述起来就变成了枯燥晦涩的数学公式。作为教师,我们需要将这些数学公式还原回到生活,使乏味的物理课堂重新变得生动有趣。这实际上也是将理论联系到实际的过程,而这点恰恰又是大学生最缺乏的。例如,作为光波薄膜干涉的应用之一增透膜,用近视眼镜上的紫色镀膜来举例就使干涉理论变得生动具体。物理学是自然科学和工程技术的基础,跟许多专业学科都有交叉,如果能够因人而异地应用例举,就会引起不同专业学生的共鸣,引发其对大学物理的学习兴趣。例如对于数学专业的学生,应着重强调物理和数学间密不可分的联系,物理和数学的发展是相辅相成的,牛顿当年就是在研究物理问题的时候发现现有的数学工具不够了,才转头去研究数学,发明了微积分;所有的物理学家无一例外地都有着骄人的数学功底。

又如,计算机专业的学生往往对自己的专业———计算机更感兴趣,其实,计算机的硬件离不开物理,法拉第、麦克斯韦的电磁理论,德布罗意、海森伯、薛定谔等人的量子力学,半导体,甚至牛顿力学,都是计算机诞生的基础理论,举个简单的例子,在电子器件中,电子在电场的作用下沿着设定的电路运动,就实现了器件的.功能。科技的发展突飞猛进,而大学物理的理论基础相对固定,如果不及时更新应用举例,一直沿用老旧的例子,会令学生觉得物理落伍了,学了没有用。大学物理作为自然科学的基础,在打好底子的同时,也应赋予它新鲜血液。教师应时刻关注前沿科技的发展,恰当地引入课堂,激发学生对大学物理的学习兴趣。

2多种教学手段相结合

与大学物理丰富的教学探索内容相适应的,是多样的教学探索手段。物理现象千姿百态,奇妙无穷,仅凭口述和板书,很难展现它的多彩魅力。比如,波动光学里的白光干涉有美丽彩色条纹,教师可以自己制作铁丝圈配制肥皂水,在课堂上亲手演示薄膜干涉现象,定能给学生留下深刻的印象。再如,自带一根普通跳绳,随时悠动起来演示横波现象,既操作简单又能形象地解释深刻的波动规律。当然,更多实验不方便课堂演示,或者得有专门的仪器才能演示,这就得依靠现代教学探索手段———多媒体了。比如,波动学里的驻波,画在黑板上时,它就是某一时刻的波形图,看起来和行波完全相同,然而,驻波在同一个波节内各质点的振动相位都相同,这跟行波规律有着本质的不同,这点总是会让学生感到费解。当运用多媒体教学探索手段,动态地演示驻波的传播过程,让学生清楚地看到同一个波节内各质点究竟是如何振动的,这个疑团自然就解开了。

3注重讲课的艺术性

讲课也是一门艺术。我们都曾体会过,有些老师的课讲的妙趣横生,引人入胜;有些老师却讲得平淡乏味,令人昏睡。这绝不是课程本身的缘故,而在于老师的艺术水平有高下。想要把大学物理这样深奥难懂的基础理论课讲得吸引人并非易事。不过至少可以从以下几方面加以改进。一是注意语言表达。物理理论已经深奥难懂,如果还用术语和书面用语来讲解,就显得这些知识冷冰冰硬邦邦,若改用口语、生活化的语言来解释,那么,即使是相对论也能变得平易近人。二是注意把握节奏。卡耐基说过,成年人集中注意力一般以十五分钟为一个单元。这就是说,教师应该每过大约一刻钟,就不妨放松一下,讲个小故事,跟学生聊聊天,但内容一定要紧扣课程,不可游离太远。三是注意个人形象。虽说人不可貌相,但教师这个职业毕竟是要站在讲台上,面对少则几十多则几百人,干净清爽的外表总能令人感到愉悦。从礼仪仪表的角度讲,衣着要大方得体,套装休闲均可,但颜色最好不要超过三种,配饰也不可过多。

篇2:大学物理课程教学改革探索论文

大学物理课程教学改革探索论文

摘要:遵循教育部对高等教育改革的思路,参照民办院校的办学实际环境,结合新时代学生的基本文化素养,以培养应用型创新人才为目标,对当前物理课程的教学深入反思,根据自身教学经验提出以学生为主体的体验式教学,以目标管理、翻转课堂、智慧教育为主要教学手段、实现从培养“知识人”转为培养“智慧者”工科物理课程教学模式。

关键词:大学物理;教学改革;主动学习;翻转课堂;智慧教育

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:0000-0129/K(2015)02-0065-04

一、背景现状

高等教育将物理学作为理工、农、医等学科的一门专业基础必修(通识)课,该课程对学生逻辑思维训练,对学生分析问题、解决问题能力的提高,以及对学生科学素养的熏陶和培养的作用都不可小觑,教育部教育规划纲要中明确指出,“坚持以人为本、全面实施素质教育是教育改革发展的战略主题”,这其中,将“着力提高学生勇于探索的创新精神、善于解决问题的实践能力”摆在了重中之重[1]。而目前理工科大学物理教学现状令人担忧,笔者在针对不同专业大学物理讲授的时候,也观察到学生在接触大学物理课程时,一般都兴趣低落,除了对大学物理课程学习的重要性不能体会之外,学生也觉得大学物理相对于自己的专业课不仅“难”,而且没趣,似乎和自己的专业没多大关系,很自然产生消极对待的情绪,故很难达到预期的教学效果[2]。在科技新常态时期,中国需要加速发展科学和技术,一直大力地提倡学科交叉,促进技术的创新融合[3]。大学物理课程由于其悠久的历史,被众多学生定性为一门“古董”课程,在很多二本院校中,若非要通过考试,都已被逐渐的遗忘在角落里。为更细致全面地了解工科专业本科大学生学习大学物理现状,笔者对本校工科3个本科专业(电气工程与自动化、计算机类、电子信息工程)2012—2014级150名学生主要就学习基础、兴趣、态度等进行了问卷调查,收回有效问卷146份。根据调查结果,做出部分统计如下:1.在前期基础方面:感觉自身中学物理基础差的学生所占比例为52.2%;2.在学习兴趣方面:44.6%的学生认为学习大学物理基本没有用或有点用,47.7%学生是为了应付考试,甚至有14.7%的学生从没思考过物理课程的作用;3.在学习感受方面:认为难或很难的分别占到了36.7%和22.4%;4.在学习态度方面:从不记笔记占到63.6%,作业独立完成占20.4%,总是抄袭和从不做作业的分别占33.3%和2.1%;5.自认为在教学中充当角色方面:35.8%积极参与者,60.4%的学生是被动接受知识对象,3.8%为旁观者;6.在对大学物理考试的态度方面:重视、比较重视和不重视的分别为69.7%、25.8%和4.5%。

二、原因分析

根据以上数据,类推目前二本院校可分析出,90%以上学生重视考试,有50%左右学生不具备很好的物理课程基础,在超过60%学生在认为学习物理对自己基本没有用的思想认识下,不记笔记,不做作业,不迎接困难挑战,处在应付考试的被动学习的状态。和各方面客观条件远不如现在的建国初期相比,现行教育很难培养出像建国初期钱学森、邓稼先之类的非常杰出自然科学人才,笔者认为真正原因就是当前被动学习物理(科学)的人群比例急剧增加,主动学习的人群真正的学习目标不明确、内心驱动力不足够强大,更多的是迫于考试和学习大环境的压力去吸取科学知识,在这种心理行为下很难有专业上的质的突破。导致产生高被动学习人群比例的原因诸多:首先,历史经验告诉我们,越是艰苦的生存环境,越容易激发出人的最大潜能,而当前在优越生活环境、父母的长期监督下学习成长的孩子,容易养成学习、行动上的懒惰习惯(家庭教育环境);同时社会节奏的加快,学习个体周边充斥各种没底蕴的快餐式的信息,学习大环境使学生浮躁、急功近利的心态大量滋生,引导着学生看不见或忽略了物理课程在长时间内在对个人思维能力上的提高(社会教育大环境)。其次,大学物理课程涵盖力、热、电、磁、光、量子及相对论物理等板块,课程本身有着完美的学科交叉[4],需要学生具有一定的融合创新的思维基础,在适合人群方面自然地缩小了人群范围,同时部分学生高中物理基础就较差,对物理课程有恐惧心理,造成学习时成就感缺失,动力随之减小。再次,在学校教学实施方面,作为公共基础课或通识课,物理课一般都是大班上课,教师的教学目的、选取的教学内容、采取的教学方法、组织教学等方面都不能很好地从每个学生的接受能力、理解水平、学习兴趣和实际需要出发;同时物理的课程体系、知识框架与中学物理相似,学生在接触时由于不是第一次,新鲜感缺失,自然显得比较老套,再加上不少教师仍用照本宣科满堂灌方式教学,使课堂气氛很沉闷;有院系大大缩减大学物理课时,导致教学内容不容易系统化,促使教师教学加快进度,学生学习过程中跟不上教师节奏;现行的物理课程的考试方式在学生考试成绩与主动学习程度相挂钩方面也存在众多问题。以上种种因素形成合力造成了如今物理课程教学的困境,使物理课程教学已到了非改不可的时候。

三、改革实践经验

遵循学校教学改革指导方针,针对调查的结果,结合近些年课堂教学的实践,笔者对今后大学物理教学提出如下建议:

(一)类比从本质上解决问题的物理思想,把重心花在刺激学生学习物理的积极性、加强学物理的内在驱动力上,首先重视课前教育工作,教师在课程学习之前要努力营造好的物理课程学习大环境的准备工作:开课之前,可列举物理学贡献和杰出成就,近现代物理学史做介绍,当前物理课程学习的功能与作用,物理世界内部的乐趣,物理思想对人的思维影响等都要使学生清楚地认识到,当然这部分工作若能有学校、家庭和社会一起配合营造会有更好的效果。

(二)教师可以根据不同专业特点和教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委《非物理类理工科大学物理课程教学基本要求》制定不同的课程标准和教学大纲,注重课程内容连贯融合,根据专业的特点选取教材,合理安排教学内容,一定程度上加强学科前沿、动态知识渗透,贯彻理论联系实际,同时注意与高中物理知识衔接[5]。

(三)根据学生实际能力、情感需求以及现阶段学生的群体特点,改革当前大学物理教学过程组织,建议可从如下几个方面做工作:

1.首先教师须加强自身修养,提高人格魅力、专业素养、师范技能,改变教学理念、转变教育中角色,以学生为主体,认真备好每节课,增强教育感染性、体现教学内容生动性、注意教学方法的实用性。

2.加强课程思想和学习方法的指导,大学物理课的讲授不仅要给学生输入知识,更重要的'是帮助学生建立物理思想、培养理性思维模式,激发学生学习兴趣与创新能力,让学生认识到大学物理在人的思维成长过程中的地位,教会学生理解事物,掌握规律的方法,指导学生记好笔记、用好教材、收集好的课外素材,使得学生能在以后没老师教学的环境下也能很好的学习和成长。

3.教学内容方面:构建合理课程体系非常重要,传统学科的教育若要保持持续活力,不仅要深挖其中专业基础教育的内涵,还需要不断对其进行知识外延拓展:首先按照“少而精”的原则设置课程教学内容,确保学生具备较为扎实的基础知识;其次较大量插入近现代物理在科技生产应用方面内容,使学生有机会接触学科发展的前沿,了解科技发展趋势,掌握未来变化规律,不仅使学生了解所学枯燥的基础知识在现实科技中应用,加深对知识的印象和理解,同时还能激发学生学习性趣,培养其创新思维及科技意识;再次改革完善学生实验的学习体系,建立科技创新鼓励机制:实验教学在物理课程中地位毋庸置疑,基本实验方法和技能是每个学生必须要熟练掌握的,加入近代物理实验中综合设计型实验的比例对提高学生基础实验技能、培养综合运用所学知识、解决实际问题的能力都有重要的意义,在此基础上引导学生进行科研创新,建立创新鼓励机制,为学生营造良好的学习氛围和创新环境,从根本上提高教学水平、教育质量和学生科学素质。最后借助现代网络力量,可极大的扩展学生获得信息的渠道,提高学生寻找所需资源的能力,同时扩充了教学内容,实现开放式教学,将物理教学变为从培养“知识人”转为培养“智慧者”的工科物理课程教学模式[6]。

4.教学手段方面:采用多种教学形式,改革和创新课堂教学,借助先进的多媒体技术手段,优化教学表现形式;探索课堂教师引导以学生为主课题式讨论学习,培养提高学生主动探究问题的能力以及创新意识的课堂教学新模式:以目标管理、翻转课堂、智慧教育为主要的教学手段,通过多媒体教学实践活动,教师须进行有意识、系统的探究反思,不断汇总教育智慧、总结教学经验,提升教育教学水平,以适应面对新时代学生教育的要求;通过引导学生互动进行教学问题研究,探索运用多媒体课堂教学规律,掌握大学物理课堂教学互动方法和策略,引导大学物理的课堂教学,全面提高教学质量。笔者实践过程中发现借用平板电脑、手机百度搜索等工具,在课堂上引导学生实时解决教师提出来的拓展创新、开放型物理问题,不仅能活跃课堂气氛,调动学生学习热情,加深其对问题理解深度,同时还解决了目前许多教师很头疼的学生在上课拿手机做别的事而不听课的问题。教学实践中重视学生课外作业,作业除了课后习题,布置更多要求学生根据所学物理知识,结合实际,借用互联网等开放性的工具,了解、理解物理规律在当前各个领域中应用:在教学实践过程中,每学完一个课题,由教师拟定或学生自拟2个题目,参照很多现代企业培训的方法,以小组形式组织竞争式学习,学习成果集体考核并评比,并纳入该组学生的课程考核最终成绩,这样不仅要求学生会做题,还学会了研究、设计、分析问题,促使学生主动查阅文献,广泛搜集资料、运用资料,从而培养学生自主学习、积极学习、创造性学习和研究性学习习惯,培养了总结概括、分析应用知识的实践能力、和团队协作精神,取得了良好的教学效果。

5.构建新的教学评价体系,采用“考核+考试”相结合的课程考核模式,改静态为动态考核。平时考核以小组为单位进行培养学生的团队意识,以单元总结、教师指定课题、课外相关兴趣自命题课题和学生期末课程设计等方式开展,同时将平时考勤记入课程总成绩;在考试内容方面,为有利于促进学生能力的养成,减少考查记忆性内容,删除概念性、照套公式试题,精选具有物理背景实际问题,增加开放性、主观题、与社会实际和学生生活经验有联系的试题,重视考查学生掌握综合性知识、灵活运用规律解决实际问题能力、创新意识、创新能力、充分体现现代教育理念。

结语

结合经验和问卷调查,目前普通本科院校学生大学物理课程乃至绝大部分通识课的学习情况都不容乐观,整体有待加强改革完善。当前大学物理教师须要严格要求自己和学生,不断更新教学内容、改进教学方法,使大学物理教学始终跟上时代的脚步发展。教学中要使学生清楚认识到大学物理的地位和作用,着力于培养和形成学生良好的思维方式和学习方法、端正其学习态度,树立正确的学习目标,加强学风建设为学生营造良好的学习氛围,灵活考核,严格考试,最大限度地调动学生学习内在驱动力。在科技日新月异的今天,大学物理也不应该逐渐演变成“古董”课,而应该紧紧扣住时代脉搏,继往开来,与时俱进,不断创新,针对当前的教育对象在教育、教学、教法方面不断实践并改革前行,成为新时代,新常态下有中国特色的社会主义科学技术生产力发展过程中培养优秀人才的坚硬的奠基石。

参考文献:

[1]何丽娟,卢鑫.大学物理教学改革的探索与实践[J].教育探索,2007(02).

[2]查有梁.物理教学论[M].南宁:广西教育出版社,1997.

[3]刘奕新,郭进.物理学史在大学物理教学中的作用[J].广西大学报(自然科学版),2008,33(S1).

[4]朱龙祥.物理教学思维方式[M].北京:首都师范大学出版社.

[5]周立友.对大学物理教学改革的几点看法[J].承德师范学院学报,2006(02).

[6]潘正权.中外大学物理的比较研究[J].中国大学教学,2010,(10)

篇3:大学物理演示实验教学探索论文

大学物理演示实验教学探索论文

1演示实验的教学现状

实验是物理教学的重要内容和有效手段,也是物理研究的一种基本研究方法,是培养学生创新思维和创造力的最佳途径,因此演示实验普遍使用在中学和大学的物理课堂教学中。演示实验可以从以下几个方面辅助课堂教学:(1)建立教学情境以激发学生进一步探索的兴趣;(2)提供可观察到的素材以促进学生逻辑思考;(3)训练学生的观察能力,促进其将已掌握的理论知识运用于实验现象分析;(4)通过实验可以训练学生的实验操作和初步的科学研究技能。因此,演示实验在物理教学中的地位不可替代,甚至可以说一节物理课如果没有实验是不完整的[1―6]。现实中演示实验在大学物理教学中却存在诸多不尽如人意的地方:(1)课前实验仪器的调试和准备工作非常繁杂,由于现代教育技术的发展使得大部分物理实验都可以采用动画或多媒体视频形式播放出来,所以部分老师更愿意用后面的替代方式。(2)重视分组实验,轻视演示实验,各高校一般都对分组实验投入较多,台套数齐全,而演示实验由于设备昂贵,种类繁多,反而不及分组实验受到重视,甚至有观点认为既然有了齐全的分组实验可供学生动手操作,演示实验或可免除;(3)由于大学物理课程一般放在一年级或二年级开设,这个阶段正好是大学阶段课业集中的时候,导致许多学生对于课前的预习敷衍了事,教学效果不良;(4)演示实验报告由于不需要处理数据,因此质量普遍不高,部分照抄实验指导书或者从网上直接下载,能认真分析并提出合理建议的学生比较少。

2充分发挥演示实验作用,促进理论教学

大学物理课程中部分概念和规律比较抽象,如果仅仅进行理论分析或者多媒体演示难以获得良好的教学效果,演示实验可以将教师将要讲授的内容以客观现实的形式展现在学生面前。(1)我们根据不同专业的教学内容在每学期期末的时候就将第二个学期的大学物理演示实验项目按照教学大纲的要求整理发到每个任课教师的手上,包括实验名称、实验内容和实验仪器。(2)认真研究每个演示实验项目,由于每年都有新的项目增加和新的老师加入,教研室的一项重要教研活动就是系统地向任课教师介绍演示实验内容、讲解实验流程和分析实验现象,介绍工作由教研室的老师轮流承担以促进任课教师的业务水平。(3)部分实验由实验员配合任课教师随堂演示。部分演示实验需要专业人员操作则可以由实验教师配合任课教师完成,如高压线带电操作实验,高压输电线的电压可以达到5kV―50kV,具有一定的危险性,演示前由任课教师向学生介绍实验内容、实验原理和主要的实验仪器,实验的'操作则由实验教师完成,这样一方面增加了实验的安全性,另一方面也提高了实验的成功率。

3构建开放式的实验教学管理体制,不断更新演示实验项目

在大学物理演示实验教学管理体制改革的过程中,逐步实现演示实验与课堂教学有机结合,演示实验与分组实验教学相结合,实现了演示实验室的开放管理,加快了演示实验项目的改进与创新。对于刚进入大学校园的本科生,如何实现由应试教育向素质教育的转型,显然立刻要他们进行研究创新型实验或者设计性实验是不合适的,但是在这个层面培养他们的创新意识、营造创新气氛、锻炼探究能力则是有益的。因此对演示实验室实行开放式管理则可以满足学生的需要,教研室研讨提出不同层次的实验项目,演示实验室则根据实验项目要求学生独立操作、研究实验现象并撰写实验报告。另外演示实验室也为不同学科的师生提供了科研的场地,使科研和教研互相促进形成良性循环,建设与改革实践表明实行大学物理演示实验室的开放式管理和增设开放性演示实验等建设思路和运行模式是正确的、可行的。

4理论联系实际,探索培养应用技术性人才教育模式

为了培养学生的工程应用能力和创新意识,我们还组织学生对一些演示实验项目进行分析和讨论,通过学生自主搜集资料,对实验项目的原理和应用进行探究,通过撰写小论文或设计小课题的形式培养学生发现问题和解决问题的能力,培养学生搜集和整理信息、团队协作的能力。如超导磁悬浮的动态演示实验,将一个简易列车模型放置在盛放临界高温超导体之上,当永磁体靠近超导体表面时即可在超导体内部形成极大地磁通密度梯度,形成很大的感应电流而对永磁体产生强烈的排斥效应,斥力与距离成反比,在一定的高度可以克服超导体的重量而使其悬浮于永磁体之上。当超导体离开永磁体时,在其内形成负的磁通密度梯度而产生反向的感应电流,对永磁体产生吸引的作用,同样在某个距离可以使超导体倒挂在永磁体的下方,并可在旋转磁场加速装置作用下,沿轨道以悬浮或倒挂悬浮状态无磨擦地连续运转。学生观察与操作结束后对超导体有了初步的认识,要求他们查找目前磁悬浮系统的分类、原理及其特性,再进一步分析我国自制的磁悬浮列车的现状、特点及在世界所处的水平等。在电冰箱制冷的演示实验中,氟利昂容易在低温下气化和高压下液化,而它再次在低温下气化时将大量吸热,由于它的沸点极低,常压下为―29。8℃,故可以利用它来制冷。学生在实验时注意观察蒸发器和冷凝器的压力,触摸感受蒸发器、冷凝器和压缩机的温度,从而可以了解空调和冰箱的工作原理,从现实的角度掌握热力学第二定律。学习结束后可以要求学生调查为什么国际上会禁止氟利昂作为制冷剂,调查制冷剂的分子结构和特性,讨论有哪些新型的制冷方式和制冷剂。通过一个演示实验可以激发学生的探究热情,也有利于学生对于生活中的常用电器进行研究,开阔视野,增长知识。再通过小论文和小课题的形式锻炼学生的理论应用能力和归纳总结能力,通过相互探讨开拓学生的视野、学习他人的思考方式,最终问题的解决获得成就感和自信心,激发他们的求知欲,为学生在以后和生活和科研中解决问题提供借鉴。

5建设演示实验网络教学课程

加强仿真实验室的建设和演示实验网络平台的建设对演示实验课程建设至关重要,我们通过搜集、自己拍摄和设计制作,形成了一整套的演示实验教学资源、生活中的物理常识以及各种演示动画等,通过编辑做成的视频文件大小为1~5MB左右,播放时间为30s~2min左右,方便学生从网站上直接观看,对所有的视频教程都配有文档型的解说文件,以及相应的学习提问。利用网络教学平台,学生和教师可以方便地交流、讨论。

6改进实验教学,充分使用演示实验资源

课堂演示和开放式实验室也难以保证每个学生都能做好演示实验,为了充分实验室资源,适用素质教育的需要,我们在级到级的所有开设了大学物理课程的本科生之中进行了新的教学尝试。,根据教研室的研讨结果,将大学物理演示实验作为大学物理课程教学考核的一个内容,要求所有学生都要做一次2学时的演示实验,考核的内容为实验过程和实验报告,满分为5分计入到大学物理课程的平时成绩。这种教学方式在本届的2522名学生中实行,我们通过教师的操作讲解以及穿插提问,提示学生注意实验现象和操作方法,留1学时的时间给学生自己操作,课后完成实验报告,通过对2498名参与学生的报告批阅情况来看这样一种教学方式取得良好的教学效果。将这种教学方式做了进一步的改进,将演示实验室的时间段分配给各位任课教师,由任课教师根据教学进度、班级数量和每班人数安排相应的时间段,学期末再集中安排若干学时的开放实验室,给感兴趣的学生再次提供操作和学习的机会,这种教学方式也取得了良好的教学效果。

7结束语

开放式的实验室管理、随堂演示都给本校的大学物理演示实验带来了良好的教学效果,但是随着招生规模的增加和教育技术的不断发展,演示实验的开展也不断遇到挑战:实验仪器的大型化;校区的增加使得授课教室与演示实验室不在同一栋教学楼;教师的教学进度基本相同等都带来诸多问题。这些都需要教师发挥智慧找到更好的解决办法,让演示实验在物理教学中发挥更大的作用。

篇4:大学物理实验教学改革探索论文

大学物理实验教学改革探索论文

一、实验教学模式单一

大多数独立学院教学模式单一,全是验证性实验。实验课程对理论课程的依附性比较强,各个实验题目间没有联系,因而不利于专业与专业之间知识的交叉,也不利于实践教学内容的有机结合。[3]由于出发点不是发挥学生主观能动性,现在的很多实验内容和实验方式都不利于学生各种能力的培养。

二、探索适合自己的实验教学体系

独立学院近年来发展迅速,已成为高等教育事业的一个重要组成部分,但其毕业生的就业问题却比较严峻,究其原因在于独立学院毕业生缺乏市场竞争力。因此,独立学院实验教学的目标应该是培养学生的基本技能和创新精神,不管学生将来从事什么职业、工作在何种领域,凭借着超强的实验素养、操作能力和创新能力都能够克服一切困难。[4]基于此,大学物理实验必需摈弃传统的“重理论,轻实践”的教学思想,探索一种与时代发展要求相符合的实验教学体系———三级实验教学体系。通过三级实验教学可加大对学生动手能力和实际工作能力的培养,这一措施如若能够贯彻于大学教育的始终,效果更佳。(一)演示性实验大学开学之初,带学生参观一些演示性实验室,让学生感受平时在生活中或以前的学习中没有见过的有趣的实验现象,使学生的感觉、知觉更加丰富,表象更加鲜明,学习兴趣更加浓厚,学习主动性更加强烈。另外,演示实验可使学生开阔眼界,扩大知识面,同时感受物理的博大精深。物理演示实验的内容可以包括很多方面的内容,如实物物理实验、模拟物理实验、音像资料和多媒体资料。(二)验证性实验本级的实验教学有两个目的:一是让学生熟练实验设备和实验仪器的工作原理及操作方法;二是让学生把实验结果与理论教学中的规律对比。开设的实验主要涉及到基本物理量的测量(如转动惯量的测量和杨氏模量的测量)、基本物理现象的观察与分析(如固定均匀弦振动的研究)、一些基本仪器的使用(如示波器的使用)、基本实验测量方法和技能训练、相对不确定度和绝对不确定度的计算、实验数据处理方法、实验结果分析及误差的来源等。本级实验台阶不高,力求学生快速适应大学物理实验课程。(三)设计性实验本级实验是一种较高层次的科研实验训练,它以学生为主体,充分发挥学生的主观能动性,整个实验都是依靠学生自身来完成。[5]与验证性实验最大的区别在于:设计性实验打破了传统的实验教学模式,学生可以由被动变成主动,可以自行确定实验方案,选择合适仪器,拟定测量方法和步骤。例如:测量毫安表内阻的实验方法很多,如“伏安法”“半偏法”“替代法”“电桥法”“补偿法”等等。经实验发现:这些方法都能满足设计的性能指标,但学生必须找出这些方案中的最佳方案,并按最佳方案进行实验。学生根据实验需要提出所需器材,给出实验的原理和设计步骤。开展设计性实验不仅可以检验自己原有的实验知识和实验能力,而且还可以进一步提高自己各方面的能力,为以后的科研或工作打下坚实的实践基础。设计性实验在客观上为学生创造了机会和条件,充分调动了学生的主观能动性,学生通过努力把强烈的自我发展意识转化为获取知识和提高能力的实际行为,创造性地提出了解决问题的方案。设计性实验教学不能盲目地照抄照搬,要因时因地因校和学生层次水平而定,但可以从比较成功的实践案例中汲取营养和精华,寻找适合本学校实验改革和发展的路子。

三、方案的具体实施

我校大一新生在开学之初,由学院统一组织参观演示实验室。参观过程中实验教师给到访的学生详细讲解并当场演示部分实验,如激光琴、幻影成像、水滴发电、静电跳球演示仪、共振演示仪等,让学生感到新奇不已。此次参观开阔学生眼界,令学生受益匪浅,为将来大学物理理论课和大学物理实验课的学习起到了很好的促进作用。通过本次观察,对学生提出以下基本要求:查阅资料,详细解释其中一个演示实验的基本原理;阅读科普资料,自己设计一项物理演示实验,并同实验老师交流。学生进入大二时,开展验证性实验,内容涵盖力、光、电磁等,侧重于实验方法、仪器设备的使用、常用物理量的`测量等方面的训练。验证性实验主要采取“告知规律-实验验证-实际应用”的模式,少量的验证性实验可以激发学生的好奇心,培养科学探究能力。在验证性实验阶段,对学生提出以下基本要求:实验前,做好预习,熟练掌握实验原理及实验步骤;实验中,熟悉仪器的操作;实验后,能够独立处理数据,对实验结果进行科学分析。第三级实验教学难度较大,大二下学期开设。由传统实验教学模式直接过渡到设计性实验教学,跨度较大,学生有点难以适应,很多情况下设计性实验的设计部分往往需要教师帮助完成,这与学生人才培养的宗旨相悖,不利于学生创新能力的提高。针对这种情况,我校物理实验中心把设计性实验分三个层次:第一个层次是原理比较简单的实验(如“电阻的测量”),教师给出实验的目的、原理和仪器的使用说明,学生主要用来设计实验方案;第二个层次与前者相比有所提高,教师给出实验目的和仪器的使用说明,学生通过查阅相关文献,总结文献资料,给出实验的原理;前两个层次的训练让学生掌握了设计性实验的基本概念和基本要求,到了第三个层次时,学生已经接受这种模式,实验教师给出几个实验题目,由学生选择其中一个、通过查询资料写出实验原理、确定所需实验仪器、整理出实验方案并付诸实施,最后提交一份实验课程总结和心得体会。

四、方案的实施效果和总结

(一)分级实验教学有利于学生掌握实验理论和提高实验技能。由于遵循了渐进性的原则,我校物理实验教学取得了良好的教学效果,得到了学生的认可。(二)独立学院三级实验教学,既有基本验证性实验进行技能训练,又要有演示性实验开阔视野,还开设有设计性物理实验来培养学生独立思考的能力。(三)三级实验教学既符合时代和科技发展的要求,又能提高学生的科学实验素养和创新思维能力,增强社会对独立学院人才培养水平及学生能力水平的认可度。

篇5:浅析MOOC教学与大学物理实验教学探索论文

浅析MOOC教学与大学物理实验教学探索论文

摘要:先分析MOOC教学的优势与不足,再分析大学物理实验的现状及问题,后探讨在实验教学的环节中融入MOOC的教学,完善大学物理实验教学,提高人才培养质量。

关键词:MOOC;大学物理实验;自主学习

一、MOOC教学的优势与不足

MOOC是大规模开放在线课程的简称,MOOC是一个完整的教学模式,有学习者的参与,有反馈,有作业,有讨论和评价,有考试与证书,教学流程上并不比传统教学少。作为一种新型的学习和教学方法,MOOC教学具有的优势是:易于使用,覆盖的人群广,自主学习,学习资源丰富。传统教学的开展要求师生时空上聚在一起,需要时间成本和空间成本,而MOOC作为远程教学的一种形式,师生时空分离是它的一个特点,成本低廉的同时有利于个别化学习,再加上其丰富开放的学习资源,作为学习者无疑会乐于接受,并投身其中。MOOC与传统教育模式相比也有它的不足:(1)学校作为一种特殊的组织机构,有自己独特的文化特性,并以物质的、制度的、精神的形态表现出来。校园文化能在潜移默化间给予学生文化浸润、文化陶冶及人文关怀,这是MOOC无法比拟的。(2)传统课堂教学中老师语言表述、肢体形态等现场感染力对学生学习动因是极大促进,已经远远超越知识本身的获取,而MOOC缺少课堂教学的现场氛围。(3)教育学中的一个非常重要原则———因材施教,开发每个学生的智力,培养个性化人才。然而在MOOC的课堂中,全面地进行学习者特征分析是不可能的,出现优秀学生得不到鼓励关注而被埋没的情况,差生的情况也得不到更多的关注。因此,MOOC与传统的教学模式之间不是一个简单的替代关系,而是一种融合、互补的关系。有人预言:“最后的结果可能是MOOC中有大学,大学中有MOOC。”MOOC教学的意义,在于对传统教育教学模式的促进,通过参与式、自主与交互式学习模式,学生既是学习者又是教授者,既是知识的受众,又是传播者和创造者;全时空性的学习也有利于学生选择最佳学习时间,有效利用时间,提高学习效率,从根本上把学习主动权交给学生,发挥其学习主观能动,混合式教学的引入也便于教师实施“反转课堂”教学,可提高学生的参与度、批判性思维和学习态度。

二、大学物理实验教学的现状与问题

大学物理实验是大学一门重要的基础课程,是一门实践课程。从课程目标上来看,一是要通过实验强化学生对理论知识的进一步认识,引导学生运用理论知识去分析和解决实际问题,培养学生创新能力。二是通过实验仪器、设备操作使用,实验过程中不断通过发现问题———分析问题———解决问题,学生正是反复在“错误”与“纠错”的过程中,他们的观察力、分析问题能力及实验操作能力得到提高与升华。学生只有真正走进实验室直接接触实验设备,通过尝试和探究才能形成深刻的感性认识,只有在实验室才能完成这一目标,实验教学的主要特点是实际操作,不同于其他课程,因此,MOOC根本无法完全取代实验室教学。大学物理实验教学的现状与不足:(1)实验室资源有限,学生人数多,实验时间紧,必须在有限的时间内让学生完成实验内容。因此,要求教师必须少讲、精讲。常常会有顾此失彼的感觉,不同的实验,不同的教师存在很大的差异,影响实验教学的效果。(2)学生课前预习效果差。与理论课相比较,实验预习除了实验原理外还有实验设备的预习,仅靠书本对实验设备的描述及插图,学生很难对实验设备建立正确的、直观的形象,对整个实验的场景,操作步骤,可能出现的问题只能根据学生的经验、想象力去做一些猜想,导致学生之间存在很大差异,影响实验操作与实验结果。(3)课后复习环节薄弱。课后的实验数据处理,实验中的问题分析与讨论,实验内容及应用的'拓展是实验教学的重要环节,在这一环节中教师难于掌控,影响实验教学的效果。

三、MOOC教学模式与大学物理实验教学融合的设计探索

(一)大学物理实验MOOC资源的设计

MOOC教学的重要环节是教学资源的建设,大学物理实验的MOOC资源与理论课教学相比有它的特殊性,它应该包含实验原理、实验设备的工作原理与正确操作方法、实验系统的搭建,实验流程与数据采集等。MOOC教学的特点之一———教学资源短小精干,给学生灵活性。因此必须把实验的内容拆分成若干个小的模块,制作教学视频资源,加深学生对实验原理的理解、为掌握实验设备的正确操作方法提供必要保障。MOOC教学的另一特点———学习效果检验。因此在MOOC资源各个模块中嵌入在实验原理理解中的重点、难点问题,实验操作的正确步骤,实验中的常见问题与错误,实验数据的分析与处理等,设计各个模块中练习与测试的问题,便于评价学生学习效果。MOOC教学资源上网,利用网络优势对学生开放,实现资源的大规模共享,建立网上互动平台,实现学生与学生,学生与老师的互动与交流,使学生进入实验室以前对实验原理,实验设备的正确使用,实验操作步骤及注意的问题有了正确的认识,为提高实验教学质量打下坚实的基础。

(二)大学物理实验教学过程与MOOC教学的融合

大学物理实验的预习环节,利用MOOC的大规模、开放性、在线特征,由学生自主学习,完成相应的练习与测试。老师在课前检验学生MOOC学习的成果,并给出评价,计入预习成绩。老师实验课程的讲授,主要是与学生一起讨论MOOC中存在的问题及理解中的错误。改变以前课堂上教师唱独角戏,学生被动接受的状况。学生主动参与,师生互动,调动学生的学习积极性,培养学生学习能力、分析能力及口头表达能力。解决了以前讲授内容多,时间长,学生操作时间缩短,有利于提高学生的实验操作技能。在学生实验操作阶段,老师还可以针对个别学生在MOOC中的问题,实验中的具体问题进行面对面的交流与指导,也克服MOOC中师生交流的短板与不足。利用MOOC教学资源,学生完成MOOC中的相应数据处理、实验原理、实验方法的拓展学习,提高学生实验数据处理的能力,完成实验问题的讨论与改进,提高实验报告的质量,达到提高大学物理实验教学质量的目的。

四、总结

大学物理实验教学与MOOC教学各有优势,两者不是简单的替代,如何实现两者优势互补是值得进一步探索的问题。不同的实验课题,MOOC资源的建设也存在差异,需要精心设计与制作。大学物理实验教学过程中,如何与MOOC有机融合在一起,也是值得每一位教师在教学实践中去探索。学生自主学习,师生交流互动,让学生更多地进行实验操作,培养学生实验技能,提高教学质量是大学物理实验教学改革的方向。

参考文献

[1]高地.MOOC热的冷思考[J].远程教育杂志,,(2):39-47.

[2]魏顺平.三大MOOCs机构最新进展[J].,(12).

[3]邓宏钟,李孟军.“慕课”时代的课程知识体系构建[J].课程教育研究,2013,(21):5-7.

[4]祝智庭.MOOC为传统教育敲响警钟[N].北京晨报,2013-11-5.

篇6:试论工科大学物理演示实验教学探索论文

由于工科对学生动手能力要求的特殊性,对大学物理实验的教学提出了更高的要求。通过大学物理实验的学习,培养学生的动手能力和创新性思维。

大学物理演示实验是物理实验教学的一个非常重要环节,其中包含力热光电等70多个大学物理演示实验项目,这些实验项目与自然界中存在的实验现象,以及人类的生活环境是息息相关的。许多项目是利用物理学基本原理结合创造性思维设计制作出来的,集知识性和趣味性于一体,既有古老的经典演示实验,如高压静电、海市蜃楼等,又有融合多种现代科学技术的演示探索实验,如3D影视、超导磁悬浮等,能适应不同专业的学生对物理实验的不同要求。所开设的内容都是经过精心组织设计的,由小到大、由易到难,都能在本实验中激发学生学习物理的兴趣,培养创新意识和创新能力,适应新时代对人才发展的更高需求。

一、工科开设大学物理演示的重要性

物理实验是科学实验的基础,同时也体现了大多数科学实验的共性,在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。但是,对于不同专业、不同学科层次的学生不能一概而论,应掌握其自身特点,分别明确教学目标和任务。对于工科类学生,应侧重实验方法手段的探索,增强其应对实际问题的能力,积极培养他们的创新意识;对于理科类学生,应侧重实验理论方面的推导,逐渐培养其科学严谨的学习态度,同时也能增加他们的理论联系实际的能力;对于文科类及其他学科的学生,应侧重实验现象的感官认识,通过亲身感受丰富多彩的演示实验,促进唯物主义世界观的形成,增强科学实验的基础,培养务实、不浮躁的精神。

针对工科学生开设的大学物理实验,一共两个学期,每个学期8个实验,都非常经典、针对性很强,而且又是与大学物理课同步进行,使学生受益匪浅。实验教学更有利于学生创新能力和实验能力的培养。如何把创新教育渗透到物理实验教学中,最大程度上发挥物理实验教学的作用,很大程度上取决于工科物理实验教学内容的设计和安排,以及实验教学方法的选择,即取决于工科物理实验的教学模式。其中演示实验在工科物理教学中的地位是十分重要的,因为大学物理演示实验有着其他辅助教学手段不可替代的作用。首先一点就是直观性,通过演示实验,有利于帮助学生直观、形象地理解物理现象的变化规律,形成正确的物理概念,清晰地揭示物理规律,启发学生思维,激发学生学习科学的兴趣和求知欲望。其次,大学物理是一门自然科学,也就是与我们的生活息息相关的一门学科,而大学物理演示实验恰恰能够把物理学中经典的理论知识通过趣味性的演示实验展示给大家,做完演示实验后,能够使大脑非常积极地建立物理概念,领会物理思想,增加对物理世界的求知欲,探索精神。对工科学生开设物理实验,拓展物理学的科学普及功能,让工科学生学习一些与现代生活密切相关的物理学基本知识,感受大学物理学课本所讲授的理论知识的体现和延伸。了解物理学与社会发展的动态和密切关系,有利于更有效地提高学生的科学素质,在物理演示实验教学起到潜移默化的作用。

二、开展工科大学物理实验的教学方法

1.认真选择所要演示的实验项目

演示实验室内的项目大概有70多项,那么在一次实验课达到非常好的教学效果,有精心选择一些实验项目为重点演示讲解的,还有一些是一般讲解的,剩下的实验项目是由学生自己通过摸索、实践达到目的的。教师一定要时刻清楚自己所要表达的主题是什么,以一种什么样的讲解方式和演示方法是非常重要。不能在有限的时间内范范介绍,弄得学生眼花缭乱,使学生抓不住重点,达不到巩固或者建立正确物理图像的目的。选择一些典型的经典的实验详细讲解,而且能够引起绝大多数同学兴趣的实验,充分调动他们的好奇心,通过教师提问式的引导,学生能够更加清楚其中隐藏的物理概念,而且学生的思维得到了锻炼,对于他们认识世界、改造世界具有不可估量的益处,换句话说就是他们创新性思维的`发展起到非常重要的作用。

2.让学生成为学习的主体,提高学生的参与意识

兴趣是最好的老师,作为一名演示实验的老师要充分利用学生对物理现象的好奇心、神秘感,激发学生的学习兴趣和探究动机,充分调动他们的参与性,使学生能够用心思考,这是增强学生实践能力的关键环节。传统的演示实验都是教师操作、学生观察,学生是被动式学习,不利于学生思维的发展。让学生来做演示实验,使他们有了表演和参与的机会,学生可以自主选择实验项目,也有了发挥自己潜能的条件。学生的积极性被调动起来,教学的目的自然就达到了,而且事半功倍。

3.物理实验中有大量设计思想丰富的实验,在教师的引导中让学生去体会创新的思想,培育创新意识与潜能

让学生看到物理现象的同时,要合理地安排和引导学生,使他们对这个现象有一个合理的想象空间,让他们通过更多的思考,逐渐真正地理解和掌握其中的道理。当代的大学生应成为具备坚实的基础理论、较强的科学实验能力和创新精神的高素质人才。在演示实验中教师应该适当地提供一些相关科研领域的前沿问题,让他们感受到科技的发展与他们是密切相关的,这样能够使他们跟上时代的脉搏。在教学过程中发挥学生的主观能动性,让他们在物理实验中从现象到本质的认知过程中进行深入的体会,逐渐培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

4.改革传统的物理报告形式,建立多元实验考核方法

大学物理演示实验不同于传统的实验方法,所以在写实验报告的时候,就需要另辟蹊径,也就是不能按照原来的思维方式去写实验报告。为了更好地发挥演示实验的益处,要求学生写一个科普的小论文,这样进一步增加了他们的实验积极性,把他们的主动性建立起来,对于他们在学术上的进一步发展打下基础。学生选择实验项目,着重介绍实验装置、实验操作步骤、实验现象,重点要阐述实验现象的形成原理,这是在课堂上要完成的。课后学生再写一个科普小论文,充分发挥他们的想象力,使课堂上学到的知识在课后能够更加系统化、全面化。不断为学生创造平等、宽松的课堂教学氛围,培养学生的独立思考能力和创新意识。

三、实验教师的科学素质培养

实验教师是实验教学的主导者,是衡量教学质量好坏的关键。为适应培养创新型人才的需要,提高教师的业务水平是当务之急。实验任课教师必须亲自参加科学研究活动,只有亲自体验,才有可能在实验教学活动中找到最适合的教学方式,正确地引导学生对一个问题由浅入深的认识,启发学生进行探索性研究,对可能的影响因素做深入研究,而且通过参加教科研活动和到其他高校去学习等手段,不断吸收新知识,研究新问题,将现在最新的实验设计思想引入到实际教学过程中去。因此建立一支责任心强、业务水平高的物理实验技术人员队伍是非常关键和重要的。

四、总结

总之,工科学校开设大学物理演示实验课是适应培养跨世纪人才和素质教育的要求,也是适应现代化物理教学发展的要求。大学物理演示实验在人才的创新能力和科学素质培养中占有重要的地位,以后对大学物理演示实验进行改革,使之不断完善以适应更高的要求,不断地提高学生的综合素质。大学生已经具备了较高的抽象思维能力,受过普通教育训练,具有一些社会经验和独立思考的能力,能够向更高的思维层次上发展。在物理实验的教学中,学生是主体,是大学物理演示实验教学最终的体现者。作为一名合格的大学物理演示实验的老师,必须认真研究学生学习物理的认知规律,分析和考查学生已经具备物理的一些基本知识,使学生的认知和教学更好地结合起来,这样才能使大学物理演示实验达到最终的教学目的。

篇7:分层教学大学物理论文

分层教学大学物理论文

1大专院校大学物理班内分层教学体系的组织

班内分层是一种小规模的分层教学,我们进行分层的依据是学生的物理基础、数学基础、个人兴趣能力及意愿。其中物理基础主要参考在班内组织的物理知识测试成绩;数学基础参考学生的高数成绩还要组织人员进行数学基础的命题考试;同时考虑学生对物理学习的兴趣、尊重学生的个人意愿。我们在综合考虑这几个因素后将全班学生划分为A、B、C三个层次。一般来讲A层次和C层次的学生大约都占总人数的15%左右,B层次的学生占总人数的70%。A层次的学生基础扎实、学习认真刻苦、乐于思考、接受新知识快,在学习中处于领先地位的群体;B层次的学生物理基础一般,成绩中等,对物理感兴趣,学习处于中间水平的群体;而C层次的学生物理基础较差、认知理解能力相对较低,对物理学习有惧怕排斥心理,这一层次的学生在班级中处于后进的群体。班内科学分层是分层教学的关键环节,因此分层时所采取的物理基础和数学基础的考查,测试题目既要突出重点、考查内容还要有广度和深度,考试过程要严格公正决不能弄虚作假,考试评分更要实事求是。另外,分层工作过程中还要坚持将具体的分层结果及时告知每个学生,还要针对不同层次学生产生的不良情绪,如A层次学生的自大自满、C层次学生的自弃自卑等情绪,通过与学生开展谈心、商讨等活动,进一步做好每个学生的思想工作,让每个学生都能自觉自愿积极主动地进入对应层次的教学活动中,促进班内分层工作稳步实施。分层教学体系的组织还要注意分层的动态化。就是说这种分层教学体系的组织不是固定的,它有相对的阶段性和稳定性,是一个动态变化的客体。可根据班级内部学生的学习情况进行微调。如根据大学物理平时成绩及期中考试结果结合学生的学习状态进行阶段性上、下动态调整,时间表涵盖大学物理课程学习的整个过程。

2大专院校大学物理班内教学过程分层的实施

班内教学过程分层次是分层教学的中心环节也是难度最大的一环。因此,教师必须熟悉教学大纲精通教材内容,熟知每章知识点的重点、难点。然后通过学科专家编写系内讨论定稿的形式,在国家指导性教学大纲的基础上制定实施性的教学大纲,原则上是分几个层次就编写几个教学大纲。在教学计划里要以每层学生学习能力的差异和各层次教学大纲的要求制定出与其相适应的能够实现的教学目标、教学内容。然后根据不同层次教学活动的要求设计分层次的教学方案,包括选用的教学模式、教学内容、课堂提问、课堂作业、学生实验等教学要素进行有层次有针对性的组织,以教学的差异适应学生的.差异。积极利用客观差异,便利学习者都能在各自的基础上得到最大的发展空间。分层教学过程中针对学生的差异标准分层要求,但绝不是要降低大学物理课程的基本要求,我们要按照“下要保底,上不封顶”的原则,对C层学生适度降低教学要求,有利于调动这些同学的学习积极性,保底是指通过不同的教学活动,最终必须保证C层学生达到课程标准的基本要求,争取人人合格。教学设计中我们将每一章节内容划分成基础知识、综合能力、拓展应用三个层次。基础知识和综合能力面向B和C层次学生,拓展应用只针对A层学生。教学设计中适当引进物理学中的最新进展,结合教材中的经典问题,积极引导A层次学生主动地对物理学习保持良好的兴趣和教学改革的探索。分层授课是分层教学的重点所在,我们要在分层备课的基础上,针对不同层次的学生实施因材施教。如讲课过程中,先将基本内容完成,在此基础之上拓展知识,或者推荐阅读材料,以便满足学生的求知欲。对A层次的学生通过引导他们思考、设疑、提问、探讨进行“探究性教学”。针对B层次的学生不仅要掌握物理学的基石概念规律及应用,而且一定要让他们理解解决问题的原理方法,逐渐学会探索,我们称之为“提高性教学”,而对C层次的学生,要先复习补充基础知识的不足,通过加强基础调动学生的学习兴趣、重视非智力因素的培养,相应的教学内容只要他们理解并逐渐学会应用,我们称之为“补偿性教学”。教学设计中还要为不同层次的学生设计好与其相适应的课堂思考问题,对教学过程中各层可能出现的问题及其解决的方案要做好相应的准备,使课堂教学活动层次清晰、目标确定。我们常以“问题”作为教学的重要载体和起点,对不同层次学生分别实施启发式教学,让学生在原有的知识经验基础上,实现新知识的建构和新旧知识的重组。教学设计中,分层次课堂提问设定的问题质量与学生的学习兴趣密切相关更会影响他们的学习效果,教学过程中,将针对不同层次、难度阶梯性递增的设计好问题,在讲解或课后总结中依次提出,充分调动各层次学生积极参与课堂学习,让不同层次的学生共享成功的喜悦。如:对A层次“吃不饱”的学生,教学设计中可制作多媒体课件,引入部分拓展资料让他们在课后充电提升,还可以针对那些对物理学科有浓厚兴趣的同学,鼓励他们选修一门学校开设的研究性课程如“粒子物理学”、“物理学与信息技术”、“物理学方法论”,进一步挖掘潜力培养提升学生的物理思维,让他们逐步理解掌握物理学研究的方法论、培养从事物理学探究人员应有的素质技能。这里要注意,我们选讲的材料或增加的前沿性内容,是以拓展视野为目的,通过渗透式教学,让学生在一知半解中学到知识,培养学生的创新意识和独立思考能力。分层教学是因材施教原则和分类指导等教学原则的具体运用,我们要认真细致有序递进地展开各层次教学活动,要通过灵活多样的教学策略由C层次到B层次再向A层次过渡,同时还要加强对各层次教学过程的组织调控能力和随机应变能力。促进学生由低层次向高层次转变,在整体优化的基础上发展学生的个性。

3大专院校大学物理课后作业分层的策略

课后作业是检查学生知识掌握情况、培养基本能力和技能的重要环节,也是课堂教学的延续。不同层次的学生由于基础及接受能力不同,对课堂教学内容的掌握情况也是有差异。因此我们在实施班内分层次教学时,对学生的课后作业也必须按照A、B、C不同的要求分层次设计。学生目前使用的是程守洙主编,高教出版社出版的《普通物理学》教材,我们参照部分课后习题,增加一些不同层次的练习,精心选编了与授课内容相配套的习题册。每一大节课(占两课时)对应一份习题,每份题都包括选择题、填空题、计算证明题。作业布置的形式分为习题、章节总结、课程小论文或实验课题报告。C层次学生只要求能完成大纲所要求的循序渐进的基础性练习题及章节知识概括,而对B层次学生要在C层次基础上增加一些难度中上的习题或实验课题报告,A层次学生则要在B层次的平台上布置部分综合性难度较大的题目或课题小论文。作业分层使得学习吃力的学生完成稍微简单的习题,学习好的学生额外完成推荐的有一定难度的习题或课题小论文等作业,在这个过程中每个人通过自己的努力都能达到所在层次的作业目标,较小的成就感又会转化成学生学习的动力。课后分层作业的辅导,针对A、C层次的学生,我们采取个别指导的方法,利用晚自习或课间安排答疑时间;出现的一些较普遍的问题基本上在B层次,对于这些题目我们安排适当课时的习题课,通过引导讨论、讲评结合的方法,带领并促进全体学生积极参与主动研讨,既调动了学生学习的主观能动性又收到了良好的教学效果。总之,采取作业分层布置、分层辅导的做法,使得绝大多数学生都有了发挥个人特长的机遇。

4大专院校大学物理分层评价机制

考试测评是检验与衡量教学效果的一种方式。但是分层教学中的评价不能像以前一样,以某次考试分数做为唯一的标准,而要以不同起点为标准的相应评价、再加入导向、鼓励的功能。我们实施的是平时成绩与期终考查综合评价的方法。平时成绩由上课率、课堂问答、课外作业、物理实验和学期项目构成。学期结束,我们要安排不同层次学生完成相应的项目:我们要求A层次的学生,写一篇自己感兴趣又和专业关联的物理学前沿知识性论文;对于B层次学生,只要求完成一篇运用物理学知识阐释相关自然物理现象的文章即可;对C层次学生,我们鼓励他们学而后思对大学物理课程的学习写一份学习总结。期终分层考查采取“一卷多题”的方式,就是让A、B、C三个层次的学生采用同一份试卷,其难易程度的比例与作业基本相同。其中选择题和填空题面向全体学生,试卷中的计算题和论证题按照“七选四”原则,各层次学生根据个人能力可以选做或全做。而在试卷评分时则选取七道题目中分值最高的前四道计入总成绩。考评分层,一定要重视平时成绩的考查,要贯穿情感、意志、能力各个方面。如指导学生通过杂志、网络查找文献撰写课题小论文、学科前沿文章及学习总结,一要看结果二要看方法。对课堂提问及讨论过程中个体参与的主动性、分析问题的思路、阐述论辩能力的评价等要全面把握,针对平时成绩,一定要采取激励评价,决不能以期终测验一“考”定音。分层评价要在灵活化、多元化的平台上做到全面、客观、公正。

5大专院校大学物理分层次教学中要注意的问题

大学物理班内分层次教学中,我们首先要注意根据不同学生、不同时期反馈的信息,及时灵活地调控课堂教学的结构、作业和考查的尺度、辅导与评价方法,促进学生潜在水平转化成新的现有水平,使每个学生随时处于一个充满活动的积极进取的发展变化过程,达到最优化发展。还要注意在班内分层教学中学生的分层标准、各层人数多少的确立是否有理有据。如分层考试内容的基础性代表性是否恰当、试题的涵盖面是否广泛、难易题目的比例是否合适、考试结果是否客观公正等,我们要不断反思,它仍然是有待进一步优化的问题;另外,在动态的分层教学中,通过平时评价和阶段考查,要对学生的级别进行微调,我们需要考虑学生的“出口”与“进口”如何对接。分层教学一定要让水平各异、需求不同的学生在发展中柔性衔接,实现教学过程最优化使班级内全体学生在分层中增强了信心、产生了动力。总之,大专院校大学物理教育教学改革,要将教学观念、教学模式、教学策略、教学评价等许多教学要素同时进行调节,才能取得良好的教学效果。才能让学生通过物理知识的学习理解掌握物理学研究的方法,并能够将其方法迁移到其它学科领域的探索中。客观的讲,分层教学是一种新型的教学形式,实施过程会有一些难度。我们一定要转变观念,帮学生调整好心态,全面加强教学管理,使每个层次的学生都能获得必须的物理知识以及成功后的满足感,从而全面地提升教育教学质量。分层教学模式对大学物理教师提出了更高的要求,我们要在掌握分层教学原则理论的基础上,依据分层教学目标精心设计分层教学活动,针对不同层次的学生选择恰当的方法和手段,针对学生的需求,改革教学模式,形成成功的激励机制,确保每个学生都有所进步。

篇8:大学物理教学模式探讨论文

1大学物理教学要求与现状

理工科类大学物理课程基本要求规定[2],大学物理的教学内容分为A、B两类。A为核心内容,B为扩展内容。以机械振动与机械波部分的内容为例,其振动与波部分的内容和要求见表1。高中选修模块3-4部分涉及到振动与波[3],其内容和要求基本上是通过实验、观察和分析,理解振动与波的特征。需要说明的是,在高中阶段由于振动与波部分的内容位于选修模块3-4,可能只有少部分高中生选修了该模块。因此,许多理工科学生是第一次学习该部分内容。对于大学物理其他部分的教学内容,也会存在类似的问题。理工科类大学物理课程基本要求规定[2],大学物理教学的最低学时数为126学时,对于理科、师范类非物理专业和某些需要加强物理基础的工科专业,其大学物理课程的学时数不应少于144学时。然而事实上,由于面临着较大的就业率压力,各个高校越来越加大专业课程的学时数,通识类基础课程大学物理的学时受到了非常大的压缩。部分地方本科院校大学物理教学学时数不足100学时,甚至一些高校压缩到了40-70学时[4]。

2大学生大学物理课程的学习现状

在课堂学习效果方面[5],大学物理课堂里集中精力听课的学生相对于中学生下降了约34%,课堂上能够听懂的学生为43.42%,即大学物理课堂的听课效果不是很好。在课前预习方面,相对于中学生,大学生的预习状况更差。在笔者大学物理的教学中,同样发现许多理工科学生上大学物理课时基本上不预习。在课后整理复习方面,大学生基本上不再整理错题集,已认识到解答题不是学习物理的目的`;遇到问题或者做习题时,大学生更倾向于通过自己查阅资料来解决,也有部分学生的作业存在抄袭现象。此外,在同老师的交流方面,相对于中学生,大学生同老师的交流大大减少了。对于课堂上的遗留问题,很少有学生在课后和任课教师主动联系解决的。

篇9:大学物理教学模式探讨论文

3.1教学内容改革方面

针对目前大学物理教学中存在的问题,有人认为应该根据不同专业开设相应的大学物理课程[4]。比如,生物学、化学专业对热学等理论要求较高,计算机、数学等专业对力学、电磁学要求较高。因而不同专业不能完全依靠统一的一门公共基础课。针对不同的专业,应设计相应的大学物理基础课程,即认为对于不同专业,教学内容应该有所取舍。然而,笔者认为大学物理课程的内容是一套系统完整的理论体系,只有通过系统的学习,才能够培养学生独立获取知识的能力、科学观察和思维的能力、分析问题和解决问题的能力。即使对于不同的专业,也不能随意删除讲授内容。当然,对于不同专业的大学物理课程,讲授内容可以有所侧重,在整个课程学时压缩的情况下,对于本专业要求较高的部分内容,讲授的学时可以相对增加。但是一定按照理工科类大学物理课程基本要求,保证教学内容的系统性和完整性。

3.2教学手段改革方面

首先,如果采用的还是传统的教学手段,那么就应该有效地融合新的科学技术,特别要融合多媒体技术和网络平台。在学时普遍压缩的情况下,只有结合多媒体技术和网络平台,才更利于保障大学物理课程教学的系统性和完整性。这是因为借助多媒体技术和网络平台,可以增大教学的信息量。此外,在大学物理教学中融合多媒体技术和网络平台,还有以下优点。多媒体技术可以形象直接地展示物理现象及实验过程,这样会引起学生的学习兴趣。课堂教学与网络平台相结合,可以满足不同层次学生的学习需要。比如,笔者所在学校购买了超星学术视频以及中国高等学校等,在网络平台上,学生可以利用课余时间进行学习。利用网络平台还可以架起老师与学生沟通的桥梁。现在大学生广泛使用的QQ、微信等网络通信工具。利用这些网络通信工具,老师可以快速有效的得到学生的信息反馈,进一步改进教学中方式方法。其次,可以尝试新的教学手段,即翻转课堂教学。翻转课堂指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。翻转课堂三个重要的教学环节分别是课前预习,课堂自主学习和知识总结。翻转课堂非常注重课前预习,这主要是因为在该模式教学中,在课堂上教师讲的少,而学生讨论和练习的多。在这种教学模式,学生必须得课前预习。当然这种教学模式并不是意味着教师可以轻松些了,相反教师的工作量可能会增加。因为教师在课前必须布置学生的预习内容,并且要提出问题,让学生带着问题有目的的进行预习;教师还要为学生提供丰富的学习资源,包括教学视频、教材和微课程等。在课堂自主学习环节,主要是激励学生参与,可以把课堂学习进行量化并计入平时成绩来实现。课堂学习的最后部分是知识总结,这可以帮助学生将知识整合到一起。采用翻转课堂教学模式教学,可以有效的克服目前大学生大学物理课程学习时所遇到的问题。

篇10:交互式教学大学物理论文

交互式教学大学物理论文

一、网络教学平台的开发

由于学校BBS网络教学平台的运行受阻,经同学们提议建立了“11数学精英”“12化学”两个QQ群。学期初我们就发现,学生对老师的教学进程、教案感兴趣,问及原因是他们想了解总体的教学内容和老师讲解的重点。大学物理课程因其悠久的历史积累了大量的教学资料,其中有各种版本的教学课件、教材和学习指导书。利用群共享空间笔者将教学课件、不同教材特点说明、指导书名录、章节总结、课后补充习题及时上传,学生课后下载,既免去了课上听讲时的忙乱和应接不暇,又可以比较完整的了解教学要求,在思考和分析解决问题的过程中得到启发。学生反映,这样的方式有利于课后的自学。网络也为课后的答疑和讨论开辟了新的通道,学生学习、作业中的问题,及时提问,教师可以及时回答。学生的问题正好为教师了解教学效果及存在问题提供了及时反馈。实践表明网络教学资源的极大丰富使得教学形式更为生动形象,有助于提高教学效率。网络联系的密切使得师生间的交流从课上拓展到课外,增加互动环节,对于教师及时掌握学生动态,解决存在的问题,改进课堂教学的方法,科学评价教学效果,提高教学效率和质量,起到了良好的反馈和指导作用。

二、小组学习机制的引入

学生之间由于彼此知识的差异、自身原有知识与当前学习知识间的差异,在学习和对话过程中会产生不同的观点,激起认知上的不平衡。在以理解和达成一致为目标的交互式教学中,学生之间通过对话,彼此对比认知结构的不同,产生认知结构的同化和顺应。教师作为主导者,在合适的教学内容和恰当的时机里,发挥小组合作学习的优势,调动学生自主研究、合作讨论的积极性。在这个试图达成意义一致的过程中,理解的责任为小组成员所分担,减轻认知能力差距带来的压力,为小组成员提供情感支持。作为小组对话的领导者,教师针对学生已有水平提出适当的问题,在其产生困难的地方提供纠正和引导,使学生逐步掌握学习内容。例如,每一章内容的归纳总结,重点习题的分析,以往都是教师讲,学生听,即使内容准确、逻辑严谨、认证和分析顺理成章,但多数学生依然是忙于记录,来不及思考,很难留下深刻的印象。现在,我们在学期初就对学生明确提出要求,在学习的每个阶段练习总结归纳。各章结束时,每个人各自完成自己的小结,在小组讨论的基础上,由一位学生代表小组发言,表达对重要知识点、问题分析的理解,其他同学共同参与讨论。这种小组合作的讨论方式尽可能地使全班学生参与进来。代表小组的发言者肩负着责任,能够更加认真地准备讲解,这对学生自身素质的提高起到了极大的.促进作用。

三、课堂交互式教学的探索

改变以往课堂教学仅局限于课堂上单一讲授或仅采用PPT的教学模式,是我们的探索初衷之一。在明确课堂教学目标基础上,根据具体课题设计一系列相对独立而又彼此关联的问题,层层递进,相互渗透;学生在问题的引导和教师的指导下,借助于情境中的各种物理图像去发现问题,形成问题,并解决问题,进行知识意义构建,这样的课堂教学模式是我们的追求。在一些具体课题的教学中,我们做了这样的尝试。例如,交流电的产生讲授:问题1:是不是所有导体通电后在磁场中一定会受到力的作用?交流讨论:通电,垂直于磁场的金属杆运动,说明受力;改变电流方向或改变磁场方向,可以使运动反向。但其平行磁场时不受力。问题2:磁场对通电矩形线圈如何作用?分析:安培力对线圈各边分别作用,合力矩使线圈转动。问题3:过了中性面后,如何使线圈继续旋转?讨论:改变磁场方向或改变电流方向。在两种方式中,改变电流的方向容易些。问题4:怎样才能使线圈刚转过平衡位置就及时改变电流方向?分析讨论:用两个半圆铝(铜)环构成换向器,两个半环分别接线圈的两端,两个电刷接电源的两端。课前将问题布置给学生,学生们自己查找相关资料,经学习小组充分讨论形成结论,课堂上,小组代表发言,同学补充,教师总结,使得这一知识得以顺利掌握。在这个环节,问题的设计是关键,学生有兴趣有疑问才有继续探索的热情。如果问题本身毫无新意或超过学生现有认知水平和分析能力,结果必然或是不屑一顾或是知难而退。因此,教师的备课首先关注的是如何将教学内容转化为恰当问题的提出与学生的响应预测。学生从最初的被动听讲、忙于笔记到逐渐适应问题的逐步分析,主动思考的积极性有所提高。课堂教学课时有限,在课堂教学中开展专题讨论,必然要占用一定的时间。如何在不影响教学目标完成的前提下,使得这一教学方式得到有效的实施,的确是一个实际问题。我们的对策是课堂精讲,把一些易学易懂的问题和思考题,放到课后的自学点拨中。比如每一章的阶段总结和习题课,我们是在指导学生总结和典型习题分析的基础上,及时做出点评,强调或纠正其中的问题,教师的归纳总结和补充练习则放在课后教学文件的传输中。

四、交互式教学模式的效果

参与我们实践的11级数学专业和12级化学专业教学班的学生们在这样的学习过程中感到大有收获,看到了自己的进步,学习的热情高涨,形成了共同学习,共同探讨,互帮互学,共同进步的学习气氛。这是让我们最为高兴和期待的。大学物理教学班期末考试结果如表1所示。表1 交互式教学模式下考试结果2012—2013学年第二学期2013—2014第一学期大学物理2-1大学物理2-2全校平均及格率56.8%全校平均及格率65.3%教学班及格率82.8%教学班及格率98.7%教学班平均分71.0教学班平均分83.4特别是经过第一学期的适应、磨合后,在第二学期的期末物理2-2考试中,11数学、12化学两班及格率分别达到了100%和97.3%,平均分分别达到了84.7和82.0分。整个教学班的成绩居全校第一名。

五、结论

经过一年的研究和实践,对于所尝试的大学物理教学中交互式教学模式,初步形成了如下认识:交互式教学作为支架式教学的有效手段,更加丰富了大学物理教学。交互式教学将教学环境、教学资源、教学主体有机结合,形成三者之间的良性循环。三者之间的交互使教师能更好的掌握学生的学习动态与学习短板,管理者可以为学生与教师提供更好的学习环境和学习氛围,学生可以更合理掌握知识、应用知识从而协同完成知识的获取与创新。

篇11:民族地区大学物理教学探讨论文

民族地区大学物理教学探讨论文

一、民族地区大学物理教学现状及其原因分析

(一)教学现状及其原因

目前,民族地区部分高校中的大学物理教学不容乐观,学生的科学素养提升较慢,具有创新能力人才也比较少。大多数教师认为,造成这一现状的原因为:首先,学生的基础普遍较差;其次,大学物理教学大纲的要求与学生的学习水平不一致,结果导致教师在教学过程中过于追求进度,而轻视了学生对进度的跟进,很难提高教学质量;第三,学校物理实验器材短缺,实验课堂的可演示性差,大量的实验是靠教师的口述完成的,影响了学生的物理学习兴趣。由以上原因可以看出,民族地区的大部分高校物理教师认为学生的基础差是导致物理难教、质量上不去的主要原因,很少有教师从学生的实际出发,认真思考和探索如何来提高物理教学质量。

(二)学习现状及其原因

笔者通过多年的教学实践发现,民族地区高校中的大多数学生学习物理的兴趣不足,对之报应付的态度;极少数学生对物理持有排斥心理,或上课不认真听讲,或出现逃课等现象;甚至在各方面均比较优秀的学生中也有个别人是以获得获学金为目的而学习物理的。究其原因,主要表现为:第一,民族地区高校学生的生源地差异性较大,且少数民族学生人数所占的比例大,其中有许多来自偏远山区。不同的生源地学生的基础教育存在很大的差异性,尤其是来自偏远山区的少数民族学生与来自其他非民族省份的学生之间的差异性更为突出。由于物理是以实验为基础的自然科学类学科,来自偏远地区的学生在中学阶段受物理实验教学条件和实验教学水平等的限制,物理基础差、底子薄,进入大学以后,很难在短时期内达到较好的知识衔接,因而对大学物理的学习兴趣逐渐降低,甚至对其产生了畏惧心理。第二,近年来大学生就业形势的改变也对民族地区学生的学习兴趣带来了一定的冲击,致使部分学生为了就业和发展,在学习中重视实用性课程,而忽视了基础性学科的学习。如许多民族地区的学生将大量的精力放在热门专业知识的学习和实用技能的培训上,对他们自认为实用价值相对较小的物理学等基础课掉以轻心。第三,民族地区学生个体间的人格、知觉、情绪等差异也是影响其物理学习的因素。

二、差异理论及其对大学物理教学的意义

“差异”,通俗而言,就是区别、相异或不同。首次将差异上升到理论层面来研究的人是尼采和索绪尔两位学者。尼采在他的“透视主义”学说、索绪尔在他的的“语言”观中都分别对差异理论有所论述,其中尼采重在研究人们对事物认识上的差异本质,而索绪尔则赋予差异以本体论意义。差异理论后来在解构主义哲学和后现代的改变之下逐渐臻于完善。解构主义的差异理论认为事物的意义产生于差异,而运动形式创造万事万物间的差异,是事物的意义的最终本源。可以说,差异构成了后现代的一种思想方式。这种思维要求我们知晓:事物的本质具有同一性,事物背后的现象多而且具有差异性,要学会透过差异性认识事物的统一性。从以上观点可以看出,差异理论对人们的思维定势和认知局限具有一定的挑战性,它呼唤人们用另类的方式观察和看待问题,并寻求新的解决途径。因此,作为一种理论资源,如果将其引入民族地区大学物理教育教学质量提高的研究中,将会对人们思考问题的角度具有独特的观照意义。

三、差异理论指导下的民族地区高校大学物理教学路径选择

从差异理论中我们领会到,打破对学生的思维定势和认知局限,另辟蹊径,寻求提升教育教学质量的新途径,有可能改变目前民族地区高校大学物理的教学现状。而大量的教育教学理论与实践表明,学生在基础知识状况,智力水平和潜能,学习兴趣、动机和方法等方面都存在程度不同的差异性。这些差异性决定了教育应该从学生的实际出发,因材施教,循序渐进,而且必须有针对性地从学生实际出发,使所有学生均得到不同的发展。因此,本文认为,民族地区的大学物理教学要在正视和承认来自不同地区学生的背景差异的前提下,尽可能解决现行教学法中的问题,创造更好的教学环境,培养学生的学习兴趣,缩小学生间的差异,实现教学法的改革与创新,提高物理教育教学质量。

(一)正视学生间的差异,做好中学与大学物理知识的衔接教学

1、找准衔接教学的突破口。认真分析来自民族地区学生的差异性,精心研究他们所欠缺的中学知识,寻找其与大学物理知识的衔接点。在具体的教学当中,严格按照“温故知新”的教学套路对来自民族地区的学生进行知识修复,使其顺利过渡到大学知识的学习当中。这就要求大学物理教师必须对中学物理内容深入而透彻的研究。如,中学和大学物理关于圆周运动这一知识点有很大差别,高中研究的是匀速圆周运动,即速率不变的圆周运动,而大学研究的是速率变化时的圆周运动规律。为了能够很好地完成这一衔接,在教学中,还应重点突出“温故”内容,分清主次,不拖泥带水。这样既做好了中学与大学的知识衔接,又有利于培养学生的学习兴趣。

2、灵活控制教学进度,详略有区分度。中学阶段物理每学期要求的知识点少,所以中学物理教师习惯于对其精讲和搞“题海战术”,即在每堂课所讲内容少而精,同时附以大量的例题和练习来加深学生对知识的运用和掌握。大学阶段则不然。教学课时少、课堂容量大、授课节奏快是大学课程教学的显著特点。因此,学习大学课程对于中学知识有拖欠且来自民族地区的大学生来说不是一件容易的事情。如果这些学生不能尽快适应大学课程的教学模式,他们的积极性就会再一次被挫伤。可见,教师对他们大学学习的引导显得尤为重要。具体到大学物理教学方面,培养来自民族地区大学生的学习能力和习惯是教师的首要任务。而且在教学进度上要灵活控制,循序渐进。具体可以按这样的思路进行:对于每一个知识点的教学,在确保来自民族地区的学生谙熟中学相关知识的前提下,应该有侧重点、有详略地讲解———详细而精练地讲解重、难点知识,对于比较简单的知识点则可以略讲或让学生自学。这样可以避免因学生之间存在差异而影响整体的教学进度。

3、讲解例题或习题有张有弛。值得注意的是,与中学相比,大学物理教材在例题和习题的数量上明显减少,这就意味着大学物理教师在例题或习题讲解上也要根据学生的学习情况,把握讲解的灵活度和布置习题的数量。例题和习题是用来巩固新知识的,所以教师要根据学生的学习差异有针对性地选择例题和习题,并精选巩固和拓展新知类的习题。同时,教师还应根据来自民族地区的学生的接受新知识能力有意向性地给他们布置一些习题,进一步加强和巩固他们所学到的新知识和新方法。

(二)正视学生间的差异,采用分层教学法

1、在基础知识教学环节中可以按学生的学习情况来分层。对于理工科的学生来说,大一所学的普通物理一般都是基础性很强的专业基础知识。因此,物理老师应注重给大一学生传授好这些基础知识。在具体的基础知识教学中,老师可以根据学习情况将学生分成好、中、差三个小组,对他们进行有区别的教学。可以引导优秀小组学生进行自主学习,最后采取学生提问、老师答疑的形式完成对他们基础知识的教学;中等和较差小组且多为来自民族地区的学生应该是老师教授基础知识的重点对象。对于这些学生,老师就得多花一些时间,向他们讲课时拟多采用传统教学模式,以灌输和传授理论知识为主,兼顾引导他们综合能力的拓展。这种分层次的教学,在保证不同层次的学生掌握物理学科基础知识方面具有一定的可行性。

2、在专业知识教学环节中可以根据系别和专业来分层。学习完物理学科的基础知识后,学生就开始进入不同专业的专业物理课程学习阶段。按照上面的教学方法,这个阶段的学生之间的差异已经缩小了。所以,在纯专业知识教学环节中可以组建分层次的创新小组。这个环节的教学之前,学生已基本具备了各自专业的'基础知识。所以,这个环节教学工作的重点是培养学生的创新能力。培养学生创新能力的可行性途径之一就是分层次组建学生小组。当然,在分组中,要注意来自不同地区的学生间有机结合以及学习层次不同的学生的合理搭配。组建这样的小组,既方便组员间相互交流,又便于他们相互帮助;既能达到教学基本要求,又可以在提升中下学生的同时,激发好学生的创造欲望,达到以点带面、层层提高的效果。

(三)正视学生间的差异,改变教学观念和教学模式

1、多运用多媒体技术,重视物理实验的教学,进一步激发来自民族地区学生的兴趣。在教学中多媒体技术是必不可少的,运用它可以增强视听效果。当然,物理实验也是需要进一步加强的教学环节。在教学中重视物理实验的操作,更能够加深学生对知识的理解。这两方面是目前培养学生物理学习兴趣的有效方法和途径。这些途径和方法对于来自民族地区的大学生来说显得尤为重要。通过运用多媒体技术演示微粒运动等过程,可以使这些学生观察并体会他们在中学阶段因条件限制而从未见过的原子、原子核运动以及其他微观粒子等的运动;通过物理实验操作能够让这些学生近距离接触分子热运动、电磁运动等物理现象等等。所以说,在讲授大学物理时,适当增加多媒体课件,再配以传统的板书授课,使原本只用文字进行描述的的物理现象或物理实验,瞬间通过多媒体技术以图文并茂的形式展现在学生面前,能够大大增加物理知识对于学生的魅力;自然科学类学科的实验往往以其高度的趣味性而赢得广大学科爱好者的亲睐,物理也不例外。奇妙的光电、磁电效应,神奇的声光衍射等实验现象会逐渐激起学生的学习兴趣。无论是增多多媒体演示,还是加强物理实验操作,都能充分调动学生的学习积极性,从而有效提高物理的教学效率。

2、有针对性地开放教学,努力培养学生的自学能力。相对宽松的学习环境和思考空间对于学生的探究问题是非常重要的。因此,在具体的教学过程中,教师除详细讲解最基本、最主干的知识外,还应创设这样的环境和空间供学生自主思考和讨论诸如推导和论证、知识归纳等扩展性问题。这种创设环境和空间的教学方法我们称之为开放教学。通过这种形式的教学能够培养学生自主学习、钻研和探究的能力。除了课堂上适当进行开放教学外,教师还要善于利用课外时间来培养学生,尤其是来自民族地区的学生的自学能力。这样做能够进一步提升来自民族地区学生的学习能力,缩小他们与其他同学间的差距。这就要求教师要在教材的内容上多下功夫,有针对性地将部分教材内容定为自学内容,列出自学提纲,在学生有条件的前提下还可以列出一些参考书目,供学生课后自学。当然,教师还要通过邮件、电话等传媒工具跟踪和了解学生的自学情况,并把他们好的自学的经验或心得带到课堂上与大家一起分享。这种学习方法既充实了学生的课余生活,又能够培养和提高学生的自主学习能力。

四、结语

从20世纪90年代开始,随着我国的大学的扩招,民族地区高校的办学规模和层次有了较大的提高,有效促进了我国区域高等教育的大众化发展。但由于面向全国招生,导致这些高校中基础相对薄弱的来自民族地区的学生与其他学生之间存在较大的差异,给民族地区高校的基础学科教育教学带来了新的挑战。大学物理是对学生来说难度较大的自然学科类基础课程之一,提高其教学质量并非易事。应对这一现状,只有积极探索,努力寻求利于民族地区学生发展的好的教学方法,才有可能改变学生的现状,提高整体的教学质量。

篇12:PPT教学大学物理论文

PPT教学大学物理论文

一、学生对PPT课件产生依赖性

许多教师的PPT课件一般包括了考试的重点内容和重要的例题,而且课后往往有许多学生会拷贝老师的PPT课件,然而PPT课件的分享和流通易滋生学生的一些不良习惯,很多学生产生对PPT课件的依赖,出现课前不认真预习,上课不认真听讲,少做笔记或根本不做笔记,临时抱佛脚,依靠PPT应付考试等现象[3]。

二、PPT教学分析

PPT教学是一种新的教学模式,也是教育教学改革中的一种新事物,它对传统的板书教学既具有继承性,又在许多地方不同于传统教学。因此,它和传统教学模式之间是一种继承和发展的关系[5]。开展PPT教学是为了借助多媒体信息技术,充分发挥教师和学生在教学活动中的主动性和互动性,延拓教学的时间和空间,提高教学效率和教育质量。其在大学物理教学中的主要优势有:

(1)信息量大且速度快。利用PPT课件便于补充课本之外大量的物理知识,比如介绍一些物理史和前沿的物理理论和科学技术等,这在课堂上不用花很多时间讲解,但却可以大大开阔学生们的眼界,激发其学习物理的兴趣。

(2)形象直观,简洁明了。PPT课件集文字、声音、图像和动画于一体,生动直观,能创设教材难以提供的情景,比如利用三维动画技术展示物体的不同转动方式等,这样能大大改善教学环境,优化教学结构,方便学生对于一些物理概念和物理情景的理解。

(3)提高教学效率。运用PPT教学大大节省了教师的板书时间,这样教师就有更多的时间举实例,启发引导,把教学重点、难点讲透,同时增加单位时间内的授课信息量。同任何事物一样,PPT教学在大学物理的教学中既有积极作用,又有不利的一面,唯有全面的了解PPT教学的优缺点才能更好地发挥PPT在大学物理教学中的作用。

三、对在大学物理教学中运用PPT的若干建议

(1)制作恰当的PPT课件,开展PPT课件制作培训。教师要花足够的的时间和精力认真精选教学内容,突出重点,切忌“书本搬家”式的课件。同时,适当增加与物理关系密切的实际案例、探索研究、问题分析、解决方案等内容,以弥补课本内容的不足,同时下足功夫制作简洁明了、形象生动的课件以提高学生的学习兴趣、学习积极性和主动性。需要强调的是,在课件制作上要防止“舍本逐末”式的技术误区,有些课件刻意使用喧哗的`动画、亮丽的色彩、花俏的样式,以为这样能吸引学生的注意力,其实学生一节课下来什么内容都没记住[2]。此外,PPT课件要具有针对性,针对不同专业的学生,根据其物理教学要求和知识基础的不同设计不同的课件,而不能用同一个课件马虎了事。同时,PPT课件应该不断更新,而不是一劳永逸的,经常增加一些前沿的物理理论和技术,培养学生的学习兴趣。考虑到一些教师对PPT课件的制作技术掌握有限,学校可以开展一些关于PPT课件制作的培训,提高教师的PPT课件制作能力。同时,也可以开展评选优秀PPT课件等活动,让教师们学习彼此PPT课件的优点,从而不断提高自身PPT课件的制作水平。

(2)教师加强主导性,增强师生互动交流。教师始终应该是教学活动的组织者,千万不要让PPT抢了自己的“饭碗”[6]。在PPT教学过程中,教师应该坚持面向学生,适时地控制学生的注意力和兴趣,利用形体语言、面部表情、肢体动作等即兴发挥,组成丰富的教学信息以激发学生的学习热情,而不是将PPT课堂教学变成了单调的网络视频教学。教学活动应该是师生共同完成的教与学有机结合的过程,教师的“教”必须引导学生的“学”,并注重师生的互动。因此,教师应事先分析好教材,依据学生的心理特点,在PPT教学中充分采用参与式、讨论式和研究式等教学方法,合理设置互动环节和互动话题,引导学生充分融入到课堂情境中,使教学双方有时间进行思考、讨论,并对内容进行扩展。师生之间的交流互动,不仅有利于学生循序渐进地掌握知识,更有助于培养学生的求知欲望和创造性思维。

(3)PPT教学与传统的板书教学相结合。教师在使用PPT进行教学时,不要把所有的知识都呈现在课件上,要充分利用传统板书的教学优势。比如对于重点内容可采用板书的形式,给予学生适当的缓冲时间,力求做到重点突出、条理清晰。对于一些物理上定理、公式的推导过程和一些复杂的数学计算,此时板书教学更好,因为教师在一笔一划的书写过程中给学生足够多的思考空间和时间理解消化知识,并注意一些细节问题。而对于图形图表的讲解,使用PPT无疑更加形象直观,而且可以节约大量的板书时间。可见,PPT教学和传统板书教学的恰当结合才能更好地方便大学物理的教学,提高教学质量。

(4)加强师德教育,监督教学过程。由于PPT教学的简单实用,许多教师上课就是放映一下PPT课件完事,这为不良教师的产生提供了庇护。学校一方面要加强教师的师德教育,引导教师要认真教学,不可马虎了事;同时,可以开展一些教学技能培训,让教师发挥自己的特点,活跃课堂氛围,不断提高自身的教学能力。另一方面,学校要长期监督教师的教学过程,不定期的评估教学成果,让教师对教学没有丝毫的懈怠;定期的从学生那里收集他们对教师教学的建议,然后反馈给教师,以不断提高教师的教学能力。

(5)引导学生学习思维的转变。大学物理的教学目标绝不仅仅是一些物理基础知识的传授,更重要的是培养学生的思维能力、科学素质、分析问题和解决问题的能力等。因此,在PPT教学中,教师应该引导学生学习思维的转变,利用PPT信息量大的优势,教会学生如何去思考,开阔眼界掌握更多的知识,而不是单纯为了完成教学任务,同时学生应该加强自主学习,而不应该像中学一样成为考试的奴隶。

四、结论

PPT教学正日益改变着传统教学的教学观点、教学方法、教学过程、教学模式及教学内容等[5],与传统教学一样,PPT教学有其独到的优点与缺点。PPT教学图文并茂、信息量大、形象直观,有利于提高教学质量,但在调动学生上课积极性、师生互动性方面存在不足。说到底PPT教学作为一种教学手段,是为教学服务的,本质要求是为了提高教学质量。大学物理教学效果的好坏,起决定作用的不是使用何种教学手段,而是任课教师该如何发挥该教学手段的优势。若将PPT教学与传统的板书教学恰当的结合使用,取长补短,同时充分发挥PPT教学的独特优势,那么就能够推动大学物理教学工作持续快速的向前发展,改变一些高校中物理教学质量不断下降的趋势。

作者:蒋晓龙 陈猛 唐钰琦 单位:南京信息工程大学物理与光电工程学院 南京信息工程大学信息与控制学院

篇13:大学物理教学模式初探论文

在教育部全面提高高等教育质量的战略部署的背景下,如何促进信息技术与学科教学的融合、应对信息化环境下学习的变革是高等教育工作者面临的一个重要课题。近两年兴起的微课作为一种新兴的教学资源因为具有短小精悍、主题突出、方便应用等特点,已经引起了教育者的广泛关注。大学物理课程是高等工科院校各专业学生必修的一门重要基础课程,它包括经典物理、近代物理和物理学在科学技术与工程技术中的应用初步知识。一直以来大学物理教学延续着夸美纽斯的传统课堂结构、以教师为中心的传统教育理念和以班级集体教学的传统教学流程。如果能建设丰富有效的微课资源库,利用微课资源开展启发式、探究式、讨论式、参与式教学,鼓励发展性评价,探索建立以学习者为中心的教学新模式,这样就能应对信息化环境下学习的变革,包括高等教育大众化背景下学习多样性、个性化需求的挑战。

1微课的起源、概念及特征

1.1微课的起源

微课程概念是首先由美国DavidPenrose[1,2]提出的。以可汗学院[3]为代表的微型网络教学视频的出现进一步触发了教育研究者对微视频等运用于课堂教学的可行性探索,例如,在“翻转课堂”[4]等教学模式中使用微视频作为教学资源供学生自主学习使用。在我国,首先对微课进行研究和探索的是胡铁生[5]。他将微课定位为传统课堂学习的一种补充与拓展资源,并且契合移动学习、泛在学习等理念对微课程的具体形式分类。梁乐明对于国内外微课程的设计模式进行了比较研究[6]。自起,国内开始了微课实践层面上的尝试。

1.2微课的概念

微课是指按照教学大纲及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合。微课的核心内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等教学支持资源。它既有别于传统单一的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等资源类型,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。

1.3微课的主要特点

微课是针对传统单一资源类型的局限性而发展起来的一种新教学资源建设和应用模式,它的主要特点是:1.3.1主题突出,指向明确。“微课”主要是为了解决课堂教学中某个学科知识点(如教学中重点、难点、疑点内容)教学,或是反映课堂某个教学环节、教学主题的教与学活动,相对于传统课堂所要完成复杂众多的教学内容、达成多个教学目标而言,“微课”的教学目标相对单一,教学内容更加精简,教学主题更加突出,教学指向更加明确,其设计与制作都是围绕某个教学主题而展开的。1.3.2短小精悍,使用方便。“微课”视频的时间较短,一般为10分钟左右,因而更符合视觉驻留规律和学生的认知特点。“微课”的资源容量也较小,其视频格式一般为支持网络在线播放的流媒体格式(如rm、wmv、flv等),加上与教学主题配套的教学设计(“微教案”)、教学课件(“微课件”)等资源也只有几十兆。用户既可以流畅地在线观看“微课”课例,查看教案课件和教师点评信息,非常适合于教师的课例观摩、评课、反思和研究,也可灵活方便地将其下载保存到各种多媒体数码终端设备(如笔记本电脑、手机、MP4等)上实现移动远程听课和个性化学习。1.3.3半结构化,易于扩充。“微课”将某个知识点或教学主题相关教学资源作结构化的组合,并将教学资源与教学任务、教学活动、教学环境之间建立有意义的关联,形成一个主题突出、资源有序、内容完整的结构化资源应用环境。“微课”同时还具有半结构化框架的开放性优点,具有很强的生成性和动态性,其中的`资源要素(包括微课视频、教学设计、素材课件、教学反思、教师点评等)都可以修改、扩展和生成,并随着教学需求和资源应用环境的变化而不断地生长和充实,进行动态更新。

篇14:大学物理教学模式初探论文

随着互联网和和电子信息技术日新月异的发展,“微”教学模式逐渐在全球范围内兴起。在这种情况下,对微时代下大学物理的创新教育进行系统的研究具有非常重要的意义与研究价值。[7,8]2.1随着手持移动数码产品和无线网络的日益普及,微课因为具有时间短、内容精、模块化、半结构化等特点,特别适宜与智能手机、平板电脑等移动设备相结合,因此微课资源的建设对于大学物理课程的移动学习、在线学习、混合学习的探索和研究提供了条件。微课在移动互联网时代,为所有希望获取知识的人提供碎片化、移动化的学习新体验。2.2微课针对大学物理课程的教学知识点来组织与建设教学资源,开发简单、高效,使用方便灵活,便于学生进行自主学习、合作学习以及探究学习。有了微课资源,学生就可以在课后对重要的基本概念反复揣摩,深入理解,而课堂时间则可以用来开展讨论和答疑解惑。这样有利于培养学生的课后学习能力,同时也有利于充分发挥课堂讨论、交流和释疑的功能,提高物理学习的效率。2.3通过微课资源的开发能促进教师更深入充分的备课,也便于教师进行教学反思、进行同行交流以及开展有关的教学研究活动,微课资源的共享同时还避免了教育资源的重复和浪费。另外通过微课的设计与开发,还可以提高教师的现代教育技术水平,促进大学物理教学研究。

3基于微课的创新型大学物理教学模式的设计与实践

3.1微课的教学内容研究

深入分析教学大纲、教材,罗列课堂教学中试图传递的核心概念,这些核心概念将构成微课程的核心。了解老师的教学和学生的学习现状,以及能力培养状况,为课程体系的建立和微课的设计开发提供良好的方案。

3.2基于微课的创新型大学物理教学模式的设计研究

微课程的呈现形式主要是短小精悍的微型教学视频。作为核心教学资源的微视频在课堂中可以承担不同的角色,微课在与课堂整合层面,需要注重教学设计,即对学生进行需求分析,结合教学任务需求,确定学习内容,并解构成微课程资源。完整的教学设计,包含课程设计、开发、实施、评价等环节,尤其注重对学生学习课程内容的学习支持服务。

3.3基于微课的创新型大学物理教学模式的实践研究

3.3.1组建研究队伍,定期对教师进行信息教育和微课设计开发的培训,组建一支专业水平和现代技术水平都高的教学团队,针对大学物理课程的教学知识点来组织与建设教学资源,开发简单、高效、使用方便灵活、便于网上教学交流、便于学生进行自主学习、合作学习以及探究学习的优质微课资源,通过数字化网络平台实现微课资源共享。3.3.2通过微课资源的开发促进教师更深入充分的备课,利用微课视频和学习反馈进行教学反思、同行交流以及开展有关的教学研究活动。3.3.3因为微课是半结构化的,随着教学需求、资源应用、学生反馈的变化而处于不断的动态发展之中;所以需要资源开发者、教学者设计有效的支架,设计学习的路径,引导学习者有效利用微课程资源学习物理课程。例如可以利用微课资源发挥混合学习的效用,让微课视频在大学物理课程教学的课前预习和课后复习环节发挥重要作用,培养学生的自主学习能力,而课堂则注重开展师生交流、小组讨论,解决在课堂外单独难以解决的问题。3.3.4基于微课的大学物理教学模式是通过评价反馈动态生成的,经过教师同行、学生进行评判、实践,并在交流中不断对教学模式进行完善,微课资源将与其他点状的微课资源建立网络,大学物理微课资源以及教学模式将随着教学需求与环境发展不断发展与充实。

对教师而言,微课将革新传统的教学与教研方式,突破教师传统的听评课模式,教师的电子备课、课堂教学和课后反思的资源应用将更具有针对性和实效性,对于学生而言,微课能更好的满足学生对大学物理知识点的个性化学习、按需选择学习,既可查缺补漏又能强化巩固知识,是传统课堂学习的一种重要补充和拓展资源。特别是随着手持移动数码产品和无线网络的普及,基于微课的移动学习、远程学习、在线学习、“泛在学习”将会越来越普及,基于微课的大学物理教学模式必将在大学物理的现代化教学中发挥积极的作用。

篇15:实践教学之大学物理论文

实践教学之大学物理论文

1重理论轻实践,不利于应用型人才综合素质的培养

大学物理是一门实验学科,它的许多原理和结论都来自于实验结果[3]。但目前大学物理课程主要以课堂讲授为主,物理实验多数以验证性为主,知识陈旧,与实际问题偏差较大,不能激发学生的学习兴趣,少数物理实验是设计性实验,但是受到实验仪器、实验时间和场地的限制,学生很难有深入的研究,学生只能被动地去做实验,限制了发散思维,不利于综合素质的培养。

2大学物理教学的改革措施

2.1整合教学内容,与学生专业相结合

学校根据应用型人才培养规格和专业人才培养目标,以“大德育、大工程、大实践”三大教育理念为指导,按照基础课程服务专业的思想,对大学物理课程内容进行了整合,以满足专业发展的需要。首先,向各院系专业教师和学生发放调查问卷,了解大学物理与各专业后继专业课的关系,明确物理知识在专业课中的应用,进行知识点统计,总结出适合不同专业的知识体系[4],按照专业对不同知识的侧重,把大学物理教学分成三类。针对建工学院、矿业学院、理学院(工程力学专业)等相关专业应用力学知识较多,增加非惯性系与惯性力、刚体进动、伯努利方程、非线性振动、声波等教学内容。针对环化学院、材料学院的相关专业应用热学和元素性质的知识较多,增加多方过程、输运现象、玻耳兹曼分布、碱金属原子、交换对称性、能带理论和超导等内容。针对电气学院、电信学院等相关专业应用电磁学知识较多,增加电介质极化、物质磁化、交直流电、暂态过程、谐振电路、超导体电磁性质、电磁场的相对性等内容。在教学中增加了案例教学,根据不同专业,选取工程技术中与专业知识联系紧密的案例进行教学,培养学生应用知识的能力,树立学生的工程意识。

2.2优化课堂教学环节,提高授课效率

2.2.1丰富教学内容与课堂节奏的把握

多媒体教学能使课堂信息量达到最高,一定程度上缓解了大学物理学时不足的问题。但是过多的教学内容会使教学节奏加快,学生没有时间去理解、思考教学内容。因此,教师要根据专业特点,合理地选取教学内容,选择的教学内容不仅要有一定的信息量,而且要重点突出,与专业结合,详略得当。多媒体课件文字要简练,以概念、定理和定律的叙述、图片的展示、动画和视频的演示为主,对于重点、难点和基本方法要放慢教学节奏,使学生看得清,来得及思考,能够接受和理解。

2.2.2多媒体技术与传统的板书教学有机结合,优化课堂教学

大学物理教学中的公式推导、定理定律证明、典型例题的分析讲解,还需要采用传统的板书教学方式。通过教师板书、讲解和丰富的肢体语言来控制课堂、传递信息,实现与学生的互动交流,学生利用教师书写板书的时间,可以对问题进行深入的思考和消化理解,好的板书还起到提纲挈领的作用,使讲授的内容一目了然。对于教师用语言难于叙述的情景、物理过程等,采用图片展示、动画演示、视频播放等多媒体教学和演示实验教学传递教学信息,使学生对教学内容有深刻的理解,达到事半功倍的效果。大学物理教学的板书和演示实验这些传统的教学手段是不可缺少的,也是多媒体教学手段无法替代的,因多媒体的使用而放弃这些传统的教学手段是得不偿失的[5]。

2.2.3课堂教学中突出学生的主体地位,发挥教师的主导作用

开展教学活动,目的是传授知识,培养提高学生的综合素质。因此,要将所教知识与学生生活实际经验、专业案例和科技发展相联系,激发学生的学习兴趣。教师要突出学生的主体地位,调动学生参与课堂讨论的积极性,让学生积极思考问题,启发学生提出各种各样的问题,引导学生探索思考,开发学生的学习潜能。对课堂中的演示实验,更要让学生参与操作,以激发学生主动获取知识的兴趣。发挥学生的主体作用,提高课堂效率。

2.3开展实践教学,让学生在“做”中“学”

学生的能力和素质不是靠教师教出来的,而是在学习、训练和实践中培养出来的。大学物理是一门实验学科[6],根据大学物理课程的特点,学校建设了物理演示实验室和大学生创业创新实践基地,对学生开放,学生根据自己的兴趣或教师给出的题目,自行组成团队,在教师的指导下,应用大学物理知识解决一些实际问题。通过学生查阅资料、团队探讨研究,给出解决方案或设计验证方案,形成小论文或设计方案。设计方案成熟的,给予一定的'经费支持,让学生购买材料,自制仪器来验证方案的可行性,学校每年给予实践教学上万元的经费支持。实践教学通过学生的亲身参与,在“做”中去学习,在“实验”中去体验,在“探究”中使知识得到巩固和加深,培养了学生发现、分析和解决问题的能力,培养了学生的科学态度和团结协作精神,使学生的综合素质得到了提高。实践活动改变了学生的学习方式,使学生由被动接受知识变为主动去获取知识,对学生的后继学习和发展产生了积极的影响。结束语黑龙江科技大学结合物理教学的实际情况,整合教学内容,合理地选择多种教学模式,合理地设计教学环节,取长补短、相得益彰,充分调动了学生学习的积极性,学生的考试成绩和在科技创新活动中制作的作品质量明显提高,取得了一定的效果。在今后的教学中,要继续总结和研究,运用更多的方法,取得更好的教学效果,以全面提高应用型人才的综合素质,实现“知识、能力、素质”三位一体的培养目标。

篇16:大学物理可视化教学模式论文

根据大学物理知识及MATLAB软件的特点,运用MATLAB数值模拟解决物理问题的步骤可大致分为选题、分析、数值计算、结论及分析4个过程.下面我们通过大学物理课程中一个简单的实例———牛顿环干涉,具体给出基于MATLAB的大学物理可视化教学模式的构建过程.

1.1选题

牛顿环是由透镜下表面反射的光和平面玻璃上表面反射的光发生等厚干涉而形成的一些明暗相间的同心圆环,在光学元件表面质量精确检验及光谱仪设计中都有广泛应用.对于该部分知识,我们主要关注以下两点:(1)牛顿环干涉条纹的分布规律是怎样的?(2)如果透镜向上缓慢移动,干涉条纹如何变化?课题选定后,接下来的工作便是围绕该课题,选定适当的物理模型和算法,进行课题的分析和求解.

1.2分析

牛顿环的原理图如图1所示.透镜曲率半径为R,牛顿环半径为r,牛顿环到平面玻璃最低处的平行距离为e,透镜与平面玻璃之间的距离为d.若入射光的波长为λ,则垂直入射的两束反射光光程差为2.3数值计算根据上一步所给出的物理模型,设计相应的算法,并编写程序进行具体的数值计算.考虑到初学大学物理课的学生入学不久,缺少数值计算的基础和经验,选择的计算方法要尽量简单,使学生能够在短时间内理解并掌握.以下简单地给出牛顿环数值模拟所用到的主要程序代码.2.4结论及分析图2(a)是当透镜与平面玻璃相接触(即d=0)时所模拟得到的牛顿环图样,图2(b)给出了某点光强与该点到中心之间距离的对应函数关系.很容易看出,当透镜与平面玻璃接触时,牛顿环是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,且中央是暗斑.随着半径r的增大,条纹间距越来越小,空间分布上越来越密集,这是由于离开中心愈远光程差增加愈快的缘故.当透镜向上移动时,随着距离d的变化,所产生的牛顿环会发生相应的变化,如图3所示.可以发现,随着d的增大,干涉条纹会向中心移动.当距离为λ4时,中心变为明斑;当距离为λ2时,中心重新变为暗斑,如此循环往复.由此,我们得到了牛顿环的性质及变化规律,这与我们通过理论推导及物理实验所得结论是吻合的.从以上分析过程可以看到,该数值模拟方法更为直观、易懂,能够更灵活地表现出复杂的物理过程,从而更容易被学生所理解和接受.

2思考及建议

在该教学模式实践过程中,我们也遇到了一些问题,需要在教学中不断摸索不断改进.下面给出我们的一些思考和建议.首先,教学课时不足问题.大学物理课程本身内容繁多,传统的授课方式都会显得课时不足.将MATLAB数值模拟引入大学物理教学,还需学生额外掌握MATLAB语言、数值计算方法等基本知识,对学生和指导教师都提出了很大的挑战.因此,主要需要学生在课下进行自主性学习,教师在课堂上只是引导和点拨.对不同能力水平的学生可以提出不同的要求,如对于基础差的学生,他们能够看懂模拟仿真程序,能够借助模拟方法理解复杂的物理问题即可;对于基础好的学生,可以给他们安排一些简单的课题,让他们在课下独立编程完成.为提高学生的参与性,可将学生的课题完成情况与期末考试成绩挂钩,作为学业成绩加分的重要依据.其次,大学物理课程受众面广,学生专业方向不一.我们对不同系院不同专业的学生和专业课教师进行了问卷调查,了解各专业后续专业课及后续升学就业需用到的大学物理知识情况.通过给不同专业学生介绍与本专业相关的物理内容,增加学生的重视程度和参与热情.最后,数值模拟作为科学研究的一种重要手段,如果能与理论研究和实验研究相结合,将能够更好地帮助学生学习大学物理知识.大学物理课程因其自身兼具理论性和实践性的.特点,可以完美地将这3种科研方法融合在一起.以本文所介绍的牛顿环为例,几乎所有的大学物理课本都给出了相应的理论推导来分析牛顿环的性质和变化规律,同时牛顿环实验作为经典的光学实验,基本上也是大学物理实验课程的必做实验项目.加上本文所介绍的数值模拟方法,学生利用不同研究方法对该内容进行研究并且对比,很容易会对相关物理知识有更清晰和深刻的认识,从而促进对大学物理课程的学习.

3结论

将MATLAB数值模拟引入大学物理课程教学,可使抽象、复杂的物理知识以直观、灵活的形式呈现于学生面前,实现大学物理教学的可视化,帮助学生更好地理解物理过程,促进大学物理课程的学习.同时,该教学模式的实施,对如何更好地开展其他通识性基础课的教学,促进基础课程的教学改革,也有一定的启发作用.

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