学生物理教学的运用综述

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本文作者：许瑞琪工作单位：太原理工大学轻纺工程与美术学院

大学物理多元化教学方法应用的需求

针对大学物理教学的现状，多元化教学方法的应用具有重要意义。一方面，大学物理教学与学生的职业生涯开端距离很近，是学生未来进修、步入工作岗位的重要基础。有的学生善于钻研物理学的理论，有的学生喜欢将力学、电学、光学、声学等理论知识应用生活实践当中，还有的学生对物理学在其他学科中的应用非常热衷。所以学生在物理课程的学习中会展现出不同的学习需求、兴趣爱好及个性特征，千篇一律的教学方法容易影响学生的个性化发展，甚至使学生在毕业阶段感到茫然和强大的竞争压力，采用多元化的教学方法有助于开阔学生的视野，为学生提供广阔的学习探索空间，激发学生的潜能，使学生在大学学习期间能够从多角度接触物理实践，体现个人专长，这也是教育的根本目的。另一方面，物理属于自然科学的范畴，它没有国度之分，只是不同国家大学内物理课程的教学方法存在区别。我国大学教育正在不断深化改革，在此过程中，借鉴国外物理教学的先进经验，对学生深刻吸收理论知识、增强实践技能、提升科学素养是非常有益的。例如，美国伊利诺伊大学香槟分校将物理必修课程分为主讲课、讨论课和实验课，而且课程前有方法论、物理学史、哲学思辨的导入，课程后还有工作和生活应用、就业的支撑课程。这就为学生综合素养的培育创造了条件，学生不仅学到深刻的理论知识，更对物理学史追根溯源，掌握多方面的实用技能。无论是学习科研，还是从事工作，抑或是生活实用，学生都能具备良好的素养基础。我国大学物理课程的设置虽与国外存在差别，但教师可以运用多元化教学方法，将各个章节的讲解划分为不同的阶段，用以推进核心理论导入前的思想铺垫、核心理论讲解、实验训练和实践展望。多元化教学方法的应用是我国高校吸收国际先进教学方法的需求所在，是拓展学生思维建构的需求所在。

大学物理多元化教学方法应用的举措

大学物理细分为多个具体的方向，每一门物理课程的教学都可以在国外授课经验的指导下，按照循序渐进的方式，从物理文化融入，到理论诠释，再到主题实验和实践参与，步步深入，从而帮助转换学习思维，立足新的高度从事物理课程的学习。（一）物理文化教学物理知识虽然抽象、深奥，学生学习起来存在一定的难度，但是物理知识是“有血有肉”的，它的产生和发展过程是生动的，甚至是催人奋进的。物理文化就是物理知识的“血液”，物理学更可以被理解为浩瀚的文化海洋，承载着古往今来的物理学家创造的一切知识成果。其中不仅饱含珍贵的物质成果，如物理研究仪器的开发、实用技术的开发，更蕴含着前人孜孜不倦、持之以恒的研究精神，他们的世界观、人生观、内心情感、思索过程都是难能可贵的，值得一代又一代人学习。因此，物理文化融合了方法论、物理学史和哲学思辨，能够为核心理论的讲解做好铺垫。教师应结合各个章节的理论教学，将物理文化教育融入其中，作为每个章节教学的领航，这实际上也是从另外一个角度诠释理论知识。例如，德布罗意提出波粒二象性推广到实物粒子的假设、麦克斯韦对电磁场的假设等，都是物理学史上值得纪念的篇章。这其中不仅包含科学家对物理学的刻苦钻研历程，也体现出辩证思维的重要性，对于当今物理学的研究仍具有指导意义。教师在此阶段对物理文化的传递不是科普教育，而是要以培育学生物理学的专业素养为目标，为学生提供思想理念的启发。教师应采取广泛互动的方法，鼓励学生共同参与到物理文化的吸收和思考中来。首先，教师可搜集生动的历史文化资料，汇聚经典的物理学研究思想，为学生进行抛砖引玉式的讲解。然后，学生可以将自己搜集的、感兴趣的文化资料与大家分享，而且教师要鼓励学生在文化教学阶段大胆提出问题，作为后续理论教学中继续探讨的主题。最后，师生可共建班级网络博客，用于将更多有价值的文化资料、值得思考的问题上传到博客空间，彼此交流分享，同样也能为理论解读、实验练习、实践活动创造互动平台。（二）动态理论教学经过前期的物理文化铺垫，学生进入核心理论的学习将会更加轻松。以往在理论教学中，教师将课上主要的时间用于公式推理，这固然是理论解读的一部分，但容易使学生将目光局限于计算分析，忽视理论联系实际的学习方法。动态理论教学成为解决这一问题的关键。动态的含义不仅包括动态的理论诠释方法，也包含师生之间深入的互动探讨，营造活跃的课堂氛围。教师首先应注意创设理论讲解的情境，使学生融入情境之中，感受栩栩如生的环境，然后由教师提出一定的思考问题，并激励学生大胆猜想，提出问题，带着物理文化教学阶段存在的疑惑，开展理论分析的旅程。动态理论诠释应当由视频资料、实验演示、公式推导共同组成。例如，对于牛顿定律的讲解，学生早在高中阶段就已接触牛顿三大定律，具备一定的理论基础。教师可以选取更复杂的运动环境中牛顿定律的应用情况，在实验中演示流体阻力特征。然后教师可带领学生运用物理模型推导流体的阻力公式，并与学生进行讨论，再由学生尝试其他的推导方法，这一动态的理论教学过程更利于学生对理论知识的消化吸收以及活学活用。（三）主题实验教学国外的物理讨论课中，学生会提前阅读大量的文献资源，结合实践问题反复进行实验，经过充分的准备后在课堂中与师生展开激烈的讨论。很多实践问题成为激发学生灵感的源泉，学生为此投入巨大的精力，无论实验是否成功、见解是否得到师生的认可，都将受益匪浅，这恰恰是我国物理教学值得借鉴的经验。实验在物理课的教学中占据相当比重，教师应在实验活动开始前为学生进行充分的实验演示和案例分析。这是因为，实验演示作为一个具体的操作过程，有助于激发学生的探究兴趣，而且学生在实验前会对结果进行预测，师生共同探讨预测结果，然后再由实验验证，这个过程会促使学生更深入地思考问题。而案例教学实质是多个同类问题的集中体现，具有普遍的代表性，有利于培养学生举一反三的能力。在此基础上，教师设计有针对性的实验主题。例如，如何基于特定的地区条件，设计降低噪音分贝的方法；如何运用有限的材料，设计高效节能的电路等等，都是通向实践领域的桥梁。教师在设计主题实验时，可分别提出个人实验和小组实验的主题。个人实验主要服务于学生夯实基本功，加强个人思考和对理论知识、实验演示、案例精华的消化吸收。而小组实验则更强调团队的配合与协同思考。即使是同一实验主题，不同小组也会提出不同的解决方案。经过实验环节，个人、小组讲解实验心得，师生之间互动交流，学生对物理理论的应用能力也会提升。（四）实践应用教学在充分的实验教学基础上，教师应带领学生进一步探寻所学知识在工作和生活领域的实用方向，展望相关的职业前景。此阶段的实践应用教学与主题实验的区别在于，对实践应用的指导更具系统性。主题实验多为代表性的实验活动，它是基础理论和应用衔接的桥梁，实践应用教学的宏观指导意义更强，能够从更广阔的角度揭示物理学的实践应用价值，并帮助学生建立对相关职业生涯的认知。学生在物理课程的学习期间，如果能够循序渐进接触实践工作，由浅入深，不仅有利于增强实践技能，同样对于理论学习也具有启发作用。因此，从理论到实践的教学，再从实践回归理论教学，这是一个良性循环的发展过程。首先，教师应根据所教授的物理专业课程，对工作和生活中的理论应用进行主要类型的划分，然后搜集相应的图文和视频资料，详细讲解实践领域的实施情况。例如，工作层面，物理学在能源转换、节能方面的应用。生活层面，如何运用物理学知识，根据人体睡眠时的受力特点选择舒适的床垫；如何在房屋装修中选择最节能的照明设备，并实现美观的效果等等。通过详细的分类指导，学生对物理知识的应用也会形成更为清晰的认知。其次，教师应为学生介绍物理学相关的职业前景，并选取适当的时间，带领学生接触实地工作环境，使学生感受职业岗位的呼唤，增进学习信心。最后，教师应鼓励学生的个性化发展，并为其提供科学的指引。学生经过实践应用和职业展望的熏陶，内心深处也会产生强烈的探究意识。教师可采取主题实践讨论的方式，激励学生大胆尝试、探索感兴趣的问题，将理论知识应用于实践当中，通过资料查阅、实验论证和实践考察，形成系统性的实践研究成果，撰写学习心得等，然后开展师生交流。无论是对物理学经典理论的学习，还是将理论知识应用于实践领域，都需要学生对理论知识实现深刻透彻的理解，并在学习期间积累丰富的实验和实践活动经验。多元化教学方法的应用是理论和实践紧密关联的有效途径，对学生提升专业素养、增强应用能力将大有裨益。