大學物理教學中培養(yǎng)學生問題意識的探討

熊晗

[摘 要]大學物理對于工科、醫(yī)科、農(nóng)科、理科大學生的發(fā)展有著重要的作用，在上述專業(yè)的學習中，大學物理學習一直是構建學生知識結構的重要環(huán)節(jié)。但是大學的學習環(huán)境較為自由，很多學生因為在中學養(yǎng)成了對于物理學習的敬畏之心，一直將大學物理當作是一個非常難以理解的課程來對待，但事實上并非如此。大學物理課程對于本科生的平均接受能力來說，并不是非常難以學習的科目，并且大學物理將學生對于問題的思維探究能力作為培養(yǎng)目標。為此，筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗，淺析如何在大學物理教學中培養(yǎng)學生提出問題的意識和規(guī)范思考的習慣，以使學生具有良好的物理基礎，為后續(xù)需要學習的專業(yè)課提供支持。

[關鍵詞]大學物理教學;培養(yǎng);學生;問題意識

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0109-03

通過對于物理發(fā)展史的研究可以發(fā)現(xiàn)，一個物理定律的發(fā)現(xiàn)，最先開始的就是對于問題的發(fā)現(xiàn)，就像牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力進而總結出牛頓力學三定律，構建出現(xiàn)在依舊適用的經(jīng)典力學體系，這一過程都是從牛頓對于力的思考，并且不斷地提出一些問題、解決問題開始的。同時瓦特能夠發(fā)明蒸汽機，也是因為瓦特從蒸汽能夠推開壺蓋開始思考，然后不斷實驗總結，最終發(fā)明了蒸汽機。雖然實驗和總結問題的過程很重要，我們現(xiàn)在的教育也的確將總結和學習當作主體，但是可以發(fā)現(xiàn)推動物理發(fā)生重大改變的原因往往是科學家從發(fā)現(xiàn)問題，并對這些問題進行思考開始的，所以大學物理基礎課程在教學中一方面需要促進學生基礎物理能力的提升，另一方面還需要培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，并且讓學生在學習中逐漸掌握如何借助自身的知識和資源對問題進行解決。

一、營造自由氛圍——讓學生敢問

在高中物理教學中，因為教師帶班經(jīng)歷高考的經(jīng)驗豐富，所以對于學生來說按照教師所指導的方式進行物理學習，明顯增加學生在高考中的適應性。但是到了大學的學習環(huán)境中，對于學生來說，提升自己在大學物理學習后所取得的分數(shù)并不是最終的目的，而大部分的工科、醫(yī)科、農(nóng)科的學生因為自身的專業(yè)并不需要對于物理進行非常深入的研究，所以把大學物理更多的是像高等數(shù)學一樣當作一門工具課程，僅僅是給自己在后續(xù)的專業(yè)基礎課和專業(yè)課的學習中帶來一些理論支持。為此，大學生在進行大學物理學習時就需要改變高中物理學習中以老師為主的學習方式，培養(yǎng)自身對于物理的獨立思考能力，增加自主學習物理的素養(yǎng)對于學生知識體系的構建將有更重要的意義。所以，教師和學生在進行課堂互動的過程中要改變原先老師講，學生聽的被動局面。教師要將活躍課堂氣氛作為教學中的重要方式，在課堂上也要積極地配合學生的提問。但是通過一線教師在課堂上的反饋數(shù)據(jù)表明，在課堂上進行提問的學生較少，尤其是在進行大學物理中難以理解的知識點的教學時。一些成功的教師在這方面的經(jīng)驗，往往是對于物理教學中不同知識點的難度進行標記，對一些學生普遍難以理解的知識點，在備課時，將能夠增加課堂氣氛的小知識放入課堂中，利用一些有趣的物理知識，營造出一個良好的學習環(huán)境。

例如在講述和微粒有關的知識時，雖然學生高中接觸過一些微觀粒子方面的知識，但大部分都是對宏觀結構中的單個粒子進行研究，而不涉及在納米尺度下粒子運動中的不確定性，所以對于學生來說，大學物理中涉及微觀粒子的知識點具有一定的難度，尤其是在量子力學方面，學生普遍存在著畏難情緒。為此，教師可以將“薛定諤的貓”這一個網(wǎng)絡上稱為非生非死的貓的不嚴謹概念提出來（在量子世界中，整個系統(tǒng)一直保持著概率波的狀態(tài)存在，貓的生死需要在觀測的那一瞬間才能夠確定，因此“薛定諤的貓”在網(wǎng)絡上被戲稱為非生非死的貓），通常會讓學生有著繼續(xù)深入了解量子力學的興趣。而這種不嚴謹?shù)谋硎龇绞?，卻又和學生影像中非常嚴謹?shù)奈锢韺W習聯(lián)系在一起，就很容易讓教師把握課堂的氛圍，給學生對知識點的思考和提出問題都營造出一個較為輕松的環(huán)境。

二、創(chuàng)設問題情境——讓學生想問

問題不會從天而降，任何問題的產(chǎn)生都有一定的情境。因而，應創(chuàng)設問題情境，讓學生向生活現(xiàn)象提問，向教材提問，向物理實驗提問。

（一）向生活提問

雖然現(xiàn)在的大學生經(jīng)過高中的學習都具備了一定的物理基礎素質，對于很多的物理現(xiàn)象都能夠給出一個較為簡單的解釋，但是生活中所接觸到的事物都屬于經(jīng)典力學下的時空觀，學生對于構建該時空觀的力學定律非常熟悉，學生對于這些問題的理解往往也只是停留在定性的研究上，并不能夠進行定量的研究。與此同時，因為學生在中學接觸的大部分是理論知識，所以在動手能力上偏弱。教師可以從這一方面入手，讓學生大膽地對生活中碰到的物理現(xiàn)象進行提問。例如，在汽車的行駛過程中，如果是一輛功率不變的汽車，爬上相同的高度，到底是在陡坡比較快，還是在傾斜程度較大的坡比較快？這一問題很多的初中生通過一些較為簡單的理論推斷也能夠得出一個較為正確的答案，但是教師可以引導學生進行更加深入的思考，引導他們研究汽車功率、路面摩擦因素、陡坡的傾斜角度、陡坡的地勢差之間的量化關系，將實踐能力和理論知識點相結合，讓學生逐漸養(yǎng)成對于生活中物理現(xiàn)象提問的興趣和解決問題的能力。

（二）向教材提問

現(xiàn)在的基礎物理發(fā)展已經(jīng)到了一個非常先進的水平，所以大學物理教材中并不會存在非常明顯的錯誤，但是培養(yǎng)學生的質疑能力，是物理思維培養(yǎng)的基礎，如果學生在大學物理學習過程中還存在高中學習中對于教材過于敬畏的現(xiàn)象，將會對學生后續(xù)在物理研究上的發(fā)展造成非常大的障礙。尤其是對于理科物理學專業(yè)的學生來說，大學物理學習不僅僅要構建出自身后續(xù)發(fā)展的健康理論體系，還需要擁有良好的學習物理知識的心態(tài)，尤其是質疑態(tài)度的保持，是保證學生在物理研究生涯中持續(xù)獲得活力的關鍵。

例如在剛體定軸轉動的學習中，一些教材上會列舉幾種常見剛體的轉動慣量的計算公式，教師為了訓練學生對于轉動慣量的計算，可以讓學生對于幾個列舉的轉動慣量進行驗算，教師也可以將生活中常見剛體的轉動慣量讓學生去計算，這種方式可讓學生養(yǎng)成對于教材上現(xiàn)有結論進行驗證的習慣。

（三）向實驗提問

物理學的發(fā)展是非常嚴謹?shù)?，對于實驗是非常看重的，只有理論和實驗兩者之間的結論相同才能夠確定一個結論被證實。因為大學的實驗條件和實驗課程時間都比中學更加的寬裕，學生使用實驗儀器的次數(shù)較多，所以教師在布置課外作業(yè)時，可以讓學生對教材上的實驗結果提出質疑，并且用學校的實驗儀器進行實驗，將自身的實驗結果和教材上的實驗結果進行對比，將結論存在差異的原因進行總結。這樣，讓學生能夠強化實踐能力，為后續(xù)的研究生學習打下基礎的同時，也讓學生能夠深化對于實驗的了解。

三、傳授質疑方法——讓學生會問

現(xiàn)在的物理學習已經(jīng)較為系統(tǒng)，已經(jīng)有很多的思維方法成為現(xiàn)在物理學習的基礎思維方式，例如類比法、控制變量法就是中學物理中需要重點掌握的方法，這些方法對于學生來說非常的熟悉，筆者著重從大學物理學習的角度對這些方法進行講述。

（一）因果法

因果法主要是在觀測到一個現(xiàn)象之后，思考發(fā)生這一現(xiàn)象的原因。因為大學生的基礎物理水平較強，所以觀測的范圍要和中學時有一定的不同，將原先在生活中進行觀測的方式，轉移到大學需要經(jīng)常進行的實驗當中，使得學生需要思考的對象更加貼近教材。

（二）類比法

類比法的使用在高中時學生已經(jīng)非常熟練，所以學生需要在大學中進行升華。類比法在一些物理的證明上進行運用，并且需要相比較于高中能夠更加大膽地運用，這種方式能提升學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。

（三）適用條件法

適用條件法主要是在不同的環(huán)境下。物理規(guī)律的適應范圍不同，在中學的物理學習中對于條件的選取，往往是為了保證學生對于某一些基礎物理定律能夠形成深刻的認識，所以構建出一個較為良好的條件進行研究，例如在沒有摩擦力的條件下。但是到了大學物理的學習中，適用條件法就不再是為了方便學生對于理論知識的學習而將一些客觀存在的規(guī)律排除在外，此時條件適用法是用來促使學生在實驗環(huán)境下對各種對于實驗結果可能造成的影響進行考慮，以及在不同尺度下采用不同的研究物理問題的方法。

（四）關鍵詞法

關鍵詞法在很多的學科學習中都非常的重要。物理是一個非常重視理論的學科，所以學生能夠學會關鍵詞法，對于如何理解物理定律有著重要的作用。

四、運用激勵機制——讓學生善問

雖然大學生的思想已經(jīng)較為成熟，不會像初中階段的學生一樣提出一些不符合客觀規(guī)律的問題，但是并不表示每一個學生對出現(xiàn)的問題進行提問時都能夠達到一定的水平。為此，教師需要在其中對學生的學習方式進行適當?shù)囊龑?，例如將學生們提問的內容進行收集和整理，對于一些立足點不科學的內容進行指證。如果一些實驗室中發(fā)現(xiàn)的問題對于學生并沒有探究意義時，教師也要適當?shù)剡M行引導。保證提問教學能夠持續(xù)獲得活力的關鍵在于，學生不但要敢于提問，還需要善于提問，教師則需要進行適當?shù)囊龑?，用自己在物理方面的?jīng)驗引導學生向著能夠促進自身發(fā)展的方向提問思考。同時，為了促進學生提問的有效性，還可以在實驗室的使用和日?？己朔矫嬖O立相應的獎懲機制，讓一些善于提問，并且提出的問題具有實際研究意義的學生組建一個小組，在學校的實驗室中進行實驗論證，并通過這種方式，將整個班級帶入一個熱愛物理思考的學習氛圍中。

善于借助多媒體進行教學已經(jīng)成為我國教學的一種常態(tài)，在大學基礎物理教學中使用信息化教學，利用多媒體設備來播放一些成本較為高昂、易錯率高的實驗的視頻，使學生對于實驗結果和實驗過程有著較為深刻的了解。大學教師在進行大學物理的教學中，需要善于借助多媒體教學設備，著重培養(yǎng)學生在物理學習上的思維，例如可以讓學生在課后或者直接在課堂上播放《蒼穹起源》《宇宙的誕生》《星球的誕生》這三個探究片，然后教師在播放完畢之后進行重點講解，再讓學生對探究片進行思考，這樣就能夠很好地讓學生了解運動的起源和宇宙運動的奧秘。這些探究片最為有利的地方在于，能夠讓學生對于晦澀難懂的物理學習擁有足夠的學習興趣。

五、組織課堂討論

大學教育具有非常高的開放性和自主性，大學物理教學也是如此。雖然大學物理教學因為課程任務繁重的原因，對于課堂時間的把握非常的嚴格，并不會像社會實踐這類課程一樣擁有長時間的討論時間，但是為了促進學生在后續(xù)的大學生涯中養(yǎng)成一個進行學術討論的習慣，教師還是需要開放出部分的時間進行討論，利用這種方式促進學生對于物理學習的獨立思考，同時對于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力來說，多人的討論作用往往會更容易產(chǎn)生良好的效果。為此，教師在面對繁重的課程壓力和學生需要進行課堂討論的矛盾時，需要緊緊地把握課堂時間，首先利用分組的方式，保證課堂討論不會出現(xiàn)過于紛亂的現(xiàn)象，另一方面還需要對于各個組之間的討論成果進行點評，給學生一個正確的討論方向和討論指導，循序漸進地提升學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。

六、撰寫論文或完成小課題

對于問題的探究需要落實到實踐方面，為了讓學生對于物理的學習和研究方式有一定的認識，可以在學習完一章的內容之后，讓學生對學習中發(fā)現(xiàn)的問題撰寫一個小論文?？梢砸孕〗M的形式進行，讓小組成員通力合作，在進行實驗之后撰寫出一篇小論文，然后教師對論文進行批改和指導，使學生能夠對于大學物理有著更加深刻的認識。

綜上所述，科學的發(fā)展、技術的進步都是從發(fā)現(xiàn)問題開始的，我國著名的人民教育家陶行知先生說過：“發(fā)明千千萬，起點是一問。”學生學習物理時，若能對所有章節(jié)知識都能大膽地問一個為什么，就必能及時解決矛盾，發(fā)現(xiàn)不足，找到解決問題的突破口。大學物理學習就需要培養(yǎng)學生在這方面的能力，這樣學生后續(xù)的物理研究才能夠得到長足的進步。

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[責任編輯：鐘 嵐]