發布時間:2022-03-06 10:55:27
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇中學物理論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、物理學本身滲透著美學
愛因斯坦曾經描述說,物理學是至善至美的科學,他還特別把物理的美歸納為“簡單、和諧、完善、統一”。
(一)物理學發展史是一部美學發展史。在物理學發展的過程中,物理學家們探索物理學規律,總是一方面體現出對美的熱烈追求,另一方面體現出他們精神上的種種美德。正是由于他們在美學思想指導下,通過不懈的努力,才能取得一個個重大成果得以推動了物理學的發展。哥白尼、開普勒是帶著強烈審美意識探索自然規律的先驅者。哥白尼與托勒密地心說的決裂,就是有其執著追求美的因素,他深信完美的理論在數學上應該是“和諧與簡單”的。托勒密為了解釋天文觀測的現象,引入了許多“均輪”、“本輪”,使得天文理論既復雜又失洽。因此,在極端困難的條件下,哥白尼研究了三十多年,終于建立了不朽的日心說。后來,開普勒深切感受到日心說的美,不懈堅持幾十年的觀察,積累的大量的天文數字,提出行星運動的三定律來論述天體的運動是如此的簡單與和諧。物理學家根據世界的對稱性,通過預言、設想來推測未來事物的存在。“電可以生磁、磁可以生電”,法拉第經過十幾年的不懈努力實現了由“磁生電”的夢想。牛頓追求規律的統一,是他發現“萬有引力定律”的關鍵,他把天上的力學和地上的力學統一起來,實現了物理發展史上的第一次大綜合。每一位物理學家背后不知隱藏了多少可歌可泣、感人肺腑的故事。他們對自然科學美的追求,他們為真理奮斗不息的精神之美,都是我們的榜樣,也是在教學中培養學生高尚品質的典范,可以啟迪學生的智慧,引發學習興趣,激勵他們成功的意志。
(二)物理學規律的美學特征:物理學“是一門研究自然規律與秩序的學科,它探索物質和諧地存在與運動的根源”。楊振寧在《美和理論物理》一文中提出物理理學具有“物理現象之美”“理論描述之美”“理論結構之美”。也有不少物理學家認為,物理學的美學特征主要表現為“多樣統一美”“和諧奇異美”“簡潔明快美”等。對物理學的種種美學評估,只是攝入角度或提法上的不同,本質上都是揭示科學真與科學美的辯證關系。科學美是科學對象美與科學表現美的統一。下面,簡析物理學所體現的簡單美、對稱美、和諧美。1、簡單美物理學揭示自然界物質的存在、組成、運動及其轉化等規律的簡單性而產生美感,稱為物理學的簡單美。物理學的簡單美主要體現在物理學的理論和方法上。物理學家巧妙地從復雜的真實世界中,把研究對象抽象出最簡單的物理模型,諸如質點、理想彈簧振子、理想單擺、理想氣體、點電荷、光線、薄透鏡等等,以這些優美的理想模型概括出物質運動宇宙中紛亂的各種物體通過牛頓引入的質點概為一體,牛頓只用幾條簡單的定律就概括了物質世界紛繁的運動現象,麥克斯韋只用四個方程組就概括了復雜的電磁運動,量子力學理論使行蹤飄忽不定的微觀粒子眉目清晰等。這些都體現了物理學理論整體的簡潔美。物理理論的簡單美還體現在組成物理理論的物理概念和物理規律表達上,如“力是物體間的相互作用”、F=ma概括了牛頓運動第二定律等。還有在物理方法上如:理想化模型、理想化方法本身就是遵循簡單性原則。2、對稱美對稱現象是辯證法的生動體現,物理學揭示自然界物質的存在、構成、運動及其轉化等規律的對稱性而產生的美感,稱為物理學的對稱美。物理學的對稱美主要表現為時空對稱、數學對稱和抽象對稱。如杠桿的平衡、平面鐿成像、磁體的磁感線分布、電荷的正負、等量同種、異種電荷的電場線分布等表現了物質的直觀形象在空間上的對稱性;周期和頻率等體現出時間的對稱性;簡諧振動圖線、波動圖線的對稱性體現了數學圖形的對稱性。物理學還體現了抽象對稱性,即從一個概念、一個命題或一個理論中所反映出來的對稱性。較典型的例子是1905年愛因斯坦創立狹義相對論時,把伽利略的力學相對性原理作為基本假設,而在1916年創立廣義相對論時,把電磁理論中的洛侖茲不變性作為對稱性假設。正是這些抽象的對稱性思考,有助于解開宇宙密碼,推動物理學的進展。3、和諧美“和諧”是美學的一個重要法則。古希臘畢達哥拉斯學派認為,宇宙與數之間之所以美,是因為它們是和諧的。而物理學家認為,物質世界自身及物理理論的“統一”“對應”乃是宇宙和諧的反映。物理學龐大的知識體系,既遵循各自內在的規律,又相互聯系,構成一個統一體。例如,以運動定律和萬有引力定律的簡潔形式所表示的牛頓力學,把地上的力學與天上的力學統一了起來;優秀的麥克斯韋方程把電、磁、光統一為電磁場理論;而作為近代物理支柱的愛因斯坦相對論,又把牛頓力學與麥克斯韋電磁場理論統一了起來。而三大守恒定律(物質、能量、動量)乃是物質世界和諧性最完美的體現。宇宙、地球、分子、原子、核與粒子,就象交響樂團的各種配器,演奏出物質運動的雄渾主旋律;力學、熱學、電磁學、原子物理學之間相互滲透,還與其他學科形成了許多交叉學科,其節奏、韻律體現了層次和諧美。
二、如何在物理教育中滲透美學
中學物理教育不是美學專業課,但是可以要求物理教師應注重美學的滲透,即由教師根據學生的審美心理特點,在物理教育全過程中處處創設美的情境。
(一)盡可能創造美的物理學習環境。諸如在學校的教室、實驗室、張貼體現物理美的掛圖或者帶有哲理話語的物理學家頭像的掛圖,在學校科技櫥窗里展示優秀的物理實驗制作和報道最新物理學進展與物理學前沿的情況等。校園文化、校園美育氛圍,對學生審美情趣的導向和培育具有潛移默化的作用。另外,可以創設開放性實驗室,以培養學生的物理學創造性思維,在課外活動時開設有關物理美講座等。
(二)物理課堂上的教學活動是滲透美學的最重要場所。
1、從教材中挖掘出物理現象美的素材,培養學生審美能力。“色”。如:白光通過三棱鏡發生色散現象,七色光在學生眼里新奇而美麗。“聲”。如聲音的共鳴、回音壁的聲學現象等表現出來的奇異性;再如“聞其聲不見其人”的現象,正好說明聲與光的不同特性。在中學物理教學中,經常帶領學生在和諧奇異的百花園里漫游,既可以培養學生的審美能力也可以激發他們沿著科學的艱險道路去探索真理的熱情。2、采取多樣的教學方法,使探究過程具有美感。如:類比教學法。在高中教學中,當我們給學生講清了勻速運動的速度公式v=(s2-s1)/t后,再講勻加速運動公式a=(v2-v1)/t時,通過類比,著重講清二公式中各對應物理量的物理概念的差異,明顯地降低教學難度,加深學生對速度和加速度概念的理解。如:對比教學法。在初中教學中,對真空不能傳聲和光在真空中速度最快等進行對比。這類比較的方法使學生對物理現象和規律的異同認識深刻。3、講故事能創設美的情境。中學物理教材中有大量的物理學史素材,我們在介紹物理知識的同時向學生展示科學家的拼搏精神,揭示物理學家的人性之美、至善之美,以美感人、以美育人。居里夫人不惜用兩年多的時間研制鈾鹽,并提煉出放射性元素,她為了紀念自己的祖國把其中一種元素命名為釙。她在功名成就的情況下,依然保持著不折不撓的獻身精神和愛國主義精神;布拉特為了證實盧瑟福人工核轉變實驗中發現的質子,從拍攝的兩萬多張照片的四十多萬條徑跡中找到了八條分叉。這種不畏艱難、治學嚴謹的精神,使學生知、情、感、意、行得到美的升華,使學生學到物理知識的同時,得到情操上的熏陶,心靈上的啟迪。從而使學生的審美能力得到提高。總之,物理學里處處滲透著美學,中學物理學中蘊含了豐富的美學素材。教師教學中向學生展示物理科學的美,培養學生的審美能力,能大大激發學生學習的興趣,有助于提高學生的整體素質,科學素養和審美能力。
抽象思維能力,就是指邏輯思維能力,是根據一定的條件,遵循一定的規律,通過對現象、材料等的總結來得出一定結論的一種能力。高中是學生抽象思維能力培養的關鍵時期,物理課程作為一門抽象思維訓練的極佳課程,必然會成為高中學生訓練抽象思維能力的重要的實驗場所。
一、高中物理教學中學生抽象思維能力的重要性
1.培養抽象思維能力是開發學生智力的關鍵。智力表現為一個人身上通常表現出來的一些認知特點,是需要得到開發的。每個人的智力潛能都很大,關鍵在于開發,而培養抽象思維能力就是很好的方法。抽象思維能力不僅是智力的一部分,而且它還有利于產生連鎖反應和舉一反三的效應,幫助其他方面智力的開發。
2.培養抽象思維能力是社會發展的需要。隨著社會的發展,我們面臨著越來越激烈的市場競爭,因而所需要的人才要求也越來越高,其中,抽象思維能力就是其中關鍵的一點。抽象思維能力幫助我們在決策、行政、設計、管理等領域更好地工作,沒有抽象思維能力,整個社會的運轉效率都會下降。
3.有利于學生未來的發展。對于學生來說,培養抽象思維能力不僅有利于他們在學業上取得更好的成績,也有利于他們將來走上工作崗位之后的發展前景。就學業而言,理科的數理化需要嚴密的邏輯推理和現象歸納,文科同樣也需要抽象思維能力的推理與歸納,而抽象思維能力更可以提高他們的工作能力,促進個人事業的發展。高中是培養抽象思維能力的關鍵時期,物理課程也需要學生的抽象思維能力去學習,所以學生在高中物理課程中訓練抽象思維能力非常有效。
二、高中物理教學中學生抽象思維能力的培養
培養抽象思維能力,最重要的是把握好思維活動“量變”和“質變”兩個方面。我們可以從教材、教學方法、教學效果的控制和評價等幾個方面闡述培養抽象思維能力的方法。
1.教材方面。教材是學習的依據,所以在教材的選材、編輯和選取上應該盡可能地偏向思維訓練型,通過學生學習的一系列過程使抽象思維訓練達到潛移默化的效果。
1.1建立高中物理知識的整體性和邏輯性。邏輯思維講究結構的重要性,在整個高中物理課程內容的編排上,需要把握一定的規律,讓學生在使用教材學習時,能夠從宏觀的角度進行知識的梳理和歸納。高中物理內容包含力學、光學、電磁學、熱學、分子物理學等分支,在下面還有其他的章節,內容編排應該與之相適應。
1.2注重實驗解析中的思維訓練。高中物理教學中會安排很多實驗課程,通過實驗來輔助學習就是為了通過親手實驗發現現象并總結出規律。觀察實驗,在已有理論的基礎上總結規律本來就是抽象思維的一種能力,經過長期的訓練,這種能力會得到很大的提升。
1.3例題和習題的配置。教學過程中最重要的是概念的形成和問題的解決。這些內容可以在課堂內容講解和實驗活動中完成,但是也需要一些例題和習題的輔助,例題和習題可以幫助學生講直觀的結論運用到抽象的題目中去,這樣不僅可以保證他們的學習成績,中國畢竟是一個通過考試來選拔人才的國家,另外,也可以在這個過程中使知識得到深化。
1.4關于學科歷史的教育。物理是一門歷史悠久的學問,通過對物理史的學習,可以很好地掌握學科的發展過程,最重要的是發現思維的變化情況,從各個角度分析理論成果和現實發現,不僅有利于學習,更有利于思維能力的訓練。
2.教學方法方面。抽象思維能力可以通過日常的訓練來培養,其中,教學方法上的創新可以起到非常重要的作用。
2.1從有利于學生思維能力的方面出發。老師在教學的時候,需要采用一些思維引導的方法,調動學生的思考積極性,幫助他們培養抽象思維的習慣。
2.2因材施教。每個學生的學習基礎不同,接受能力和思考習慣都不同,所以他們的抽象思維能力的情況也不相同,老師在教學中應該注意因材施教的原則,幫助具備一定抽象思維能力的學生更好地訓練,對于那些抽象思維能力較差的學生,要鼓勵他們對思考,慢慢地提高抽象思維的能力。
3.教學效果的控制和評價方面。教學應該杜絕盲目性,定時對教學效果進行評估,并適時采取一些調整措施,通過教學評估控制學生學習和思考的積極性,培養他們的抽象思維能力。利用平衡的理論,讓高中物理教學達到意向不到的效果。
首先,根據學生的學習成績和成長過程進行綜合的、細致的、人性化的評價。評價過程包括:過程評價與終結評價。在以往的教學評價中注重學生的學習成績結果的評價而忽略了學生學習的過程評價,這導致學生在學習過程中受到挫折對學習內容厭倦、退縮甚至放棄,所以在對學生的學習過程和考試結果的平衡方面教師應根據學生的綜合學習情況采取多樣化的評價方式,對學生的學習過程的各個方面進行分別評價,例如:對考試結果的評價、對試驗過程的評價、對活動表現的評價、對成長記錄的評價等,對待學生的學習成績客觀、公正做出認真的總結,在評價內容方面注重鼓勵與激勵,提高學生的自信心,對學生的不足認真的做出指正,并提出符合學生自身個性發展的建議,為學生的學習方向指引正確的道路。
其次,鍛煉抽象思維能力要弄清全體與個體的平衡關系。高中物理教學的對象為學生,因為自古有因材施教的傳統,學習能力方面也因人而異,所以統一形式的教學方法,無法滿足全體學生的要求,這樣導致一些學生“不夠吃”,一些學生“吃不了”的現象發生,這使得學習能力強的學生不愿意聽講,學習能力弱的學生聽不懂教師的課程。所以教師在教學中要對全體的學生和個體的學生進行平衡式的教學,平等的對待每一位學生,不偏愛、不歧視,對學習能力弱的學生施以更深的關懷,使其趕超學習能力強的學生。
最后,要弄清理論與實踐的平衡關系是提升抽象思維能力的重要性。高中物理教學的宗旨是能夠讓學生學習到基本的物理知識的同時更好的能夠在生活中運用所學到的內容。物理教學的內容與實際生活息息相關,所以理論教學與實際應用是不可分割的。
物理學是一門以實驗為基礎的學科,是進行理工類深入學習、從事應用型工作必備的知識結構,物理學習也是提高文科學生科學素養的重要途徑。物理學有其特殊的規律,如果入了門,就會越學越有意思。那么,怎樣才能使學生透徹理解,洞悉其中的趣味呢?這就要求教師與學生實現良好互動,對教學的各個環節進行精心設計。
一、互動式教學的前提:學生為主體的預習
課改以后的初中物理課本圖文并茂,生動有趣,與實際聯系緊密,強調了物理源于生活。所以,在課前預習時,對生活細心觀察是進行互動式教學的前提。
1.要求學生上新課之前先看課本預習,學生通過自學進行知識結構上的“熱身”。對于學生看書就能理解的物理知識,教師可以酌情不講或者少講,這樣,在課堂上就有充分的時間,可以突出重點,突破難點,有針對性地授課。
2.學生課前預習要力求仔細,教師對課前預習要做有針對性的輔導,每節課設置好下節課的預習問題,讓學生帶著問題預習,這樣才能達到預習的目的。例如,在學習吸放熱公式:Q=Cmt時,可以讓學生在預習過程中歸納吸熱和放熱兩種情況下t計算方法的不同。因為在這個公式中的各個量必須采用合適的單位,才能使等式成立。而在初中范圍內,公式Q=Cmt對應著吸熱和放熱兩種變化,吸熱時t=t2-t1,放熱時t=t1-t2,t1是始溫度,t2是末溫度。學生往往會記混,一旦記錯了,溫度差就出現了負值,求出的熱量就是錯的。在這種情況下,以學生為主體的準備活動與教師預習輔導的互動就顯得尤為重要。
3.教師與學生為主體的互動當然不只局限于課本,還要指導學生多看一些課外書籍,多參加科普活動,將理論與實踐相結合,才能真正提高學生解決問題的能力。要鼓勵學生用已學到的物理知識來解釋生活中的物理現象,或者運用物理知識進行實際問題解決方案設計的互動。
要使學生知道,他們身邊的物理現象舉不勝舉,我們周圍的世界是物理世界,我們可以嘗試性地給出一些解決問題的設想,也可以將一些現在解決不了的問題“懸置”起來等到以后再解決,這種嘗試或者懸置將是激勵學生進一步學習物理的巨大動力。
二、互動式教學的主要載體:課堂教學
1.通過互動的實驗課堂培養學生良好的實驗習慣。實驗是師生課堂互動最重要的組成部分,學習物理知識要結合實例才能更好地深化學生的理解。俗話說“百聞不如一見,百見不如一做”,只有親自動手,印象才深刻。在實驗教學中,教師要通過與學生進行良性互動,引導他們養成良好的實驗習慣。實驗要做到操作規范,科學讀數,準確記數。例如,在使用電壓表與電流表的過程中,許多學生會疏忽接線柱的連接情況,造成指針反偏和讀數錯誤。教師要通過演示、練習、檢查結果等多種方式的互動,讓學生養成良好的實驗習慣。
實驗課的培養目標不僅包括對學生操作、觀察能力、分析能力等具體能力的培養,更重要的是要培養學生解決實際問題的能力。例如,講完“浮力”一章后,設計一個求金屬塊密度的開放性實驗。同學們各顯神通,有的采用常規做法,用天平測其質量m,用量筒測出體積V,代入公式ρ=m/v,即可求出金屬塊的密度。有的同學能在啟發式互動后想出其他設計方案,如用彈簧秤測出物體的重力G,再用公式G=mg,求出質量m,然后再求出密度;有的同學能夠采用浮力稱重法,將物體掛在彈簧秤上,放入水中完全浸沒,這時讀出測力計示數F,并求出金屬塊受到的浮力F浮=G-F示。又因為物體是完全浸沒于水中的,所以V排=V物,再用公式F浮=ρ水gV排,最后利用公式ρ=m/v,就求出了金屬塊的密度ρ。經過這樣動手、動腦、親自操作,學生找到了多種求大于水的固體物質密度的方法,雖然有些方法比較復雜,但卻提高了學生的發散思維能力和解決實際問題的能力。
三、互動式教學成果的鞏固:精選練習題
解題過程是學生發展智力、提高能力的重要途徑。題要精選精練,選題和解題要注意以下幾點:
1.選題要有代表性:習題所包含的內容和解法都要具有代表性,盡量能融會貫通所學物理概念、原理和定律,鞏固所學物理知識,并能從中總結出解題規律和技巧。
2.選題要有目的性:對學生學習中出現的問題和薄弱點,要及時糾正和輔導,而且要出一些針對性強的題目讓學生練習,使之在訓練中弄清問題,強化知識,并不斷提高解題速度和質量。
3.解題要有擴展性:教師講解習題時也要注意和學生進行互動式討論,以激發他們的發散思維能力。要先進行一題多解,再避繁就簡,選出最佳解題方法,同時,還要多進行一題多變,使知識網絡化,從而深化學生對網節知識點的理解。
四、中學物理互動式教學的動力機制:興趣和好奇心
要設法激發學生學習物理的興趣和好奇心,興趣和好奇是思維的巨大動力,因為好奇,學生就會全神貫注地鉆研物理。例如,學校附近有座風力發電站,大片銀白色的風輪在戈壁灘上與陽光相輝映,美麗壯觀。在學習“機械能”時,筆者就因勢利導,讓學生思考風力發電中的能量轉化問題。許多同學結合實際,弄清風力發電是機械能轉化成了電能。實踐證明,當學生對物理現象產生了好奇與興趣后,就會積極思考。所以,互動式教學要保持動力之源,就要點燃學生好奇心的火花,啟發他們的學習興趣,從而增強其自覺思考和自覺鉆研的主動性。
要讓學生學好中學物理,方法是多種多樣的,學生的情況又不盡相同。互動式教學就是一個開放式的授課過程,能讓教師在互動中及時調整方案,做到因材施教,有針對性地去解決問題。
1轉換法
轉換法是當遇到無法直接計量時才使用的一種實驗方法,通過各變量之間的相互關系找到相互之間可以替換的量,將求一個量變為求另一個量或其他幾個量間的某種關系.這對于學生而言也是一種思維能力的鍛煉,要求學生要有發散性的思維,多角度的思考問題,同時要求學生具有靈活性,能及時地應變外界因素導致的實驗過程、結果的變化,要能及時地反映將不便于測量的實驗結果變換為另一種形式.例如,學習力的概念時,對于測量力的大小的器材是彈簧秤或握力計等都是把力的大小轉換成對彈簧的伸長量的測量或對指針的偏轉角度的測量;研究水在受熱的過程中的對流現象,由于水是無色的液體,不便于學生在實驗過程中的觀察,可能借助高錳酸鉀等,將其溶解到水中,將無色液體轉換為有色液體,便于觀察,這樣就解決了觀察的難題,熱傳遞也清楚地表示出來了.
2近似法
近似法是為了簡化物理實驗繁瑣的驗算過程,但要確保實驗的有效性,要不在影響實驗結果的前提下進行的.物理實驗采用近似法一般只為達到這一目的,在簡化實驗測量時突出實驗的物理意義.一般而言,近似法實驗方法可分為對象近似法和結果近似法.中學階段的一些實驗只是側重于實驗結果,只是對實驗過程的一種學習,對實驗的精度要求不是很高,所以中學實驗的結果在無明顯偏差的情況下多數采用的還是一種近似法.例如,用“伏安法”測電阻時,這一過程中忽略了電流表、電壓表本身還帶有的阻值,就簡單地將其近似地作為理想儀表,將電流表內阻看作零,將電壓表內阻視為無窮大.
3比較法
比較法在物理實驗中也經常被用到,它主要是通過實驗過程的比較或是實驗結果的比較,而得出相關的結論.如實驗過程中自變量的變化對實驗結果的影響,只有通過比較實驗的過程、結果加以綜合分析才會得出結論.就物理實驗而言,比較法分為條件比較法、過程比較法、狀態比較法三種.在物理實驗中,利用對比法進行實驗,便于找出物理現象之間的相同點和不同點,從而可以深入地了解到這一物理現象的本質規律.例如,在焦耳定律實驗中,可在電阻不同的電阻絲上用黃油粘上火柴桿,通過通電后觀察粘在電阻絲上的火柴梗,誰先脫落就說明該電阻絲發熱多,功率大.
4模擬法
模擬法主要是通過容易表現的事物或現象來表示不易表現的事物或現象,或者是用具體的東西形象地概括抽象的理論概念,以達到便于他人了解、接受這一概念.模擬法可分為性質模擬法和形式模擬法兩種.性質模擬法主要是根據實驗對象的性質相似或相同而進行的模擬實驗,而形式模擬法是根據實驗對象形式的相似或相同進行的模擬實驗.例如,在物理學課堂上,老師講到電流以及電流的流向時,采用模擬法用客流的流向來解釋電流這一抽象的物理概念。
中、美課程標準中STEM教育的體現
在NGSS中有大量篇幅體現了STEM教育,如專門對科學、技術和工程的概念進行了辨析;將工程設計、相關數學、STSE(科學、技術、社會、環境)分別作為獨立的章節,與學科優秀知識等內容并列陳述;對不同學段(幼兒園至2年級、3~5年級、6~8年級、9~12年級)的學生提出不同水平的具體目標。以工程設計為例,NGSS對6~8年級和9~12年級學生的要求如表1所示。我國在初中階段設有科學綜合課程,但大部分地區實施的是分科物理課程,高中階段科學領域的課程標準則都是分學科制定的,可以說,我國的物理課程以分科課程為主。初、高中的物理課程標準盡管沒有明確提出對工程的要求,但都從STS的角度對“關心科學技術”給予了重視。在高中物理課程模塊中,選修二系列側重于從技術應用的角度展示物理學,強調物理學與技術的結合,著重體現物理學的應用性和實踐性。
物理教材中STEM教育的體現
下面以在美國較為流行的初中科學教材《科學探索者》為例,分析其中STEM教育的元素。《科學探索者》重視科學領域內部學科的綜合、重視科學與相關數學知識的整合、重視知識應用和技術、重視學生的工程設計活動。例如,在“運動、力與能量”分冊中,就有以下內容體現出STEM教育整合思想(見表2)。《科學探索者》中安排了很多學生的設計制作活動,以滲透工程方面的教育。例如,“功與機械”這一章的學生活動“制作起重機模型”,要求“把至少兩種以上的簡單機械組合成一輛能把質量600克的罐頭舉高5cm的起重機模型”,同時要求“和同學集體討論起重機模型的各種不同的設計方案,看哪些材料可以用來制造起重機模型”。通過應用已學物理知識制作起重機模型,學生初步經歷了界定工程問題、設計解決方案、優化解決方案的工程設計過程。在我國的物理教材中,注重介紹物理知識的技術應用,滲透STS教育。以側重于物理學技術應用的選修二系列的人教版高中教材為例,該教材一些章節的內容完全是技術應用,如選修2-2第二章“材料與結構”、第三章“機械與傳動裝置”等。但是,該教材中對技術的介紹是從理論應用的角度出發的,而幾乎沒有讓學生親自體驗實踐、完成工程或技術項目的活動。相比而言,我國的物理教材更重視學科內部邏輯體系和從理論的角度談技術應用。在技術和工程方面,讓學生親自制作、自主設計的活動很少。這樣的設置仍然使學生從理論知識的角度來看待技術和工程,而難以自覺主動地應用技術和從工程的角度思考并解決問題。
物理教學中的STEM教育
1.在物理教學中應用技術
現代信息技術在物理教育中已經得到廣泛應用。例如,使用計算機及相關軟件、傳感器、移動設備、網絡等輔助物理教學。使用計算機和傳感器進行物理實驗,既能夠提高實驗精度,又可給學生以實時反饋,提高教學效率,在日常教學中已經大大普及。比起教師在講臺上通過技術設備進行演示,學生親自使用技術設備學習物理(包括進行實驗)的過程更有助于他們體會物理和技術的關系和培養他們自覺應用技術的意識。例如:在物理探究活動中通過網絡搜集信息、展開自學;在處理實驗數據時利用Excel軟件;等等。又例如:一些智能手機和平板電腦只要安裝相應軟件,就可以測量加速度、磁感應強度;使用手機或平板電腦上的攝像頭錄像,再通過軟件分析錄像中物體的運動規律[3]……這樣的例子還有很多。隨著智能手機和平板電腦等便攜式移動設備越來越普及,學生可以利用這些技術隨時隨地展開物理實驗和探究。
2.在物理教學中有意識地滲透工程和技術教育
比較NGSS和我國物理課程標準,NGSS不僅要求學生了解技術、利用技術學習物理,還要求學生親自參與工程設計和應用技術,并在實踐、體驗的過程中對工程和技術形成一定水平的認識;我國目前仍主要是從知識應用的角度了解技術和利用技術為物理教學服務,重點放在理論知識的學習上,而忽視對技術應用和工程設計本身的體驗和深入學習。物理和技術、工程有密不可分的聯系。在物理教學中,只要潛心挖掘,利用現有的教學資源,就可以開發出讓學生既能體驗工程設計和技術應用的過程,又能加深對物理內容理解的學生活動,體現STEM教育的整合思想。舉一個簡單的例子:在初中學完溫度相關內容后,布置作業給學生,讓他們在幾周內完成課題“自制液體溫度計”。如果想在較長時間內比較準確地測量出溫度高低,學生需要克服各種困難,解決實際遇到的問題,如“使用哪些身邊容易獲得的物品進行制作”、“如何使玻璃泡和細管的連接處不漏氣”、“如何避免溫度計中液體蒸發”、“怎樣給溫度計標上刻度”等。最后比較不同學生制作的溫度計,討論誰的溫度計材料易得、成本較低且測量較準確。經歷了自制溫度計的過程,學生不僅對工程設計和技術應用有了初步的實際體驗,對溫度計的原理、攝氏溫標,甚至氣壓等相關物理知識的理解也會更加深刻。中學生畢業后無論進入大學深造還是步入社會就職,都應該不僅僅能夠進行理論方面的推演和探究,還有能力實際動手操作、發現并主動應用知識和技術解決遇到的現實問題。在國際科學教育領域,重視學科間的聯系與整合、培養學生的科學技術素養也是主流觀點。由此看來,在物理教育中體現STEM教育是未來的發展方向,值得認真思考和研究。在我國主要為分科物理課程的大背景下,如何借鑒國際上已有的資源,開發適合我國的教育資源,在物理教育中有意識地滲透STEM教育,需要同仁們的努力探索。
高三物理總復習的指導思想就是通過物理總復習,把握物理概念及其相互關系,熟練把握物理規律、公式及應用,總結解題方法與技巧,從而提高分析問題和解決問題的能力。
一、根據物理學科的特點,把物理總復習分為三個階段
第一階段:
以章、節為單元進行單元復習練習,時間上約從高三上學期到高三下學期期中考試前,即頭年九月到第二年三月初,大約需要六個月,這一階段主要針對各單元知識點及相關知識點進行分析、歸納、復習的重點在基本概念及其相互關系,基本規律及其應用,因此,在這一階段里,要求同學們把握基本概念,基本規律和基本解題方法與技巧。
第二階段:
按知識塊(力學、熱學、電磁學、光學、原子物理、物理實驗)進行小綜合復習練習,時間上第二年三月到四月,大約需要二個月,這個階段主要針對物理學中的幾個分支(力學、熱學、電磁學、光學、原子物理)進行小綜合復習,復習的重點是在本知識塊內進行基本概念及其相互關系的分析與理解,基本規律在小綜合運用。因此,在這一階段要求同學們能正確辨析各知識內的基本概念及其相互關系,總結小范圍內綜合問題的解題方法與技巧,初步培養分析問題和解決問題的能力。
第三階段:
進行大綜合(包括理科綜合和學科內綜合)復習練習,時間為第二年五月至六月,這一階段主要針對物理學科各個知識點間和理、化、生各學科之間知識點進行大綜合復習練習,復習的重點是進行重要概念及相互關系的辨析、重要規律的應用,因此,在這一階段里,要求同學們進一步總結解題的方法與技巧,培養分析和解決綜合、復雜問題的能力。
二、復習方法
在制定好復習計劃后,就要選定科學的、適合本人具體情況的復習方法,而且要根據不同的復習階段確定不同的復習方法:
第一階段:
以章或相關章節為單元復習時,首先要求同學們自己分析、歸納本單元知識結構網絡,并在老師的指導下進一步充實、完整、使之系統化。其次,要對本單元的基本概念及其相互關系進行辨析,對本單元的典型問題及其分析方法進行有針對性的分析與歸納,并著重總結解題方法與技巧,然后對本章知識點進行針對性練習,但練習題不宜過多,應精選練習題,不能搞題海戰術,最后要根據練習中和考試中出現的問題進行有針對性的分析和小結。
第二階段:
本階段可根據各知識塊的特點,將有關內容分為幾個專題,進行專題復習,著重進行思維方法與解題技巧的練習。
第三階段:
本階段主要是練習知識的大綜合,較為復雜問題的分析方法,并將整個物理知識分為幾個重要大專題,著重練習某些重要規律的應用,或某些重要的解題方法。如:動能定理及其在解題中的應用、變力做功問題的分析方法、極值問題的分析方法、臨界問題的分析方法、假設法解題技巧等等。
本階段要突出練習同學們的思維能力、分析問題的能力。具體方法有進行一題多解、一題多變、多題一解等方法,在本階段要進行大綜合模擬考的套題練習,試題要求在難度、覆蓋面上均接近高考或達到高考的要求。
三、處理好幾個關系
高考物理總復習中要處理好以下幾個關系:
(一)“考綱”與“教綱”的關系
“考綱”即“考試說明”,它是高考復習的綱領;而“教綱”即“教學大綱”,它是中學物理教學的綱領,兩者有相同的地方,也有不同之處,在高考總復習備考時,應以“考綱”為準。
(二)課本與復習資料的關系
目前,各種高考復習資料很多,往往會造成你以復習資料代替課本的現象,這是大錯特錯的,將會直接影響復習效果,因此,在復習備考時,應以課本為本,充分發揮課本的主導作用,并選擇適合本人具體情況的復習料輔復習,有利于提高復習效果。
(三)點與面的關系
在高考復習備考時,既要抓住本學科的重要知識點,也要全面、系統、完整地復習所有必考的知識點,要做到重點突出、覆蓋面廣。只有這樣做,才能達到復習的效果。
(四)基礎與能力的關系
在高考總復習中,要處理好與能力的關系,非凡是在第一階段的復習過程中,重點是復習基本概念、基本規律及其應用,基本解題方法與技巧等基礎知識,只有在打好基礎的前提下,才能逐步提高自己的分析問題和解決問題的能力,假如忽視基礎知識,專門做難題、怪題,是達不到培養能力的目的的。
四、要培養的幾種能力
(一)加強信息遷移問題的練習,提高閱讀能力、理解能力和分析問題的能力。
信息遷移問題一般都是給出一段文字或圖片信息,要求通過閱讀該信息去回答或解決一些物理問題,信息遷移問題著重考查學生臨場閱讀,提取信息和進行信息加工、處理,以及靈活運動基本知識分析和解決問題的能力,如:給出有關磁懸浮列車的文字資料和圖片,要求學生通過閱讀資料,去回答和分析有關磁懸浮列車的問題。
(二)加強科技應用問題的練習,提高運用物理知識去分析和解決實際問題的能力。
科技應用問題一般都是運用物理科學知識、原理和方法去解決生活、生產科學技術中的實際問題,如:用物理科學技術原理去分析和解決我國在實施的“南水北調”“西電東送”“西氣東輸”幾大重點工程中有關問題。
(三)加強實驗技能練習,提高實驗能力。
物理是一門以實驗為基礎的學科,物理實驗技能的練習是高考物理復習的重要組成部分,通過以下幾個方面的練習可以提高實驗技能:
1、對基本儀器使用的練習
物理實驗要通過各種基本儀器來完成,因此,只有熟練把握各種基本儀器的構造原理、使用方法和注重事項,才能做好各種實驗,并提高實驗技能。
如:要把握各種電表、游標卡尺、螺旋測微器、彈簧秤等儀器的原理、使用方法和注重事項。
2、注重聯系實際進行操作的練習
物理實驗中的實驗操作技能是很重要的實驗技能,加強這方面的練習,有助于提高實驗技能。
3、加強物理實驗思想、原理、方法與技巧的練習
物理實驗思維、原理、方法與技巧是衡量學生實驗能力的優秀,如:伏安法測電阻實驗中對實驗條件的控制方法(滑動變阻器的接法)、實驗誤差的控制方法(電流表的內、外接)、作圖時對個別點的舍棄、圖線的“曲化直“(驗證牛頓第二定律時畫圖象)等等,只有加強這方面的練習,才能提高實驗能力。
4、加強設計性實驗的練習,培養學生創新思維能力和實驗能力
物理設計性實驗,是要求學生根據給出的實驗儀器,按要求設計出實驗的原理、方法、步驟,最后得出實驗結論:或只給出實驗課題,由學生自選儀器、自己設計實驗原理、方法與步驟,得出實驗結論,這就要求學生具有較強的創造性思維能力和綜合分析能力及實驗技能與技巧。
如:在電學實驗中,要求測電源的電動勢和內電阻,自己設計方案,自選器材進行實驗,看誰設計的方案多(有十幾種方案),哪種方案最佳?通過這樣的練習,可培養創新思維能力和實驗能力。
(四)加強創新思維練習,提高創新思維能力
創新思維題是近幾年高考物理試題或理科綜合能力測試題中考查學生能否尋求獨特而新奇的,并具備社會價值的思維方法解決尚無先例的問題的能力,這些題大多數屬于開放性的實際應用題,創新思維的主要成份是發散性思維和集中性思維。所謂發散性思維是一種不依常規,尋求盡可能多種多樣的答案的思維,它具有流暢性、變通性和獨創性的特點;而集中性思維則是依據已有的信息和各種設想,朝著問題解決的方向求得最佳方案和結果的思維操作過程,發散性思維以尋求解決問題的各種可能性為主,而集中性思維則在這些可能的途徑中選擇和比較出最優的解決方案,兩者相互聯系,缺一不可。
1、類比推導法
將已知或新給出的原理、知識或方法橫向類推到類似的新情境中去,以解決新問題或得出新知識,即已知(或新知A)類推新知(或新知B),其要害在找好橫向類比遷移的“參照點“。
2、逆向思維法
物理學中有些問題按常規正向思維分析不方便,此時可改變思維方向,由正向思維改為逆向思維,就能使問題迎刃而解,如光學中的光路可逆原理,勻減速運動倒過來考慮就變為勻加速運動等。
3、等效思維法
物理學中的問題,有時直接分析有困難,此時,可用效果相同的模型來等效代換,使問題便于分析解決,如:平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,力的分解與合成等。
(五)加強學科交*滲透練習,提高綜合分析問題能力
物理科學與化學、生物、地理學等有著密切的聯系,如:熱學與化學之間,光學與生物之間,天體運動與地理之間都有較好較強的聯系,還有“南水北調”“西電東送”“西氣東輸”“青藏鐵路”“貧鈾彈風波”等問題都是物理與其他學科綜合滲透的問題,加強這方面的練習,就能夠提高綜合分析問題的能力。
總之,在高考物理復習中,加強上述幾個方面的練習,可培養創新思維能力,提高分析和解決問題的能力。
一、轉變教育思想
國家教委副主任柳斌同志講過,教育思想的轉變,是用好教材,提高義務教育質量的前提。傳統教育觀念和教學方式的“慣性”極大,致使有的教師“穿新鞋,走老路”,喜歡用應試教育的眼光審視現行教材,結果是既不適應,又不放心,害怕現行教材降低了難度,影響教學質量,影響升學率。可見,只要在觀念上真正完成了由應試教育向素質教育的轉變,跟上教學大綱和教材的改革步伐,面向全體學生,注重全面發展,現行教材的使用必將既能減輕學生的過重負擔,培養出四化建設需要的各類高素質人才。
二、掌握教學要求和教材特點
1.生動活潑,簡明輕快,圖文并茂
現行教材用一些生動有趣的現象、故事、實驗引入課題說明概念,能激發學生的學習興趣。現行教材一般是按提出問題、分析問題和解決問題,節前帶問號,節后設“想想憶憶”,章后總結“學到了什么”。編排靈活,不似以往那么刻板。
2.教學內容的編排順序調整合理
現行教材的編排是由常見的簡單易學的運動、聲、熱、光等物理現象到力學的基本概念和規律,然后學習抽象概括程度較高的電學和能的基本知識,符合由淺入深、先易后難的認知規律。
3.體現了學生是學習的主體
從“致同學們”“引言”,到各章中的演示實驗、學生隨堂實驗、“想想議議”和“學到了什么”等內容,教材總是企圖更換課堂教學形式,促使學生多動腦、多開口,在課堂上保持積極主動的主體狀態。
4.教材難度明顯降低
現行教材對有些知識的處理,只要求“知其然”,不需非要“知其所以然”。學生的學習負擔減輕了,知識面也有所拓寬。
5.加強了物理實驗的教學作用
現行大綱要求“初中物理教學要以觀察、實驗為基幢教材中的各類實驗和實驗性習題明顯增多,感性認識的積累有助于抽象邏輯思維能力的培養,有助于學生養成尊重事實、勤于動手和按科學辦事的良好習慣。
三、傳統的教學方法必須改革
教學方法脫離不開教育觀念和教學目的。素質教育旨在“面向全體”和“全面發展”,課堂教學不僅要傳授物理知識,而且要培養學生的各種能力。傳統的教學方法較陳舊,不適應現行教材的特點。現行教材編者的用心良苦,突出了物理知識的趣味性,旨在創造意境,激發學生的學習興趣,使他們輕松愉快地自覺學習,教學方法應該體現這個意圖;現行教材知識面廣,伸縮性大,目的是要面向全體,適應不同程度的學生,教學中一定要對所有學生一視同仁。上述種種,宏觀上屬教學方法的范疇,教學中非如此不可,當因人、因教學內容而異,應該是百花開放,各顯其能。但是,具體教法不能與基本教學原則相違背,否則又會走上應試教育的老路。對學生的能力培養比單純地傳授知識更重要,較強的能力受益終身,而有些物理概念和規律知道即可,對過深的科學道理的理解,今后隨年齡增長和知識積累,自然會“水到渠成”。
總之,在基礎課程改革中,教師要克服過去應試教育的影響,要克服對教材過分的依賴性,避免把教材當作“圣經”,充分研究新的課程標準,教活新的教材。
1高中物理新舊教材的比較
選作比較分析的新教材是《普通高中課程標準實驗物理教科書》,此教材是2004年人民教育出版社出版;舊教材是《全日制普通高級中學物理教科書(必修)》,此教材是經全國中小學教材審定委員會2002年審查通過,人民教育出版社出版.
1.1整體結構
模塊式的結構設計是高中物理課程變化最為突出的特點,新的高中物理課程由12個模塊構成,其中物理l和物理2為共同必修模塊,其他為選修模塊.學生在學習2個共同必修模塊后,可以在選修1、選修2和選修3系列中任選一個模塊學習[6-9].
1.2教學內容
新教材較之舊教材主要有三方面的變化:(1)章節順序不同.例如:舊教材第一冊章節順序是“力”、“直線運動”、“牛頓運動定律”、“物體的平衡”;而新教材必修一是“運動的描述”、“勻變速直線運動的研究”、“相互作用”、“牛頓運動定律”.這種順序安排使學生感到困難的受力分析內容移到運動學之后,此時學生的學習能力已經有所提高,難度相對降低.(2)新教材按知識內容整合模塊化.如舊教材第二冊中的電磁場單獨構成選修3-1、3-2模塊;舊教材第二冊分子熱運動、能量守恒、固體、液體和汽體構成選修3-3模塊;舊教材第二冊中的動量守恒和第三冊中的近代物理部分構成選修3-5模塊;新教材把機械波由第二冊移到選修3-4模塊,并把幾種形式相同而實質不同的波動——機械波、電磁波和光波進行類比,有利于學生加深對波的理解.(3)刪舊增新.新教材在系統地介紹物理基本知識的同時,刪減了一些“難、偏、舊”的知識,新加了與實際聯系比較大的內容.如選修3-1中增加了“邏輯電路與自動控制”;選修3-2增加了“傳感器及其應用”等.
1.3教學要求
高中實行學分制,選修內容不要求學生全部都進行學習.知識結構上以定性分析為主,定量分析為輔,省去復雜的公式推導和數學計算.如在選修3-3中,對理想氣體狀態方程也沒有了定量計算;在選修3-5中,僅僅對動量和沖量有要求定量計算,其他內容都只是要求定性了解.新的高中物理課程在結構上更重視共同基礎,同時體現課程的選擇性,針對學生的興趣與能力,設計供學生選擇的選修模塊,以滿足學生的不同學習要求,促進學生自主學習,并對舊教材進行了刪減.這些變化在一定程度上影響了物理知識的系統性和連續性,這直接導致了學生進入大學后在物理知識基礎上存在差異,進而在大學物理教學過程中出現中學物理與大學物理知識銜接問題.如有關動量的內容從必修移到了選修模塊3-5,沒有選修3-5的學生就會覺得質點力學這部分內容比較難學[6-9].
2大學物理與高中物理知識點的比較與銜接處理
要做好大學物理與中學物理的順利銜接,首先要了解中學物理教學內容和教學情況.哪些知識是要求學生熟練掌握的,而哪些內容只要求了解,以及大學中出現的知識點在中學學到了什么程度,尤其要正確處理好與高中物理的關系,使大學物理教學內容有適當的深廣度,盡量避免內容的重復或知識跨度太大.
2.1針對高中“重復知識點”,提高教學內容起點,做到有繼承有發揚
力學是大學新生入學后首先學習的內容,對于這部分內容,高中接觸的知識點很多,如質點、參考系、加速度、牛頓定律、功、動能定理等;電磁學中,高中接觸的知識點也很多,如電場強度、電勢、磁感應強度、電磁感應等.對這些熟悉的知識點,要提高教學內容起點,重視物理學的思想、研究方法和基本精神[10-13].如對加速度的講解,大學物理與中學物理是有區別的,中學教材加速度的定義為:tvaΔΔ=,加速度是矢量,在直線運動中,如果速度增加,加速度的方向與速度的方向相同;如果速度減小,加速度的方向與速度的方向相反.而大學教材中:質點在運動時,速度的大小和方向都可能變化,因此引入加速度這個物理量來描述速度的變化.質點在Δt時間內由A點運動到B點,速度由Av變為Bv,速度增量為BAΔv=vv,則質點的平均加速度定義為平均加速度只能粗略描述Δt時間內質點速度的變化情況,如同討論速度時的情況類似,當把Δt0時,平均加速度的極限值叫做瞬時加速度。加速度概念的講解,大學與中學有較大的不同,微分極限思想的運用使概念的引入更嚴謹,這正是微分思想和極限思想的精髓之處,通過微分極限思想順理成章地將平均加速度遷移到簡單的瞬時加速度,從而在思維上形成一個系統框架,就是如何將“平均”的問題遷移到“瞬時”的問題上.大學物理從質點運動學到剛體轉動,從功到能,從電場到磁場,都要用到微分極限思想來定義物理量,所以要盡快地讓學生理解和掌握微分思想.
2.2針對高中“未學知識點”,重在建立信心
對于高中物理未提及的知識點,在大學物理教學中,要結合學生的原有知識結構,在此基礎上找到新舊知識間的聯系,從而減少學生的畏懼心理,使學生建立學好大學知識的信心.由于選修3-5屬于可選內容,對中學沒有選修此內容的學生來說,開始學習剛體、角動量、角動量守恒等概念,一時難以適應,認為大學物理難學.因此,對這部分內容,大學物理課應該降低難度,可以通過增加演示實驗、播放視頻等教學方法,提高學生的學習興趣,提高自主學習的能力.如在講角動量守恒一節時,先播放一段花樣滑冰運動員的視頻,讓學生觀察滑冰運動員肢體的變化,并設置疑問,當講解結束時引導學生解釋這一現象.通過這一過程,不僅活躍了課堂氣氛,也增加了學生的興趣[14-15].高中物理與大學物理是先行課與后續課的關系,只有大學教學和中學教學加強了聯系和溝通,做好銜接教育,才能使物理的教學更具現代化氣息,更能理論聯系到實際.大學物理教師要深入了解中學物理《新課標》的要求,在教學內容、教學方法和教學要求等方面做好銜接和發揚.
作者:王樂新 朱文霞 單位:黑龍江八一農墾大學理學院
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,要運用數理統計的方法得出自然界一般性的普適規律,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,討論的規律基本上是從物理現象出發,通過簡單實驗總結出來的簡單規律,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律,即大學物理講的規律比中學物理的規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外,就是作大量的習題,實行題海戰術,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、數理統計等工具,物理概念、物理規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奏,少容量,講練結合的教學方法,若一開始就進行快節奏,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,應介紹物理學的發展歷史、物理學的發展現狀和物理學的發展的未來展望,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,學學物理不僅僅服務于后續的專業知識,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律,但當速率變化時,圓周運動的規律又是如何呢?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。
作者:宋曉麗單位:太原理工大學輕紡工程學院
【摘要】經濟的快速發展對科學技術提出了更高的要求,經驗表明學生在校時對大學物理知識的掌握情況很大程度上會影響到其他專業課程的學習效果。而很多學生在學學物理時不能很快、較好地適應大學物理課程的學習,尤其是在民辦本科院校中,這種現象尤為明顯,本文通過調查問卷對這一問題進行了探索,并提出了解決這一問題的對策。
【關鍵詞】民辦本科;大學物理;中學物理;課程銜接
0引言
在人類社會的發展歷程中,物理學作為自然科學的基礎以不可替代的地位推動著科學技術的發展。而物理教育提供了建設人類發展所必需的科學基礎設施的工具[1]。在高校中,大學物理課程也是理工科學生必修的一門公共基礎課,是學生接受科學素養訓練的開端。經濟的快速發展對科學技術提出了更高的要求,經驗表明學生在校時對大學物理知識的掌握情況很大程度上會影響到其他專業課程的學習效果。而很多學生在學學物理時仍舊保留著從前中學生的特點,不能很快、較好地適應大學物理課程的學習[2],尤其是在民辦本科院校中,這種現象尤為明顯。學生對知識的掌握程度較差且不能達到能力目標,因而如何促進學生更好地對知識進行銜接,是擺在一線教師面前不可回避的問題[3]。
1問卷調查及結果分析
為了更好地了解學生的學習特點及知識掌握情況,我們對我校11個非物理理工科專業學生進行了問卷調查。共發放問卷490份,回收490份,有效問卷485份。從表1可以看出,學生入學時的成績主要集中在66-67分之間,還有一部分學生的成績在及格以下,總體上看學生物理基礎相對較為薄弱。從表2中可以看出,較中學時期學生的預習情況有大幅的下降,大部分學生都沒有養成課前預習的習慣。表3中,有近一半的學生對課程內容理解理解困難。多數學生反映大學物理的內容較中學比較信息量要大的多,且對數學的要求更高,導致其在應用時出現了有思路但求解困難的現象。另外,掌握程度稍好的學生普遍覺得大學物理教學中公式推導較多,應用例子較少。表4中可以看出,學生對大學物理這門課程與后續課程的關系及未來工作時的關系認識不清楚,更有少部分學生認為沒有任何聯系,導致學生對課程的不重視。但對高年級學生進行的調查表明,在后續課程上認為有關聯的人數增多。另外,從以往教學來看,學生還存在對各部分知識的理解不能從過去的思維方式轉換到大學物理的學習思維方式,因而在學習時出現用初等數學解決大學物理實際問題的情況。
2民辦本科院校大學物理與中學物理銜接的對策
2.1強強、改善學生課前預習狀況
調查中發現,預習情況好的學生在課堂聽課、期末考試中均有較好的表現。預習作為課程伊始在中學、大學銜接上有著較為重要的作用,是扭轉大學物理學習惡性循環的突破口,且是學生容易忽視的薄弱環節。解決這一問題時,我們主要采用課前預留相關知識簡答題,且在課上收取的強制法、改變教學模式、先導材料給予以及觀看微課等方法。
2.2教學內容改革
針對學生認為的內容較難、不清楚專業課之間聯系的問題,我們對教學內容進行了整合,根據不同專業對內容進行了側重。例如對機械工程專業更側重于力學部分的講解和訓練,而對電子信息類專業則更側重對電學、光學部分的講解和訓練。同時,對內容進行簡化,簡推導重應用。
2.3教學模式改革
改革傳統的“現將后學”到“先學后講”,并在部分章節采用翻轉課堂以提高學生學習積極性。為了幫助學生“先學”我們編制了與課節配套的預習材料。學生通過對預習材料的閱讀,將已有知識與以后學習的知識聯系起來,另外同期給出課后練習題,部分程度好的學生在預習時便可以有針對性地學習,從而達到有的放矢,逐步適應大學物理的學習。
3結語
從調查中可以看出學生在進入大學后仍舊沿用他們在中學時的學習習慣,而大學物理較中學物理在內容上、思維方式上都有所變化,極易出現適應不良的情況。在解決這一問題時,要注意培養學生的預習習慣。內容改革也要注重不同專業上的側重,在教學上也要注重逐漸從“先講后學”轉為“先學后講”,使學生能盡快適應大學物理的學習,順利實現大學物理與中學物理的銜接.
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作者:楊兆海 叢廣宇 程丹 孫國輝 單位:長春光華學院基礎部