大学物理课堂教学质量提升

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【摘要】为了提高教学质量，针对同一教学内容的不同专业进行不同的课堂设计。用不同的方法推导了自动化专业和光电信息科学与工程专业的光栅方程，总结出如何实现同课异构的思路。教师要精心设计课堂教学环节，提高学生学习主动性、激发学生好奇心，同时教师要不断完善自己的知识结构。

【关键词】同课异构；自动化；光电信息科学与工程；光栅方程

随着课程建设的改革，以前那种拿着一套教科书、相同的参考资料千篇一律的上课思路已经远远不适合发展的需要，每个班级上课一样，每年也没有大变化，老师上的没有激情，学生听的感觉不到重点，这种上课方式没有为学生的后继学习做准备，教师自己的教学水平也得不到提高。因此，同课异构的教学改革在高等教育中的呼声近几年越来越响[1,2]。同课异构一般是对公共课来说，不同的班级上相同的课程，同一节课的内容，根据不同的专业，不同的侧重点，对同一知识点的不同上课方式，即相同的内容，不同的上课结构[3,4]。大学物理课程是理工科专业的必修基础课，根据不同的专业要求不同，课时不同，讲授的主要内容，侧重点也不同。对于相同的教学内容，笔者们就需要根据专业发展不同，根据学生实际，现有的教学条件和老师自身的特点，用学生更能接受的思路来讲授课程，进行不同的教学设计。以光栅方程为例，光栅方程推出这个知识点理论繁杂，计算枯燥。这使得大学生在学习光栅衍射的过程中存在较大的障碍，学生总体掌握的情况不佳。

开始教课时，笔者按部就班的根据公式积分计算求导得到光栅方程，发现学生听课时抓不住重点，被一堆理论计算难住了，到最后不知道光栅方程的重要性，导致学生既不能很好的理解推导过程，也不能熟悉其理论精髓和实际应用。因此，笔者对光栅方程的推出进行了不同的教学设计。方案一：是对自动化专业的设计。在复习中双缝干涉时，由双缝干涉光强表达式I=I1+I2+2I1*I2姨cosΔΦ可知，当位相差ΔΦ=2kπ(K=0,±1,±2……)时，即光程差为波长的整数倍时，双缝干涉光强最大值为I=I1+I2+2I1*I2姨，表明双缝干涉亮条纹是等亮的。由此引导学生设想：如果有三条缝、四条缝甚至N条缝时，观察到底是什么样子的图形？以观察四个条件为例，思考每相邻狭缝间的光程差，在近轴情况下，两缝的光程差是相领狭缝间的光程差dsinθ，由光栅结构的对称性，相隔的狭缝间光程差为dsinθ的倍数，如果相领狭缝间的光程差dsinθ为波长的整数倍，即dsinθ=kλ(k=0,±1,±2,……)，那么所有的狭缝间彼此的光程差都是波长的整数倍，在观察点P肯定就是亮条纹，显然，这就是光栅方程：dsinθ=kλ(k=0,±1,±2,……)。在这个教学过程中，突出了光栅应用的实质，通过类比延伸，将多缝干涉和双缝干涉自然的统一起来，推导得出光栅方程。由于跳过了繁琐的高等数学运算，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。方案二：是对光电信息科学与工程专业的设计，该专业学生对光的波动需要掌握更多知识。因此利用简谐振动来入手讲解分析。引用简谐振动中的知识点，两个同频率同振幅的简谐振动的叠加的拓展，多个同频率同振幅的简谐振动的叠加，如是三个同频率同振幅同相位差的简谐振动叠加，透过光栅的每一条狭缝的光可以理解为同频率同振幅的，相邻狭缝的位相差都是相同的，即ΔΦ=2kπδ/λ(k=0,±1,±2,……)，ΔΦ为相邻狭缝的位相差，δ为对应相邻狭缝的光程差。

设x=x1+x2+x3[5]，如图1所示。由图1笔者们知道，若要使A最大，则x1、x2、x3在一条直线上，如图2，即：由此可知，当x1、x2、x3相邻位相差为ΔΦ=2kπ(k=0,±1,±2,……)时，A最大。要使叠加的结果最小，即A=0.如图3，即：而此时x1、x2、x3相邻位相差为ΔΦ=2kπ/3(k=±1,±2,……,k≠3的倍数)以此类推，由旋转矢量合成图，学生自然而然的知道了光栅方程，既没有大量枯燥的数学推导，学生又能更深入的理解光振动合成的本质。通过这一个课题的多次教学和反思，笔者觉得大学物理老师要把同一内容在不同专业上出新意并努力在同课异构教学中促进自身的专业发展，有以下几个方面值得关注。第一，激发学生的好奇心，让学生成为学习的主人。教学是相辅相成的活动过程，教师在教学过程中不能满堂灌，不要以教师的眼光、理解力和知识面去看待问题，引入新课时，要从学生的角度来思考。

面对新知识，学生的疑惑在哪里，他们不懂得在哪里，会卡在哪里？教师要与学生多交流，成为学生的良师益友，而不是为了完成教学任务，站在讲台上夸夸其谈，而应该和学生充分交流，解其疑惑，让学生思考激发他们的学习主动性。作为教师，关注的点应该是学生懂了什么知识，而不是讲了什么知识。第二，备课要充分，一定要针对专业特点备课。不同的专业有着不同的要求，不同专业的学生具备不同的知识结构。就如前面例子，如果用旋转矢量法给自动化专业讲，他们可能就会更糊涂了，因为他们很少用旋转矢量的思路来理解，而且光栅他们应用不多，只是需要知道基本原理就可以了。但对光信息专业学生来说，他们对振动波动思路会清楚，他们的专业就是研究光的有关知识，所以，接受起来非常容易，而且更进一步理解了波的干涉本性。第三，需要精心设计主要的教学环节，注重教学结构的优化，追求课堂教学的节奏美。一堂课不能总是重点，而应该是重点和非重点相结合，让学生的头脑在紧张中有松弛。要做到这点并不容易，一堂课重点多了，学生听累了，效率肯定不好。而课堂也不能总是松散的气氛，如何把握好一堂课的节奏这是教师设计课堂时需要思考的问题。如何活跃课堂的气氛，大学物理偏理论，如果一直讲理论肯定死气沉沉，因此，要多多的阅读物理学史，物理学家趣事，还要多多扩散理论与对应专业的知识应用，这样课堂氛围才会助于学生学习，让学生喜欢物理，喜欢自己的专业。因此，作为教师自己，要多阅读，多吸收知识，才有可能让自己的课堂生动有趣。

【参考文献】

［1］杨敏梅．同课异构教研模式在中职体育课教学中的运用[J]．青少年体育，2016,34(2):69-70.

［2］曲雪松，张伶俐．“同课异构”教学法在高职院校的运用分析[J]．读与写杂志，2017,14(6):56-57.

［3］王敏勤．“同课异构”教学反思例谈[J]．中国教育学刊，2008,(6):62-65.

［4］朱琳．论同课异构之“同”与“异”[J]．忻州师范雪域学报，2015,31(5):106-109.

［5］黄时中，倪志祥．《大学物理（上）》[M]．北京：高等教育出版社，2014:271-274.

作者:张燕飞 单位:黄山学院信息工程学院