探討在高校物理教學(xué)中有效滲透非線性物理知識

梁泰然

摘 要：為適應(yīng)高校教學(xué)改革要求，高校在相關(guān)科目的教學(xué)中適當(dāng)引入前沿教學(xué)知識，其中非線性物理理論知識作為教學(xué)重點(diǎn)引起了教職人員的高度重視。本文基于非線性物理理論知識教育滲透情況進(jìn)行了深刻分析，并提出幾點(diǎn)教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：高校物理 非線性物理知識 教學(xué)滲透

引 言

就現(xiàn)代社會而言，高校理工科的學(xué)習(xí)不能再局限于書本知識，而應(yīng)將有關(guān)的前沿知識引入教學(xué)中來，拓展學(xué)生知識廣度，為國家培養(yǎng)理工建設(shè)人才。非線性物理理論知識教育滲透，一方面是對高校教育改革的響應(yīng)，另一方面有助于學(xué)生充分了解自然萬物的發(fā)展規(guī)律，探尋抽象事物的本質(zhì)，為促進(jìn)非線性物理科學(xué)發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。

一、非線性物理知識在高校物理教學(xué)中滲透的意義

相比線性物理而言，非線性物理具有更強(qiáng)的實(shí)用性以及自然廣泛性。非線性自然物理現(xiàn)象普遍存在于社會生活中，囊括了自然社會和人類社會，非線性物理探討在微觀、介觀等領(lǐng)域十分普遍，例如：自由飄落的樹葉、無形無狀的炊煙、涓涓細(xì)流的泉水以及隨風(fēng)飄揚(yáng)的旗幟等，這些自然物理現(xiàn)象都需要借助非線性科學(xué)知識來探尋研究，才能獲取其背后的物理科學(xué)規(guī)律，推動自然物理科學(xué)的發(fā)展以及非線性物理科學(xué)的發(fā)展。

非線性物理科學(xué)的發(fā)展要求在高校物理教學(xué)中滲透相關(guān)的非線性物理理論知識。線性自然科學(xué)的發(fā)展已逐漸走向終點(diǎn)，它的發(fā)展前途已無法滿足人們對未來世界的探尋需求，因此，人們從線性自然科學(xué)的探究轉(zhuǎn)向了非線性自然科學(xué)的探究，為了奠定非線性物理科學(xué)的研究基礎(chǔ)，高校中非線性物理理論知識滲透成為了非線性物理科學(xué)的關(guān)注點(diǎn)。

為響應(yīng)引入前沿科學(xué)教學(xué)號召，高校就非線性物流理論知識教學(xué)滲透開展了相關(guān)工作，為國家培養(yǎng)當(dāng)代理工型人才已不能滿足國家發(fā)展需要，因此需要轉(zhuǎn)變?nèi)瞬诺呐囵B(yǎng)方向。在高校教學(xué)中滲透前沿非線性物理理論知識，勢必會沖擊傳統(tǒng)線性物理理論知識教學(xué)中的基本思考方法以及基本問題分析等固化形式，讓學(xué)生樹立前沿科學(xué)的思考意識，用長遠(yuǎn)的科學(xué)眼光去探尋事物的內(nèi)在規(guī)律，基于此，非線性物理知識的滲透教育勢在必行。

二、高校非線性物理知識滲透教育現(xiàn)狀分析

非線性物理理論知識教學(xué)滲透工作已在高校物理課堂中開展，這部分高校根據(jù)自身學(xué)校的實(shí)際情況，采取了不同的教學(xué)方式，例如：在課堂上進(jìn)行非線性物理理論知識簡介、利用PPT課件，結(jié)合物理數(shù)值模擬計(jì)算以及學(xué)生學(xué)習(xí)熱情開展非線性物理知識講堂活動、親身實(shí)踐觀察非線性物理現(xiàn)象，并通過相應(yīng)的信息技術(shù)進(jìn)行非線性動態(tài)模擬等。盡管高校采取的教學(xué)滲透方式不同，但是它都意味著非線性物理理論知識教學(xué)滲透已成為一種教學(xué)趨勢，但是在已有的非線性物理知識教學(xué)滲透過程中，存在一些顯著問題。

1、教學(xué)滲透過程輕方法、重實(shí)例

大部分高校老師在講解非線性物理知識時(shí)，會引入大量非線性物理現(xiàn)象作為例子，通過對例子的介紹，讓學(xué)生了解其所蘊(yùn)含的非線性物理知識，在此過程中，盡管學(xué)生學(xué)習(xí)到了非線性物理知識，但是對非線性實(shí)例的研究方法卻一概不知，因此，他們很難將非線性物理知識應(yīng)用于實(shí)際生活，進(jìn)而出現(xiàn)了知識脫離生活的現(xiàn)象。

2、高校非線性物理知識教學(xué)內(nèi)容普遍性較差

高校物理與高中物理不同的是，在高校會將物理分為許多專業(yè)，例如：應(yīng)用物理、天體物理等，因此，在高校物理實(shí)際教學(xué)過程中，由于各個(gè)物理專業(yè)所學(xué)知識不同，老師在講課過程中滲透的非線性物理知識側(cè)重點(diǎn)也不同，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生無法全面的學(xué)習(xí)非線性物理知識，零散化的非線性物理知識，不利于學(xué)生建筑非線性物理知識框架。

3、非線性物理實(shí)驗(yàn)可操作性較差

非線性物理知識作為前沿科學(xué)，它實(shí)驗(yàn)裝置以及步驟十分復(fù)雜，并且它的實(shí)際操作多與計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬聯(lián)系在一起，因此，非線性物理實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)數(shù)值編程能力以及實(shí)驗(yàn)裝置拼裝能力，這對于大部分高校學(xué)生而言，可實(shí)現(xiàn)性、可操作性較低。

三、高校非線性物理知識滲透教育方法探討

1、在教學(xué)內(nèi)容上，借助線性與非線性聯(lián)系節(jié)點(diǎn)教學(xué)

由于學(xué)生長時(shí)間的接受線性物理教育，它們的線物理性思維已根深蒂固，因此，老師在線性物理中滲透非線性物理知識時(shí)，大部分學(xué)生很難在第一時(shí)間吸收非線性物理知識重點(diǎn)，基于此情況，老師應(yīng)從物理知識的繼承性、聯(lián)系性著手，尋找線性物理知識與非線性物理知識的連接點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，向?qū)W生滲透非線性物理知識。例如：物理學(xué)中的混沌理論是世界物理學(xué)研究的前沿課題，理論內(nèi)容十分深奧，老師在講解過程中可以向?qū)W生簡要說明混沌理論的基本概念和基本內(nèi)容，同時(shí)借助數(shù)學(xué)中非線性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并結(jié)合相關(guān)實(shí)例，加深學(xué)生對混沌理論的理解。此外，還可以觀看有關(guān)混沌理論非線性講解視頻等內(nèi)容。

2、在滲透方法上，采用逐點(diǎn)滲透方式

恰當(dāng)?shù)姆蔷€性物理理論知識滲透方法，會讓學(xué)生更容易接受，并有助于形成非線性物理理論觀。受線性物理觀念的影響，在學(xué)習(xí)非線性物理知識時(shí)，學(xué)生會有一定的抵觸感，此時(shí)，老師在教學(xué)過程中不宜講解過多非線性物理知識，而應(yīng)就某一非線性物理理論中的某一知識點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，根據(jù)學(xué)校教學(xué)進(jìn)度安排，逐步增加學(xué)生的非線性物理理論知識量，讓學(xué)生充分理解并掌握每一個(gè)非線性物理知識點(diǎn)。

3、在滲透方式上，實(shí)行問題遺留教學(xué)

神秘的事物總是令人向往，因此，老師在教學(xué)滲透中，應(yīng)充分利用這一特性，在講解非線性物理理論知識時(shí)，提出相關(guān)問題，并通過小組研究非線性物理知識，下課前遺留一至兩個(gè)非線性物理問題，激發(fā)學(xué)生的求知熱情，讓學(xué)生課后進(jìn)行自我研討，隨后在課堂上讓學(xué)生說明自己的研討結(jié)果，讓學(xué)生在無形中接受非線性物理理論知識教導(dǎo)。

四、結(jié)束語

綜上所述，為推進(jìn)非線性物理理論知識的教學(xué)滲透工作，在非線性教學(xué)內(nèi)容上，借助線性與非線性聯(lián)系節(jié)點(diǎn)教學(xué)、在滲透方法上，采用逐點(diǎn)滲透方式、在滲透方式上，實(shí)行問題遺留教學(xué)等措施，保證非線性物理知識滲透教育的有效進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)前沿物理科學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)。

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