課堂教學(xué)中信息技術(shù)與科學(xué)研究相結(jié)合

彭小芳

( 中南林業(yè)科技大學(xué)理學(xué)院，湖南 長沙 410004)

課堂教學(xué)中信息技術(shù)與科學(xué)研究相結(jié)合

彭小芳

( 中南林業(yè)科技大學(xué)理學(xué)院，湖南 長沙 410004)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展導(dǎo)致知識急劇膨脹，大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容也在不斷更新補充，而大學(xué)物理教學(xué)課時卻不斷縮減；同時，隨著時代的進步，大學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)目標也在不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能夠適應(yīng)大學(xué)物理教學(xué)的要求。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式與信息技術(shù)以及科學(xué)研究的有效結(jié)合，對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，有著積極的作用。

大學(xué)物理教育；傳統(tǒng)教學(xué)模式；信息技術(shù)；科學(xué)研究

大學(xué)物理教育在高等教育中有著特殊的地位和作用，不僅在于它的內(nèi)容構(gòu)成了其它自然科學(xué)的基礎(chǔ)，它的許多研究方法也構(gòu)成了各種學(xué)科科學(xué)研究方法的主體。通過對這些內(nèi)容和研究方法的學(xué)習(xí)，對于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，理論與實驗相結(jié)合能力，培養(yǎng)大學(xué)生理性思維和思辨能力以及分析問題和解決問題的能力，特別是對于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)有著不可替代的重要作用。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要采用粉筆板書的形式，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致知識總量的迅猛增長。對傳統(tǒng)的高等教育人才培養(yǎng)提出了更高的要求，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式提出了嚴重的挑戰(zhàn)，也給我們大學(xué)物理教育帶來了巨大的壓力，主要表現(xiàn)在：由于科學(xué)知識的迅速膨脹，膨脹的知識擴充到知識系統(tǒng)的各個領(lǐng)域以及新的學(xué)科新的專業(yè)的開展，需要增加由于擴充這些新的專業(yè)新學(xué)科以及擴充在其它領(lǐng)域新知識的上課時間，而總的上課時間是一定的，各門傳統(tǒng)課程上課時間勢必受到壓縮，這也涉及到大學(xué)物理課程，例如，我校的大學(xué)物理課程分為兩類，大學(xué)物理Ⅰ的學(xué)時為88學(xué)時，大學(xué)物理Ⅱ的學(xué)時為64學(xué)時，在2011年以前，大學(xué)物理的課程以大學(xué)物理Ⅰ為主，課時為88課時，但是，在2011年后，許多專業(yè)的大學(xué)物理課程由大學(xué)物理Ⅰ轉(zhuǎn)變?yōu)榇髮W(xué)物理Ⅱ，這樣的話,大學(xué)物理課程課時量大大縮??；由于人們對物理現(xiàn)象和物理學(xué)規(guī)律的探索不斷取得新的突破，從而導(dǎo)致大學(xué)物理課的內(nèi)容隨著新補充的新的物理知識內(nèi)容卻不斷增加，老師必須在更短的時間內(nèi)傳授給學(xué)生更多的知識；此外，大學(xué)物理的教學(xué)過程中還存在一些其他突出的問題，特別是教學(xué)知識的傳授只注重物理學(xué)基本知識、基本概念、基本規(guī)律、基本方法的講授，沒有注重引導(dǎo)學(xué)生對科技發(fā)展的新方法和新觀點探索思考，沒有注重物理學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展與傳統(tǒng)知識的有效結(jié)合，特別是沒有注重于引導(dǎo)學(xué)生對物理學(xué)前沿的最新發(fā)展進行積極思考以及引導(dǎo)學(xué)生對前沿科學(xué)進行一些開創(chuàng)性和實踐性的探索嘗試，從而導(dǎo)致學(xué)生缺少創(chuàng)造能力以及學(xué)習(xí)的積極性，而實踐性訓(xùn)練對于學(xué)生的成長是非常重要的。[1-12]

如何處理好由于科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展導(dǎo)致的知識總量的快速增加、大學(xué)物理課時量的減少、提高大學(xué)物理教學(xué)效率[13]、以及提高學(xué)生的創(chuàng)造力方面等的問題的解決，如何解決好在新的時期更好地培養(yǎng)21世紀高素質(zhì)人才的需求，成為擺在我們面前刻不容緩的任務(wù)。在學(xué)校的大力支持下，我們在教學(xué)方面探索了更有效進行大學(xué)物理教學(xué)的模式：傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式與信息技術(shù)以及最新科學(xué)研究得有效結(jié)合。這一教學(xué)模式實踐表明能更有效提高課堂教學(xué)效果、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式與信息技術(shù)有效結(jié)合，提高課堂教學(xué)效率

歷史悠久的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式普遍采用板書的方式，近年來，這種教學(xué)模式常常與啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)相結(jié)合，達到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生思辯能力的效果。這種教學(xué)模式能使上課教學(xué)內(nèi)容條理清晰，重點突出，便于課堂的復(fù)習(xí)與總結(jié)，在教學(xué)過程中發(fā)揮中重要作用。但是，在這一種教學(xué)模式中，由于在板書過程中需要大量的時間，特別是一些圖形、圖表等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的板書，導(dǎo)致上課講授內(nèi)容太少，跟不上上課內(nèi)容增加的步伐，同時，由于板書浪費了太多的時間，從而導(dǎo)致與學(xué)生的互動與交流減少，導(dǎo)致上課效率降低，不利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，幻燈片、投影儀、計算機、以及相對應(yīng)的各種教學(xué)軟件相繼研發(fā)出來并在高校中廣泛使用，這些設(shè)備和相對應(yīng)軟件結(jié)合，能夠?qū)D畫、文字、語言、可視電影、動畫等有效結(jié)合，從而導(dǎo)致上課內(nèi)容生動、有趣，而且導(dǎo)致上課的知識容量增加；同時，能節(jié)省大量由于板書浪費的時間，進而導(dǎo)致上課時能騰出更多的時間來和學(xué)生交流和溝通，從而導(dǎo)致上課效率大大提高。

目前，多媒體教學(xué)模式已經(jīng)在高校中大量應(yīng)用，大有完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)模式的趨勢。誠然，合理使用多媒體教學(xué)，確實可以大大大學(xué)物理的教學(xué)效率。研究表明，合理利用現(xiàn)代化教學(xué)媒體，能使學(xué)生學(xué)到比目前多三倍的知識[14]。但是，現(xiàn)在的高校教學(xué)中，很多老師過度依賴多媒體教學(xué)，忽略傳統(tǒng)教學(xué)以及板書的作用，板書隨意書寫，有的老師甚至一節(jié)課沒有一個字符板書在黑板上，僅僅照PPT過一遍。經(jīng)過一段時間實踐表明，完全利用多媒體教學(xué)，忽略傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式，教學(xué)效果并不明顯，甚至?xí)驌魧W(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主要表現(xiàn)在教學(xué)速度過快，前面的還沒聽懂，后面的新知識就來了；從而導(dǎo)致雖然上課的內(nèi)容豐富了，但是學(xué)生對知識點的掌握不扎實；或者前面的只是剛剛掌握好，過一會兒后就忘記了。在本期的大學(xué)物理教學(xué)過程中，我們對傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體技術(shù)的結(jié)合進行了多種模式的探索，我們的探索表明，在大學(xué)物理的教學(xué)中，要把每節(jié)課的重點，特別是公式、定理、定律等詳細地列舉在黑板上，特別是一些重要公式的推理過程能在黑板上詳細地帶領(lǐng)學(xué)生一起推一遍，這對公式的理解特別有用。同時，每節(jié)課的重點知識板書到黑板上之后，在本節(jié)課中一定要保持不被抹掉，以便學(xué)生在后面新知識的學(xué)習(xí)時忘記前面學(xué)的知識點時能及時回過頭來隨時復(fù)習(xí)。而對于一些具體的例題、模型、物理實驗、歷史物理典故等可以通過多媒體展示出來，以豐富上課內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過傳統(tǒng)上課模式和多媒體技術(shù)的有效結(jié)合，經(jīng)過一段時間的時間后，學(xué)生的反饋很好，包括對大學(xué)物理知識的理解，對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)熱情等有了顯著提高。

二、基礎(chǔ)知識的傳授與前沿科學(xué)研究探討相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)造能力

長期以來，中國的傳統(tǒng)的教育以“傳道、授業(yè)、解惑”為主，特別注重于知識的傳遞與記憶，注重于知識的理解。在大學(xué)物理教育方面也傳承了許多歷史積累下來的慣性思維，例如基本公式、基本定義的講解，然后大量題型的訓(xùn)練。誠然，這些訓(xùn)練對于大學(xué)物理基礎(chǔ)知識的理解和鞏固，對于培養(yǎng)學(xué)生扎實的大學(xué)物理功底有著非常重要的意義。然而，在當代社會，除了要培養(yǎng)學(xué)生扎實的基本功外，還需要特別注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。對大學(xué)生進行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)的途徑有很多，而在大學(xué)物理教學(xué)中把大學(xué)物理與科技前沿相結(jié)合，把反映當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想引入大學(xué)物理課堂，同時，老師在自身的科研經(jīng)歷和研究過程中鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參與，這對培養(yǎng)學(xué)生的思辯能力、帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，特別對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，有著非常重要的現(xiàn)實意義。從2010年秋季開始，我們在機械設(shè)計制造及其自動化、汽車服務(wù)工程、信息與計算科學(xué)、物流工程、生物工程、高分子、林產(chǎn)化工等各理工科專業(yè)的教學(xué)中將最新的科研動態(tài)滲透到相關(guān)的大學(xué)物理知識教學(xué)中，例如，在講到《大學(xué)物理》第16章量子力學(xué)基礎(chǔ)時，我們把最新的前沿科學(xué)低維結(jié)構(gòu)中量子熱導(dǎo)、量子電導(dǎo)知識滲透到其中，并將我們正在進行的科學(xué)研究，包括目前低維量子體系中熱、電輸運需要解決的理論問題、我們的研究方法、研究內(nèi)容、正在主持的課題介紹給大家，同時，把正在研究的問題中急需解決的關(guān)鍵核心問題介紹給大家，引導(dǎo)學(xué)生思考，在這些問題的引導(dǎo)下，開展撰寫“小論文”的教學(xué)課外活動，引導(dǎo)學(xué)生開展第二課堂。通過學(xué)生課后查資料，自主參與調(diào)研，主導(dǎo)思索，把自己的想法和構(gòu)建的解決方案在一段時間后集中在課堂討論。通過這種教學(xué)模式的實踐，結(jié)果表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高，激發(fā)了學(xué)生對新知識的求知欲，特別是通過這種與前沿科學(xué)研究相結(jié)合的教學(xué)模式，提高了學(xué)生研究問題、解決問題的能力，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

三、結(jié)束語

大學(xué)物理傳統(tǒng)的教學(xué)模式隨著時代的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的增加而教學(xué)課時的萎縮的沖突，新時代大學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)的高要求與傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限的矛盾急需解決。而傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體技術(shù)相結(jié)合、基礎(chǔ)知識的傳授與前沿科學(xué)研究相結(jié)合對提高課堂教學(xué)質(zhì)量、提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，特別是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。

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The Combination of the Information Technique and Scientif i c Research in Classroom Teaching

PENG Xiao-fang
(College of Science, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

The fl ying development of modern science and technology induce the speedy dilatation of knowledge, the teaching content of college physics also continuously updating and complementarity. However, the class hours of college physics decreases continuously. At the same time, with advancement of the era, the aim of education for all-round development also improves continuously; the conventional teaching model cannot adapt the requirement of the teaching of college physics.The combination of the conventional classroom teaching pattern, information technique and scientif i c research can not only effectively bring up the study interest, improve the comprehensive quality, but also bring up the creation capability of students.Key words: the teaching of college physics; conventional teaching model; information technique; scientif i c research

G420

A

1673-9272(2013)03-0175-03

2013-01-15

國家自然科學(xué)基金：“量子結(jié)構(gòu)中彈性-擴散混合熱輸運理論研究”（編號：11247030）。

彭小芳（1974-），男，湖南婁底人，中南林業(yè)科技大學(xué)理學(xué)院講師，博士,研究方向：低維尺度熱輸運理論研究。

[本文編校：李浩慧]