時間:2022-08-04 10:11:24
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)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12篇大學(xué)物理機(jī)械振動總結(jié),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:思維定式;正遷移;物理教學(xué)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)37-0150-02
一、引言
思維定式即思維慣性,是指人們把在以往學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)掌握的思維活動經(jīng)驗(yàn)和思維規(guī)律應(yīng)用到后續(xù)的學(xué)習(xí)活動中,經(jīng)過多次反復(fù)使用形成的一種定型化的思維程序和模式。思維定式對學(xué)生的學(xué)習(xí)既能產(chǎn)生正遷移作用,又能產(chǎn)生負(fù)遷移作用。學(xué)生在掌握新概念、新規(guī)律時總是要利用已有的知識,使原本孤立的新概念、新規(guī)律同大腦里原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中儲存的知識信息相聯(lián)系,以促進(jìn)和加強(qiáng)對新概念、新規(guī)律的認(rèn)識與理解。如在進(jìn)行“機(jī)械振動概念的引入”教學(xué)時,教師利用教材,從日常生活的實(shí)例出發(fā),選取彈簧振子、單擺、水中的浮沉子、不倒翁等為振動的物體,啟發(fā)學(xué)生抓住這些物體振動的共同特點(diǎn)——物體在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動,從而建立起機(jī)械振動的概念,形成正確的思維定式,為往后學(xué)習(xí)和理解簡諧運(yùn)動打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。大學(xué)生在中學(xué)階段的學(xué)習(xí)過程中積累了許多解決問題的經(jīng)驗(yàn)和方法,那些方法對于解決中學(xué)物理問題大都是行之有效的。當(dāng)他們進(jìn)入大學(xué)后,仍然習(xí)慣套用中學(xué)時解決問題的方法去解決大學(xué)物理問題,其結(jié)果可想而知。因此,學(xué)生在學(xué)學(xué)物理過程中,若能正確地利用思維定式將會事半功倍,否則將事倍功半。
二、高中與大學(xué)物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的特點(diǎn)
1.高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。高中學(xué)生的認(rèn)知能力已基本成熟,其抽象思維能力有了很大提高,他們已經(jīng)可以用推理的方式去思考和解決物理問題,具有了較強(qiáng)的探究性學(xué)習(xí)能力。為了高考,教師會給學(xué)生總結(jié)出各類物理問題的解決方法,使他們形成一種固定的思維模式。
2.大學(xué)物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的初期,大都會經(jīng)歷一段學(xué)習(xí)上的不適應(yīng)時期。他們在學(xué)習(xí)上遠(yuǎn)離了名目繁多的考試,獲得了更多的自由支配時間,這對于他們進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)是非常有利的。就大學(xué)物理學(xué)科而言,其特點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容多,課堂信息量大,注重推理、論證。上課時以教師講授為主,學(xué)生必須在課外花費(fèi)很多時間自學(xué)才能理解教學(xué)內(nèi)容。
三、思維定式對物理教學(xué)的作用
由思維定式引起的遷移可分為正遷移和負(fù)遷移兩種,一種是舊知識的學(xué)習(xí)能幫助和促進(jìn)新知識的學(xué)習(xí),這種遷移就是正遷移;另一種是舊知識的學(xué)習(xí)干擾或抑制新知識的學(xué)習(xí),這種遷移就是負(fù)遷移。
1.思維定式的正遷移作用。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),由于思維定式的作用,學(xué)生在解決問題時通常會按照某種習(xí)慣的思路去考慮問題。當(dāng)這種習(xí)慣思路與新問題的正確解決途徑一致時,思維定式將產(chǎn)生正遷移作用,促進(jìn)問題得到快速解決。在大學(xué)物理教學(xué)過程中,可引導(dǎo)學(xué)生在解決物理問題時善于聯(lián)想高中時解決過的類似問題,通過分析對比,找出問題的共同點(diǎn),學(xué)會舉一反三,從而找到解決問題的有效途徑,促進(jìn)正遷移作用的形成。如教師在講授《力學(xué)》中運(yùn)動學(xué)部分關(guān)于速度和加速度的定義時,可讓學(xué)生首先回憶一下高中物理中速度和加速度是怎樣定義的,教師只需講解在大學(xué)物理中速度的定義是v=■,學(xué)生聯(lián)想到高中物理中加速度a=■,模仿速度的定義方法不難得出加速度的定義為a=■=■。
2.思維定式的負(fù)遷移作用。思維定式是一種“以不變應(yīng)萬變”的固定思維模式,它注重的是問題之間的相似性和不變性。因此,當(dāng)遇到的新問題與過去解決過的舊問題的相似度較高時,在舊問題解決過程中形成的思維定式通常有助于新問題的順利解決;而當(dāng)新問題與舊問題相比其差異十分明顯時,思維定式就會干擾,甚至阻礙新問題的解決。
大學(xué)生思維定式負(fù)遷移作用的具體表現(xiàn)是:不善于具體問題具體分析,常常用記憶替代思維;不注重物理概念和物理規(guī)律之間的聯(lián)系,總是孤立地看待物理現(xiàn)象和問題;不注重物理公式和物理規(guī)律的適用范圍;不善于多動腦子,發(fā)散思維能力欠缺;總想用中學(xué)物理中解決常量問題的方法去解決大學(xué)物理的變量,不習(xí)慣利用微積分求解有關(guān)變量問題。例如:一人手握啤酒瓶使其處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)手的握力增大時,手和瓶之間的靜摩擦力是否改變?學(xué)生在學(xué)習(xí)滑動摩擦力時知道,滑動摩擦力隨著正壓力的變化而變化,這種概念在學(xué)生的頭腦中深深扎根,久而久之形成一種思維定式。當(dāng)遇到靜摩擦力這樣的新問題時不假思索地照搬套用,從而想當(dāng)然地得出“手和瓶之間的靜摩擦力增大”的錯誤結(jié)論。
四、消除思維定式負(fù)遷移作用的對策
1.強(qiáng)調(diào)物理問題中變量的概念。大學(xué)物理和高中物理的顯著差異使研究問題的深度和范圍不同,所使用的數(shù)學(xué)工具也不相同。高中物理研究的問題主要是常量,使用的數(shù)學(xué)工具主要是初等數(shù)學(xué);而大學(xué)物理研究的大多是變量,使用的數(shù)學(xué)工具主要是高等數(shù)學(xué)。初學(xué)大學(xué)物理的學(xué)生很難適應(yīng)這種變化,他們很難接受變量的概念,不善于用高等數(shù)學(xué)表達(dá)和分析物理問題,這也是他們學(xué)學(xué)物理的主要障礙之一。因此,在教學(xué)實(shí)踐中,教師要把變量的思想和處理變量問題的方法滲透到每節(jié)課的教學(xué)中。
2.注意物理規(guī)律的適用范圍。由于思維定式的作用,學(xué)生常常會犯經(jīng)驗(yàn)主義錯誤,忽視物理公式、定理的適用范圍,從而造成分析問題或解題的錯誤。物理概念、定理及公式都是在一定的條件下,通過對某類物理現(xiàn)象的歸納,或者對某些物理過程所具有的共性進(jìn)行總結(jié)得出的,因此它們都有其適用范圍和成立的條件。在教學(xué)過程中,要注意向?qū)W生闡明物理公式、定理、定律的適用范圍和條件,防止學(xué)生將相對真理絕對化或者把局部經(jīng)驗(yàn)普遍化。
3.注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力。發(fā)散思維又叫求異思維,是指從一個目標(biāo)出發(fā)沿著不同的途徑去思考,不受常規(guī)約束,尋求變異,探求多種解決問題途徑的擴(kuò)散式思維方式。在日常教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生遇到物理問題時進(jìn)行多方位思考和論證,敢于沿著不同的方向去嘗試、探索,使他們的思維方式具有靈活性、廣闊性、深刻性和獨(dú)創(chuàng)性。在遇到一些物理問題時,學(xué)生習(xí)慣于利用公式去推導(dǎo)和演算得出結(jié)論,認(rèn)為那樣做思路清晰,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn);但有時若能引導(dǎo)他們換一條思路進(jìn)行分析,也許能獲得意想不到的結(jié)果。比如有些問題如果借助圖像的變化規(guī)律進(jìn)行分析、討論,反而能夠更簡捷、更快速地得出結(jié)果。另外,在上習(xí)題課時要精選典型例題,注重對學(xué)生進(jìn)行一題多問、一題多變和一題多解的訓(xùn)練,讓他們養(yǎng)成從多個角度思考問題和從多種途徑解決問題的習(xí)慣,使學(xué)生的發(fā)散思維能力不斷提高。
1.1學(xué)生基礎(chǔ)差,不重視作為本三院校的學(xué)生,高中物理基礎(chǔ)普遍比較薄弱,許多同學(xué)基礎(chǔ)概念及定律不清楚,給大學(xué)物理的學(xué)習(xí)造成了困難.另外,學(xué)生的高數(shù)基礎(chǔ)不扎實(shí),無法在物理模型建立中靈活應(yīng)用微積分等高數(shù)知識.再次,現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)功利性比較強(qiáng),學(xué)生們主要把精力放在英語、計(jì)算機(jī)等考證科目,甚至一些校外的考證上,而對大學(xué)物理這門課程重視不夠.
1.2教師教學(xué)模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學(xué)法,以教師講授為主,照本宣科,致使學(xué)生覺得課上枯燥無味.另外,教師教學(xué)中教學(xué)大綱統(tǒng)一化,不同專業(yè)采用同一教學(xué)大綱,沒有專業(yè)特色,與學(xué)生專業(yè)課課程結(jié)合不夠緊密和充實(shí),因此學(xué)生對大學(xué)物理課程興趣不夠.
1.3考評方式單一本校大學(xué)物理的考評方式基本是采用期末成績?yōu)橹鳎綍r出勤和作業(yè)為輔的的方式.學(xué)生學(xué)部分還是以應(yīng)試為向?qū)В瑢W(xué)習(xí)被動,沒有深入領(lǐng)會到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學(xué)中遇到的這些問題,針對獨(dú)立學(xué)院特色,大學(xué)物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業(yè)區(qū)分對待,應(yīng)制定不同的教學(xué)大綱大學(xué)物理涵蓋的內(nèi)容是非常廣泛的,包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動光學(xué)和近代物理等五篇,如果要全部授予學(xué)生,學(xué)時往往不夠,而且只授予學(xué)生點(diǎn)滴皮毛知識而已.教師應(yīng)該深入各系進(jìn)行調(diào)研,了解不同專業(yè)的需求.教學(xué)中做到心中有數(shù),有針對性的授課.讓學(xué)生深刻認(rèn)識到大學(xué)物理有本專業(yè)的特色,為他以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及之后的工作有所準(zhǔn)備.比如對于機(jī)械類專業(yè),跟物理緊密相關(guān)的專業(yè)課程有“理論力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“工程力學(xué)”等,對于他們大學(xué)物理教授時應(yīng)重點(diǎn)放在力學(xué)和熱學(xué)篇章,如質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)、牛頓運(yùn)動定律、功和能、動量、剛體定軸轉(zhuǎn)動、機(jī)械振動、熱學(xué)等.教師在授課時就應(yīng)該多注重力學(xué)的分析和計(jì)算,并且多舉一些跟專業(yè)相關(guān)的例子,如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉(zhuǎn)動問題,橋梁結(jié)構(gòu)的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業(yè),后續(xù)的專業(yè)課程里“電路分析”“電子技術(shù)”跟物理關(guān)聯(lián)較大,對于他們大學(xué)物理教授時應(yīng)重點(diǎn)放在電磁學(xué)篇章,并多介紹相關(guān)的科研新進(jìn)展,以增強(qiáng)學(xué)生對大學(xué)物理的興趣.同時,增設(shè)電磁波的知識點(diǎn)并將其作為重點(diǎn)介紹,為后續(xù)專業(yè)課程電磁場與電磁波做好準(zhǔn)備.
2.2物理理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合大學(xué)物理是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué),很多物理定律都是實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到的.但是很多學(xué)校的大學(xué)物理理論課和實(shí)驗(yàn)課是分開設(shè)置的兩門課,由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學(xué)就有可能使得理論和實(shí)驗(yàn)相脫節(jié).應(yīng)該加強(qiáng)理論課和實(shí)驗(yàn)課的統(tǒng)一,或者直接由同一部門來授課.有些比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室操作,而有些儀器比較簡單的實(shí)驗(yàn)可以直接搬到教室穿插在理論課上進(jìn)行演示.建議可以學(xué)習(xí)麻省理工學(xué)院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式,用直觀的實(shí)驗(yàn)來演示復(fù)雜深刻的物理原理,使得課程具有啟發(fā)性和趣味性.比如,靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進(jìn)行演示.這樣不僅可以化抽象為具體,學(xué)生親眼看到,甚至親自參與驗(yàn)證,對定理的理解會更加深刻,同時可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的科研興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識.
2.3將物理理論和現(xiàn)實(shí)生活和社會實(shí)際結(jié)合起來物理學(xué)并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學(xué)科,它反映的是自然界萬物的規(guī)律,是一門和生活息息相關(guān)的學(xué)科.物理課程改革要強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理,從物理走向社會”,即注重與社會實(shí)際和生活實(shí)際相聯(lián)系.而物理教師就可以起到這個橋梁的作用,教師在上課時,要特別注意將物理內(nèi)容和實(shí)際生活的應(yīng)用聯(lián)系起來介紹,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.比如,講到渦流時,就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬(安檢、掃雷)等例子;講到角動量守恒定律的應(yīng)用時,就可以舉跳水運(yùn)動員空中翻轉(zhuǎn)、花樣滑冰運(yùn)動員旋轉(zhuǎn)、舞蹈演員旋轉(zhuǎn)等例子;講到熱學(xué)循環(huán)時,就可以介紹冰箱、空調(diào)的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會實(shí)際結(jié)合起來,學(xué)生能夠深切體會到物理是一門很有用的學(xué)科,變被動接受知識為主動學(xué)習(xí).
2.4考評多樣化,注重素質(zhì)教育對學(xué)生大學(xué)物理課程的考評單純采用平時作業(yè)和期末考試的形式的話,不能完全反映學(xué)生對物理知識的掌握和應(yīng)用程度,這種考核方法不適應(yīng)素質(zhì)教育的要求.比較全面而科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該包括對知識的理解、應(yīng)用和創(chuàng)新.教師可在傳統(tǒng)考核方式的基礎(chǔ)上增設(shè)其他比較開放、靈活的考核方式,比如李元杰推薦的數(shù)字物理教學(xué)方法。可根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)在開學(xué)初開設(shè)一些小課題或者小應(yīng)用公布給學(xué)生選做,學(xué)生可以自由組隊(duì)選題,也可以個人單獨(dú)選題.讓學(xué)生自己檢索資料、分析原理,并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報分享和討論,有些模型還可以做成動畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野和思路,也能培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、科研能力和創(chuàng)新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動起來,并讓學(xué)生充分參與到課堂教學(xué)上來,同時鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和社會實(shí)踐能力.課題的成果最終計(jì)入本門課程總成績中,教師評價的話也可以靈活一點(diǎn),直接讓全班學(xué)生現(xiàn)場評分.
2.5成立物理興趣小組大學(xué)物理作為一門公共課,一般都是大班授課,很多學(xué)生有問題也很難全部在課上反應(yīng)給老師,師生互動也會受到限制.為了解決這個問題,可以在班里或者整個學(xué)校內(nèi)成立物理興趣小組,也可以建立相關(guān)的物理網(wǎng)站和論壇,大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題,各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中,并隨時到物理論壇上跟同學(xué)交流討論.同時還可以把課件、題庫、演示實(shí)驗(yàn)、上課視頻、物理學(xué)史介紹等資料上傳到網(wǎng)上,還可以設(shè)置網(wǎng)上輔導(dǎo)、在線提問等模塊,以彌補(bǔ)課上教學(xué)課時的限制,同時擴(kuò)充大家的視野,拉近師生距離.只有當(dāng)學(xué)生和老師之間建立起個人的直接聯(lián)系的情況下———這時學(xué)生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達(dá)到最好的教學(xué)效果.
2.6承上啟下大學(xué)物理教學(xué)要做到承上啟下.所謂的承上,指的是要結(jié)合中學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ).首先要讓學(xué)生理解大學(xué)物理不是中學(xué)物理的簡單重復(fù),大學(xué)物理比中學(xué)物理要更加廣博,內(nèi)容也更加深奧.教師在授課過程中,要與已經(jīng)學(xué)過的中學(xué)物理內(nèi)容聯(lián)系起來,進(jìn)行比較和區(qū)別,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用新的思維,采用新的方法來解決大學(xué)物理問題.其次要讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理的密切聯(lián)系,在大學(xué)物理授課之前,都要先了解學(xué)生的高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ),對于高數(shù)基礎(chǔ)比較薄弱的,還要適當(dāng)?shù)慕o他們補(bǔ)習(xí)高數(shù)的知識,特別是矢量代數(shù)和微積分運(yùn)算.大學(xué)物理教學(xué)也要做到啟下,即為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和工作服務(wù),讓學(xué)生認(rèn)識到大學(xué)物理的意義所在.
3結(jié)束語