淺談如何上好大學物理緒論課

摘要：本文針對作者這幾年從事大學物理課程以來獲得的一些體會，從提高學生的學習興趣、物理學的研究對象、物理學的研究方法、大學物理課程的地位和作用以及如何學好大學物理課等角度出發(fā)，對如何上好大學物理緒論課進行了一些有益的探討。

關(guān)鍵詞：大學物理 緒論課 課堂教學

中圖分類號：G64文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0160-02

自從作者畢業(yè)到現(xiàn)在一直在從事我校非物理類專業(yè)的《大學物理課》的教學工作，為了提高教學效果，作者在教學方法和教學模式等方面不斷地探索和改進，獲得了一些體會。通過這幾年的課堂實踐證明，課堂教學取得了一定成效，獲得了同學們的認可。在此把我的一些體會寫出來，是想與各位同行共同探討大學物理課的教學活動，以進一步提高教學效果。

大學物理是所有理工科專業(yè)的一門公共必修課，是專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的橋梁[1]。在我校，大學物理課是在大學一年級的第二學期開設(shè)的，所以它對于大一新生培養(yǎng)正確的學習態(tài)度、掌握正確的學習方法、培養(yǎng)科學的思維習慣和促使他們盡快適應(yīng)大學階段的學習等方面具有非常重要的作用。其中緒論課是大學物理課的開端，所以能否通過緒論課，讓學生正確認識到大學物理課的重要性，對大學物理有一科學的、全新的、全面的認識，增強學生的學習興趣，激發(fā)他們主動、自發(fā)探索物理本質(zhì)的意識，是緒論課成功與否的關(guān)鍵[2]。下面是作者設(shè)計的緒論課的教學過程，不當之處，還請各位同行不吝賜教。

1 提高學生的學習興趣

為了增強學生對大學物理的學習興趣，可以在課堂的前10-20分鐘給他們講一些物理學家的故事，我首先讓同學們看了4幅物理學家（牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦和楊振寧）的照片，并讓學生們猜都是誰，然后找他們講解這四位物理學家的科學貢獻和主要事跡等。當學生們看到這四位物理學家的照片時，整個教室都沸騰了，討論得非常激烈，他們都爭先恐后地各抒己見，這讓我感到非常地欣慰和滿足，教學效果超出了我的預(yù)期。接下來，為了對同學們進行勵志教育，我又向他們介紹了一位特殊的科學家：斯蒂芬.威廉.霍金，通過霍金身殘志不殘的事跡鼓勵大家持之以恒的精神。結(jié)果大部分同學都被霍金的精神所感動，相信他們小小的心靈也會受到震動和啟發(fā)。把同學們的積極性調(diào)動起來后，接下來就到了講緒論課內(nèi)容的時間了。在緒論課中，我一共設(shè)計了四部分：一、物理學的研究對象，二、物理學的研究方法，三、《大學物理》課程的低位和作用，四、如何學好大學物理。以下是我的具體設(shè)計方案。

2 緒論課的講授

2.1 物理學的研究對象

首先讓同學們思考一個問題：什么是物理學？物理學研究什么？同學們都有自己的答案，因為高中物理中已經(jīng)學過，但是你會發(fā)現(xiàn)，他們回答地并不是很全面，對物理學的認識還沒有達到一定的深度。當他們充分思考完這個問題以后，就可以公布完整答案了。我是這樣給他們講解的：“物理”在英文中是“自然”的意思。牛頓對它的解釋是自然哲學，牛頓的代表作就是《自然哲學的數(shù)學原理》。在漢語中，“物”是“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”；“理”是“物質(zhì)的運動、變化規(guī)律”。所以物理學是關(guān)于自然界最基本形態(tài)的科學，它研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)，相互作用及物質(zhì)的運動規(guī)律[1]。因此物理學的研究對象有三部分，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)的運動規(guī)律。然后分別針對這三個研究對象進行詳細講解。其中我以“銜尾蛇”這副很有名的圖片向同學們傳遞了無始無終的循環(huán)概念，宇宙大統(tǒng)一的物理思想。

2.2 物理學的研究方法

物理學的研究方法，可以總結(jié)為8個字：觀察、實驗、假說、理論。并對這四種方法詳細介紹，讓同學真正了解物理學的研究方法。我是這樣給他們講解的：觀察是指對現(xiàn)象的考察和研究。很多物理規(guī)律都是通過觀察獲得的，比如說，1581年，年僅17歲的伽利略在教堂做禮拜時，觀察到燈擺動的等時性，從而為后來制造擺鐘奠定了理論基礎(chǔ)；丹麥科學家第谷布拉赫觀察天上的行星二十多年，為開普勒建立行星三大定律提供了大量的寶貴的第一手資料。實驗是指把自然界的現(xiàn)象經(jīng)過人為簡化或建立模型在實驗室重現(xiàn)以能夠反復(fù)研究的方法。如，法拉第電磁感應(yīng)定律就是法拉第在實驗室經(jīng)過10年的反復(fù)研究得到的。1974年11月16日丁肇中也是在實驗室發(fā)現(xiàn)J子的，并因此而獲得了諾貝爾獎，告訴同學們丁肇中是獲得諾貝爾獎的第三位華裔學者，增加學生的愛國熱情。在這里還要告訴他們，有的時候因為實驗條件的限制而不能對某一現(xiàn)象在實驗室研究，利用計算機進行模擬實驗研究也是目前的一種實驗方法。通過觀察和實驗?zāi)苁刮覀儷@得第一手資料。假說是指在實驗事實有限的情況下提出的一種理論，這種假說是否正確，還要經(jīng)過新的實驗事實的驗證，如果能經(jīng)得住新的實驗事實的考驗就上升為理論了，否則的話就要對其進行不斷修正使其能夠上升為理論，比如說光的理論，量子理論等就是經(jīng)過多次假設(shè)，依據(jù)新的實驗事實逐漸修正得到的。理論是指在充分實驗事實的基礎(chǔ)上歸納出的原理、定律或規(guī)律，理論必須能夠準確地反映物質(zhì)運動的規(guī)律。到此可以對學生提一個問題：形成理論后是否就完事了呢？你會發(fā)現(xiàn)，學生的回答是不一致的，這說明他們對此問題的認識深度還有限。答案是：還要在實驗中進一步檢驗，當發(fā)現(xiàn)新的不能解釋的實驗現(xiàn)象時，就要對理論不斷修正，進行完善?？梢耘e例子進行說明：比如說愛因斯坦的相對論到目前為止是很完美的，它認為光速是一切物體運動速度的極限，但是去年歐洲實物理驗室發(fā)現(xiàn)了超光速運動的粒子，如果確實存在的話，那么就要對其進行修正和完善，如果不能修正和完善的話就要將其推翻建立新理論了。所以理論的建立過程是一個實踐、認識、再實踐、再認識的循環(huán)往復(fù)的過程，與人類探求真理、把握規(guī)律的過程是一致的。人類也正在這種循環(huán)往復(fù)的過程中，不斷進步和發(fā)展的。比如說，激光器的出現(xiàn)，他的物理原理就是電磁理論和量子理論。它的出現(xiàn)帶動了很多領(lǐng)域的發(fā)展，比如說工業(yè)、醫(yī)療、科研等。還有核能的利用：原子彈，目前人類正在向太空邁進，探索宇宙的秘密。所以我們可以得到這樣的結(jié)論：物理學是一門與我們密切相關(guān)的實驗科學。

2.3 《大學物理》課程的地位和作用

首先向?qū)W生講解物理學的地位。第一，物理學提供了物質(zhì)世界的最基本規(guī)律，任何自然科學都不能違背它；第二，物理學是除數(shù)學以外的一切自然科學的基礎(chǔ)。有些同學可能會抱有懷疑態(tài)度，但是我告訴大家的是，隨著你對某一領(lǐng)域的認識越深入，你就越需要物理知識，因為物理學的主要內(nèi)容是核心知識范圍，其基本規(guī)律經(jīng)久不變。而技術(shù)領(lǐng)域涉及的內(nèi)容則屬于外圍知識，是不斷更新的，但不論怎么更新，它都永遠不會違背物理規(guī)律。然后再向?qū)W生傳授大學物理課的作用，共有兩個作用：第一，傳授知識，培養(yǎng)科學素質(zhì)。第二，奠定基礎(chǔ)，提高再學習的能力。同學們對此也不一定認同，我以最近幾年獲諾貝爾學獎的學者和物理學的關(guān)系為例進行說明，以增加同學們的信服度。據(jù)統(tǒng)計，獲諾貝爾生理學及醫(yī)學獎的人中有60%左右具有物理學背景，如1962年，克里克物理學家，與沃森合作，發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；20世紀中葉以來，獲諾貝爾化學獎的人中50%以上具有物理學背景。獲諾貝爾經(jīng)濟學獎的人中50%左右具有物理學背景，比如說，首位獲得者，楊廷伯根就是物理學博士。那么反過來是否有非物理出身的學者獲諾貝爾物理學獎呢？到目前為止還沒有。講完這個例子后，學生們都感覺到了物理的神奇了，驚嘆不已！。接下來結(jié)合學生們的實際情況再進一步講解大學物理的重要性和作用。因為我校是理工科學校，大部分同學畢業(yè)后都會去公司做一名技術(shù)人員，以我校成功校友與物理學的關(guān)系出發(fā)向他們傳遞這樣一個信息：要想成為一名優(yōu)秀的工程技術(shù)人員，必須具有良好的物理素質(zhì)，要做到以下三點：第一，在工程技術(shù)問題面前，能夠從物理本質(zhì)上提出問題和做出判斷，即具有分析問題的能力；第二，能夠把物理學的思想、觀點、規(guī)律和方法應(yīng)用到工程技術(shù)的實際當中，即會用物理知識解決問題；第三，注意物理學的發(fā)展，不斷探索如何把物理學的新成果引入到工程技術(shù)當中，即具有不斷創(chuàng)新的能力。如果能做到以上三點，同學們的前途就是不可估量的。借此再次強調(diào)，我們一定要重視大學物理課的學習，重點是要學習它的物理思想和物理方法，并將這種思想應(yīng)用到實際問題當中去，有意識地提高自己的科學素質(zhì)，而不是為了學習物理知識而學習。講到這里，可能引起了學生的共鳴，教室里再一次達到了高潮，又一次超出我的預(yù)期。

2.4 如何學好《大學物理》

在此，應(yīng)簡要介紹大學物理的內(nèi)容、授課學時、學習進度、考試時間、考試方式和期末成績的組成等內(nèi)容，讓他們做到心中有數(shù)。然后向他們強調(diào)中學物理和大學物理的不同之處，使其能夠正確對待，我給他們總結(jié)了以下五點：（1）中學物理學的是物理常識，大學物理學的是物理常識背后的物理思想和物理方法；（2）中學物理學的是物理現(xiàn)象，大學物理學的是是這些物理現(xiàn)象隱藏的物理本質(zhì)；（3）中學物理學的是特殊情況，大學物理將特殊情況擴展為普遍規(guī)律；（4）中學物理對某些問題可能只是定性了解，大學物理則要對其進行定量分析；（5）中學物理使用的數(shù)學工具是初等數(shù)學，大學物理的工具是高等數(shù)學，主要是微積分，這是大學物理和高中物理最大的不同之處，也是他們將會遇到的最大難點，希望能夠引起他們的重視。針對這種情況，學生們就會自發(fā)地提出問題：應(yīng)如何學好大學物理呢？這時你再告訴他們就可以起到很好的效果。我主要給他們總結(jié)了以下幾點：（1） 告訴他們大學物理課程的學習特點：速度快、內(nèi)容多，所以一定要培養(yǎng)自學能力；（2）一定要弄清物理概念，不能怕難，怕麻煩；（3）學好數(shù)學，注意物理規(guī)律的數(shù)學表述；（4）要及時復(fù)習，認真完成作業(yè)；（5）充分利用教師答疑時間，及時把疑惑消除。

3 結(jié)語

以上就是作者這幾年對大學物理緒論課不斷改進和完善后的教學設(shè)計過程，當然大學物理緒論課對該課程的后續(xù)教學非常關(guān)鍵，所以只能成功，不能失敗。我們要不斷地認真研究其教學特點和方法，不斷改進和完善，上好大學物理緒論課，從而為后面的課程奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 羅益民，余燕.大學物理[M].北京郵電大學出版社，2010.

[2] 姚中秀.關(guān)于大學物理緒論課的思考及教學探討[J].中國科教創(chuàng)新導報， 2011，5：57.