大學(xué)物理教學(xué)模式改革的探討

張敏

摘要：對(duì)非物理專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)模式改革進(jìn)行了分析，從教學(xué)模式改革的必要性入手，對(duì)多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)及不足進(jìn)行了探討。指出應(yīng)采取將多媒體教學(xué)與課堂實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式，并應(yīng)該注重突出學(xué)生主體地位，精講多練。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；多媒體；演示實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）49-0152-02

一、大學(xué)物理教學(xué)模式改革的必要性

物理學(xué)是一門理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)，然而在現(xiàn)實(shí)的物理教學(xué)過程中，由于課堂教學(xué)環(huán)境與教學(xué)設(shè)施的約束，二者無法實(shí)現(xiàn)有機(jī)而完美的結(jié)合。在給非物理專業(yè)的本科生開設(shè)的大學(xué)物理課程中，教師的理論課程講授往往并不結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，學(xué)生對(duì)于物理本質(zhì)現(xiàn)象的理解有時(shí)是靠教師用嘴“說實(shí)驗(yàn)”來獲得的感性認(rèn)識(shí)，物理教學(xué)似乎越來越“理論化”。盡管也開設(shè)了大學(xué)物理的配套實(shí)驗(yàn)，但是并不能與理論教學(xué)完全同步，而且與生活有關(guān)的物理現(xiàn)象并不能在精密的實(shí)驗(yàn)儀器中得以體現(xiàn)。物理教育在傳授給學(xué)生必要的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，讓他們學(xué)會(huì)如何學(xué)習(xí)，如何思考，如何分析和解決問題，如何發(fā)展和創(chuàng)新。學(xué)好物理學(xué)不僅對(duì)學(xué)生在校的學(xué)習(xí)十分重要，而且對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)、更新知識(shí)，都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。物理學(xué)是一門發(fā)展中的學(xué)科，物理教學(xué)改革的一個(gè)重要方面就是如何將經(jīng)典內(nèi)容與現(xiàn)代的物理概念相結(jié)合；如何將理論講授與物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。要想在有效的學(xué)時(shí)內(nèi)，高效地實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)，就要求我們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以將多媒體技術(shù)充分運(yùn)用到物理教學(xué)當(dāng)中去，為教學(xué)模式改革尋求了途徑。但是多媒體演示不能完全取代實(shí)物演示，所以應(yīng)同時(shí)開辟課堂演示實(shí)驗(yàn)。

二、多媒體在大學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于“粉筆+黑板”的傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，多媒體以其豐富的表現(xiàn)力，通過運(yùn)用交替呈現(xiàn)的圖像、聲音以及動(dòng)畫將物理教學(xué)中某些晦澀難懂的變化過程、枯燥抽象的物理概念演繹得形象而且生動(dòng)，提高課堂學(xué)習(xí)效率。

1.創(chuàng)設(shè)逼真情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體技術(shù)可以用動(dòng)態(tài)的畫面直觀地演示物理課程所涉及到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)的物理規(guī)律，提高教學(xué)的直觀性和教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)力與感染力。同傳統(tǒng)教學(xué)相比，多媒體演示教學(xué)方式具有形象生動(dòng)、信息量大、便于保存等優(yōu)點(diǎn)。比如在講解靜電場中導(dǎo)體的應(yīng)用時(shí)，可以用電風(fēng)吹燭的動(dòng)畫模擬或者視頻來演示尖端放電現(xiàn)象；在講解質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量守恒定律時(shí)可以通過播放衛(wèi)星發(fā)射的視頻來增強(qiáng)說服力；講角動(dòng)量守恒時(shí)，可以播放花樣滑冰和跳水運(yùn)動(dòng)員的視頻來說明轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)用。因?yàn)檫@些內(nèi)容跟我們的生活密切相關(guān)，所以可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體的模擬演示實(shí)驗(yàn)既增加了趣味性，又有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和鞏固，有利于知識(shí)的滲透，擴(kuò)大了課堂教學(xué)的容量。

2.提高課堂學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。物理學(xué)中的概念和原理以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解，需要借助于相應(yīng)物理模型的建立。比如：理想氣體的微觀模型和電偶極子模型，借助于計(jì)算機(jī)可以建立逼真的模型，靈活地縮放物理圖像，將物理過程生動(dòng)形象的展現(xiàn)于學(xué)生眼前，變抽象內(nèi)容為直觀形象的物理圖像，使學(xué)生對(duì)難懂的物理規(guī)律有一個(gè)全面準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，達(dá)到認(rèn)知的高質(zhì)量。

三、多媒體在大學(xué)物理教學(xué)中局限性

多媒體技術(shù)的應(yīng)用極大地優(yōu)化了大學(xué)物理的教學(xué)水平，它可以把教學(xué)內(nèi)容中不易表達(dá)和較抽象的東西通過多媒體的形式呈現(xiàn)出來，學(xué)生很難想象出來的物理過程通過電腦的實(shí)驗(yàn)演示得以具體化。但是任何事物都有其兩面性，多媒體教學(xué)也存在著一定的弊端。

1.信息量大，速度較快，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收。很多用多媒體授課的教師有這樣的體會(huì)：雖然不用粉筆寫板書和畫圖，但是感覺講的內(nèi)容反而更多了。這是因?yàn)橥渡涞狡聊簧系男畔⒘吭龃罅恕Ｒ郧爸v某個(gè)物理學(xué)名詞時(shí)，僅僅將其寫出來，具體的定義是通過口述的，而現(xiàn)在所有的內(nèi)容都顯示在屏幕上。學(xué)生看屏幕往往就顧不上記筆記，而且思維一直處于比較緊張的狀態(tài)，這樣往往會(huì)很疲勞，反而不利于思考和對(duì)知識(shí)的吸收。所以很多學(xué)生感覺課上聽懂了，但是課后很快忘記了，無形中加大了課后復(fù)習(xí)量。

2.多媒體演示實(shí)驗(yàn)缺乏可信度，不能完全替代實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)。電腦的模擬實(shí)驗(yàn)有很多的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)一些具有潛在的危險(xiǎn)而不便于現(xiàn)場演示的實(shí)驗(yàn)或一些硬件設(shè)備過于昂貴的實(shí)驗(yàn)，可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。但是物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)本身的直觀性和真實(shí)性在物理學(xué)中的地位是多媒體無可替代的，它也是檢驗(yàn)物理原理的客觀標(biāo)準(zhǔn)。所以不能完全用模擬實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行物理教學(xué)，它只是一項(xiàng)輔助的教學(xué)工具。

3.多媒體教學(xué)缺乏課堂的隨機(jī)適應(yīng)性。由于多媒體課件是事先已經(jīng)制作好的，它的順序性、教學(xué)的內(nèi)容與模式都已經(jīng)固定了，不利于教師的隨堂發(fā)揮，反而使得教學(xué)欠缺一些靈活性。所以，授課教師應(yīng)該轉(zhuǎn)換教學(xué)觀念，多種教學(xué)手段并用，不應(yīng)當(dāng)僅僅拘泥于課件所顯示的內(nèi)容。同時(shí)，應(yīng)該提高自己的課件制作水平與運(yùn)用水平。

四、課堂實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中運(yùn)用

眾多的物理概念植根于現(xiàn)實(shí)世界的沃土之中，而且始終和它保持緊密的聯(lián)系，而實(shí)驗(yàn)演示乃是體現(xiàn)這種聯(lián)系的一根紐帶。

1.重視演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)。目前，學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)，難記，難理解”，其主要的原因就在于教學(xué)過程當(dāng)中缺乏與物理原理相對(duì)應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能在實(shí)驗(yàn)中得到訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)。多媒體模擬實(shí)驗(yàn)雖然可以取代部分物理實(shí)驗(yàn)，但是由于學(xué)生無法親自參與，因而缺乏真實(shí)性與可信度。演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時(shí)間為學(xué)生演示，在操作的同時(shí)又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，具有操作簡單、現(xiàn)象明顯、效果直觀形象富于啟發(fā)性以及一些在多媒體演示實(shí)驗(yàn)中無法比擬的特點(diǎn)。

2.教師演示為主，學(xué)生積極參與。課堂的實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)非常直觀、生動(dòng)，是物理教學(xué)中深受學(xué)生歡迎的一種形式。我們?cè)诮虒W(xué)中都會(huì)有這樣的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)：無論是何種方式的演示實(shí)驗(yàn)，只要一開始，課堂氣氛馬上會(huì)變得十分活躍，學(xué)生的主動(dòng)性與求知欲就會(huì)被充分調(diào)動(dòng)起來。但是往往在整個(gè)實(shí)驗(yàn)演示過程中，都是由教師來操作，有的同學(xué)就會(huì)看不太清楚，從而不同程度限制了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展。所以在演示過程中，應(yīng)該主張學(xué)生主動(dòng)參與其中，發(fā)揮其主動(dòng)性和創(chuàng)造性。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中加深理解和掌握物理概念的規(guī)律。

3.轉(zhuǎn)換觀念，實(shí)驗(yàn)設(shè)施簡單化。我們主張?jiān)诙嗝襟w授課的教室安排專用的演示實(shí)驗(yàn)通道，相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)可以隨堂做，但是有些儀器設(shè)備非常精密與煩瑣，所以應(yīng)該盡可能的采用簡單的儀器設(shè)備，甚至可以采用生活中易于取得的素材來做實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生還可以在課下自己動(dòng)手來模擬。比如在講述麥克斯韋速度分布率時(shí)的伽爾頓板實(shí)驗(yàn)，我們可以在木板上面釘上較為密集的釘子，然后把稍大的球狀物通過孔隙投入，從而驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

五、改革教學(xué)模式提高教學(xué)效率和質(zhì)量

近年來，教學(xué)模式已經(jīng)成為影響教學(xué)質(zhì)量和人才素質(zhì)培養(yǎng)的一個(gè)突出問題，隨著教學(xué)改革和實(shí)踐的不斷深入，高校教師也在探求新的教學(xué)模式以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)素質(zhì)教育的發(fā)展。那種認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)占用教學(xué)時(shí)間，寧可用抽象復(fù)雜的語言描述來替代顯而易見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的做法，或是認(rèn)為演示實(shí)驗(yàn)可有可無的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。

1.課堂多媒體教學(xué)與實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。借助計(jì)算機(jī)的模擬可以改變教學(xué)信息的呈現(xiàn)形式，這種教學(xué)是集圖、文、聲、像于一體，用動(dòng)態(tài)的圖像來直觀的演示物理學(xué)當(dāng)中涉及的物理概念和規(guī)律，如分子熱運(yùn)動(dòng)，霍爾效應(yīng)等。而實(shí)物演示應(yīng)與之相結(jié)合，比如在介紹法拉第電磁感應(yīng)定律的時(shí)候，通過安培表、線圈以及一根磁鐵就能很真實(shí)的觀察到感應(yīng)電流的產(chǎn)生。而在介紹其應(yīng)用時(shí)，又可通過多媒體課件中的圖片以及動(dòng)畫來演示磁懸浮列車的工作原理。二者相結(jié)合就會(huì)收到很好的教學(xué)效果。

2.結(jié)合各專業(yè)特點(diǎn)，努力推進(jìn)教學(xué)手段多樣化。由于大學(xué)物理課程是給非物理專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的，因此教師可以針對(duì)不同的專業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，有選擇地調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)重點(diǎn)。比如給電子專業(yè)的學(xué)生授課過程中，可以強(qiáng)調(diào)電磁場的描述、場與場源的相互作用及矢量場的基本規(guī)律，因?yàn)檫@是“電路系統(tǒng)”中的能量及信息的物理基礎(chǔ)；而給化學(xué)專業(yè)的學(xué)生授課時(shí)，又可以著重介紹理想氣體系統(tǒng)及其熱力學(xué)過程中的熱功轉(zhuǎn)換與熱傳遞規(guī)律；同樣對(duì)于數(shù)學(xué)專業(yè)的教學(xué)，因?yàn)閿?shù)學(xué)中的函數(shù)、微積分等是物理教學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而物理教學(xué)所講授的矢量場中的高斯定理和環(huán)路定理又為數(shù)學(xué)教學(xué)做了物理鋪墊。由此可見，學(xué)科之間的交叉與滲透恰恰體現(xiàn)了創(chuàng)新，教師的教學(xué)手段也需要多樣化。

3.授課過程中應(yīng)注重“精講多練”。大學(xué)物理當(dāng)中有很多的公式，這些公式的背后都有著豐富而深刻的物理內(nèi)涵，或者揭示了某種物理現(xiàn)象以及物理規(guī)律，這就要求教師在授課的過程，應(yīng)該更注重物理圖像、物理意義的闡述，而不應(yīng)把時(shí)間大量的花在細(xì)節(jié)的推導(dǎo)上面，而本末倒置，忽視了支撐物理大廈的基本理論和方法。這就要求我們“精講”。

教師講授完之后，應(yīng)該留出部分時(shí)間來組織學(xué)生練習(xí)，并對(duì)學(xué)生的掌握情況做出分析和評(píng)價(jià)。通過提問、討論、交流等形式與學(xué)生溝通，使教師的講授與學(xué)生的練習(xí)相結(jié)合，教學(xué)相長。很多學(xué)生感到上課一聽就懂，下課一做題或應(yīng)用起來就不會(huì)，這就是“教”與“學(xué)”沒有很好的交互。所以，應(yīng)該提倡“精講多練”。

總之，大學(xué)物理教學(xué)模式的改革勢在必行，這樣才能更好的適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求，培養(yǎng)出有益于社會(huì)的高素質(zhì)人才。當(dāng)然，教學(xué)改革也不能固定為某種模式，它仍然需要我們不斷地在教學(xué)實(shí)踐中探求與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周培勤.大學(xué)物理學(xué)[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)出版社，2004.

[2]程守洙.普通物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.