大學(xué)物理和中學(xué)物理課程波動(dòng)光學(xué)部分的銜接研究

摘 要:做好大學(xué)物理和中學(xué)物理課程波動(dòng)光學(xué)部分的銜接教育，不僅可以提高大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)部分的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，而且有利于大學(xué)后繼課程的教學(xué)。本文從中學(xué)和大學(xué)物理課程波動(dòng)光學(xué)部分的內(nèi)容與要求、教材的側(cè)重點(diǎn)以及中學(xué)生和大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)等的不同，對(duì)中學(xué)和大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)部分的銜接教學(xué)提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞:大學(xué)物理 中學(xué)物理 波動(dòng)光學(xué) 銜接

中圖分類號(hào):O436文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)03(a)-0129-02

1 引言

對(duì)于理工科的大學(xué)生來講，物理不是一門全新的、陌生的課程，他們從初中開始接觸物理，高中又通過三年時(shí)間加深了對(duì)物理知識(shí)的掌握，所以學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)之前已具有了一定的物理基礎(chǔ)知識(shí).但由于大學(xué)物理和中學(xué)物理在教學(xué)手段、學(xué)習(xí)方法、知識(shí)內(nèi)容等各方面有許多不同，學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)后還是感覺物理學(xué)習(xí)比較困難.因此，怎樣做好大學(xué)物理和中學(xué)物理的銜接，使學(xué)生盡快地適應(yīng)從中學(xué)物理學(xué)習(xí)到大學(xué)物理學(xué)習(xí)的過渡，是大學(xué)物理教學(xué)亟待需要解決的問題之一。

2 中學(xué)物理和大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)部分的比較

2.1 中學(xué)物理和大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)的課程內(nèi)容和要求不同

2.1.1 中學(xué)物理課程內(nèi)容和要求[1]

波動(dòng)光學(xué)的內(nèi)容在普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中是比較少的，只是在選修2-3中有這么一條:通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象以及在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用.例子是用偏振片觀察玻璃面反射光、天空散射光的偏振現(xiàn)象.在選修3-4中是:觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象.知道產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象的條件.用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測定光的波長.例子是觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。

2.1.2 大學(xué)物理課程內(nèi)容和要求[2]

大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容分為A、B兩類.其中:A為核心內(nèi)容，B為擴(kuò)展內(nèi)容.其波動(dòng)光學(xué)部分的內(nèi)容和要求見表1。

2.2 中學(xué)物理教材和大學(xué)物理教材不同

2.2.1 中學(xué)物理教材[3]

首先，中學(xué)物理教材是介紹一些波動(dòng)光學(xué)基本常識(shí)，讓學(xué)生初步了解什么是干涉、什么是衍射、什么是偏振，發(fā)生干涉、衍射的條件是什么等等，涉及到的公式非常少.其次，中學(xué)物理教材的編寫大部分由演示實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際、生活經(jīng)驗(yàn)等引入，且配有較多的插圖，尤其是光的干涉和衍射部分，教材上提供了大量的彩色插圖，這些都能使學(xué)生在初期更好的接受知識(shí).最后，教材每節(jié)內(nèi)容后都配置有關(guān)本節(jié)主要內(nèi)容的練習(xí)題，這除了使學(xué)生掌握本節(jié)主要內(nèi)容外，還有兩個(gè)重要作用:一是幫助學(xué)生及時(shí)鞏固、復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，二是增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的自信心。

2.2.2 大學(xué)物理教材[4]

相比中學(xué)物理教材來說，大學(xué)物理教材有很多方面的不同.歸納起來主要是大學(xué)物理教材的內(nèi)容多，它不僅給出了相關(guān)波動(dòng)光學(xué)的概念，還要求學(xué)生掌握很多波動(dòng)光學(xué)的原理和公式，并且有很多的具體計(jì)算，很重視利用圖形來闡釋概念等.例如，在光的干涉這一章，不僅要求學(xué)生要掌握光的相干條件、光程和光程差、等傾干涉、等厚干涉等概念，還要掌握楊氏雙縫干涉和等厚干涉的原理、計(jì)算及其應(yīng)用，同時(shí)還介紹了邁克耳孫干涉儀的原理和應(yīng)用等.在光的衍射這一章中的夫瑯禾費(fèi)單縫衍射和光柵衍射，在光的偏振中的馬呂斯定律和布儒斯特定律等也都有大量的計(jì)算.在討論自然光、線偏振光和部分偏振光等概念時(shí)，都伴有圖形加以說明等。

2.3 中學(xué)生和大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)不同

2.3.1 中學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)

可以說中學(xué)生的學(xué)習(xí)不是一個(gè)人在學(xué)習(xí).中學(xué)生一般離父母比較近，老師、家長對(duì)他們是保姆式的管理，學(xué)習(xí)上和精神上稍微有點(diǎn)放松周圍都會(huì)有人提醒和督促他們，因此在學(xué)習(xí)的自覺性方面做得比較好. 在學(xué)習(xí)能力上，他們已經(jīng)能運(yùn)用抽象的邏輯的推理方式去思考解決問題，可以進(jìn)行獨(dú)立的探究活動(dòng)和自主的研究性學(xué)習(xí).不過，高中學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容在很大程度上不是自選的，學(xué)習(xí)的效果也大多來自外部的評(píng)價(jià)，如作業(yè)的等級(jí)、考試的分?jǐn)?shù)等等.對(duì)于物理這門學(xué)科來說，中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的目的是為了在高考中取得好成績，考入理想的大學(xué).正因?yàn)樗麄兡繕?biāo)明確，所以大多數(shù)中學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)都比較能吃苦.而且為了檢測學(xué)習(xí)的效果，在中學(xué)會(huì)有接二連三的小考、大考、聯(lián)考、模擬考等，迫使學(xué)生緊張地并超負(fù)荷地學(xué)習(xí)。

2.3.2 大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)

大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和高中生就完全不同了.因?yàn)楦呖紓淇嫉囊荒甏_實(shí)很辛苦，所以考入大學(xué)后，部分新生存在“休整”心理，思想上產(chǎn)生了一種惰性.而且大學(xué)生大都遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)父母，缺少了家長的督促和頻繁的考試，學(xué)習(xí)也不再是永遠(yuǎn)做不完的習(xí)題，也再?zèng)]有人給你制訂具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，相比之下學(xué)習(xí)的自覺性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上高中時(shí)期.另外，在大學(xué)里，離開了家長和高中保姆式的班主任，學(xué)生更多的是自我管理，生活、學(xué)習(xí)、工作等事情主要都得靠自己來安排，這就使他們產(chǎn)生了茫然不知所措的情景.在上課方面，大學(xué)老師講課往往是提綱式的，甚至講授的內(nèi)容并非都來自教材，有些是介紹本專業(yè)、本行業(yè)最前沿知識(shí)、發(fā)展?fàn)顩r、科研動(dòng)態(tài)和成果.課后老師常常會(huì)開列參考書目、資料等，要求學(xué)生自己查閱.除此之外大學(xué)課堂節(jié)奏快，信息量大，思路介紹多，詳細(xì)講解少，諸多方面的原因使大學(xué)生學(xué)習(xí)起來比高中要困難許多。

2.4 中學(xué)物理和大學(xué)物理教學(xué)方法和教學(xué)信息反饋的不同

2.4.1 教學(xué)的方法和手段不同

中學(xué)物理由于教學(xué)內(nèi)容少，課時(shí)多，所以教學(xué)進(jìn)程相對(duì)較慢，老師有時(shí)間對(duì)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解、分析，對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問，并通過課堂演練題目的形式邊講解、邊討論、邊練習(xí)，加深學(xué)生的理解和記憶.在每一章或每一節(jié)內(nèi)容結(jié)束后，安排課堂練習(xí)或習(xí)題課，幫助學(xué)生總結(jié)歸納本章節(jié)的主要內(nèi)容;大學(xué)物理由于教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少，課堂教學(xué)的信息量大，很少有時(shí)間進(jìn)行課堂練習(xí)和介紹各種類型的習(xí)題，課堂上以老師講解為主，要使學(xué)生當(dāng)堂理解和掌握課堂內(nèi)容有很大的困難，要求學(xué)生課后自己總結(jié)和歸納.另外，中學(xué)物理教學(xué)，以物理知識(shí)點(diǎn)的傳授為主，將知識(shí)點(diǎn)講深講透即可;大學(xué)物理教學(xué)，以物理思想和知識(shí)整體結(jié)構(gòu)講解為主，主要是物理思想、方法的運(yùn)用;中學(xué)物理中的許多物理現(xiàn)象都可通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，而大學(xué)物理教學(xué)中由于種種原因，基本不使用課堂演示實(shí)驗(yàn)的手段進(jìn)行教學(xué)。

2.4.2 教學(xué)信息反饋的方式不同

中學(xué)物理老師和中學(xué)生平時(shí)接觸時(shí)間多，學(xué)生會(huì)隨時(shí)隨地向老師反饋有關(guān)信息;大學(xué)物理老師和大學(xué)生除上課外，平時(shí)接觸時(shí)間比較少，學(xué)生平時(shí)很少向老師反饋有關(guān)信息，并且平時(shí)很少進(jìn)行單元測驗(yàn)、課堂練習(xí)等，只能通過作業(yè)得到學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況.況且由于部分學(xué)生有抄作業(yè)的現(xiàn)象，所以這樣反饋的信息有一部分是不真實(shí)的。

3 如何做好大學(xué)物理和中學(xué)物理課程波動(dòng)光學(xué)部分的銜接教育

依據(jù)認(rèn)知建構(gòu)的原理，做好了以下幾點(diǎn)，應(yīng)該可以較好地處理相關(guān)物理教學(xué)銜接問題:①引發(fā)學(xué)生對(duì)已知的相關(guān)概念和知識(shí)的不滿足，從而引導(dǎo)他們進(jìn)行深化學(xué)習(xí);②讓學(xué)生意識(shí)到經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虮恍碌目茖W(xué)概念有效地結(jié)構(gòu)化，從而使學(xué)生產(chǎn)生探索新科學(xué)概念的迫切性;③顯示新科學(xué)概念的基本合理性;④讓學(xué)生知道新的科學(xué)知識(shí)有利于他們的發(fā)展.具體來說，主要應(yīng)注意做好以下幾個(gè)方面。

3.1 重視章首語的教學(xué)

良好的開端是成功的一半.在大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)的第一堂課，應(yīng)將學(xué)習(xí)波動(dòng)光學(xué)的目的、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容等告知學(xué)生;同時(shí)介紹一些好的學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生一開始就知道波動(dòng)光學(xué)在大學(xué)物理中占據(jù)一個(gè)什么樣的位置，主要研究的領(lǐng)域和內(nèi)容有哪些，和所學(xué)專業(yè)有哪些聯(lián)系，與中學(xué)學(xué)習(xí)的光學(xué)知識(shí)有哪些聯(lián)系與區(qū)別，怎樣的學(xué)習(xí)方法可能會(huì)更加有效等等，使學(xué)生對(duì)波動(dòng)光學(xué)部分有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí). 這樣，第一次課就能緊緊地抓住學(xué)生，使他們對(duì)整體情況有所了解并產(chǎn)生濃厚的興趣和求知欲，進(jìn)而想學(xué)、會(huì)學(xué)、學(xué)好，為全課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，在后面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生就不會(huì)出現(xiàn)學(xué)過之后不知道學(xué)習(xí)的知識(shí)有什么用等情況的發(fā)生.同時(shí)注意每章章首語的教學(xué)，用生產(chǎn)、生活中的實(shí)例等引入新課，使學(xué)生一開始就產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心. 例如，在講授光的干涉時(shí)，可以舉同學(xué)們小時(shí)候都喜歡吹的肥皂泡、都曾見過的雨后路面上的彩色油膜等;在講授光的衍射時(shí)，以孔雀開屏、漂亮的貝殼、人眼看到的路燈、車燈等作為設(shè)問等等。

3.2 認(rèn)真研究教材，由中學(xué)光學(xué)知識(shí)順利過渡到大學(xué)光學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)

物理知識(shí)具有系統(tǒng)性和連貫性，大學(xué)物理的知識(shí)是在中學(xué)物理基礎(chǔ)上的提高.在進(jìn)行這部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)，首先簡要復(fù)習(xí)中學(xué)物理知識(shí)，隨后指出中學(xué)物理知識(shí)的局限性或特殊性，從而比較自然地引入課題.要做到這一點(diǎn)，必須認(rèn)真研究中學(xué)物理教材內(nèi)容.中學(xué)物理的波動(dòng)光學(xué)內(nèi)容不多，大部分學(xué)生的認(rèn)識(shí)只停留在“光的干涉、衍射和偏振”的概念等;因此在教學(xué)中一定要注意，復(fù)習(xí)中學(xué)光學(xué)的內(nèi)容要重點(diǎn)突出，簡明扼要，目的是要由此引入大學(xué)光學(xué)新內(nèi)容，重點(diǎn)是講解大學(xué)光學(xué)知識(shí)。[5]

3.3 精心選擇例題和習(xí)題，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

在大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)部分的教學(xué)中要精選例題和習(xí)題，通過典型例題講解和作業(yè)布置，鞏固所學(xué)的新知識(shí).為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主體意識(shí)，應(yīng)開列出參考書目錄，要求學(xué)生借兩種不同類型的參考書.一種是教材型的參考書，讓學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中隨時(shí)去查閱書中有關(guān)內(nèi)容;一種是復(fù)習(xí)型或習(xí)題解答型的參考書，讓學(xué)生在學(xué)完一章內(nèi)容后通過查閱該參考書，自己總結(jié)、歸納本章節(jié)的主要內(nèi)容、重要定理、習(xí)題類型、解題方法等.在平時(shí)的教學(xué)過程中，一是不完全按照教材內(nèi)容和次序進(jìn)行教學(xué)，如有的內(nèi)容教材中介紹得比較簡單或沒有介紹，這樣就迫使學(xué)生找參考資料去查閱該內(nèi)容;二是將教材中部分內(nèi)容定為自學(xué)內(nèi)容，列出自學(xué)提綱要求學(xué)生課后自學(xué)。

3.4 采用多媒體教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

為了克服大學(xué)物理教學(xué)過程中基本上沒有課堂演示實(shí)驗(yàn)，而波動(dòng)光學(xué)內(nèi)容又比較抽象、深?yuàn)W的問題，可以利用多媒體進(jìn)行教學(xué)，充分利用多媒體特有的聲光效果來吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣. 多媒體可以展示課堂實(shí)驗(yàn)無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時(shí)間以及空間的束縛，進(jìn)行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動(dòng)形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前，使學(xué)生認(rèn)識(shí)加強(qiáng)，理解透徹.例如楊氏雙縫干涉、薄膜的等傾干涉、邁克耳孫干涉儀、時(shí)間的相干性、夫朗禾費(fèi)單縫衍射和圓孔衍射、光軸、偏振片的起偏和檢偏等，使用多媒體教學(xué)效果很好，既起到了放大作用，又使其有了動(dòng)感，使學(xué)生看到了清晰的現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生腦子里形成正確概念有極大的幫助。

4 結(jié)語

做好大學(xué)物理和中學(xué)物理課程波動(dòng)光學(xué)部分的銜接教育，不僅可以提高大學(xué)物理波動(dòng)光學(xué)部分的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣，而且有利于大學(xué)后繼課程尤其是專業(yè)課程的教學(xué)，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，將對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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①基金項(xiàng)目:教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2010年教改項(xiàng)目(WJZW-2010-43-zn)。