地方師范院校大學(xué)物理論文

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1找準課程定位，整合教學(xué)內(nèi)容

大學(xué)物理課程是理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，其物理學(xué)原理部分是多學(xué)科交叉、轉(zhuǎn)移和滲透的支撐點，為專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習提供理論基礎(chǔ)和方法基礎(chǔ)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、銜接各門專業(yè)課程中起到了非常重要的作用。鄭州師范學(xué)院是一所升本不久的地方高等師范本科院校，師范特色突出，培養(yǎng)的學(xué)生絕大部分畢業(yè)后成為中學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、教育輔導(dǎo)中心的教師，這使我們決定將“大學(xué)物理”的課程重點定位在對基本概念、基本理論、基本思想的理解和基本技能、基本方法的掌握上，注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)課程定位，我們對課程內(nèi)容進行整合，突出體現(xiàn)在四方面。第一，突出教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性。把教學(xué)內(nèi)容的重點放在基礎(chǔ)性強，對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起重要作用的基本原理和基本方法上;做好中學(xué)物理與大學(xué)物理的合理銜接，如在力學(xué)中，我們對學(xué)生在中學(xué)已經(jīng)很熟悉的內(nèi)容如速度、加速度、牛頓運動定律、動量定理、能量守恒定律等，適當講解，節(jié)約課時，而將重點放在如何用微積分和向量來處理力學(xué)問題上;合理配置教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，讓學(xué)生“既見樹木，又見森林”。第二，實現(xiàn)課程內(nèi)容的現(xiàn)代化。大學(xué)物理課程改革的重點應(yīng)是實現(xiàn)課程內(nèi)容的現(xiàn)代化，［1］把物理學(xué)的前沿知識和其在高新技術(shù)中的應(yīng)用有機融合到教材的各部分內(nèi)容中。如我們在講動量定律和動量守恒定律時，介紹離子推進器原理、火箭飛行原理和人造地球衛(wèi)星入軌速率;在講宇宙速度時介紹黑洞，并估算黑洞的引力半徑;在講熵和熵增加原理時與資源利用和環(huán)境保護結(jié)合起來;講磁介質(zhì)時，介紹高溫超導(dǎo)、超導(dǎo)磁懸浮列車、磁紀錄等;在講光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)時，介紹太空實驗室—哈勃太空望遠鏡;在講狹義相對論時介紹光的多普勒效應(yīng)和宇宙紅移;在講黑體輻射時介紹宇宙輻射背景;受課時限制，部分前沿知識如激光技術(shù)應(yīng)用、納米材料等以專題講座的形式進行。第三，突出物理學(xué)的社會教育和思想文化功能。愛因斯坦曾經(jīng)說過:“科學(xué)對于人類事務(wù)的影響有兩種方式，第一種方式是大家都熟知的:科學(xué)直接地、并在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類生活的工具;第二種方式是教育的性質(zhì)———它作用于心靈。”［2］物理學(xué)不僅是科學(xué)，同時也是高層次、高品位的文化。在教學(xué)過程中插入物理學(xué)史，滲透物理學(xué)認識論和方法論的思想，弘揚物理學(xué)家為探索真理不屈不撓、勇于獻身的精神。如在學(xué)習開普勒三定律時，介紹開普勒如何面對第谷•布拉赫所觀察的700多顆星的全部天文觀察資料，經(jīng)過18年的刻苦鉆研，用數(shù)學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了關(guān)于行星運動的三個優(yōu)美、卓越而又簡單的定律—開普勒三定律，從而向?qū)W生展示了物理學(xué)的“求真、至善”、“簡單、和諧和美”，這對培養(yǎng)學(xué)生人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)具有重要意義。第四，突出學(xué)生的專業(yè)特點。打破不分專業(yè)的教學(xué)模式，根據(jù)不同專業(yè)對物理知識的需求不同來決定教學(xué)內(nèi)容和分配學(xué)時，形成三個教學(xué)模塊。模塊一，108學(xué)時，內(nèi)容包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、振動和波、光學(xué)、量子物理，適合數(shù)學(xué)專業(yè)、計算機專業(yè)、科學(xué)教育專業(yè)(專科);模塊二，108學(xué)時，內(nèi)容側(cè)重熱學(xué)和量子物理，減少力學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)內(nèi)容，適合化學(xué)專業(yè);模塊三，72學(xué)時，內(nèi)容側(cè)重與專業(yè)直接相關(guān)的知識，適合生物專業(yè)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)(專科)。

2構(gòu)建高素質(zhì)教學(xué)團隊

根據(jù)課程建設(shè)的總體規(guī)劃，針對不同層次的教師，采用學(xué)歷提升和進修相結(jié)合的辦法，全面提高教師的教育教學(xué)綜合能力。目前，鄭州師范學(xué)院大學(xué)物理課程組有教師9人，教授3人，副教授3人，講師3人;其中博士4人，碩士4人，學(xué)士1人;年齡結(jié)構(gòu)合理，40歲以上3人，35～40歲4人，35歲以下2人。課程組的教授、副教授，重視對青年教師的培養(yǎng)，從教學(xué)內(nèi)容的深度、廣度以及靈活駕馭課堂、駕馭教材等方面給予指導(dǎo)，同時青年教師也虛心請教，形成了互幫互學(xué)的高素質(zhì)教學(xué)團隊，為大學(xué)物理精品課程的建設(shè)提供了強有力的支撐。

3運用先進的教學(xué)方法與教學(xué)手段

先進的教學(xué)方法和教學(xué)手段是精品課程建設(shè)的載體;我們在教學(xué)過程中對教學(xué)方法及手段進行以下改革。

3．1采用問題式教學(xué)法

問題式教學(xué)法是美國神經(jīng)病學(xué)教授HowardBarrows于1969年首創(chuàng)的以解決問題為中心的教學(xué)方法，首先被應(yīng)用于北美研究型大學(xué)的醫(yī)科教學(xué)中并取得很大成功。［3］在課堂教學(xué)中，以問題為主線，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)計一系列的問題和具有啟發(fā)性的提問，抓住學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，通過對每個問題的分析、重點難點講解、學(xué)生討論和師生互動，不僅解決了問題，而且問題所涉及的知識點被學(xué)生學(xué)習和掌握。例如，在講波動光學(xué)的相干光時，設(shè)計兩個問題:光的相干條件與機械波相同，為什么機械波比較容易觀察到干涉現(xiàn)象，而普通光源不能觀察到干涉現(xiàn)象?普通光源怎樣才能獲得相干光?通過對這兩個問題的解決，學(xué)生們掌握了本節(jié)所涉及的知識點:光的相干條件、普通光源的發(fā)光機制和相干光的獲取。在課后作業(yè)中，既布置計算題又布置思考題，有意識地引導(dǎo)學(xué)生進行探索性和想象性的思維活動。對于復(fù)雜問題和拓展內(nèi)容，將學(xué)生分成學(xué)習小組，每組4～5人，通過課后思考、交互式討論，以小組為單位解答問題，在習題課中，每個小組選出代表進行發(fā)言。例如，在講光的干涉時，給出的問題是:楊氏當年是利用兩個小孔作為點光源，為什么后來被雙縫所代替?在講量子物理時，給出的問題是:維恩位移定律在實際生活中有哪些應(yīng)用?分析光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的共同點和不同點。通過對這些問題的思考、探討和交流，活躍了學(xué)生的思維，增強了學(xué)生的團隊意識，同時也鍛煉了學(xué)生的語言表達能力和溝通能力，為師范生的教學(xué)能力提高打下基礎(chǔ)。問題式教學(xué)方法能極大地提高學(xué)生的學(xué)習熱情和求知欲望，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習的內(nèi)在動力源泉，它對培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的意識和能力具有重要意義。

3．2采用歸納總結(jié)教學(xué)法

大學(xué)物理包括力、熱、光、電和量子物理，內(nèi)容多，概念多，公式多，使學(xué)生記憶困難，尤其是相似的概念和公式很容易混淆，如果不定時總結(jié)歸類，會影響后續(xù)課程的學(xué)習。采用歸納總結(jié)教學(xué)法，能收到事半功倍的效果，同時也對學(xué)生的學(xué)習起到了督促作用。例如，第一章教學(xué)結(jié)束時，教師對本章所涉及的基本理論、研究方法以及公式以講述的形式進行比較、歸納和總結(jié)，然后設(shè)計出框圖或表格，框圖或表格的內(nèi)容填寫布置成作業(yè)讓學(xué)生課下完成，以后各章教學(xué)結(jié)束時，每章的總結(jié)由學(xué)生完成。要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的內(nèi)容設(shè)計成框圖或表格或樹形結(jié)構(gòu)對所學(xué)內(nèi)容進行比較、歸納、總結(jié)，并將每章的總結(jié)計入平時成績。

3．3采用研究性教學(xué)法

研究性教學(xué)是教師以培養(yǎng)學(xué)生的研究意識、研究能力和創(chuàng)新能力為目標，從學(xué)科領(lǐng)域、課程內(nèi)容或現(xiàn)實生活中選擇和確定專題進行研究，通過教學(xué)過程的研究性(教學(xué)與研究的有機結(jié)合)，引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(學(xué)習與研究的有機結(jié)合)的教學(xué)。［4］對學(xué)生課程論文的指導(dǎo)，采用研究性教學(xué)法。論文題目可由教師提供，學(xué)生選擇，也可以學(xué)生自命題目。題目范圍廣泛，可以從理論、實驗、生活、社會等方面選題。教師講解文獻查找辦法，提供寫作指導(dǎo)，學(xué)生定題后通過查資料、做實驗、思考、討論、分析總結(jié)進行研究性學(xué)習，最終寫出論文。論文題目可以是:生活中的慣性力、科里奧利力及自然界中的科里奧利效應(yīng)，論述燃煤電廠效率提高的發(fā)展趨勢，光衍射理論的應(yīng)用，德布羅意與物質(zhì)波的發(fā)現(xiàn)與認識，霍金與黑洞等。

3．4采用分層次教學(xué)法

分層次教學(xué)法的特點是正視學(xué)生的差異，適應(yīng)學(xué)生的差異，利用學(xué)生的差異，因材施教，最大限度地促進學(xué)生的全面發(fā)展。我們根據(jù)學(xué)生實際，將教學(xué)內(nèi)容分為基本內(nèi)容和拓展內(nèi)容兩個層次，前者要求全體學(xué)生掌握，后者為學(xué)有余力的學(xué)生拓展思路，開闊眼界而開設(shè)。輔導(dǎo)答疑分層次，對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生，耐心講解，使其理解，并讓他們認識到自己學(xué)習的潛力。對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，引導(dǎo)其思考得到答案。作業(yè)分層次，將習題設(shè)計成鞏固基礎(chǔ)知識的基本題、簡單和綜合運用的中等題、分析問題和解決問題的提高題等三種類型，對于基礎(chǔ)好的學(xué)生要求會做全部習題，中等生做前兩類習題，基礎(chǔ)差的學(xué)生要完成基本題，教師鼓勵中等和基礎(chǔ)差的學(xué)生選做提高型習題。

3．5靈活運用多樣化的教學(xué)手段

恰當靈活地運用多種教學(xué)手段，能有效提高教學(xué)效果。對于簡單、直觀、容易理解的內(nèi)容、大量公式的推導(dǎo)以及例題演算堅持用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，要求學(xué)生做筆記，做到手腦并用，加深對內(nèi)容的理解和記憶。對于真實物理過程的展示，利用演示實驗，通過對物理現(xiàn)象的觀察，引導(dǎo)學(xué)生探索物理本質(zhì)。對于教學(xué)內(nèi)容中比較抽象、理論難以理解、實驗條件不足以再現(xiàn)的情況，采用多媒體教學(xué)，我們在課程建設(shè)中自編了“大學(xué)物理”電子課件和習題課件，利用多媒體課件向?qū)W生展示課程內(nèi)容以及相關(guān)物理知識背景資料，這不僅增加了課堂教學(xué)的信息量，提高了教學(xué)效率，而且有利于生動直觀地反映抽象的內(nèi)容，還有利于提高學(xué)生的興趣和注意力，給抽象、艱深的物理教學(xué)注入了新的活力。例如利用多媒體課件，演示波的傳播和疊加、駐波的產(chǎn)生過程、電磁場分布、麥克斯韋分布函數(shù)、電子衍射實驗等，使這些抽象問題更加直觀，便于理解。我們始終認為多媒體教學(xué)是一種輔助教學(xué)手段，它不能取代傳統(tǒng)教學(xué)，必須將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)有機結(jié)合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用與之對應(yīng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，才能取得最佳教學(xué)效果。我們還為學(xué)生提供豐富的網(wǎng)上學(xué)習資源，基于網(wǎng)絡(luò)平臺對學(xué)生進行輔助教學(xué)，實現(xiàn)師生網(wǎng)上的互動討論和動態(tài)輔導(dǎo)以及資源瀏覽、查詢專業(yè)網(wǎng)站等。

4建立科學(xué)合理的考核體系

課程考核是檢驗課程建設(shè)成效的重要環(huán)節(jié)，為了更全面地反映學(xué)生學(xué)習的態(tài)度和掌握知識的水平，我們在各個教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生進行全面評價。具體做法是:平時成績30%(作業(yè)、每章總結(jié)、考勤、小測驗、課堂討論、小組討論等)，課程論文10%，期末考試60%。考試類型多樣化，有填空題、選擇題、判斷題、證明題、問答題、計算題。試題難易度適中，區(qū)分度大，其中基本題占90%，有難度的題占10%，這既能考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，又能使優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出。

5小結(jié)

通過對大學(xué)物理精品課程的建設(shè)，不僅提高了教學(xué)質(zhì)量，同時也提高了我們的教科研水平。我們在近3年時間內(nèi)，獲得省級教學(xué)研究立項1項，校級教學(xué)研究立項1項，省級教學(xué)技能大賽二等獎1人;發(fā)表教學(xué)研究論文10余篇，科研論文30余篇，其中SCI、EI和核心期刊20余篇。相信如果繼續(xù)以現(xiàn)代教育理念為指導(dǎo)，以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，積極探索教學(xué)改革，那么必將發(fā)揮精品課程建設(shè)對提高整體教學(xué)水平及人才培養(yǎng)質(zhì)量的促進和輻射作用。

作者:周笑薇單位:鄭州師范學(xué)院