教學(xué)的立體性與層次性探討

王德安

摘 要 在物理教學(xué)過程中對大學(xué)物理中各部分內(nèi)容與專業(yè)及教學(xué)的方式有機(jī)結(jié)合起來，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，不同特點(diǎn)采用不同的教學(xué)方式。從易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進(jìn)的教學(xué)層次性，使物理教學(xué)變得更立體、更豐富、更有層次感。

關(guān)鍵詞 教學(xué)的層次性 數(shù)學(xué)的立體性 物理教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

大學(xué)物理是工科類大學(xué)生主要科學(xué)課程之一，對于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有重要的作用。該課程不僅是對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的、系統(tǒng)的基本技能、科學(xué)方法、基礎(chǔ)的知識及技巧的訓(xùn)練，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的綜合能力。隨著科技進(jìn)步的新趨勢和新挑戰(zhàn)，大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)該面對時代的發(fā)展，針對學(xué)生的不同特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面不斷有所改革和創(chuàng)新。

大學(xué)物理教學(xué)的過程應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從自然的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其變化發(fā)展的規(guī)律，及其規(guī)律的實(shí)踐應(yīng)用。其過程需要不同的認(rèn)識過程、邏輯的思考、科學(xué)方法及創(chuàng)新精神。蘊(yùn)涵著“立體感”、“層次性”。發(fā)掘出其中的內(nèi)涵去激勵學(xué)生，影響他們對物理情感的體驗(yàn)。這種情感的影響有可能改變他們對物理的態(tài)度與興趣，成為他們的“知己”，受用一生。

1 教學(xué)內(nèi)容的層次性

從教學(xué)內(nèi)容研究入手，根據(jù)認(rèn)識過程的層次性，教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系層次性，從易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進(jìn)對大學(xué)物理中各部分內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。根據(jù)不同的專業(yè)需求，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置有兩種不同的體系：

分層次教學(xué)，把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)分成實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識教學(xué)階段；基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段；綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段；設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段四個層次，按著每個層次教學(xué)內(nèi)容的要求，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段。

（1）對于工程類的學(xué)生，按照物理內(nèi)容的基礎(chǔ)性，難易程度與學(xué)生的知識水平及專業(yè)對物理的要求，依照教學(xué)內(nèi)容層次，應(yīng)將物理劃分為兩大部分：第一部分的內(nèi)容：運(yùn)動學(xué)、力對運(yùn)動的影響（動力學(xué)）、自然界中兩種常見的運(yùn)動（振動與波動）。（重點(diǎn)內(nèi)容：動力學(xué)、振動與波動）。第二部分的內(nèi)容：靜電場（電荷與電場）、靜磁場（運(yùn)動電荷與磁場）、電磁感應(yīng)、光學(xué)、熱力學(xué)（重點(diǎn)內(nèi)容：熱力學(xué)、電磁學(xué)）。

（2）對于電子信息類的學(xué)生，根據(jù)其專業(yè)對物理的要求， 依照教學(xué)內(nèi)容層次，應(yīng)將物理劃分為兩大部分：第一部分的內(nèi)容：運(yùn)動學(xué)、力對運(yùn)動的影響（動力學(xué)）、靜電場（電荷與電場）、靜磁場（運(yùn)動電荷與磁場）、電磁感應(yīng)（重點(diǎn)內(nèi)容：電磁學(xué)）。第二部分的內(nèi)容：振動學(xué)、波動學(xué)、光學(xué)、量子力學(xué)基礎(chǔ)（重點(diǎn)內(nèi)容：振動與波動、量子力學(xué)基礎(chǔ)）。

2 教學(xué)過程的層次性

教學(xué)是教師施展教育的平臺，在這個平臺上，教師要在教學(xué)那種嚴(yán)謹(jǐn)而刻板的“氣質(zhì)”中，“演活”物理深刻內(nèi)涵與本質(zhì)，教學(xué)不是曲高和寡的“陽春白雪”。愛因斯坦說過，興趣乃創(chuàng)造之母。沒能力激發(fā)興趣，可也千萬別“謀殺”了興趣。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，教學(xué)進(jìn)度的安排，學(xué)生的理解與接受的，“我們應(yīng)該精心設(shè)計內(nèi)容，為學(xué)生真正理解或應(yīng)用這些內(nèi)容提供豐富的平臺”。

分層次教學(xué)法，低起點(diǎn)、分層次、目標(biāo)高、由淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)，按著學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行教學(xué)。

子彈以某一速度打入可轉(zhuǎn)動的木棒中，大部分學(xué)生認(rèn)為這一自然現(xiàn)象過程滿足動量守恒。教師要善于抓住教學(xué)內(nèi)容承載的素材來展開層次性的思維。幫助學(xué)生對物理概念的理解與定律應(yīng)用；子彈可視為質(zhì)點(diǎn)，而轉(zhuǎn)動的木棒應(yīng)視為剛體。剛體可視為質(zhì)點(diǎn)的剛性組合，這蘊(yùn)含著一個質(zhì)點(diǎn)也可組合為剛體（即質(zhì)點(diǎn)也可視為剛體），但剛體不一定由一個質(zhì)點(diǎn)組成（即剛體不能視為質(zhì)點(diǎn)）。動量守恒適用于質(zhì)點(diǎn)，而角動量守恒適用于質(zhì)點(diǎn)。

每一章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容都有著邏輯性、層次性。教師把握內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性，像一個快樂的導(dǎo)游，層層深入，如數(shù)家珍，引領(lǐng)學(xué)生流連忘返于物理的美麗景觀里。教師講得行云流水，學(xué)生聽得不急不燥。一堂教學(xué)課下來，好似受到（下轉(zhuǎn)第132頁）（上接第115頁）了一次洗禮，身心俱悅。這應(yīng)是教師追求的一種講課的氣氛。

3 教學(xué)方法與手段的立體化

教學(xué)的主要目的是知識的傳承，對象是學(xué)生，如何使學(xué)生在較短的時間內(nèi)學(xué)到較豐富，較系列化的知識、方法和技能，又開拓學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的想象力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。這就要求教師在教學(xué)上更立體。因此在教學(xué)上采用靈活的教學(xué)方法，教學(xué)方法必須與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。

在剛體的動力學(xué)教學(xué)中可類比質(zhì)點(diǎn)的動力學(xué)；在磁場的教學(xué)進(jìn)程中可對比電場的教學(xué)進(jìn)程；波動的教學(xué)內(nèi)容與振動的內(nèi)容密不可分。在知識的傳授過程中，建立以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，根據(jù)厚基礎(chǔ)，強(qiáng)能力，高素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)，由易到難、由淺入深、由高到低、循序漸進(jìn)，采用靈活的教學(xué)方法，使教學(xué)簡單明了，學(xué)生對概念的理解進(jìn)一步加深，公式及應(yīng)用得到進(jìn)一步強(qiáng)化。

在應(yīng)用類比教學(xué)法的同時，對比教學(xué)法也是必不可少的。不同的內(nèi)容，雖有相似之處、互有聯(lián)系，但畢竟各有特點(diǎn)、各不相同，如不加以嚴(yán)格區(qū)別，常由于十分相似而破壞記憶的準(zhǔn)確性。為了準(zhǔn)確地掌握知識，應(yīng)該把相似的知識進(jìn)行對比，找出它們的不同點(diǎn)與相似之處，加深學(xué)生的印象，以強(qiáng)化精確的記憶。例如，在探討矢量場時，學(xué)生對旋度、方向旋度及方向旋度的極大值的理解與計算較為吃力。但學(xué)生對標(biāo)量場的梯度、方向?qū)?shù)及方向?qū)?shù)的極大值的理解與計算較好。通過標(biāo)量場的梯度與矢量場的旋度、方向?qū)?shù)與方向旋度對比，不難發(fā)現(xiàn)兩者之間在數(shù)學(xué)的幾何意義與的計算形式相類似，而不同之處是物理的意義與計算公式。

對比法也是物理學(xué)中常用的一種教學(xué)法，通過比較，找出不同物理規(guī)律、物理定律的共同點(diǎn)與差別，進(jìn)一步加深學(xué)生對物理規(guī)律、物理定律的理解和掌握，同時也培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、研究問題、思考問題能力。角動量和轉(zhuǎn)動動能，有的學(xué)生就習(xí)慣寫成線動量和平動動能。因此，必須講清如何從質(zhì)點(diǎn)力學(xué)發(fā)展，推廣到剛體力學(xué)，使學(xué)生理解它們的內(nèi)在聯(lián)系，并把最后得到的相似公式進(jìn)行對比，找出它們本質(zhì)的區(qū)別，又如，電場是有源場，而磁場是渦旋場，正是這本質(zhì)的區(qū)別導(dǎo)致電場的規(guī)律-高斯定理和場強(qiáng)環(huán)流定律與磁場的規(guī)律-磁學(xué)中的高斯定理和安培環(huán)路定律的不同。

在教學(xué)中注重創(chuàng)新，探索研究性教學(xué)，發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、問題式教學(xué)、討論式教學(xué)等教學(xué)方式，在電磁感應(yīng)的內(nèi)容中，動生電動勢的產(chǎn)生原因是洛侖茲力做功的結(jié)果，但在靜磁場的內(nèi)容中，在討論洛侖茲力的特點(diǎn)是不做功。洛侖茲力是否做功 如何解決該問題。引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度來探討。

通過教師的創(chuàng)新教學(xué)，來提高學(xué)生的創(chuàng)造能力。課堂上，多提為什么？如何做？在總結(jié)電磁場的內(nèi)容時，學(xué)生了解電荷可以激發(fā)電場，運(yùn)動電荷產(chǎn)生磁場。兩者都是電荷產(chǎn)生的物質(zhì)，問題是這兩種物質(zhì)有何關(guān)系。讓學(xué)生自己通過實(shí)踐去尋找正確的、合理的答案，培養(yǎng)其創(chuàng)造能力。

總之，在大學(xué)物理教學(xué)中，恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用類多種教學(xué)方式，使學(xué)生學(xué)到的科學(xué)方法和邏輯思維方法，迅速獲得新知識；理解新、舊知識的內(nèi)在聯(lián)系；更好地認(rèn)識新事物的本質(zhì)與特征；新知識更加鮮明、準(zhǔn)確，舊知識更加深刻、牢固。使我們能提高課堂教學(xué)效率，取得事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

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