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大學物理論文精品(15篇)
在日常學習和工作中,許多人都有過寫論文的經歷,對論文都不陌生吧,論文是指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章。你所見過的論文是什么樣的呢?下面是小編收集整理的大學物理論文,希望能夠幫助到大家。

大學物理論文1
[摘要]民辦高校是21世紀以來我國高等教育辦學體制改革創(chuàng)新的重要成果,以培養(yǎng)符合時代要求的高素質應用型人才為目標。本文結合學生的特點,從大學物理的課程設置、教學內容以及教學方法上探討民辦高校大學物理教學改革的一些觀點。
。關鍵詞]民辦高校;轉型期;大學物理改革
。壑袌D分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(20xx)12-0221-02
“物理學是研究物質的基本結構、基本運動形式以及相互作用規(guī)律的科學,是在人類探索自然奧秘的過程中形成的學科”[1]。大學物理課程是國家教育部規(guī)定的高等院校理工類學生的一門重要的必修基礎課。[2]物理學對當今乃至未來人類的科技發(fā)展和生產生活都有著重要密切的聯系,上到火箭上天,下到石油鉆探,大到探索宇宙的秘密,小到電腦芯片[3],都離不開物理學。學習大學物理首先要讓學生系統(tǒng)地打好物理學基礎,然后培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度[4],再注重學生分析和解決問題能力的培養(yǎng),使學生的探索精神和創(chuàng)新意識得到提高。民辦高校是21世紀以來我國高等教育辦學體制改革和創(chuàng)新的重要成果,對促進我國高等教育大眾化發(fā)揮了重要作用。民辦高校學生的高考成績比重點本科學生的成績要低,基礎知識不夠扎實,與重點本科的學生有一定的差距等,這些都是不爭的事實。隨著高等教育的發(fā)展,各專業(yè)課學時增多,大學物理學時被一再地縮減,這樣一來,使得本來學生基礎就弱的矛盾更加突出。重點高校的教學理念、教學大綱的基本要求也就不再適用于民辦高校的學生。因此,我們的教學目標應該是培養(yǎng)符合社會需求的高素質應用型人才,而不是培養(yǎng)科學研究型、教學研究型的人才[5],這就要求學生要有一定的理論基礎知識,又要有較強的動手能力。由于學生的現狀和培養(yǎng)目標不同,為了提高民辦高校大學物理課程的實效性,我們要對大學物理課程的教學做出一系列的改革,下面就針對大學物理課程設置、教學內容以及教學手段和教學方法進行探討和研究。
一、課程設置
(一)大學物理與高等數學的課程設置
學生在大學期間學習的物理課程與初、高中物理課程的最大不同就是利用高等數學[5]里的空間解析幾何(向量的運算)、微分和積分以及常微分方程等知識解決物理問題,由高中的個別現象到大學的普遍現象(限制條件由不變到變化),因此高校學生應該先具備一定的高等數學知識,然后再進行大學物理理論課程的學習,但有些高等院校在開設大學物理理論課程時沒有注意到這一點[6],把高等數學和大學物理放在同一學期開設,學生沒能夠掌握后續(xù)課程所需要的高等數學知識,這樣就導致了學生在物理課上一遇到數學問題就頭疼,嚴重影響了學生學習物理的興趣,因此我認為高等數學應開設在大學物理課程的前一學期,同時,我們物理教師在備課時也要選用一些應用數學運算簡單的并且比較有代表性的物理實際問題,避免學生把大量的時間都浪費在數學運算上,以便達到更好的教學效果。
(二)大學物理與大學物理實驗的課程設置
大學物理實驗課程是理工科各高校獨立開始的一門公共基礎課,雖然他是獨立設課的,但與大學物理理論課也是有必然聯系的,驗證大學物理理論課上的定理定律的實驗是大學物理實驗課程中的一部分內容,而有的學校在上物理實驗課時理論課還沒有開設,比如有的高校在實驗課上開設“用扭擺法測定物體轉動慣量”這個實驗時,學生理論課還沒有學習到剛體這一章的內容,這樣學生學習時就會很吃力,很難達到預期的教學效果,高校應該讓大學物理任課教師既要講授大學物理理論課程又要指導學生進行物理實驗操作,將大學物理理論課程與實驗課程的教學工作合理安排,從而更好地實現大學物理理論課程與實驗課程教學的緊密結合。
二、教學內容
民辦高校學生的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)符合時代要求的高素質應用型人才,而在大學物理課程教學過程中,讓學生具備一定基礎知識的同時更多的是注重能力的培養(yǎng),認真貫徹“以學生為主體,教師為主導”的教學理念;教學過程一定要符合學生的認知規(guī)律,教師上課時多采用理論聯系實際的教學方法,使學生對大學物理課程的學習產生興趣,引導學生主動學習,注重學生個性發(fā)展,在教學中認真貫徹“授之以魚,不如授之以漁”的教學思想,努力營造一個有利于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的學習環(huán)境。根據我校電氣信息學院和機械工程學院的課程設置情況,找出與大學物理相關聯的專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程的教學內容,有針對性地制定大學物理課程的教學大綱,在保證大學物理力、電、光、熱基礎知識完整的前提下,根據不同專業(yè)的專業(yè)需求調整教學內容。比如,電氣信息學院我們要側重光學和電磁學知識的講授;而機械工程學院我們要側重力學和熱學知識的講解,教學過程中應多引入工程實例,關注前沿動態(tài)。把物理學中學生專業(yè)課上和工作中最能用得到的知識傳授給學生,讓學生們學到最有用的物理學。更強調在教給學生知識的同時教給他們物理學的思想和方法,培養(yǎng)學生們學習的主動性和積極思考的學習習慣,真正把素質教育貫徹到教學實踐教中來,在進行物理理論教學的同時加強有關與工程技術應用方面相結合的教學。[7]
三、教學手段和教學方法
我們改變傳統(tǒng)的“一支粉筆,一張嘴,一塊黑板加墨水”的教學模式,所采用的教學手段是:多媒體課件教學與傳統(tǒng)教學相結合,不提倡全部用多媒體課件上課,提倡揚長避短合理使用包括多媒體課件、實物演示、黑板、肢體語言等多種教學媒體,以打造最佳教學效果。根據民辦高校學生排斥傳統(tǒng)教育模式,喜歡動手不善理論,思維活躍但缺韌性,渴望成功但缺耐心,自信不足易于放棄的特點,通過幾年的.教學研究下面幾種教學方法更適合民辦高校學生的學習:
。ㄒ唬﹩l(fā)誘導法
比如在講剛體對定軸的角動量時,我們可以會通過提問的方式讓學生回答質點的角動量,而剛體是由無數的質點組成的,剛體對定軸的角動量就是對每一個質點的角動量累加求和,通過這種啟發(fā)誘導的教學方法讓學生自行得出結論。
。ǘ⿲嶒炑菔痉
對講授電磁感應這部分內容時,讓學生通過多媒體來觀察實驗現象:1.金屬棒切割磁感線,閉合回路產生電流;2.線圈在磁場中轉動,在回路中也會有電流產生.通過這兩個實驗學生們很容易理解:“當穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時,在導體回路中就會有感應電流產生”。這樣實驗演示的教學方法很直觀,便于學生對物理知識的掌握。
(三)實物引導法
在講定軸轉動時,為了形象引入力矩的概念,可以通過教室的門進行演示,讓學生用不同的力作用在門的不同位置,讓學生親自體驗到作用的效果是不同的,這樣既可以活躍課堂氣氛又可以使學生們產生濃厚的學習興趣,加深學生們的印象。
。ㄋ模├碚撀撓祵嶋H法
比如在講授實心導體電荷分布時,會引入避雷針的工作原理和尖端放電的實例;在講授空腔導體時,會聯系現實生活中的很多實力:工人為什么能在高壓條件下帶電作業(yè),汽車為什么要安裝天線等。我們這樣轉型期間的民辦高校更應該多采用這種理論聯系實際的教學方法。
四、結語
民辦高校在我國是一個新興的教育概念,他是我國當代高等教育由精英教育向大眾化教育轉變時期產生的新生事物,隨著高校擴招他像一輪朝陽在中華大地冉冉升起,他是振興中華、提高全民族文化素養(yǎng)和科學素質的重大舉措。特別是在民辦高校轉入應用型本科院校期間大學物理的教學改革更是一項長期復雜的系統(tǒng)工程,對很多新辦的民辦高校來說任重而道遠,作為從事大學物理教育工作者應該從多方面著手,多管齊下、轉變觀念、大膽嘗試,才能使改革大踏步前進,為培養(yǎng)出基礎厚、知識寬、能力強、素質高的新世紀人才探索新路子,筆者僅針對民辦高校應用型本科院校的特點,粗淺的談了一些自己的觀點。
【參考文獻】
[1]馬文蔚.物理學教程[M].高等教育出版社,1999.
[2]非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求[J].物理與工程,20xx.
[3]程守珠.普通物理學[M].高等教育出版社,20xx.
[4]王桂英,彭振生.大學物理課程專業(yè)分層次教學初探[J].大學物理課程報告論壇文集,20xx.
[5]陳宜生.獨立學院大學物理教學改革初探[J].中國電力教育,20xx.
[6]李艷紅.大學物理課程與中學物理課程的銜接研究[J].河南大學碩士論文,20xx.
[7]張貴清.工科大學物理教學的探索與思考[J].科技咨詢,20xx,3:179.
大學物理論文2
摘要:大學物理是工科院校本科生的一門公共基礎課。它對于培養(yǎng)學生的科學素質、培養(yǎng)積極探索創(chuàng)新精神、提高分析問題、解決問題的能力等方面具有無可估量的重要作用。教師如何在大學物理第一堂課成功吸引學生注意力、提高學生的學習興趣呢?作者針對這個問題,提出自己的一些建議。
關鍵詞:大學物理;教學方法;學習興趣
物理學是研究自然界中物質結構、性質、基本運動規(guī)律及其相互作用的科學,它是一門基礎科學,是所有自然科學及工程技術的理論基礎。物理學包含了自然界中的萬物之理,幾乎所有的自然現象都可以在物理學中找到解釋。大學物理學是一門面向非物理專業(yè)本科生的基礎課程,它對于培養(yǎng)大學生的科學思維能力、走出校園后分析問題、解決問題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神等方面具有重要作用。隨著近年來就業(yè)壓力的增大,學生學習的目的性很強,他們更傾向于重視能對就業(yè)有直接幫助的學科,如專業(yè)課、英語、計算機以及其他與考證相關的學科。對大學物理這門邏輯性和理論性很強的基礎課程,學生則認為不用花太多心思,只要拿到學分即可。這時,提高學生的學習興趣就顯得尤為重要。好的開始是成功的一半,大學物理的第一堂課起著至關重要的作用。教師如何在第一堂課快速抓住學生的眼球、帶領學生順利邁入大學物理的門檻呢?本文針對這個問題,提出了幾點建議。
一、結合實例講述大學物理的重要性
只有明確了大學物理的重要性,學生才會產生學習的積極性。首先,教師應說明大學物理與他們的專業(yè)密切相關。如對于道路橋梁方向的學生,缺少大學物理中的力學知識則無法修建道路和橋梁。其次,教師結合當今大學生感興趣的事物讓他們體會物理就在身邊,比如人們時刻不離手的智能手機、平板電腦、用于文件傳輸的優(yōu)盤等等,其中的核心技術都源于物理。教師還可以結合近幾年熱映的高科技電影,調動他們的興趣,如在20xx年獲得奧斯卡金像獎的《星際穿越》,劇情中通過蟲洞穿越時間、在米勒星球中的時間膨脹、主角家中由書房構成的高維空間等都來源于物理學。
二、講述大學物理和高中物理的區(qū)別
教師在第一堂課的授課中,應特別指明二者之間內容的區(qū)別。高中物理中的公式或結論一般是針對特殊情況得出的`,因此只在特殊條件下才成立,而大學物理中的公式具有一般性。
三、講述微積分在大學物理中的重要應用
高中物理中涉及到的物理問題用簡單的代數運算就可以解決,但是,大學物理中的物理問題幾乎都需要利用微積分的思想和方法才能解決,這是因為大學物理中涉及的物理量或運動過程一般是隨時間變化的。習慣了用代數法解決問題的學生,需要逐步掌握微積分思想和方法,并達到熟練應用的程度,這對于他們來說具有一定的難度。因此,教師應該在第一堂課講清楚大學物理與微積分的密切聯系,提醒學生在學習大學物理之前,復習高等數學中的微積分知識,做到有備無患。
四、講述大學物理的教學模式
大學物理作為基礎課,在一般工科院校中所分配的課時不多,甚至有愈加減少的趨勢。如此一來,教師需要在少課時的前提下完成相對較多的教學任務,如何在這種情況下保證教學效果幾乎是每一位教師一直思考和實踐的問題。隨著科技的發(fā)展,現階段多數院校采用以多媒體與板書相結合的教學模式,甚至有些班級以純粹PPT課件為教學手段。這種教學模式存在很多優(yōu)點,對于一些抽象復雜的知識,可利用多媒體把文、圖、聲、像有機地結合起來,大大增強了學生對知識的理解。但是這種教學模式也存在一定的弊端,幻燈片翻頁快,學生有時來不及反應,對學過的內容印象不夠深刻。
五、講述物理學的框架
了解物理學的框架有助于學生對物理學的發(fā)展形成整體的認識,適當的引入物理學史轉折時期的一些細節(jié),有助于培養(yǎng)學生的興趣。講述物理學家在看似尋常的現象中發(fā)現問題,經過深入研究探索,最后解決問題帶來物理學史上的一次次突破,進而引發(fā)新的科技革命。學生從中可以獲得啟發(fā),學習物理學家治學嚴謹的態(tài)度以及科學創(chuàng)新的精神。拉普拉斯曾說過:“認識一位天才的研究方法,對于科學的進步,并不比發(fā)現本身更少用處,科學的研究方法經常是極富興趣的部分!
六、明確大學物理應該怎樣學
首先,掌握基本概念。只有弄清基本概念,學起來才會順暢。其次,需要做習題,做習題的過程就是掌握物理概念和方法的過程,通過做習題發(fā)現問題,重新思考,更深入理解概念。再次,對于不懂的問題,同學之間相互交流討論,通過討論,可以更深入的學習,也可以糾正自己不正確的理解。最后,大學物理授課重視框架、概念、思路、方法,學生聽課時應特別注意教師如何提出問題,怎樣分析問題,得到什么結論,重點聽思維和方法。萬事開頭難,教師應在第一堂課引導學生順利邁入大學物理的門檻,以便完成從高中物理到大學物理的過渡。但是想要獲得好的教學成果,還需教師和學生在之后的學習中共同持續(xù)努力,不斷探索更佳的教學方法。
大學物理論文3
【摘要】好的開端是成功的一半。針對大學物理內容模塊化明顯的特征,結合自己的授課體驗,建議在大學物理授課過程中加入模塊性小緒論,讓學生盡早對對應模塊內容有整體把握,并充分認識重難點、關鍵點,從而既可以使學生在后續(xù)的學習中做到有的放矢,又能督促他們盡早對難點下手,逐步解決問題。
【關鍵詞】大學物理;模塊;緒論;重難點大學
物理是研究物質的基本結構、相互作用和物質最基本運動形式以及相互轉化規(guī)律的科學,是科學與工程技術應用的基礎,是各工科院校本科各專業(yè)必修的一門重要的基礎理論課,也是工科專業(yè)基礎課和專業(yè)課的基礎。但是大學物理也是學生覺得很頭疼很難學的一門課。作為一門基礎學科,其學習的扎實程度對后續(xù)課程的學習有重要的影響。因此大學物理教師想盡辦法提高學生學習效果,力求學生學好大學物理。本文筆者針對大學物理內容模塊化明顯的特征,建議在大學物理授課過程中,巧花心思,短時高效地加入模塊性小緒論,讓學生盡早對對應模塊內容有整體把握,并充分認識重難點、關鍵點,從而既可以使學生在后續(xù)的學習中做到有的放矢,又能督促他們盡早對難點下手,逐步解決問題,使學生學習是做到心中有數,信心十足,達到事半功倍的效果。
1大學物理內容模塊化明顯,各模塊之間關聯性不是很強
大學物理的內容體系和知識架構模塊化明顯,通?梢詫⒋髮W物理粗分為六大模塊:力學模塊、靜電學模塊、磁學模塊、熱學模塊、波動與光學模塊、相對論與量子物理模塊。各模塊之間有一定的關聯性,但關聯性不是很強。比如力學模塊是后續(xù)各模塊的基礎,靜電學和磁學模塊在處理問題的方法上有很多的相似性,但也有很大的差異。而電、磁學模塊和熱學模塊、熱學模塊和波動與光學模塊、電、磁學模塊和波動與光學模塊之間的關聯性就不是很強,甚至有些模塊之間幾乎無關聯。因此每一個模塊的內容和方法都相對比較獨立,這就為進行分模塊緒論、分模塊授課提供了方便。
2缺少模塊性小緒論,突兀開講,學生對內容的總體性把握不到位
目前在大學物理的授課過程中,大家總體上比較重視單元及模塊的總結與習題處理,并且在總結的時候都會關注到各部分的關聯性,但是往往缺少模塊開頭的小緒論,其實就是過分重視總結,不太重視開頭。但是缺少了模塊性小緒論,突兀開講新內容,學生就不能對本模塊內容有總體性把握,很難做到心中有數,往往是學完了也搞不清重難點究竟在哪里。
3巧花心思,短時高效上好模塊性小緒論
好的開端是成功的一半,模塊性小緒論能夠使學員對本模塊的授課內容有總體把握。在學完一個模塊進入下一模塊時,老師可以巧花心思,針對新一模塊的特點,對相關內容做形象概述,對新模塊的方法做適當的交代和點撥,做一個短時高效的小緒論,對學生做合理的引導。下面筆者以磁學模塊為例,談談磁學模塊小緒論的重要性。
1.學習內容上解惑翻看大學物理課本的目錄,大概有百分之五十的內容學生都很熟悉,因此有些學生就會覺得大學物理似乎沒啥學的。在小緒論里我們可以帶領學生梳理中學物理中關于磁學的內容,學生能夠記得的大概是洛倫茲力,勻強磁場里導線切割磁力線運動時受到的安培力以及法拉第電磁感應定律,事實上他們對磁學的`了解非常有限。那么在大學物理里我們還將學習哪些內容呢?可以簡單概述,比如說:我們將會學習關于磁場的性質,磁場的計算方法,這里主要涉及的是比奧薩法爾定律和安培環(huán)路定理(PPT展示圖片和公式),學懂了這些內容你不僅能夠對磁場有更深的了解,而且還會設計制造你所需要的磁場,可以設計消磁甚至電磁干擾等。當我們對磁場熟悉后就要學習磁場對物體的作用了,比如,點(運動電荷)、線(載流導線)、圈(載流線圈)在磁場的受力及運動情況,列出公式,這些也是磁學的重點內容。另一個內容就是關于電磁感應了,其實就是磁生電的問題,牽扯到感生電動勢和動生電動勢,簡單展示圖片及公式。
2.加強方法引導,及早把握重難點在內容展示的整個過程中相信學生都在為叉積及叉積后的積分感到頭疼。電學和磁學是大學物理非常重要的兩個模塊,但是學生普遍覺得磁學比電學要難得多。學生說他們是被比奧薩法爾定律嚇倒了。比薩定律在磁學中的地位等同于電學中的庫侖定律,是磁學中非常重要的基本定律,但在它的身上非常完美的聚結了磁學的幾個困難:畢薩定律中要先叉積,叉積之后是一個矢量,要矢量積分呀,方向怎么辦?然后在對dl積分,但是r和夾角都隨著dl的變化而變化,也就是說這是個多個變量的積分,怎么辦?事實上,不管是比奧薩法爾定律、磁力、磁力矩,還是動生電動勢都離不開叉積,叉積及叉積后積分貫穿整個磁學部分。這是不可以逃避,與其讓學生學到的時候覺得困難甚至放棄,不如在小緒論里就充分展示出難點問題,并在授課過程中信心十足的引導學生逐步解決這些困難,從心理上消除畏難情緒。
在小緒論里讓學生對本部分內容有整體把握并對認識重難點、關鍵點,這些對他們后面的學習很重要,既可以做到有的放矢,又能督促他們盡早對難點下手,逐步解決問題。良好的開端是成功的一半。老師在小緒論里就應將大學物理和中學物理的區(qū)別,內容深入的程度,學習大學物理的目的,學習內容和方法等告知學生,最好能讓學生對這些變化能從內心里有些體會,從而從一開始就注重對本模塊特有的學習方法的掌握。
4小結
大學物理的模塊性小緒論是必要的,通過大概二十分鐘左右的概述把本模塊要學習的內容、順序、思路、重難點等問題與學生做好交流與溝通,讓學生在學習中做到心中有數,既能避免學習的盲目性,又能夠激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)新意識。巧花心思上好這堂課,吸引學生,帶領學生跟隨你的腳步開始新模塊內容的學習,輕松的學好大學物理。
【參考文獻】
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。2]彭振生,王桂英,王聞琦,物理學的育人功能[J],物理與工程,20xx,12(2):40.
大學物理論文4
1大學物理課程教學方案的調整
首先,應針對不同專業(yè)設置不同的課程內容。例如,我校就針對工程類本科專業(yè)將大學物理分成了A、B、C三類,分別包含不同的教學內容,為各類工程類專業(yè)打好物理知識基礎。此外在授課時應結合本專業(yè)的特征,適當拓展一些與專業(yè)結合的知識點,讓大學物理教學內容能服務于各專業(yè)的應用。在分專業(yè)設置教學內容后,一個突出的問題就是課時數偏少。在保證教學效果的前提下,應解決教學內容多和教學時間少之間的矛盾,盡量讓學生在較少的時間內掌握物理研究方法和思維方式。學生不僅要在上課時能“聽得懂”講授的內容,還要自己知道如何去下手處理問題。這就要求把教師的精講和學生的課下練習結合起來,課上教師授課時不需要面面俱到。例如,在講述理論公式時只需要給出推導原理和所需要的數學方法即可,推導地具體過程要求學生課下自己完成,而應該把時間花在對公式的產生背景、公式的應用范圍以及理解和應用上。大部分教材在每章的后面都有小結提綱,每一章結束之后小結部分讓學生自己來整理,教師可以簡單提出歸納總結。另外,對一些有可比性的知識,可以精講一類,對比性的介紹另一部分的知識。例如,在電磁學中電場部分和磁場部分知識結構基本相同,這樣可以把電場部分作為講述分析的重點。建立了基本的思維方式和研究方法后,對磁場部分的知識可以以此類推,很容易就能理解掌握。還有在力學中質點系的動量定理、動量守恒和動能定理、動能守恒部分,也可以采取這樣類比講述的方式,節(jié)約上課時間,提高授課效率。
2多方式結合靈活教學
各專業(yè)學生在五年的中學物理教育后,對物理課程已經有了一些認識,加上應試教育的影響,給多數學生留下了枯燥乏味的印象[2]。這就要求教師在教授大學物理課之前首先要在緒論部分指明大學物理和中學物理的不同之處,更正學生認為大學物理就是對以前知識的重復闡述,另外講述一下大學物理的現狀,尤其是前沿知識,調動學生的積極性,激發(fā)學生的求知欲望。在今后的授課中,為了清除物理知識留給學生的枯燥乏味的壞印象,可以借助新的教學手段,例如多媒體教學。多媒體教學綜合了符號、圖像、聲音、影像等多種媒體信息,根據教學目標和教學對象的特點,通過合理選擇和有機組合在教學過程中生動演示各種物理現象和物理過程,達到最優(yōu)化的教學效果。例如:剛體轉動、彈簧振動、波動以及氣體分子運動等多種抽象的物理模型和過程都可以通過多媒體直觀地展示出來,幫助學生提高空間想象能力。多媒體教學已經成為不可替代的一種重要教學手段,它的優(yōu)勢和地位不容忽略。但是現在許多教師對多媒體教學手段過度依賴,忽視板書,走向了授課就是播放多媒體課件的另一個極端[3,4]。尤其是在講述例題時,速度較快的展示公式以及計算過程并不能吸引學生的注意力,反而會使得學生由于跟不上進度而被迫放棄聽課。如果在此時結合多媒體的圖形展示,利用板書將解題過程一一詳列,更會吸引學生的注意力,順著教師講解的步驟慢慢弄清楚問題所在,實現多媒體技術和板書的完美結合。此外,必要時也可要讓具有一定計算機編程知識的學生來模擬或擬合一些現有的實驗數據和圖形。例如,在講述熱學部分的麥克斯韋速率分布函數關系圖時,可以讓有matlab或mathmatic編程基礎的學生嘗試著去擬合一下速率分布函數關系圖,看得到的結果是否跟麥克斯韋總結出來的公式相同,加深學生的印象,同時提高學習興趣,幫助學生準確掌握知識的難點和重點,提高學習效率。俗話說,興趣是最好的老師。課堂上在介紹新知識之前,首先尋找新舊知識的矛盾點或者闡述現有的理論和不能解決的實驗現狀,讓學生看到以前知識的局限性,把握時機提出設想,提高學生的興趣,讓學生帶著濃厚的學習興趣和疑問去接受新知識。例如:在講解氫原子的線狀光譜時,可以先把實驗上得到的氫原子線狀光譜一一列出,并講明當時的理論現狀(盧瑟福為解釋α粒子散射實驗中大角散射部分提出了原子核模型,但該模型存在局限性,沒有解決原子核外電子的運動情況),加之行星模型應用原子體系的不適用性,勢必要求新的理論介入。隨后加入對量子背景的介紹,玻爾三大假設自然而然插入,非常完美地解釋了原子的線狀光譜和原子的穩(wěn)定性問題。除了課堂上知識的傳授,課下通過組織物理興趣小組、成立物理協(xié)會、開展家電維修、建模競賽、大學生競技賽等各種活動參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目和大學生創(chuàng)新項目,讓學生有機會把課堂上學到的理論知識應用到實際生活中來,激發(fā)學生學習的積極性,提高綜合素質。上面從多媒體技術、計算機模擬、課堂設問、課下興趣小組等幾個方面結合自己的教學心得對多種教學方式相結合的靈活教學模式做了初步探討和實踐。只有各種教學手段交錯使用,揚長避短,才能合理利用資源達到最優(yōu)的教學效果。
3加強啟發(fā)式實驗教學
大學物理實驗課程是大學物理的附屬課,是主要針對理工科大學的專業(yè)特點和基礎課程內容開設的驗證性實驗。學生課堂接受理論知識對實驗基本原理有所了解后,通過實驗驗證,可以加深對基礎知識的理解。但由于實驗過程和結果都早已被確認,因此在實驗過程中應不僅讓學生熟悉實驗儀器、掌握基本實驗方法、給出驗證性結果,更重要是培養(yǎng)學生的觀察能力、分析和處理問題的能力。根據實驗過程中出現的問題和不合理的實驗現象,找出原因所在,培養(yǎng)學生獨立思考、改裝實驗的能力。因此,針對不同專業(yè)需求考慮一些實驗的取舍,也可以增設設計性實驗和綜合性實驗。學生可以根據自己的合理想法在現有實驗儀器的基礎上,重新整合實驗過程,驗證自己的實驗設計,使學生充分發(fā)揮設計能力。例如,在“透鏡焦距測定”這個基礎物理實驗過程中,在接收屏上觀察到的物象并不清晰,有時還會將光源的'燈絲形狀呈現在物象里,這時可以啟發(fā)學生想辦法來解決該問題?梢詮母倪M光源入手,設計一個適合本實驗的平面光源,本人在教授該實驗過程中受到這個實驗誤差的啟發(fā),設計了一種新型平面電光源裝置(專利:一種平面光源裝置,授權公告號:CN202580770U)。該面光源采用微單元平面光源結構,可以根據需要定制微單元尺寸和個數,能保證光源的平面度和均勻度;在“楊氏模量測定”實驗過程中可以對實驗室的楊氏模量測定儀進行改裝,利用激光器代替光杠桿中的平面鏡,并調節(jié)激光器使出射激光的方向與工作平臺平行,這樣射出的激光會打在遠處的標尺上,得到較大的光杠桿長臂,降低機械結構的復雜性,且測量方便。指導學生已將該實驗儀器的改造申請到實用新型專利“激光楊氏模量測定儀”(授權公告號:CN202393656U)。通過設計性實驗和啟發(fā)式實驗教學,提高學生對知識的理解能力,進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
4教師教學素養(yǎng)的提高
針對上面提出的改進辦法,要求高校教師應注重平時知識的積累,加強質量文化建設。許多青年教師的教學效果不好,很大原因是自己對所要教授的內容理解不到位。只有扎實的基礎理論和對專業(yè)知識的深刻理解,才能在課堂上講出道理,理清思路,指出方法;另外,還需高校教師將科研融入到教學中。根據現代科技快速發(fā)展的要求,借鑒國內外各種教材的長處,對大學物理授課內容做出一些相應的修改,適當地加入部分科技前沿知識。這就要求高校教師提高科研能力,教師在做科研的同時必然去查閱資料文獻,會對新的觀點進行思考總結;在申報各類科研項目的同時會對科技前沿知識有一個總結性的認識;在與同行進行學術交流時,會交流觀點、思想碰撞、取長補短,產生新的科學認識,這樣就會夯實自己的專業(yè)基礎知識、修正自己思想上的紕漏,充分了解科技前沿的步伐。教師把在科研過程中提純的思維方法和前沿思想,在課堂上滲透給學生,激發(fā)學生學習興趣,開闊學生視野,培養(yǎng)學生的科研意識和創(chuàng)新能力。例如,在講述電磁學部分中的帶電體所帶電量時,需要對學生在中學時接受的“任何帶電體所帶的電量都是e的整數倍”這個觀點做一下修正;玖W淤|子和中子這一類強子是由更基本的單元———夸克組成的,而夸克具有一個顯著的不同以往的特征就是它的帶電量是基本電量e的分數倍23|e|或-13|e|。適時地加入一些前沿知識必定會開闊學生的知識視野,集中學生的注意力,激發(fā)學生的學習興趣。通過大學物理這門基礎課程的學習,使學生熟悉自然界物質的結構、性質、相互作用及其運動規(guī)律,為后繼專業(yè)課程的學習奠定必要的物理基礎,尤其是養(yǎng)成良好的理科思維習慣和處理問題的方法。從科學教育的基本規(guī)律出發(fā),強化基礎知識積累,結合以上幾種方式,目前所教授的各專業(yè)理科生對本課程的學習效果興趣明顯提高,學生在學習過程中的主動性和積極性也充分地調動了起來。只要堅持對教學過程中紕漏的不斷修正,師生共同努力,一定會提高學習效果,逐步形成科學的思維習慣,培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性思維的高素質理科人才。
大學物理論文5
摘要:
“互聯網+”時代背景下的高職院校教育改革應將重點放于以互聯網為平臺,與國內外前沿科技動態(tài)、發(fā)展方向以及人才知識需求相結合,對學生知識體系予以拓展,并提升其創(chuàng)新意識、思維及能力!澳秸n”教學模式同傳統(tǒng)大學物理實驗的結合是對物理開放式實驗教學的探索,有利于學生視野的開闊、創(chuàng)造性思維的發(fā)散以及學習積極性的提升。
關鍵詞:
“慕課”;大學物理;開放式實驗教學
大學物理實驗教學在提升學生綜合素質、培養(yǎng)其創(chuàng)新精神與實踐能力上發(fā)揮著不可替代的作用。目前,大學物理實驗教學的開放程度已成為對高職院校實踐教學水平予以評判的重要指標之一。近年來興起的“慕課”(MOOCs)是以互聯網為基礎的一種大規(guī)模、在線且開放式教育教學新模式,概念提出以來,得到了社會各界的廣泛關注與重視,為教育界帶來了巨大挑戰(zhàn)與機遇。將“慕課”引入大學物理實驗開放式教學中,使其與傳統(tǒng)課堂教學相結合,能夠讓學生自由選擇學習時間與地點,在課堂上進行實驗操作與數據處理,并就實驗內容進行討論,既能增加學生實驗操作時間與討論環(huán)節(jié),又可保證學生有充分的時間進行實驗方案的自主設計,有利于學生學習興趣的極大提高及其動手能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。
1一般實驗教學模式
現階段,學術界已對大學物理實驗教學采用分階段循序漸進模式達成了一定的共識。例如,美國大學物理實驗課大致對其教學過程進行了三個階段的劃分,分別為基礎訓練階段、教師指導階段與設計階段。與此同時,我國部分職業(yè)院校也對大學物理實驗進行了基礎訓練、專業(yè)基本訓練以及綜合設計三種實驗類型的劃分。在第一階段中,主要訓練學生的基本實驗技能、基礎實驗方法以及對基本實驗儀器的使用;第二階段則主要利用學生在第一階段掌握的基本知識與技能,訓練其一些高層次的物理思想、模型及方法;到了第三階段,教師會向學生布置一些專題實驗,讓其在特定時間內獨立完成,在這一過程中,學生需要獨立設計實驗方案、選配實驗儀器、分析實驗結果,最后還要就實驗中出現的問題做深入的研究。整個實驗環(huán)節(jié)中,教師的主導作用尤為明顯,學生一般都是處在一種被動式的學習狀態(tài)中。為了對實驗室與實驗儀器等的利用率予以提高,讓學生變被動學習為主動探索,一些高職院校開始進行開放式實驗室的建設,并對實驗室實施開放化管理,開展具有開放性質的實驗教學與活動。
2“慕課”(MOOCs)的優(yōu)勢及其對大學物理實驗開放式教學的促進
2.1“慕課”的優(yōu)勢
“慕課”即“大規(guī)模在線開放課程”,較之傳統(tǒng)課堂教學而言,基于“慕課”的開放式教學有著明顯的優(yōu)勢。
。1)教學資源優(yōu)勢,F階段,全球已經成功構建起三大知名在線免費課程平臺,它們分別為Coursera平臺、edX在線免費課程平臺以及Udacity平臺。其中,Coursera平臺由美國斯坦福大學教授創(chuàng)辦,目前,該平臺已同含北京大學、上海交通大學等內在的100多所大學建立起合作關系;edX在線免費課程平臺由哈佛大學與麻省理工學院聯合創(chuàng)辦,Udacity平臺的創(chuàng)辦者有SebastianThrun等。這些平臺教學資源豐富,以絕對性的資源優(yōu)勢引領著全球的教育與教學工作。
。2)教學師資優(yōu)勢。現階段,從事“慕課”教學工作的教師大多都是來自于世界名校的知名教授與專家,他們有著豐富且先進的教學經驗,學生們可以對高水平、側重點不同的教師進行自由選擇,這有利于學習效果的提升。
。3)教學模式優(yōu)勢。開展“慕課”教學,學生不會受到上課地點與時間的束縛,在學習過程中,他們還可以自由選擇回放或快進,以自己所學的實際進度為依據決定課程的具體內容,學習進程的可控度與自由度更高,這是現場教學難以比擬的優(yōu)勢所在。
2.2“慕課”促進大學物理實驗開放式教學的具體體現
(1)更新課程內容;谵k學資金與辦學基礎的限制,我國很多高職院校所開設的物理實驗課程大都存在著儀器設備品種少且落后的現象。“慕課”的教學資源優(yōu)勢十分明顯,開設“慕課”的院校大都有齊全的實驗儀器設備。通過“慕課”,學生能夠了解很多在校內無法見到與掌握的物理實驗儀器的操作原理與方法,增長高科技知識,這有利于學生學習興趣的增強,對學生視野的開拓、潛在創(chuàng)造能力的開發(fā)等均有很大的益處。
(2)豐富課程內容。通常,我國高職院校物理實驗課程的課時都比較少,如果想在固定的學時內增設更多的實驗項目,就必須對各個試驗項目的授課時數予以縮短,但是,學生的實驗能力是有限的,這又對相應學時數的保證提出了要求!澳秸n”的應用能夠有效解決上述問題,教師可以讓學生先通過“慕課”自學相關實驗項目內容,在課堂上對其進行提問,并讓學生相互討論,通過具體實驗獲取并鞏固知識,這有利于授課時數的節(jié)省,由此便可增設物理實驗項目,實現在有限課時數內對實驗物理實驗課程教學內容的豐富,在培養(yǎng)學生自主能力的同時讓其變被動學習為主動學習,最終實現真正意義上的“翻轉課堂”。
。3)減少課程投入。于大部分高職院校而言,投入儀器設備的資金本就有限,加之物理實驗教學多以公共基礎實驗課程教學為主,因而通常情況下都得不到足夠重視,可以購買的儀器設備由此也會更加有限!澳秸n”的.到來能夠解決高職院校購買儀器設備資金少的難題,部分價格高昂的實驗項目儀器設備是無需購買的,學生只需要對“慕課”加以利用,通過自學或借助教師的講解便能掌握儀器的原理與使用方法,這向高職院校物理實驗教學工作的開展提供了強有力的支撐。
。4)提高課程效果。高職院校中普遍存在著物理實驗課程教學時數少、儀器設備落后、師資水平有限以及學生接受能力不強等問題,這些因素都會對其物理實驗的教學質量產生負面影響!澳秸n”豐富了普通教師所扮演的角色,他們不再僅僅是授課者,還是學習者,通過向名師學習,這些普通教師能夠提高自身的教學水平,以此對學生進行更加專業(yè)的教授與指導。學生可以與自己的實際水平相結合選擇課程的學習內容,帶著問題上實驗課,這樣不但能對學生的積極性與主動性產生極大的調動作用,還能優(yōu)化他們的學習效果,將其潛能更大程度地激發(fā)出來,對其創(chuàng)造力予以挖掘,實現對自然科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。在此意義上,將“慕課”融入到大學物理實驗開放式教學中是十分必要的。
3以“慕課”促進大學物理實驗開放式教學的努力方向
3.1構建大學物理實驗“慕課”網絡平臺
隨著網絡建設工作的不斷開展,我國很多高職院校都有了自己的網絡教學平臺,但是,有的院校中平臺的利用率并不高,究其原因,主要在于師生之間的互動比較少,參與討論的人員通常只限于本校學生,致使這些網絡教學平臺沒有足夠高的“人氣”,這最終對高職院校優(yōu)質資源的共享產生限制。通過建立“慕課”網絡教學平臺,更多師生能夠對高職院校的教育與教學資源進行共享,作為物理實驗開放式教學的前提與基礎,平臺中所具有的討論功能、師生互動、成績評定、作業(yè)提交等內容都會得到極大的豐富。
3.2對學生學習、年齡以及文化背景等加以考慮
對于學生而言,網絡“慕課”的選課基本上是沒有“門檻”的,只要有學習需求,任何年齡、知識層次以及教育背景的人都能自主選課與學習,這與“終生教育”理念相符。但是,大學物理實驗教學涉及的部分儀器操作是有一定危險性的,如果學生對基礎知識并不了解,只是單純操作儀器,對其創(chuàng)新意識的培養(yǎng)而言是不會產生促進作用的;诖,物理實驗教學的開放需要先對學生的學習內容進行分類:一部分是在校學生必須預習的內容,涉及理論知識與儀器操作規(guī)范,以此為內容對學生進行考核,將最終成績作為預習分數錄入總成績中;另一部分是以校外學生為對象設計的教學內容,在條件允許的前提下許可校外學生來學校實驗室進行現場儀器的操作并記錄實驗的內容,對這部分學生理論知識的掌握要求需適當放寬,單獨開設實驗時間,不能與本校學生的學習產生沖突,以此保證課堂質量。
3.3對物理實驗室建設模式予以全面開放
與理論教學不同,實驗教學以儀器操作、實驗觀察、總結與分析為其重要內容,其教學目的定位為對學生科學素質、思考與操作能力的提高。雖然“慕課”能夠在較大程度上對課堂教學壓力予以緩解,但它并不能完全取代傳統(tǒng)的課堂教學。由此,大學物理實驗“慕課”網絡平臺必須以線下實驗室為支撐,線上線下相結合,讓學生共同完成對物理實驗的學習。針對在校生,應使其在實驗室開放期間完成實驗;針對社會學生,則可考慮對“虛擬網絡實驗平臺”予以引進,以此讓其完成實驗部分的學習。
參考文獻
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大學物理論文6
1中學物理和大學物理的不同
1.1研究對象的不同對于研究對象,中學物理一般只討論自然現象中的簡單問題如一維問題,而大學物理討論的是二維、三維甚至多維等復雜問題。比如對于力學內容,中學力學只研究加速度為恒矢量的質點的運動學和動力學問題,而大學力學則還要研究加速度變化時的質點的運動學和動力學問題,中學力學只研究質點的運動問題,而大學物理力學還要研究剛體的運動學、動力學問題,從研究對象上看更廣更趨于一般化。中學物理僅對宏觀簡單特殊規(guī)律作一般性的認識和了解就夠了,而大學物理則要進一步研究物質運動的理論本質,要運用數理統(tǒng)計的方法得出自然界一般性的普適規(guī)律,更上升了一個理論的高度。
1.2研究方法的不同中學物理因研究對象簡單,數學知識基礎少,所以研究方法基本是歸納法,討論的規(guī)律基本上是從物理現象出發(fā),通過簡單實驗總結出來的簡單規(guī)律,比如中學物理力學中得出動量定理、動能定理的時候都是實驗歸納法得出的,并且涉及的力基本是恒定的,只講恒力的沖量、恒力的功,平均沖力等,在電磁學中只介紹勻強磁場、勻強電場的規(guī)律等。而大學物理與自然實際就更接近了,要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場,而研究這些復雜問題所用工具主要是高等數學的微積分思想、矢量代數,通過數學推導演繹的方法結合物理概念得出物理規(guī)律,即大學物理講的規(guī)律比中學物理的規(guī)律又上升了一個理論的高度。
1.3教學內容和教學進度的不同從教學內容來講,中學物理量少,概念、原理、規(guī)律簡單,對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認識,而大學物理涉及的知識量大,概念、原理多且相對復雜,對物理基本規(guī)律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質和內涵。從教學進度上講,中學物理講的較慢,每個概念,每個公式,每個原理教師會進行全面詳細講解,每一個知識點教師都會講透講精,講課重點放在解題技巧的應試訓練上,教師會給學生總結題型,歸納方法,并督促學生為了高考不斷學習,學生的學習大多是跟著教師按部就班。而大學物理教學內容量大,而教學時數非常有限,進度快,教師講課一般都只著重把握知識整體框架,講清思路,注重理論性、系統(tǒng)性,不象中學那樣講得精細全面。對于解題方法有總結歸納,但習題課的次數較少,學生運用所學知識解決問題的能力較弱,對習慣于被安排、缺乏學習主動性的中學生,就很難在短時間內適應大學教學過程。
1.4學生學習方法的不同中學生一般課前不預習,課后也很少翻閱知識輔導書,只要課堂上跟著老師聽課,課余時間除了完成老師布置的作業(yè)外,就是作大量的習題,實行題海戰(zhàn)術,重復熟練程度高,認為學好物理的標準就是多做題,解難題,學生自主接受新知識的能力較差,不善于提問題,對教師的依賴性較強。而大學生必須做到課前預習,帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點,做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料,對所學知識要融會貫通,及時復習總結,做的題目不在多,而在精,要學會自學,善于提出問題,要有比較強的'學習主體意識。中學物理由于數學知識的欠缺,很多物理概念、規(guī)律都是直接給出,沒有經過推導,這就決定了中學生接受物理知識的方式主要靠記憶,而大學由于有了高等數學、矢量代數、數理統(tǒng)計等工具,物理概念、物理規(guī)律大多可以做詳盡的推理,因而大學物理學習概念更注重概念的理解和掌握,物理過程的分析和論證。
2如何做好大學物理和中學物理教學的銜接
2.1循序漸進,適當放慢教學進度學生已習慣于中學教學慢節(jié)奏,少容量,講練結合的教學方法,若一開始就進行快節(jié)奏,大容量的教學,學生一下子不能適應,這不僅影響了大學物理的教學效果,同時也會挫傷學生學習物理的積極性。所以,我們在教學過程中最初應適當放慢教學進度,使學生逐漸適應,慢慢逐步進入正常的教學進度,從而達到讓學生適應大學的教學進度,學會大學的學習方法。
2.2通過物理緒論課灌輸大學物理的重要性大學教師應充分考慮大學物理和中學物理的區(qū)別,從一開始就讓學生明白大學物理和中學物理在研究對象、研究內容、學習方法等方面有許多的不同,讓學生知道大學物理不是中學物理的簡單重復。同時我們在緒論課中,應介紹物理學的發(fā)展歷史、物理學的發(fā)展現狀和物理學的發(fā)展的未來展望,從而引起學生學習物理學的興趣,另外對理工科學生來說,可以適當地給他們介紹物理學和自己未來的專業(yè)的聯系,以提高他們學習物理的積極性,例如對我們紡織專業(yè)的學生,可適當介紹量子力學與紡織材料等、質點、剛體力學與紡織機械方面的關系。同時還應強調,大學物理的基礎學科性質,學習大學物理不僅僅服務于后續(xù)的專業(yè)知識,更重要的是學會一種思維的方法、學習方法以及研究問題的方法。
2.3從中學物理內容過渡導入大學物理課題在教學內容方面,很多大學物理知識是在中學物理內容基礎上的提高,教師在物理教學時應簡要復習中學教材內容,使學生對所學過的內容做一個簡單回憶,隨后指出中學物理知識的局限性或特殊性,從而比較自然地引入內容,使學生順利地從中學物理知識過渡到大學物理知識的學習。要做到這一點,必須了解和研究中學物理教材內容,比如直線運動,中學研究了勻加速或勻減速直線運動,但加速度變化時的直線運動該如何考慮呢?比如圓周運動,中學研究的是勻速圓周運動的規(guī)律,但當速率變化時,圓周運動的規(guī)律又是如何呢?恒力的沖量的定義式和恒力做功的公式中學里都學過,變力的沖量和變力所作的做功又如何計算呢?這樣中學內容過渡導入的話學生會很容易從已學過的知識比較順利地過渡到大學知識。
2.4從學習方法和課后練習上進行銜接大學物理教學由于學時和教學內容的限制,老師不會像中學物理教學中對于一個知識點作詳細講解,所以對于大學物理的學習需要學生查閱其他的相關參考書,看看不同的學者對該問題的研究角度、研究深度和研究方法,從而使自己對此知識點有全方位的理解,真正轉化為自己的知識。在課后練習上,求解大學物理中的習題時盡量運用大學物理思維方法,有些教材中的習題,完全能用中學物理知識就可以求解,但這樣的話起不到鞏固所學新知識的作用,所以對于此類型題可以不做或少做,盡量選做必須用大學物理的新方法才能求解的題,或者含有大學物理的新知識的題型,以達到通過做作業(yè)來鞏固所學的新知識、新方法的目的。綜上所述,我們只有努力探索大學物理與中學物理的銜接問題,使學生順利進行從中學物理到大學物理的思維轉變,才能從根本上提高大學物理的教學質量。
大學物理論文7
摘要:先分析MOOC教學的優(yōu)勢與不足,再分析大學物理實驗的現狀及問題,后探討在實驗教學的環(huán)節(jié)中融入MOOC的教學,完善大學物理實驗教學,提高人才培養(yǎng)質量。
關鍵詞:MOOC;大學物理實驗;自主學習
一、MOOC教學的優(yōu)勢與不足
MOOC是大規(guī)模開放在線課程的簡稱,MOOC是一個完整的教學模式,有學習者的參與,有反饋,有作業(yè),有討論和評價,有考試與證書,教學流程上并不比傳統(tǒng)教學少。作為一種新型的學習和教學方法,MOOC教學具有的優(yōu)勢是:易于使用,覆蓋的人群廣,自主學習,學習資源豐富。傳統(tǒng)教學的開展要求師生時空上聚在一起,需要時間成本和空間成本,而MOOC作為遠程教學的一種形式,師生時空分離是它的一個特點,成本低廉的同時有利于個別化學習,再加上其豐富開放的學習資源,作為學習者無疑會樂于接受,并投身其中。MOOC與傳統(tǒng)教育模式相比也有它的不足:(1)學校作為一種特殊的組織機構,有自己獨特的文化特性,并以物質的、制度的、精神的形態(tài)表現出來。校園文化能在潛移默化間給予學生文化浸潤、文化陶冶及人文關懷,這是MOOC無法比擬的。(2)傳統(tǒng)課堂教學中老師語言表述、肢體形態(tài)等現場感染力對學生學習動因是極大促進,已經遠遠超越知識本身的獲取,而MOOC缺少課堂教學的現場氛圍。(3)教育學中的一個非常重要原則———因材施教,開發(fā)每個學生的智力,培養(yǎng)個性化人才。然而在MOOC的課堂中,全面地進行學習者特征分析是不可能的,出現優(yōu)秀學生得不到鼓勵關注而被埋沒的情況,差生的情況也得不到更多的關注。因此,MOOC與傳統(tǒng)的教學模式之間不是一個簡單的替代關系,而是一種融合、互補的關系。有人預言:“最后的結果可能是MOOC中有大學,大學中有MOOC。”MOOC教學的意義,在于對傳統(tǒng)教育教學模式的促進,通過參與式、自主與交互式學習模式,學生既是學習者又是教授者,既是知識的受眾,又是傳播者和創(chuàng)造者;全時空性的學習也有利于學生選擇最佳學習時間,有效利用時間,提高學習效率,從根本上把學習主動權交給學生,發(fā)揮其學習主觀能動,混合式教學的引入也便于教師實施“反轉課堂”教學,可提高學生的參與度、批判性思維和學習態(tài)度。
二、大學物理實驗教學的現狀與問題
大學物理實驗是大學一門重要的基礎課程,是一門實踐課程。從課程目標上來看,一是要通過實驗強化學生對理論知識的進一步認識,引導學生運用理論知識去分析和解決實際問題,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。二是通過實驗儀器、設備操作使用,實驗過程中不斷通過發(fā)現問題———分析問題———解決問題,學生正是反復在“錯誤”與“糾錯”的過程中,他們的觀察力、分析問題能力及實驗操作能力得到提高與升華。學生只有真正走進實驗室直接接觸實驗設備,通過嘗試和探究才能形成深刻的感性認識,只有在實驗室才能完成這一目標,實驗教學的主要特點是實際操作,不同于其他課程,因此,MOOC根本無法完全取代實驗室教學。大學物理實驗教學的現狀與不足:(1)實驗室資源有限,學生人數多,實驗時間緊,必須在有限的時間內讓學生完成實驗內容。因此,要求教師必須少講、精講。常常會有顧此失彼的感覺,不同的實驗,不同的教師存在很大的差異,影響實驗教學的效果。(2)學生課前預習效果差。與理論課相比較,實驗預習除了實驗原理外還有實驗設備的預習,僅靠書本對實驗設備的描述及插圖,學生很難對實驗設備建立正確的、直觀的形象,對整個實驗的場景,操作步驟,可能出現的問題只能根據學生的經驗、想象力去做一些猜想,導致學生之間存在很大差異,影響實驗操作與實驗結果。(3)課后復習環(huán)節(jié)薄弱。課后的實驗數據處理,實驗中的問題分析與討論,實驗內容及應用的拓展是實驗教學的重要環(huán)節(jié),在這一環(huán)節(jié)中教師難于掌控,影響實驗教學的效果。
三、MOOC教學模式與大學物理實驗教學融合的設計探索
(一)大學物理實驗MOOC資源的設計
MOOC教學的重要環(huán)節(jié)是教學資源的建設,大學物理實驗的MOOC資源與理論課教學相比有它的特殊性,它應該包含實驗原理、實驗設備的工作原理與正確操作方法、實驗系統(tǒng)的搭建,實驗流程與數據采集等。MOOC教學的特點之一———教學資源短小精干,給學生靈活性。因此必須把實驗的內容拆分成若干個小的模塊,制作教學視頻資源,加深學生對實驗原理的理解、為掌握實驗設備的正確操作方法提供必要保障。MOOC教學的另一特點———學習效果檢驗。因此在MOOC資源各個模塊中嵌入在實驗原理理解中的重點、難點問題,實驗操作的正確步驟,實驗中的常見問題與錯誤,實驗數據的分析與處理等,設計各個模塊中練習與測試的問題,便于評價學生學習效果。MOOC教學資源上網,利用網絡優(yōu)勢對學生開放,實現資源的大規(guī)模共享,建立網上互動平臺,實現學生與學生,學生與老師的互動與交流,使學生進入實驗室以前對實驗原理,實驗設備的正確使用,實驗操作步驟及注意的問題有了正確的認識,為提高實驗教學質量打下堅實的基礎。
(二)大學物理實驗教學過程與MOOC教學的融合
大學物理實驗的預習環(huán)節(jié),利用MOOC的`大規(guī)模、開放性、在線特征,由學生自主學習,完成相應的練習與測試。老師在課前檢驗學生MOOC學習的成果,并給出評價,計入預習成績。老師實驗課程的講授,主要是與學生一起討論MOOC中存在的問題及理解中的錯誤。改變以前課堂上教師唱獨角戲,學生被動接受的狀況。學生主動參與,師生互動,調動學生的學習積極性,培養(yǎng)學生學習能力、分析能力及口頭表達能力。解決了以前講授內容多,時間長,學生操作時間縮短,有利于提高學生的實驗操作技能。在學生實驗操作階段,老師還可以針對個別學生在MOOC中的問題,實驗中的具體問題進行面對面的交流與指導,也克服MOOC中師生交流的短板與不足。利用MOOC教學資源,學生完成MOOC中的相應數據處理、實驗原理、實驗方法的拓展學習,提高學生實驗數據處理的能力,完成實驗問題的討論與改進,提高實驗報告的質量,達到提高大學物理實驗教學質量的目的。
四、總結
大學物理實驗教學與MOOC教學各有優(yōu)勢,兩者不是簡單的替代,如何實現兩者優(yōu)勢互補是值得進一步探索的問題。不同的實驗課題,MOOC資源的建設也存在差異,需要精心設計與制作。大學物理實驗教學過程中,如何與MOOC有機融合在一起,也是值得每一位教師在教學實踐中去探索。學生自主學習,師生交流互動,讓學生更多地進行實驗操作,培養(yǎng)學生實驗技能,提高教學質量是大學物理實驗教學改革的方向。
參考文獻
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大學物理論文8
摘要:本文對大學物理實驗課程的現狀進行了分析和反思,主要從教育觀念、教學體系、教學方法以及教學評價幾個方面提出了自己對大學物理實驗課程改革的看法。
關鍵詞:物理實驗 課程改革 教學體系 教學方法
大學物理實驗課程是高校理工科專業(yè)學生必修的一門公共基礎課,在培養(yǎng)學生的實驗能力、動手能力和科學素養(yǎng)方面有著不可替代的重要作用。但是,長期以來,大學物理實驗課程在體制、教學內容和教學方法以及教學評價上存在著一些弊端,使得大學物理實驗無法達到其應發(fā)揮的作用,無法適應新世紀培養(yǎng)高素質人才的需要。進入21世紀,科技的發(fā)展、知識的飛速擴充,學生的特點也發(fā)生了很大的變化,要想提高學生實驗技能和培養(yǎng)學生科學素養(yǎng),對傳統(tǒng)的物理實驗教學進行變化調整勢在必行。
一、 更新教育觀念
物理實驗課程是一門涉及領域廣闊、時代性、社會性十分強的課程,它時刻面對著新時代、新科技的挑戰(zhàn)。我們在對于大學物理實驗的認識不能停留在教材上,物理學本身就是一門實驗科學,他的發(fā)展離不開大量的實驗,所以物理實驗課程應隨著社會的發(fā)展而變化。學生的進步和發(fā)展,取決于學生能否自主學習、合作學習和探究學習,而物理實驗為此提供了一個廣闊的舞臺,它有助于學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀方面得到發(fā)展,有助于教師的提高。我們應在教育改革思路和實踐上有重大突破。傳統(tǒng)的物理實驗教材與物理知識的發(fā)展之間的脫節(jié),傳統(tǒng)的課堂授課的局限,實驗儀器的程式化,這樣都很難調動激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)新意識。
二、 豐富實驗教學體系
長期以來,大學物理實驗是作為理論課程的一種延伸,學生只能按照理論課的知道機械的刻板的完成實驗,這樣大大的限制了學生的積極性,使原本充滿樂趣的實踐性課程變得很枯燥乏味。大學物理實驗應該是一門培養(yǎng)學生綜合能力的獨立課程,大學物理的教學內容也不能僅僅限于普通物理的范圍內,當前科技發(fā)展中的新方法、新技術、新手段的加入會使得基礎實驗又賦予了新內容,提升了實驗檔次。除了學生必須的基礎性驗證實驗外,我們還要加強綜合性實驗和研究性實驗、開放性實驗,開辟一種分層次實驗教學的模式。其中研究性實驗和開放性實驗要真正的開設起來,要求學生通過查閱資料,理解實驗原理,設計實驗方案、選擇實驗儀器、確定實驗參數、擬訂實驗步驟,在實驗過程中完善實驗結果,然后撰寫實驗報告。另外,研究性實驗和開放性實驗還可以通過教師開設的科研課題小組的形式來完成,豐富學生的知識,培養(yǎng)學生動手搞科研的能力,培養(yǎng)其科學研究的思維和科學創(chuàng)新精神。在學校開設物理實驗課的同時,還可以并行開設一些“物理實驗系列講座”,講述各領域的背景、思想、方法、現代技術和應用,使學生能夠深入理解物理實驗的思想、方法和應用,提高物理實驗課的層次和水平,激發(fā)他們的學習熱情和積極性。
三、 改進教學方法
首先確立以學生為中心的教學觀念,在傳統(tǒng)教學方式中往往是老師把實驗儀器調整好,在學生做實驗前詳細的講解,甚至做出實驗演示。學生只要被動地按照老師演示的步驟機械的重復實驗操作,就能成功的測到數據,完成實驗。學生在思想上對大學物理實驗課程不夠重視,每次實驗操作都是按部就班的應付了事。物理學是一門實驗科學,實驗是科學認識的基本方法。一個完整的實驗過程,包含提出問題、設計操作、數據分析和理論解釋4個階段。教學也應遵循這種過程,教師應當采用各種手段引導學生按照這種規(guī)律進行實驗。
例如:實驗的引入應充分調動起學生的.實驗積極性,教師可以通過各種有趣的物理史實、物理現象引起學生的注意,然后適當的提出問題,激發(fā)學生的求職欲望。在傳統(tǒng)的教學中,教師往往死板的采用教材上的事例引入,對于學生來說,這已早沒有了新鮮感,這就需要教師自身積極學習,不斷充實自己,要具有十分豐富的知識面和很強的科學實踐能力,將枯燥的知識聯系實際,形象化。另外,在不同類型的實驗課上,教師應該根據實驗課的特點調整不同的教學方法,靈活多變,以免使學生產生精神疲勞。在指導學生實驗時,教師應當貫穿物理思想、物理方法的教育,而不是簡單的解決學生當前的困難,而要讓學生知其然而知其所以然,引導學生善于發(fā)現問題、解決問題,靈活應用實驗設計思想和方法,獨立排除故障。
四、 完善教學評價體系
目前,我們學校學生的大學物理實驗成績評定分為三部分:預習成績+操作成績+報告成績。其中預習成績我們一般是針對學生寫的預習報告的情況打分,實際上大多數學生僅是將教材上的內容大抄一番,并沒有對實驗進行必要的預習,僅僅想通過課堂上的提問檢查是解決不了問題的。進一步完善物理實驗的教學評價體系是非常必要的。正確的教學評價是實施新課程改革的關鍵。它對教師的教學歷程、學生的學習過程具有非常重要的指導和導向作用。對于不同的實驗類型,教師可以采用不同的教學評價方式,關鍵看學生通過物理實驗課程的學習能否提高動手能力、培養(yǎng)科學創(chuàng)新精神。傳統(tǒng)的實驗報告是千篇一律的格式,學生往往按照教師的要求計算結果并進行一定的分析,實驗結論和小結也僅僅是將教材中的內容重新復述一遍,這樣不利于學生科研論文的寫作能力。對于研究開放性實驗,教師可以鼓勵學生撰寫科研論文式的實驗報告,自己收集查閱相關資料,設計實驗步驟,寫出報告。
大學物理實驗課程教學改革和學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一項艱巨長期的工程,需要我們不斷更新教育觀念,豐富多層次的教學體系,改進教學方法,能夠客觀公正的進行教學評價,才能使物理實驗課程成為培養(yǎng)學生思維能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)上成為一個較好的平臺,成為更有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學環(huán)境。
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大學物理論文9
摘要:構建了以手機為終端的大學物理實驗微課程移動學習系統(tǒng),共享本專業(yè)物理實驗知識及相關信息,惠及其他專業(yè)學生并輔助教師進行實驗教學。為移動學習提供了一個全新的交流平臺,以拓展大學物理實驗學習方式與途徑,進而提高學習效率。
關鍵詞:大學物理實驗;移動學習系統(tǒng);研究與構建
在參考和借鑒相關研究和實踐基礎上,創(chuàng)建了大學物理實驗微課程移動學習系統(tǒng)——遼科大物理實驗小站,在普及相關專業(yè)知識的同時,讓更多學生了解大學物理實驗原理及操作技巧,充分調動學生學習主動性和能動性,避免了傳統(tǒng)實驗教學較為枯燥以及信息量不足的問題,實現了輔助實驗教學的功能[1-3]。
一、系統(tǒng)結構設計
大學物理實驗微課程移動學習系統(tǒng)由移動學習平臺、移動交流平臺、日常推送平臺和數據監(jiān)控平臺構成(見圖1)。通過移動交流平臺在線互動答疑,及時解決學生實驗中遇到的問題。通過日常推送平臺,推送科技類圖文信息,介紹本學科領域國內外發(fā)展前沿動態(tài),開拓學生眼界。通過數據監(jiān)控平臺,及時將學生的信息反饋給授課教師,便于教師及時調整、修改實驗教學方案。
二、系統(tǒng)功能
大學物理實驗微課程移動學習系統(tǒng)自定義菜單有3欄,其中,“我的實驗”介紹實驗操作規(guī)程、實驗考核辦法及實驗報告撰寫要求,使學生對大學物理實驗的整體要求有一定的了解!皩嶒灲虒W”包括驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和校內講義子菜單,利用語音、文字、圖片及視頻等傳遞各種信息,使物理實驗學習更加具象、更有重點,避免了傳統(tǒng)教學方式較為抽象的弊端!敖虒W成果”展示了學生發(fā)表的學術論文及參加物理競賽、物理實驗競賽取得的成果等信息。(一)通過學習平臺與推送平臺輔助實驗教學。將實驗教學內容和一些科普知識、趣味物理實驗等科技信息編輯成能夠激發(fā)學生興趣的圖文、視頻信息,通過學習平臺和推送平臺發(fā)布,為學生搭建差異化知識平臺[4],實現課前知識滲透、課后學習實踐。將每個實驗的實驗目的、實驗原理、實驗操作方法、實驗注意事項等內容做成圖文資料,掛在相應實驗教學目錄中,將實驗中的重點與難點以問題形式提出,讓學生多角度理解實驗原理,熟悉實驗流程,帶著問題做實驗。實驗后,通過這些信息資料,化解了部分學生對實驗中存在的疑問,加深了對實驗原理和實驗操作方法的理解。(二)通過移動交流平臺在線有效溝通拓展課堂教學。系統(tǒng)平臺的互動性可以實現實時交流,有效拓展課堂教學[5]。學生若對推送的實驗教學模塊產生疑問,可以通過移動交流平臺直接發(fā)送語音、文字等信息等,與系統(tǒng)平臺管理者進行溝通。系統(tǒng)平臺管理者可以在“消息管理”中查看關注者發(fā)來的消息,及時解答學生的問題,實現課外在線輔導答疑。系統(tǒng)平臺還具有“關鍵詞自動回復”功能。隨著關注人數的增加,管理者與用戶交互頻次增多,可以對教學模塊中的高頻詞設置“關鍵詞自動回復”。當學生用戶發(fā)送包括關鍵字的消息時,平臺可將設置好的消息自動推送給用戶,提升讀者體驗。利用留言、回復功能,開展群組討論、分享體驗,進行雙向或多項互動討論交流,使學生能夠將課堂上所講內容在課后融會貫通,由知識的灌輸對象和被動接受者轉變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w和知識的主動接受者。(三)通過數據監(jiān)控平臺統(tǒng)計體驗信息,及時調整推送內容。移動學習系統(tǒng)“統(tǒng)計”功能包括用戶分析、圖文分析、菜單分析、消息分析、接口分析等,利用統(tǒng)計數據,可以了解學生的使用情況,最大程度發(fā)揮系統(tǒng)輔助實驗教學的作用。根據用戶分析統(tǒng)計出的.數據,系統(tǒng)正式運行以來,遼科大物理實驗小站訂閱用戶增長迅速,凈關注人數近兩千人。學生對實驗項目極其重視,如驗證性實驗和綜合性實驗的點擊率超過了2/3,設計性實驗和校內講義的點擊率也遠超過實際實驗人數。
三、系統(tǒng)實施效果
為驗證以手機為終端的移動學習系統(tǒng)輔助性實驗教學效果,課程結束后,對遼寧科技大學材料與冶金學院冶金專業(yè)、化學工程學院化工專業(yè)、礦業(yè)工程學院采礦專業(yè)20xx級學生進行了不記名問卷調查。網上問卷由問卷星提供技術支持,發(fā)出調查問卷374份,收到有效答卷348份,占比93.05%。統(tǒng)計數據顯示,整體平臺推送內容符合學生興趣,學生對推送內容滿意度高達83.34%;88.20%學生認為把老師錄制的實驗操作視頻上傳到平臺,通過視頻教學模塊,能夠順利地完成實驗;超過90%學生認為可以根據自身需求,自主整合碎片化時間自主選擇學習地點以及學習內容,能夠滿足個性化學習需求,對學生的個性發(fā)展大有裨益。平臺操作簡單、使用方便,便于大家相互交流和學習,有助于培養(yǎng)創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。大學物理實驗微課程移動學習系統(tǒng)——遼科大物理實驗小站的建立,一方面整合了高校豐富的教學資源,加大了優(yōu)質課程的共享力度和深度;另一方面,突破了傳統(tǒng)教學模式所受到的時空約束,學生之間、學生和教師之間的互動較系統(tǒng)運行之前更加踴躍。學生對實驗的重點和難點理解更加深刻,對實驗操作更加嫻熟。任課教師在授課中也更加得心應手,沉穩(wěn)從容。學生對物理學科前沿發(fā)展信息有了更多關注,有意愿參與物理實驗學科競賽的人數明顯增多。在實驗中積極動腦思考,觀察實驗儀器存在的不足并加以改進,積極研究實驗的測量技巧,等等,教學效果有了明顯提高。
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大學物理論文10
一、多媒體在大學物理化學學科中的發(fā)展背景
物理化學是以實際的物理化學為原理,并以科學實驗為基礎,對產生的物理化學反應進行探索與歸納,并且對物理化學規(guī)律與理論進行研究的過程。多媒體教學是指現代化技術及手段在教育領域的擴展,現代化教學技術就是利用投影儀、攝像機及計算機多媒體設備的網絡教學技術,多媒體教學改變了傳統(tǒng)教學的面貌,使教學方式與教學結構發(fā)生了質的飛躍。在信息技術高速發(fā)展的時代,多媒體教學已引起了各大教育機構的高度重視,而且已經普遍應用于教學課堂之上,多媒體教學改變了以往教學中“學生難學,老師難教”的現象,并且利用動態(tài)形式將課本枯燥、規(guī)范的內容以動態(tài)的形式形象地展現在大家面前,改變了傳統(tǒng)的“一支粉筆、一本教科書”的教學方式。多媒體教學為課堂教學增添了想象的空間,同時激發(fā)了學生對學習的興趣,但是多媒體教學也是一把雙刃劍,多媒體教學雖然提高了教師的教學效率,但是也存在一定的弊端,因為傳統(tǒng)教學可以根據學生對知識的吸收情況隨時調整學生的學習進度,更改教學計劃,但是多媒體卻具有高效率、高吸收的特點,降低了學生學習的興趣。如何把學生對學習突發(fā)的靈感運用到教學中去,注意教學質量的同時提高教師的教學效率是我們亟待解決的問題。
二、多媒體教學是時代發(fā)展的必然趨勢
物理化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學質量的好壞直接影響著整個教學過程。而采用多媒體教學是實現現代教學的必然趨勢,能夠使教學程序向多樣化及科學化發(fā)展,為教學事業(yè)帶來質的變革。
。ㄒ唬┒嗝襟w教學更新了實驗書本教學的理念。傳統(tǒng)教學以鞏固與掌握知識為出發(fā)點,對理論進行分析與探討,書本教學學習氣氛枯燥,讓學生產生了逆反的.心理。而多媒體教學能夠利用視覺輕松的文字效果繪聲繪色地在多媒體上勾畫教學理念,把握教學重點,能夠在教學的同時輕松愉快地與學生進行交流,增加了物理化學教學的生機與活力,大大提高了教學效果,同時也提高了老師的教學效率。
。ǘ┒嗝襟w動態(tài)教學也可以形象地表現物理反應過程及物理外壓變化系統(tǒng)內部分子變化的規(guī)律,讓學生深刻地認識到事物反應產生內部空間變化的密切關系,建立了學生的空間想象力,為鞏固研究結果奠定了理論基礎。多媒體教學打破了書本知識抽象難懂的理論模式,為教學提供了有力的教學模式保障。
。ㄈ┒嗝襟w教學讓物理化學理論數據更加準確,同時使數據處理層面更加簡單化。多媒體教學加強了學生實驗操作的規(guī)范性,解釋了物理化學的探索研究性。實驗帶有失敗及危險的元素,而多媒體技術的模式實驗工程,可以更加深刻地讓學生正確理解實驗操作的流程與重要性。
三、多媒體教學發(fā)展的不足
多媒體教學解釋了物理化學的探索研究性,分解并簡化了物理化學實驗的可操作性,但由于多媒體教學的多樣復雜性,多媒體教學也存在一定的弊端。
。ㄒ唬﹤鹘y(tǒng)教學可以根據學生對知識的吸收情況隨時調整學生的學習進度,更改教學計劃,書本理論知識對于物理化學公式的推理要求必須具有嚴密的邏輯理論性,對教學的實際反映情況進行有效反饋,但是多媒體卻具有高效率、高吸收的特點,讓學生與知識溝通之間產生了溝壑,容易讓學生產生逆反的心理。
(二)多媒體教學不利于青年教師的全面發(fā)展,青年教師通過網絡實現了教育知識的共享,但忽略了對傳統(tǒng)科學技術知識的鉆研與探討。
四、多媒體教學的注意事項
(一)多媒體教學課件制作中需要花費大量的時間對圖形顏色及版面動畫的渲染效果進行修改,在實際教學中,教師應根據教學實際情況決定是否利用多媒體,做到因課制宜,不能過分依賴多媒體技術,而忽略了實際教學中對理論知識的探討與研究。
。ǘ┒嗝襟w教學只是輔助教學的一種手段,教學中必須遵循教師為主導,學生為主體的教學方式,多媒體必須在符合教學下使用。
五、如何發(fā)揮多媒體教學優(yōu)勢
(一)教師要明確多媒體教學的目的及意義,將多媒體使用與傳統(tǒng)課本相結合。多媒體教學是教學現代化手段,但是它只是輔助教學的一種手段而已,教師在教學中必須全面掌握教材、教學的實際情況,結合多媒體教學,將教學中的難重點充分展現到多媒體教學中,讓學生在享受課堂氣氛的同時也能夠掌握知識的重點。
。ǘ┳⒁饨虒W進度,關注學生參與的互動性。由于多媒體教學課堂容量大、教學進度快的特點,容易造成學生的學習壓力,使教師忽略了其對知識的掌握程度。所以教師必須在教學的同時加強學生的互動操作能力,滿足學生學習各層次的需求。
多媒體教學以圖文并茂、生動形象的形式將教學帶入了一個全新的領域,不但提高了學生對知識的興趣與渴望,而且為傳統(tǒng)教學增添了新的光彩,將傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結合,推動了可持續(xù)教學事業(yè)的發(fā)展。由于教師在多媒體教學中起著主導與決定性的作用,應采取依據教學的實際情況以書本知識為主、多媒體教學為輔的教學方針,調動學生的學習積極性,同時提高教師的教學效率?傊,多媒體教學是一項輔助教學手段,不但提高了教學質量,而且為教育事業(yè)奠定了堅實的師資技術基礎。
大學物理論文11
一、物理演示實驗室的建設
(一)教學內容建設
我校根據自身條件和需要建成了自己的演示實驗室,目前演示實驗室能開設70多項演示實驗項目,內容涉及力、熱、光、電磁、近代和綜合。實驗內容重視與物理理論知識點相結合,實驗原理主要為中學物理知識,部分涉及大學物理知識。主要有:1.剛體力學系列實驗,如可夫斯基凳、角動量合成轉臺等。2.振動與波系列實驗,如彈簧縱駐波、水駐波、聲懸浮等。3.流體力學系列實驗,如聽話小球、伯努利懸浮球等。4.經典系列實驗,如高壓放電、避雷針、怒發(fā)沖冠、法拉第籠等。5.電磁系列實驗,如跳環(huán)、洛倫茲力等。6.幾何光學系列實驗,如光學隱形、雙面鏡成像、窺視無窮等。7.波動光學系列實驗:光柵立體畫、光柵反射畫、白光全息圖等。
(二)教材和大綱建設
根據我校學生的實際情況,針對物理專業(yè)和非物理專業(yè)制定了教學大綱。根據演示實驗室現有的儀器編寫講義一部。對每個實驗分別按實驗目的、實驗原理、操作方法、注意事項幾個部分進行介紹。在論述上盡量避免繁雜的物理公式,力求深入淺出,多使用實物照片及其結構簡圖對物理演示實驗項目進行說明,使學生看得懂,會操作,以達到物理演示通識教育的目的。課程的目的和任務是通過直觀有趣的物理現象加深學生對物理理論的理解和掌握,使學生能將所學知識應用于實際當中,自己能制作出演示實驗小儀器。
(三)教學方法建設
采用探究模式和現象分析模式相結合的教學方式,讓學生成為演示實驗教學中的主角,充分調動學生的主觀能動性,采用多種演示形式。
1.導學系統(tǒng)演示。導學系統(tǒng)是廠家開發(fā)的演示視頻軟件,將演示的實驗項目分為“力和熱”、“振動和波”、“電磁學”、“光學”、“近代與綜合”及“物理百科”六個欄目。其演示內容包括目前實驗室尚不具備條件演示的實驗,學生可以提前通過導學系統(tǒng)觀看實驗,培養(yǎng)自學能力。
2.學生演示。對于個別簡單實驗,要求學生在預習的基礎上,自己演示實驗現象,分析實驗原理,并與現實生活結合,拓展其應用。教師進行補充,并有針對性地提出問題,為學生創(chuàng)造一個思考、探索的空間。
3.教師演示。對于操作比較復雜或危險系數較大的實驗,如磁懸浮、洛倫茲力演示、高壓電等,則需要在教師的講解和監(jiān)督下完成。對于物理專業(yè)和非物理專業(yè)學生,教師在教學過程中應注意授課的深度和廣度的不同。對于物理專業(yè)學生,要盡量與大學物理知識和現代科技相結合,引導學生發(fā)表自己的看法、感想,并合理設置疑問,讓學生課下查閱資料,尋找答案,撰寫實驗報告。對于非物理專業(yè)學生,尤其是文科學生,主要引導其認真細致地觀察實驗現象,能夠應用所學物理知識解釋實驗現象,并聯系實際,闡述這一現象或原理在實際生活中的應用。
(四)考核方式建設
1.平時成績(10%)。主要考查學生的考勤及回答問題、動手操作情況。
2.實驗報告成績(50%)。針對課堂上演示的實驗項目,課后學生針對自己感興趣的實驗查閱資料,書寫實驗報告,自己設計實驗報告封皮,報告格式不限。但實驗報告中應包括實驗現象、實驗原理、知識拓展或實驗心得等。
3.期末成績(40%)。完成一篇小論文或動手制作演示儀器。
二、物理演示實驗室的開放
(一)對物理專業(yè)學生開放傳統(tǒng)的“粉筆、黑板”講授模式使學生缺乏感性認識,對知識理解不透徹,學習積極性不高。演示實驗室按照大學物理課程知識點的分布,安排了一定數量的演示實驗,相信能夠激發(fā)學生的探索熱情和學習主動性。結合現代科技引入了3D影像系統(tǒng)、超導磁懸浮、激光琴、反射光柵立體畫、反射光柵變換畫、透射光柵立體畫等,讓學生了解物理知識與現代科技之間的.密切聯系。在演示實驗過程中提出一些問題,讓學生自行查找資料,進行解釋或假設,針對大家的答案展開討論,去偽存真。這樣既留給學生足夠的思考空間,又可以讓學生各抒己見,由被動學習變?yōu)橹鲃犹骄俊?/p>
(二)對非物理專業(yè)學生開設物理演示實驗公選課其他專業(yè)的學生也需要了解自然科學知識,拓寬知識面,提高科學素養(yǎng)。因此,可以根據學生的愛好開設物理演示公選課。教學方式主要以教師演示為主,邊講解,邊設疑,引發(fā)學生思考,對生活中涉及到的該演示實驗原理的諸多現象加以舉例、拓展,使學生了解現象背后的本質,從而使物理理論變得具體生動,真正做到從實踐中來、到實踐中去。
(三)對參加繼續(xù)教育和實驗培訓的中學物理教師開放我校每到暑期都會開設繼續(xù)教育班,教育局還會定期安排周邊縣市中學物理教師來我校進行實驗課程培訓,屆時演示實驗將作為一門課程進行開放。
(四)面向周邊中小學開放物理演示實驗室可利用周末或寒暑假適當面向周邊中小學開放,從而提高演示實驗室的開放率,更好地發(fā)揮其示范和輻射作用,將教育社會化,且能擴大演示實驗室的影響,為其走上可持續(xù)發(fā)展之路奠定基礎。
大學物理論文12
1、大學物理教學中開展研究性教學的初衷與目標
1.1總結國內具有重要影響的大學物理教學改革與實踐的成果,明確教學改革目標
重點分析了李元杰、葉善專、盧德馨三位教授為代表的大學物理教學改革之特點,總結其改革共同之處:
、俳虒W改革與課程學習者的人才培養(yǎng)目標相適應;
、谥匾晫W生的全面發(fā)展,倡導研究性教學模式;
、圩⒅卮髮W物理教學內容、方法與手段的改革。并由此明確教學改革目標,提出了大學物理教學改革的幾點思考。
1.2通過師生訪談與調查問卷,獲取當前我校大學物理教學情況的第一手資料
結果顯示,要提高大學物理教學質量、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,教師首先應更新教學理念,然后從改進教學方法入手,以提高學生學習興趣為目的,開展形式多樣的教學方式,與學生共同學習,才能改變大學物理教學現狀。
1.3依托教學研究立項課題,積極開展大學物理教學改革與研究
如果一個教師不做研究,教學方法就不會改進,這樣的教師是無法長期取得學生歡迎的。在明確了大學物理教學改革目標與取得大學物理教學情況的第一手資料之后,依托教學研究立項,《地方工科院校大學物理研究性教學的探索與實踐》成功獲批省教育科學“十一五”規(guī)劃20xx年度課題立項。
1.4積極參與學!白吭接媱潯痹圏c班教學改革,為試點班學生量身定制教學目標
20xx年9月,我校首先在機械工程系20xx級機械設計制造及其自動化專業(yè)開始了“卓越計劃”試點,課題負責人圍繞其人才培養(yǎng)計劃,根據專業(yè)特點及特色,在試點班做出了在大學物理教學中開展研究性教學的嘗試。其目的在于通過教學實踐,期望能夠實現以下幾個方面的教學目標:
、俨粌H傳授知識,更重視培養(yǎng)學生多方面的能力與素質;
②不僅使學生理解知識,更重視學生在教學過程中的親身體驗;
、鄄粌H使學生掌握知識,更重視學生在學習過程中對科學研究方法的掌握和探索。
2、大學物理教學中開展研究性教學的探索與實踐
有了教學目標與前期準備,根據大學物理教學大綱、教材、學生專業(yè)與其人才培養(yǎng)特點以及學生實際水平和認知規(guī)律,采用循序漸進的原則,分兩個學期對20xx級“卓越計劃”試點班在大學物理教學過程中進行了大膽的改革與嘗試。
2.1第一學期大學物理主要教學目標與要求
使學生初步了解物理科學研究的基本步驟,逐步提高學生的學習能力。幫助學生建立物理模型,并指導學生對模型進行研究,引導其找出模型的特點、需要用哪些物理量來進行描述,然后從各方面討論其性質與物理規(guī)律,該階段主要采用了引導式教學方法。教學中要求學生能夠找出每一次課的重點內容,新的一章結束后,要求學生能夠用一張紙對全章的知識結構作出總結,并且要求其具備一定的表達能力,能夠走上講臺為大家講解及展示。
2.2第二學期大學物理主要教學目標與要求
提高學生的科學研究能力、理論聯系實際生活的能力和語言表達能力。在課堂上,向學生發(fā)放一些玩具小車,讓其課后進行拆裝、研究與設計;以教師申請的教科研項目為例,向學生展示科學研究的一般步驟與方法,鼓勵大家積極了解并參與研究。為了更好地鍛煉學生,要求其以個人或小組合作的形式,提出物理創(chuàng)新研究課題,并且拿出特定的時間在課堂上進行展示,該活動我們稱之為物理創(chuàng)新展示。通過一年的教學實踐,學生的綜合素質能力如理論聯系生活實際、分析問題和解決問題的能力、語言表達能力,積極與教師交流、勇于向教師質疑等能力普遍得到了提高。隨后,課題負責人及成員在機械系、材工系、汽車系20xx級、20xx級、20xx級三個年級的“卓越計劃”試點班將研究成果順利進行了三個學年的推廣,通過跟蹤調查學生學習動態(tài),結合教學反饋,發(fā)現學生普遍反映良好。值得一提的是,英語四六級通過率達92%;畢業(yè)生就業(yè)率達94%;各科成績均在80分以上為91%;在中國500強企業(yè)就業(yè)的學生占91%。衡量教學水平和效果的四項主要指標均為90%以上,名列各個畢業(yè)班之首的奇跡正是20xx屆畢業(yè)班20xx級首屆“卓越計劃”試點班創(chuàng)造的`。
3、大學物理教學中開展研究性教學的成果
在課題組全體成員的共同努力下,通過將教學實踐與教學研究結合起來,大學物理教學中開展研究性教學取得了豐碩的成果。
3.1培養(yǎng)了學生多方面的能力,學生在各類全國大學生科技活動競賽中多次獲獎
通過改進學生的學習方法、方式,提高了學生的學習能力,學生進一步認識到物理課程的重要性,提高了學生對物理學習的興趣。20xx級試點班學生均有在校期間參與學生科技競賽活動的經歷,20人次先后在各類全國大學生科技活動競賽中獲獎。20xx級、20xx級學生也均有多人次先后在各類全國大學生科技活動競賽中獲獎。
3.2提升了教師業(yè)務水平與教育科研能力,有效提高了大學物理教學質量
在實際教學過程中,教師將培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力與邏輯思維能力放在首位,不僅有效地提高了大學物理教學質量,還對提高教師業(yè)務水平與教育科研能力大有裨益,課題負責人在學校第六屆青年教師講課比賽中取得第2名的好成績,課題研究報告于20xx年榮獲省第六屆教育科學研究優(yōu)秀成果三等獎,且課題組主要成員獲批省教育科學“十二五”規(guī)劃20xx年度課題1項,申請省規(guī)劃課題2項,獲批20xx年度校級質量工程立項2項。到目前為止,課題組成員已在國內公開發(fā)表課題相關論文11篇。
3.3構建了“以學生為主體,問題為導向,工程為載體、體驗為中心、能力為目標”的大學物理研究性教學新模式
在大學物理研究性教學過程中,堅持“以學生為主體、問題為導向、工程為載體、體驗為中心、能力為目標”,重視學習過程,積極推行“三個轉變”,提高教學質量:以啟發(fā)式、討論式、師生互動式授課,實現灌輸向互動傳授的轉變;以學習小組和物理創(chuàng)新團隊實現個體學習向團隊合作學習的轉變;以物理創(chuàng)新展示為抓手實現被動向主動學習轉變。以“教”促“學”,激發(fā)學生學習的自主性、探究性,提高大學物理教學質量和效果,實現讓學生學會學習的最終目標。
3.4改革課程評價模式,重視學生學習的全過程
通過課程評價模式的改革,實現了從單一課程考試定成績向學習全過程考核的轉變,即實現了“重結果”向“重過程”的轉變。大學物理課程考核成績比例分別為作業(yè)20%,平時表現10%,物理創(chuàng)新展示20%,期末考試50%。物理創(chuàng)新展示要求學生自擬題目,以個人或小組的形式制作PPT并在課堂上宣講,時間控制在10分鐘以內。
4、結語
教育科研能力是一個教師可持續(xù)發(fā)展的核心競爭力。教師如果牢牢把握課程教學目的與要求,圍繞學校辦學特色與專業(yè)人才培養(yǎng)目標開展教學活動,認真聆聽學生的想法與創(chuàng)意,盡量放手讓學生自己去想和做,給學生展示的空間,讓學生真正參與到教學活動中去,將學生學習的積極性調動起來,平時的教學過程自然就體現了教學研究,其實教學科研也不是大家想象得那么難,筆者與高校青年教師共勉。
大學物理論文13
【摘要】縱觀如今新形勢對人才的要求,必須提高物理實驗教學的質量,并且要對傳統(tǒng)陳舊的物理實驗教學模式和教學體系進行全面的改革,這樣一批批擁有獨立科研能力和創(chuàng)新思維的人才才能被培養(yǎng)出來。對物理實驗教學進行的改革及探索工作的總結與介紹是這篇文章的核心。為達到最大化地促進教與學的相互提高,實現雙贏,使學生的學習積極性得到最大化的調動的目標,可以實行對教學模式、教學方法和教學內容等多方位的改革和發(fā)展的措施,最終使學生的綜合素質得到顯著的提升,例如使學生的實踐能力和創(chuàng)新能力等的提高。
【關鍵詞】物理實驗;教學體系;實驗
物理教學實驗在大學物理的學習過程中是十分重要的,教學實驗有很重要的意義,能夠不斷豐富學生的物理思想和觀念意識,不斷提高學生的觀察能力和操作能力,進一步提高學生對物理現象的分析能力,讓學生能夠自己解釋物理現象,了解物理概念的產生和發(fā)展,提高學生對物理學的認識。通過物理實驗對學生進行很好的引導;通過指導學生對近代物理學中常用的方法、技術、儀器和知識的學習以及掌握,讓學生形成良好的實驗習慣和科學的學習態(tài)度,進一步提高學生在獨立研究物理學相關知識過程中的能力。
1教學管理模式改革
在教學模式上,采取三種教學方法結合的綜合教學:(1)對一些基礎的物理知識進行訓練;(2)不斷設計有創(chuàng)新性的實驗;(3)不斷完善對實驗的探索和研究模式。通過這些做法能有效提高大學生的實驗水平,實現實驗操作和理論知識的有機結合,為教學管理模式改革奠定基礎。目前,各大學通過將大學物理實驗室和專業(yè)物理實驗室合二為一,重組建設“物理實驗教學中心”,目的一方面是使學校設施跟上大學物理教學改革的腳步,不斷提高大學物理的教育水平的教學質量。重點進行四個統(tǒng)一的改革,首先對于實驗課程要有統(tǒng)一的安排;其次對于人力資源的安排要有統(tǒng)一的分配;再次對于課程的進度要有統(tǒng)一的規(guī)劃;最后要統(tǒng)一制定教學的方案。除了上述內容,還要不斷改善物理實驗的教學體系,不斷完善教學計劃和教學目標,不斷貼近物理實驗的教學大綱等措施,在此之后,更需要對實驗教學管理措施和操作方式進行強化,不斷提高實驗教學的管理水平和教學管理辦法,強化實驗教程的編寫,努力完善教學管理模式。
2教學內容改革
在物理實驗的改革中各校一直關注和研討的難題是怎么樣才能更有效地安排物理實驗的內容。在課程的安排中要區(qū)別對待各專業(yè)的學生,例如:不是物理有關專業(yè)的,這要求根據相關專業(yè)的課程特點來安排實驗。對于自己學校的一些有特色的學科,比如光電之類的學科,要做到基礎的兼顧,同時對于電學一類的學科必須作為所開設的必修實驗內容的主導部分;同樣的,選做實驗的'開設通常要以力學和熱學基礎實驗為主導。除此之外,為提升學生素質,以便于適應現代科技的發(fā)展,涉及到相關的通訊實驗,應該引進實驗中心,比如學?梢砸M微薄實驗的平臺和光電材料測試的平臺等。通過教師的引導,學生可以在專業(yè)基礎上通過自學的方法掌握一些基礎性實驗。兩部分,分別是加強綜合型設計性實驗,適當適量的引入研究性實驗是教學內容改革的重要任務。為落實這任務,應該不斷強化實驗中心的建設,使實驗中心不斷靠近物理專業(yè)的要求,可以在實驗中心設置傳感器實驗模塊、電子順磁共振實驗模塊等,通過現代化的實驗模塊的引進,不斷完善教學的現代化建設,真正實現物理實踐創(chuàng)新平臺的建設,為的就是能讓學生擁有良好的科研實驗素質;現代大學中有較多的創(chuàng)新實驗室,這些創(chuàng)新實驗室主要有傳感器技術應用實驗室和光學相關的實驗室。這些實驗室已經被不斷應用在大學生的教學過程當中,這些實驗室主要有傳感器技術應用實驗室、光學干涉實驗室等。創(chuàng)新實驗室已經不斷發(fā)展到全天候的開放,通過教師對學生的指導,實現實驗室對學生更全面的服務,并且對實驗室的時間、內容更加開放。創(chuàng)新實驗室的建設要求學生自己擬定一個課題,也可以參加教師的課題,從而不斷閱讀相關資料,完善對實驗的認知,提高自身的理論水平和實驗操作熟練度。如果在研究實驗過程中碰到難題,必須細心大膽,最后完成實驗,而不是滯留在驗證物理規(guī)律。
3教學方法改革
3.1開放式教學方
實驗中心進行改革,實行開放,具體體現在不斷增加實驗室對學生開放的時間,從原來的部分時間開放逐漸發(fā)展到全天候的開放,以至于發(fā)展到周末開放。讓學生自主選擇進行實驗的時間和實驗的項目,從而提高學生設計實驗的能力和操作水平。有必要鼓勵學生多做實驗,充分信任學生。同時實驗中心應該適當增加實驗數量。制定一整套合理開放實驗室的管理規(guī)章制度,加強實驗室的管理,是開放式實驗教學中必須施行的,這能有力地保證實驗教學秩序。讓學生做到事前預習、時候補做,并在曾經實驗的基礎上不斷創(chuàng)新,不斷選擇,提高學生的創(chuàng)新能力。實驗的改善不僅要求增加時間和空間的開放力度,更需要完善教學方法和教學內容,完善學生的觀念意識和教學模式。
3.2實現現代化教學
要加強實驗室教學管理的體制,只有不斷完善實驗中心的設備,強化設備的更新力度,不斷完善實驗記錄水平,改善教學環(huán)境;在硬件方面,實驗中心更是做了很多付出,每個實驗室之中都要配備液晶電視,不斷完善教學課件的質量,從而改善整體的教學質量。當然,將計算機應用到實驗中也是必不可少的,這能很好的提高學生處理數據的能力。
4結語
綜上所述,學生創(chuàng)新素質與能力的培養(yǎng)很大的依賴于大學物理實驗教學改革。結合學校實際,加強對物理實驗室的改進和優(yōu)化是我們現在必須做的。只有這樣,才能加快試驗教學改革。
參考文獻:
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大學物理論文14
1.物理科研應用于物理實驗
1.1教學內容
物理實驗的內容通常比較簡單,但是步驟繁瑣,導致學生不僅不重視,更不能在教學過后得到知識上的收獲。此外,一些學生有這樣一種觀念,就是物理實驗內容與自己的專業(yè)及未來從事的行業(yè),甚至是生活都沒有關系,因此沒有必要學好。在這樣一種趨勢下,物理教學必須進行改革,如何引起學生重視,提高學習興趣成為改革重點。如果在物理實驗中刪減不必要的內容,合理增加新的實驗項目,將科研項目融入其中,那么教學過程中就會涉及一些國際上的前沿知識,既能保持物理教學實驗的先進性,又能改進教學內容,更能夠吸引學生關注,從而提高學習熱情。
1.2教學方式
傳統(tǒng)的教學方式易使學生被動學習,我們應該注意將被動化為主動,只有這樣才能達到教學目的。因此,在學生圍繞科研項目展開研究時,老師主要負責引導和指導實驗,讓學生主動參與實驗設計,積極思考。通過學生在實驗目的、實驗方案、實驗結果各方面全程參與,提高他們的學習積極性。此外,在將科研項目融入教學中的時候,可以引入一些目前還有待爭議的問題,引導學生逐漸進入自己的研究中,拓展學生研究探討的深度和廣度,這樣能有效激發(fā)學生學習興趣,提高其解決問題的能力。
1.3教學設備
實驗教學中存在一個問題,就是科研設備的利用率一般不高,設備更新換代快,學校資金又有限,部分高?赡苓存在資金短缺的問題。因此,如果能夠實現實驗教學的設備資源共享,則既可以避免設備使用資源的浪費,又可以改善實驗教學的資源落后或短缺現象。
2.大學物理中引入物理科研的優(yōu)勢
2.1提高學生的學習興趣和學習效率
在大學物理教材中,有很多物理定律和物理公式,教學過程中理論性太強、與實際結合不夠緊密致使物理教學顯得枯燥、乏味和難以理解。大學的物理課程無法將知識和實際生活、經濟效益聯系起來,因此,不少同學認為學物理沒有用,進而失去學習興趣,即使學習也只是被動和敷衍的,目的是通過考試。這顯然與教學目的背道而馳。作為研究,前沿和最新的進展是一定會涉及的。例如物理研究中的核能技術就是目前的最前沿最尖端的高科技范疇,在這一領域內,相關課題非常之多。舉一個例子,相對論是物理學中最偉大的理論,關于相對論,至今人們都還在不斷研究。拿最簡單的公式———愛因斯坦的質能方程來說,單講理論明顯會枯燥乏味,如果引入相關應用如原子彈等,則又顯得離現實生活太遙遠,仍然難以讓人理解。雖然原子彈是利用核裂變產生能量,但是學生并不僅僅想了解這些。如果做相關研究的老師闡明原子彈這種原理是如何實現的,比如什么是反應堆,什么是加速器,再結合形象的圖畫和二戰(zhàn)中有關故事講解,等等,就會激發(fā)學生的.好奇心,提高學習興趣。物理的科研實驗能夠開闊學生的眼界,增長他們的見識,充分滿足他們對新領域的求知欲。
2.2改善教學師資隊伍的整體水平
很多老師教學多年一直使用一本教案,雖然教學經驗豐富,基礎知識扎實,但是嚴重與物理學科的發(fā)展脫離。殊不知知識也是要不斷更新的,一味地啃老本只會不斷落后于人。教師應該首先提高修養(yǎng)和自身素質,方能滿足教育對老師的各方面的要求。物理教師也應該在具備基礎知識的儲備后,自主地學習當今世界物理學科發(fā)展的最新進展,提高自身專業(yè)知識水平。這樣,在教學中還能將最新進展貫穿其中,使學生的積極性和教育教學質量得到提高。同時,教師的職責不僅在于傳授知識,還在于讓學生學會自己學習和探索新的知識。如何學習比學習本身更重要,在教學中,將物理科研這種帶有研究性質的內容逐漸融于課堂,把灌輸式教學變?yōu)橐龑浇逃,能夠幫助培養(yǎng)自主學習意識,提高思維能力。
2.3發(fā)展學生的創(chuàng)新能力
傳統(tǒng)的灌輸式教育使學生學習極其被動,在物理實驗中也是照葫蘆畫瓢式地完成實驗。由于科學研究就是不斷創(chuàng)新的過程,因此科學研究應用于物理教學中無疑是一種培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效途徑。在教學過程中,給予學生參與科研的機會,指導學生大量閱讀有關文獻和綜述,體會實驗過程,學習科研方法,鼓勵學生做成果展示,發(fā)表自己的意見,這些都能夠使學生對課程的理解程度進一步加深,使創(chuàng)新思維得到很好的培養(yǎng)。
3.結語
將科研項目融入物理教學中,以此推動教學質量的提高,這種教學方式被用于部分高校的物理教學中,并取得了一定效果。為了使教育資源得到充分利用,我們需要對高校相關的實驗和科研進行資源整合,豐富學生的科研項目,創(chuàng)造良好的科研環(huán)境,引導他們參與到科學研究的創(chuàng)新活動中,從而改善教育教學質量,為社會培養(yǎng)更多人才。
大學物理論文15
一、卓越計劃下的大學物理課改簡介
“理為工之本,工為理之用”[2],物理學是工程技術的基礎,對提升學生科學素養(yǎng)有重要的作用。以培養(yǎng)大學生的工程創(chuàng)新能力為目標,提高大學物理教學質量是“卓越計劃”對當前大學物理教學改革提出的新要求。在大學物理教學中融入“工程教育”是適應這一要求的重要基礎。在大學教學中加強工程教育,激發(fā)學生的興趣、培養(yǎng)學生的工程意識,以期在工程技術人員理解新原理,掌握新技術方面發(fā)揮重要的作用。
二、工程實例與物理教學的融合
作為高等院校工科各專業(yè)的必修基礎課,傳統(tǒng)的大學物理學較為重視知識體系的完整性、嚴密性和原理的邏輯推理,這對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力有很大幫助,但這種偏重理論化推理的物理教學,啟發(fā)有余而創(chuàng)新不足,忽略了工科專業(yè)學生對物理原理在實際工程技術中的應用這一求知需求。為了實現大學物理教學的工程教育目的,在教學過程中適當地引入工程實例是一種有效途徑。工程實例的引入可以在大學物理教學中無所不在,比如物理原理的講解,例題演示,以及課后習題等。工程實例的引入一方面要與物理知識點緊密相關,另一方面也要具有真實性,能激發(fā)學生的興趣。當前國內物理教材中往往只列舉幾個典型的'工程應用例子,難以激發(fā)學生的興趣,甚至對物理原理在其中的具體應用過程也是一語帶過,不提取模型也不解釋原理,學生難以理解理論原理到工程技術的應用。相比國內教材,國外大學物理教材中物理知識與生活、體育、工程技術的工程實例聯系就緊密得多。
比如《哈里德大學物理學》中一道習題:“一架噴氣式戰(zhàn)機重達231kN,需要達到85m/s的空速才能起飛。戰(zhàn)機發(fā)動機最大可提供107kN的推力,但并不足以讓戰(zhàn)機在短短90m的航母甲板跑道上達到起飛速率!币粋簡單的力學物理題,穿上一件漂亮的工程“外衣”,未給教學添加負擔,反而趣味倍增。工程實例的引入要注意全面,不能以偏概全。生活和工程中的物理構成有些對人類有利,有些對人類不利,但背后都有物理規(guī)律的支配。比如振動學中,許多教材都列舉了共振引起橋梁坍塌的事故,讓學生認識振動的威力。如果教學進程到此為止,學生對共振的的理解可能會產生誤會,認為振動現象在建筑中只有“弊”而無“利”。實際上,許多現代橋梁和建筑物的防振減振工程項目都是“以其人之道,還治其人之身”,比如安裝于臺北101大廈的全球最大的“調諧質塊阻尼器”,利用共振來消除大廈的振動以保障安全。只有客觀而周到地對工程實例進行討論,才能讓學生對物理原理的理解及其應用有更全面的認識。由于沒有現成的工程實例,需要教師收集和撰寫相關的材料。工程實例的收集可從文獻、國內外優(yōu)秀教材中,甚至是時事新聞中篩選、汲取適當的題目。比如讓國人振奮和驕傲的我國第一艘航母“遼寧號”及其成功起降的殲15艦載機,其中就有物理中力熱光電各方面基本原理的大量應用。積少成多,集腋成裘,當前的通訊信息十分發(fā)達,可以多渠道、多途徑地獲取工程實例。
三、專業(yè)課程與大學物理的對接
大學物理學作為理工各專業(yè)的基礎課,在夯實學生的基礎知識,培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新意識上有共同的作用,但不同專業(yè)對具體物理知識的學習也有不同的要求。目前大學物理的內容體系主要包括牛頓力學、熱力學、電磁學、波動光學,以及相對論和量子力學等,內容較多,且物理學也在不斷取得新進展。但在實際教學中,大學物理的學時卻在不斷縮減。針對這樣的局面,如何實現大學物理的工程教育?首先要根據專業(yè)特點對物理教學內容有所側重。大學物理教學可根據工科各專業(yè)的特點,對知識體系進行調整和優(yōu)化,在制定教學計劃時,集合相關專業(yè)的特點和后期專業(yè)課學習的延續(xù)性,在保持物理內容體系完整的情況下,對相關內容進行調整,并進一步拓展優(yōu)化。比如,對機械類專業(yè)側重于力學、熱力學、電磁學等;對電類專業(yè)側重于電磁學、光學和近代物理等。
機械類專業(yè)都有理論力學和材料力學等專業(yè)基礎課,如何在牛頓力學的教學中對相應概念和規(guī)律進行拓展,為相關課程做好鋪墊,是物理課堂上一個值得探討和嘗試的課題。當前許多高校大學物理授課根據專業(yè)分班,也為這一設想提供了有利條件。
四、綜合物理課程的開設設想
隨著時代的發(fā)展與技術的進步,社會對復合型人才的需求越加明顯。當前的大學物理課,教學內容往往局限于經典物理部分,為了彌補物理教學的不足,同時提升工科學生對高等教育工程技術中物理知識的認識,可對高年級學生開設一門物理相關的專業(yè)選修課,暫且命名為“綜合物理”。綜合物理課程的教學內容應側重于專業(yè)課程的補充和現代科技的普及兩方面內容。物理學不僅是各工程學科的基礎,也是新技術新理論的基礎,廣泛地應用在不同專業(yè)領域。在綜合物理中,可結合專業(yè)課程的設置,對相關專業(yè)的許多領域進行介紹。如當前大學物理中的振動學主要服務于后續(xù)的機械波及波動光學的教學;而在綜合物理中,我們可為此基礎設置和機械加工相關的防振、消振的工程應用內容;對于后續(xù)的波動光學,可設置和機械加工相關的工程光學內容。
專業(yè)的交叉和融合方面,比如可在綜合物理中講授物理學的新進展、工程上的新應用及技術的展望,等等。綜合物理課程在國內各高校中目前尚無樣本示范,學校可通過開設公共選修課,逐漸將其納入專業(yè)選修課的體系當中。綜合物理課程的開設一舉多得,既可解決大學物理課時減少帶來的教學不足,又可改變學生對物理學的認識,激發(fā)學生的興趣,加深學生對物理知識在工程技術中的應用理解能力,提高學生的綜合工程素質。目前,大學物理在教學手法上有很多成熟的改進措施。筆者認為,改革的根本在于內容的改革,應以提高學生的素質為基礎,突破傳統(tǒng)模式,采取更為大膽的形式來推進大學物理教育。同時加強學生工程素質的教育,并采取新的課程設置,會對物理教學改革有著積極的推動和發(fā)展作用。
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