大学物理论文(优)
无论在学习或是工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,以下是小编帮大家整理的大学物理论文,欢迎阅读与收藏。

大学物理论文1
一、应用型本科院校的人才培养目标
传统物理实验教学体系在实施过程中,要求学生在规定时间内按照拟定方法完成实验,实验时间短、内容单一,学生参与度不高,难以获得深层次的认识,导致学生实验兴趣低下,实践能力和创新意识不足。以上现象与素质教育所提倡的学生自助学习、合作学习、创新学习模式背道而驰,不利于学生各方面综合能力的培养。因此,创新物理实验教学体系势在必行。与传统物理教学体系相比,应用型物理教学体系进行了教育模式、方案、课程等多方面的改革,充分尊重了学生在教学中的主体地位,从而最大化地激发出他们在教学中的兴趣,在实践的过程中,有利于学生创新意识的激发,并逐步提高解决实际问题的能力。该物理教学体系以满足社会经济需求为宗旨,加大对生产、管理、建设、服务等一线人才的培养,使他们成为未来社会工作中的骨干力量,即高级应用型人才,这与高等职业教育、学术教育的培养目标截然不同。
二、构建应用型大学的物理实验教学体系
传统物理实验教学以力、热、声、光、电以及近现代物理实验为主要版块,教学内容单一,不利于学生进行探究性学习,增加了分析、解决问题的难度。因此,应用型大学物理实验要打破这种教学体系,需要创建应用型实验、设计型实验、专题型实验以及演示型实验,并在教学中有效融合循序渐进的教学理念,培养学生在物理实验教学中的应用能力。具体有这几个方面的要求:第一,针对大学生参与实验不足的特点,增加基础物理实验的项目,比如测量物质密度、测量速度与加速度、使用电位差计和示波器、分光计的调节与使用等。第二,设计综合性实验,加深学生对知识的理解,提高实际应用能力。比如光电效应实验、弗兰克-赫兹实验以及密立根油滴实验等。第三,针对学生知识掌握水平差异性的特点,尝试不同层次的研究性实验,比如电荷电压法测量介质阻挡放电功率研究、核磁共振研究、液晶电光效应实验等。第四,开展多种演示实验项目,将趣味性物理知识融入其中,比如激光技术全息照相实验、超导技术实验以及现代光纤通讯实验等。这些演示实验能激发学生对物理实验的'兴趣,扩大知识面,从而将全部学习热情投入到物理实验教学中。
三、改革大学物理实验教学的模式
应用型大学物理实验教学以学生为主体,注重发挥学生在教学中的主观能动性。通过物理实验教学方式,引导学生在积极参与的过程中不断提高解决实际问题的能力,因此该教学模式更关注学生个性发展、综合能力的培养。在具体实践中,倡导开放式、启发式、自主式的教学模式。首先,彻底开放实验室,增加实验的种类和内容,延长实验的时间,让学生根据实际需求自主选择实验内容。其次,针对学生的水平差异性,实施分层次实验教学。该体系能够满足不同基础、专业和能力的学生要求,既能够适应一般学生的接受能力,又能够有助于培养应用型人才的创新意识。
四、加强应用型大学物理实验教学体系的应用
该体系的实施主要包括这几个方面:第一,增加实验的内容和类别,让学生根据自己的爱好充分参与其中,激发学生对物理实验的兴趣,提升学生在物理实验中的参与度。第二,合理设置演示实验,让学生在观察的过程中,自己动手操作实验,如此学生不但体会到了成功的喜悦,而且增强了自主学习的能力,提高了观察分析问题能力。第三,有效利用课余时间,开展物理实验竞赛,激发学生的物理兴趣,调动学生的实验积极性,在竞赛过程中,提高学生处理实际问题的能力。第四,开展设计性实验活动。教师提供给学生实验题目、设备,让学生自己设计方案、动手操作,得出结论,从而达到培养学生实践应用能力与创新意识的目的。
五、结束语
当前,随着社会经济的快速发展,迫切需要一批综合素养高、实践能力强的应用型人才,使他们在建设、管理、服务、生产等一线阵地充当骨干,从而不断满足市场发展的需要。在此基础上,本文对应用型大学物理实验教学体系进行探讨,以期通过大学物理实验教学的改革,提高学生实践、应用、创新方面的能力,希望能起到参考作用。
大学物理论文2
在诸多的工科院校中,大学物理是工科学生中必修的基础课之一。作为高等教育中的自然科学类基础课程,大学物理是研究物质基本运动规律的科学,是自然科学的核心,是传播科学思维、加强科学素养的重要承载体。物理学的精神是求真、求实和创新气虽然理工科的课程都能通过潜移默化,而起到提升学生科学素养的作用;但是只有大学物理课程,可以把这个问题作为一项专门的议题来对待,教师讲课的宗旨也可以由知识的传授而转变为科学素质的培养。
一、我校工科大学物理教学的现状
我校的大学物理教学目前还是沿袭传统的教学模式,分为理论授课和实验教学两个部分。理论教学根据所在学科的不同,主要分成96学时和72学时两种。主要承担质点力学、刚体力学、电磁学、振动和波动理论、光学、热力学与统计物理学的教学内容。学时数多一些的会简单讲授狭义相对论和量子论的基本内容。实验教学一般为40~60学时,主要完成经典物理学中—些代表性实验的内容。除了课堂教学外,还有网络课程教学;任课教师会根据教学实际情况,节选一些和教学内容有关联的课外内容,放在学校的网络教学平台上,供学生们自己学习或者练习。理论课程的学习效果检测,由标准化试题库里选题组卷,通过闭卷考试来完成。现行的这套教学模式已经延续了近三十年,对提升工科学生的物理基础、学习科学的思想方法和研究方法起了积极的影响,充当了基础课程和专业课程之间的桥梁,对我校培养出合格的本科毕业生发挥了非常重要的作用。
但随着社会的发展,大学物理的这套教学模式面临着越来越多的问题。包景东对现有的教学流程作了精辟的总结“教师在课堂上讲授正确的知识,学生在课后做正确的练习,但缺乏批判性思维的训练和科学精神的引导。”最终,这样的教学变成了以考试要求的“解题”内容为中心的教学,教师讲课的重点变成了基本的物理概念、重要公式及其解题中的应用,使得大学物理变成了一项枯燥无趣的课程。
这样乏味的教学对学生的学习热情也是毁灭性的打击。学生的学习热情往往是靠功课的“有用性”和“有趣性”来激发的。理工性质的基础课程就是数学类课程和大学物理课程,其他课程都是专业课或者专业基础课程。大部分的学生以就业或考研为导向来进行学习。大学物理课程不像具体的专业课那样直接面向就业,又不像数学类课程那样与考研息息相关,更何况,物理学概念和公式理解和应用起来又具有相当的难度,从而大学物理变成了广大工科学生觉得既“无趣”又“无用”,还很“难”的“鸡肋”课程。对于“985”或者“211”学校,很多学生为了出国深造,会努力把大学物理学中的基本概念和公式吃透,因为国外高校一般都很看重平均成绩点数(GPA, Grade Point Average)和基础类课程成绩;而对于普通的二本院校,能够出国深造的学生是极少数,因此有热情来学习大学物理的少之又少。从笔者所在的学校及兄弟工科院校从事大学物理教学的同行们反馈的信息来看,在大学物理课堂上能够积极主动学习的学生,除了极少数是延续了中学对自然科学的兴趣的,基本都是为了高分而获得奖学金而学习。
这种教学模式还带来了一个更严重的后果,就是各个工科专业建设者们也觉得大学物理课程是“费力且无用”的,从而会大力压缩大学物理的课时。以笔者所在的`学校为例,信息类专业中大学物理的课时数就设置成了48学时,如果不是教育部教学大纲的指导要求,大学物理课程很可能会从工科教学中消失。
大学物理教学面临的现状让我们不得不深入思考:作为自然科学的核心课程,本质上是既“有趣”又“有用”的,为什么会面临如此尴尬的局面?笔者认为,现有的教学模式是不合时宜的,要大力改革,教学的基本指导思想要从“掌握基本概念和公式而解题”转变为“了解科学常识以提高科学素养”课程的定位要从“物理学原理教学”转变为“科学通识教学”。
二、工科学生有提高科学素养的需求
根据20xx年11月第八次中国公民科学素养调查报告显示,中国大陆具备基本科学素养的公民比例达到3.27%,而同期人口普査数据的结果表明中国大陆大专以上学历水平人口为8.9%,这说明大部分大学毕业生还不具备基本科学素养n。而在这份调査数据中,崇尚科学精神的公民比例达到64.94%'这表明我国大学生的科学素养还有极大的提升需求。科学素养包括很多方面,很难得有标准的定义,但普遍认为包括三个方面:即对于科学知识达到基本的了解程度;科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。
很显然,科学素养的提高是一个社会性工程,绝不可能仅仅由课堂教学来完成。课堂教学能够传递的是认识物质世界的基本规律和基本方法,以及批判的科学思维方式;即广博的自然科学知识面以及科学的探究方法,也就是“科学通识”。工科类学生的专业课程往往是针对某些具体问题的理论和解决方法,有“深度”而无“广度”;侧重于技术手段的改进和提高,忽略了技术所依靠的基本物理原理的局限性和暂时性。尤其是“卓越工程师培养计划出台以来,我校越发注重实践技能的培养,忽略了科学通识的教学和传播。因而,工科学生是有提升科学素养,了解科学通识的需求的,科学通识教学应当专门作为一个课题来认真研究。
三、科学通识教学由大学物理课程完成的合理性
很多学者认识到在大学教育中应该加强科学通识教学的重要性(见文献及其引用文献),甚至文科类专业也有这样的呼吁。但是关于科学通识教学具体怎么实现,还没有相关报道。在我国现行的教育体系下,只靠学生自主学习、电子刊物宣传、学者讲座等形式是不够的,还是需要开设专门的课程来进行教学。物理学是一切自然科学的基础,处于诸多核心自然科学的基础地位,是研究自然界物质最基本形态的科学。物理学是通过观察、实验、抽象、假设等研究方法并经实践的检验而建立起来的,是一门理论和实验高度结合的精确科学,是最能体现科学发展过程、研究方法和思维方式的学科。相比较数学课程和工科专业课程,大学物理是最合适来承担科学通识教学的课程。
情形越来越清楚,大学物理课程不转变为科学通识教学,将会成为一个高校专业建设者和学生眼中越来越边缘化的学科,将会继续“无趣”且“无用”下去,广大的大学物理授课从业者将会处于“空有满腹经纶,却无人可与交流”的尴尬境地,唯有主动变革,放弃以公式为基础的教学而转变为以提高科学素养为目的的教学,才能为大学教育做出应有的贡献。
大学物理论文3
摘要:大学物理在培养学生创新能力方面具有重要作用,本文提出通过丰富教学内容、改进教学方法、优化创新平台的途径在大学物理教学中开展创新教育,为当前大学物理的教学改革和发展提供一定的参考。
关键词:大学物理;创新教育;教学研究
一、大学物理在创新创业教育中的作用
大学物理课程是高等教育的一门重要必修基础课,在学生创新能力培养方面,有着非常重要的作用。首先,大学物理学是研究物质最基本、最普遍运动形式和规律以及物质基本结构的科学。物理学蕴含较强的逻辑性、思想性和方法性。物理概念、物理定理和原理的提出背景,揭示矛盾、提出解决问题的思路和方法是培养学生创造思维能力的最佳素材[1]。其实,物理学是以实验为基础的学科,大量实验是培养学生观察能力、操作能力和创造能力的好机会[2,3]。因此,通过物理的学习不但可以培养学生的科学素养与创新精神,也可以提高学生在创新创业实践过程中的坚持不懈的精神。因此,大学物理学教学应该对传统的教学作深入改革,使其更好地发挥创新教育功能.
二、实施创新教育的大学物理教学措施
尽管物理学是最能启发学生创新的科学,但现实的教学中存在实施创新教育的障碍。如大学物理作为必修基础课,在学生心目中地位不高,重视度不够,并且单一的传授物理概念、定理和定律等基础知识的教学方式导致学生的学习兴趣不高。即使教师有意识地开展一些创新教育活动,由于没有创新学分或其他利益的引诱,学生一般采取敷衍了事的态度或者以由于学生课程多,时间紧张等理由拒绝配合后续的工作开展,这样不能很好地达到训练创新思维创新方法的目的。大学物理课程有着物理实验的配合教学,实验可以培养和提高学生自己动手的能力。但大学物理课堂教学是进行大班制教学,物理实验的安排和理论内容的进度安排不够紧密,并且开课时间比较集中,学生人数众多,物理实验设备有限,难以保证物理教学内容和物理实验的同步进行,造成很多大学生理论和实践严重脱钩的问题。这对于实施创新教育培养创新型人才是不利的。因此,仅对当前的教学存在的问题,笔者结合自己多年的教学经验,提出丰富教学内容,改进教学方法,优化教学配套的途径实现学生创新思维和创新能力的培养。
(一)丰富教学内容提高学生兴趣
新时代的教育不仅仅是传授知识,更重要的是传授思想和方法,而将物理学发展史中的具体创新事例引入物理教学中,可以很好地促进学生理解科学的本质,促进学生的知识建构。物理学家的探索历程和创新精神,对学生的创新素质教育起到了很好的启迪作用。因此,有意识地将典型物理学史和物理教学有机结合,能够激发学生的求知欲望,培养学生的创新思维和创新意识。大学物理教学不应局限于知识层面的讲解,而要将更本质、更深层次的内涵展现给学生,这就要对经典物理的内容做精简、优化和深化。并且以经典物理为基础发展起来的现代物理,更贴合实际和时代的发展,因此,有必要引入现代物理学的最新理论和观念,比如纳米材料、人工智能和新能源材料等,并扩展到科学前沿,以及学科专业领域的应用。按照这样的思路构建的物理学内容和体系结构能够提高学生对物理学习的兴趣,开阔其思维视野的广度和深度,使学生认识到物理学是一个发展的学科,深刻认识到物理学的基础地位和专业衔接性。因而,通过引入物理学史、精简经典物理、加强近代物理、拓展科学前沿的方式充实教学内容,可以增强教学内容的趣味性和实用性,潜移默化地培养学生的创新意识和创新思维,这样的教学内容体系的优化和革新适应时代发展的要求。
(二)改进教学方法
激发创新意识教师作为教学活动的主体,是创新教育的主导,在教学活动中以启发、参与、研究和发现的方式调动学生积极性。并结合课前、课中、课下不同的组织内容全程让学生参与创新教育教学活动。课前预习:首先学生分组,根据教学目标和实际需要,要求每组同学根据题目和参考内容利用网络、图书馆资源等多途径查阅资料(有关物理学史、物理学家传、科学技术史等)进行学习和研究。在了解知识来龙去脉的过程中,学习科学家发现问题、提出问题的创新意识和敢于质疑的精神,领略科学家独特的思维方式和科学研究方法,领悟他们高超的实验技能及其细致入微的观察能力,以及科学家的艰辛探索和不懈追求的精神。这些都有利于启迪学生的创新思维,培养其创新精神,增强创新信心。课堂讲座:教师依据教学内容布置主题,让学生以此选题,进行资料查阅总结汇报。比如静电场的应用。学生可以查阅到很多相关的内容,如静电喷涂、静电除尘等日常应用,也有科学前沿和学科专业应用,如电场控制离子导致的结构相变[4],静电纺丝制备纳米材料[5]等。鼓励学生查阅科学前沿和学科专业方面的实际应用。通过深入选题,并进行总结,并以PPT报告形式,在课堂上分享汇报。这样的共享过程不仅可以拓宽学生的知识面,帮助学生理解如何利用课本中的知识解决实际问题,也可以及时追踪科学前沿动态和热点。课下实践:学生的动手能力、思考问题、解决问题的能力,需要经过多实践才能得以训练。课下少布置作业习题,安排学生以小组的形式选择一个与生活或科技相关的课题,以模拟实验或实物实验的`方式,从文献调研、提出问题、解决问题以及到结果的呈现,系统化地训练学生的创新技能,达到“学以致用”的目的。这样的过程,可以充分发挥学生的创新性思想,调动学生学习的积极性,提高学生探索物理知识的兴趣。
(三)优化创新平台激励学生创新
尽管高校都开设有大学物理实验课程,由于开课时间比较集中,学生人数众多,物理实验设备有限,难以保证物理教学内容和物理实验的同步进行,造成大学生理论和实践严重脱钩的问题。并且物理实验一般都是验证性实验,即使实验过程中,学生有自己的改进和修改方案,受各种因素的影响,也仅停留在思想层面,这样不利于学生创新能力的发挥。因此,要给予学生良好的创新环境和创新平台。首先,建立多级开放实验室,满足不同层次的学生独立进行学习和研究的需求;其次,借助于信息技术,建立数字化实验平台,对于难以观察到的、复杂的、困难的实验进行模拟和数字计算,使之成为常规实验的补充。这样多元化的实验环境,可以拓宽学生创新的时间和空间,满足学生个性化创新发展的需要。并设置师生互动交流的平台,对学生提出的问题,教师及时给予肯定和反馈。另外强化学生实验能力和实践技能的考核,建立能够反映学生科学实验能力的多样化的考核方式,激发学生学习的主动性、积极性。总之,教师作为教学的主体,是创新教育的主导者,在创新教育活动中给予学生思想上的引导,实践上的指导。教师要做到改变教学观念,其次及时更新教学内容,满足时代发展需求,另外还要进行教学方法的创新,并提供良好的创新平台。采用启发、参与、讨论和研究等教学方式,以课前预习、课堂汇报以及课下实践的途径,使创新教育贯穿始终,在大学物理教学中以“查中学,学中思,思中创,创中做”的途经,从创新思维、创新想法到创新实践逐步实现学生创新能力的培养,更好地发挥大学物理培养创新性人才和创新教育功能。
参考文献:
[1]韩崇.大学物理教学中创造性思维培养策略研究[J].课程教育研究,20xx,(06):133-134.
[2]解迎革,李霞,王国栋.重视创新能力培养的大学物理教学实践与思考[J].中国林业教育,20xx,29(1):66-69.
[3]陆文庆.改革大学物理教学培养学生创新能力[J].广西物理,20xx,37(3-4):80-82.
[4]LuN,ZhangP,ZhangQ,QiaoRetal.Electric-fieldcontroloftristatephasetransformationwithaselectivedual-ionswitch.Nature[J].20xx,546(7656):124-128.
[5]薛聪,胡影影,黄争鸣.静电纺丝原理研究进展[J].高分子通报,20xx,(06):38-47.
大学物理论文4
一、独立大学物理教学中存在的问题
1、大学物理教学得不到足够的重视
由于社会的影响,各个高校都以适应市场发展的需要作为努力的方向,在教学的过程中过分片面的强调专业的实用性,很多的基础学科都得不到应有的重视,而物理是这些学科中表现的最明显的,物理教学的课时在不断的遭到压缩。同时由于近几年来全国各地的高校都在进行扩招,在加上社会环境和现有教育制度的影响,独立学院中所能招收到的学生的质量也在逐渐的下降。很多的学生,甚至是领导、教师都认为物理难学,而且没有任何的实用价值。这些情况使的大学物理教学的内容往往根据各专业的需求进行选学部分内容,让学的知识面越来越窄。
2、没有合适的注重实际的应用型大学物理教材
长久以来人们认为大学物理没有实际用途是有原因的,主要就是在教学内容上。大学物理在课堂教学时基本都只注重理论知识的讲述和传授,很少将这些物理知识联系到实际中。现有的大学物理教材也都只是以理论知识为主,没有联系到实际的应用。同时独立学院的教学基本都是依托于母校的师资力量,这样使得在选用教材是也大多都是与母校使用相同的教材。这些教材往往也都是理论性很强的教材而不是具有应用性的物理教材。大学老师进行备课时都是根据这些教材进行备课,这样上课时教学也不会有多少的教学内容联系到实际,这样的直接后果就是课堂教学枯燥乏味,让许多的学生认为物理知识难以学习。而这些都混淆了母校与独立学院教育对象之间的出差异,最终忽略了独立学院自身的学生特点和办学模式、目标与风格。
3、理论缺乏与实际的联系
现在大学物理的教学内容很多都显得过于陈旧,这直接导致学生所学到的知识与现在的科技发展不相符合。课堂上锁采用的教学手段和方法也显得过于落后和单调,导致了学生的学习热情无法被调动,各种知识都只停留在理论的基础上,很少与实际应用结合,教学的内容也很难与学生的专业需求没有紧密联系起来。同时很多教师的思想观也过于陈旧,教学模式上基本都是从母体高校照搬过来的,教学大纲几乎与母体高校相同,不利于独立学院的人才培养。
4、课程设置不合理
独立院校大学物理的教学基本都是学时少、内容多。教师为了完成教学任务必须在较短时间内向学生传输大量信息,很多学生都因此跟不上教学进度。课堂教师的讲授方法也都比较单一,课堂氛围沉闷,使学生的学习主动性受到很大的抑制,学习兴趣大大降低。大学物理的学习需要较好的数学基础,例如学生需要掌握好微积分知识。但是很多学生的微积分都掌握的不好,不能理解掌握微积分思想解决问题,让学生在学习物理知识的时候十分的吃力。
5、师资力量不足
很多独立院校都没有自己单独的、充足的师资力量,基本都是从母体院校聘请过来的教师。这些教师的教学水平虽然都值得肯定,但是他们在原本的母体院校中都拥有的繁重的教学任务,他们在完成了一、二本学生的授课之后,还要继续给三本的学生授课。这样做的直接后果是,很多老师根本没有时间适当精简教学内容、改变教学方法和手段,基本都是将原有的母体院校中的教学内容和方法照搬过来。但是由于独立院校和母体院校中的学生的原有基础状况不同,培养目标不同,使得这样的教学方法严重的影响了学生对本学科的学习积极性。
二、独立学院大学物理教学改革的思考
1、改善现有课程体系
独立学院人培养的人才是要能够适应社会发展的复合型人才,这就要求不能够全部照搬母体高校的教学体系,需要对母体高校的教学体系进行大幅修改。合理的课程体系,有利于对学生的知识体系结构进行优化,并培养学生的能力素质。大学物理的教学内容应该与各院系中的学生所学的知识进行联系,要反映物理知识技能的现代化,同时要强调知识的应用性。与母体高校相比,独立院校的大学物理教学不应该将过多的精力放到理论体系的广度和深度上,而应该淡化理论要求,而应着重于知识的应用性、实践性,有针对性的讲解一些具有较强实用性的知识点,做到少而精。在大学物理教学的'教学过程中可以在保证必须的系统性的前提下,尽可能的将物理知识与学生所学的转业知识进行结合,将不适应现代科技发展的陈旧内容略讲,让学生有个了解,同时适当的引入反映前沿的知识及物理学在现代科技中应用的内容,让学生对现代的物理学发展有一个大概的了解,同时还能够让学生将所学与实际联系起来。最终达到调动学生学习积极性的目的。由于独立院校的中的学生普遍的基础都较差,应该尽量将难度相对较大而又难以描述和理解的知识点转化为形象而又生动的物理现象。这样,不但可以提高学生的学习效率,喊能够激发学生的学习兴趣与探索新知识、新领域的欲望。同时可以借助大学物理演示实验室来进行理论课程的教学。
2、根据学生基础,改革传统的分班制度
物理课的教学基本都是根据传统的专业分班来进行的,这种方式没有考虑到学生在高中时对物理知识的掌握情况。这些学生中有的在高中只上过必修课而且他们的物理基础知识很薄弱,所以如果按照传统的分班进行教学,很难照顾到所有的学生,特别是对于一些基础薄弱的学生,当发现自己听不懂老师所讲时很容易失去对学习物理知识的兴趣。所以对于这些学生应该根据他们的实际情况进行教学。而这一部分的学生人数一般比较有限,所以可以考虑采用全校集中处理的方式,为这些学生专门开班适当的补充一些高中物理知识,以加强他们的基础,对于数学知识较为薄弱的还可以考虑为他们适当的补充一些数学方面的知识。而且在大学物理的教学过程中,考虑他们的理解能力,讲解细致一点。
3、根据学生专业性质合理处理教材
专业的不同往往对大学物理知识的需求也不同,所要求的对物理知识的掌握程度有或多或少的存在着差别。因此应该更加学生的专业性质合理的对大学物理教材进行处理,以防止学生出现物理知识与所学专业没有任何联系的思想的出现。例如对于化学工程与工艺专业,他们的大学物理应该对热学部分基础知识的要求高些。对于某些专业根据需要对某些教学内容进行加深,例如计算机相关专业、通信相关专业的学生应该对大学物理中的电磁学部分基础知识的要求高些,将这一部分的知识作为讲解的重点。
三、结语
独立学院中的大学物理教学需要改进的地方很多,但是由于长期以来受母体高校教学模式的影响十分严重,所以在进行教学改革的过程中会有很多的困难。但是只有进行改革才能够加强了各学科知识的融会贯通,让学生学到的不是一个个零散的知识点而是一个完整的知识的结合体,接受到的是较新的科技信息,而不是相对陈旧的知识体系。让学生能有一个明确的学习方向,对知识的应用更加的有效。
大学物理论文5
摘要:在高校土木工程专业中开展的物理教学一般都具有一定的专项性,例如格外注重对力学知识的讲解和实践等。但目前在高校土木工程专业中开展的物理教学明显存在一定的教学误差现象,这种现象会直接降低专业内学生的专业综合实力。因此本文以论述高校物理教学专业改进的必要性开始,以多媒体和现代化技术为主,对土木工程专业大学物理教学模式的改进措施进行了充分的研究分析。望文中涉及到的专业教学改革内容,可以为相关的教学管理人员提供一些简单的参考价值。
关键词:土木工程专业;大学物理;教学模式;改进措施
1引言
在土木工程专业中,因土木工程涉及到众多的物理学理论,故物理学也是土木工程专业中极为重要的分支科目。但观察当前高校中土木工程专业内的物理教学模式可以发现,因高校物理教师和教学资源中存在不完善的状态,于是对应的物理教学效果也十分低迷。而高校培养土木工程专业人才的根本目的是提升国内建筑、桥建等多个领域的专业性。因此本文以土木工程专业为背景,对大学物理教学的教学模式进行改进分析,具备切实的研究价值。
2高校内土木工程专业物理教学参与教学模式改进的必要性分析
物理学的实际范围是非常广泛的,从宏观的力学实践再到简单的电力调试,都可以被归纳到物理学的应学范围内。因此在大学校园中,非物理学的专业也常常会安排一些物理相关的课程,目的在于以专业物理学的角度,提升学生在专业领域中的学识水平。土木工程就是比较典型的一类,土木工程包含设计、施工等多个专业内容,当学生能够拥有完善的物理知识体系和实践经验时,他们所提交的设计图其所含的合理性就越强。建筑或桥梁设计的整体完善程度也就越优秀。但针对此我们不难分析,当大学土木工程专业中所设立的物理课程其专业性和教学水平较强时,学生的综合能力就也必然会得到很好的提升。
而一旦物理课程难以发挥出预期内的教学效果,学生的物理能力便也不能够在专业内得到完善的发挥。在土木工程专业中,物理学应该在偏实践化的角度得到应用。例如利用物理检验设计图的合理性,利用力学知识巧妙的节省桥梁的物理空间等。这些工作目标的完善都需要学生对物理知识有着实践性的能力。而当下在土木工程中开展的物理课程却多数都以理论教学为主,过于注重对学生物理实力的培养和夯实。于是多数学生即使在大学中修完了物理课程,他们也很难将所学联系到土木工程专业实践中去。这是一种完全负面的教学效果,故针对上述存在于大学物理教学中的问题,笔者认为各个高校若要稳定土木工程专业的就业率和教学水准,就应该以现有教学方式为基础,借助一些外力或增强内在教学因素,来对大学物理教学模式加以改进。
3多媒体在土木工程专业大学物理教学模式中的改进应用
3.1多媒体的改进思路简述。之所以要在大学物理教学中改进多媒体的应用方式,就是因为当下多数的物理教师都将多媒体技术当作是“立体黑板”。仅仅在课堂中播放PPT将课本文字加以展示。于是学生在参与多媒体教学中也无非就是将“低头看书”改变为“抬头看书”,完全不具备教学改良所要求的结果性特征。因此利用多媒体改良土木工程专业大学物理教学模式的首要思路,就是改良应用多媒体的固有思路,将多媒体技术“活跃化”处理。例如教师可以使用拟真思路,重视编辑多媒体素材中的动态特性。在课堂中注重培养学生的物理推理思维,重视让学生主动参与操作和学习,这样一来学生的创新意识和活动性需求便都能被满足。
3.2以项目教学法为主,改良物理教学模式。在应用多媒体技术改进大学物理教学模式时,教师若要提升学生在课堂中的参与度,就可以使用项目教学法的方式。先将物理教学的前期阶段作为理论基础的铺垫,夯实学生在物理方面的理论基础能力。而后教师就应该以当堂所讲或某一单元的物理课程为主,设定一个相对完整且难度相当的教学项目。对于土木工程的学生来说,他们未来的工作内容就是通过团队合作来创设出一个具有实际建构价值的建筑或道路隧道桥梁等宏观工程。而在设定项目方案的过程中,物理学教师要充分联系学生的专业实际,应尽可能以实体环境作为情境,让学生的准备工作和完善工作都具有实际锻炼的特征。而在初期阶段,也就是学生的理论刚刚成型时,物理教师应该尽可能用直观的方式来为学生讲解物理实践应用知识。具体则应充分利用多媒体技术。
首先,教师可以提前利用多媒体软件,例如flash软件做出一个有关于物理知识的活动状态动画,动画应尽可能做到细致,并且不出现物理错误。教师在课上展示物理结构和实验过程时,条件允许情况下应将室内的灯光关闭或调暗。充分利用视觉冲击来使学生形成一种深刻的联想记忆印象。利用动画软件来改进教学模式,能够将生涩的文字以更加清晰的画面来转化成型,从而让学生直接以建筑和其他基础模型为主对物理知识产生印象。而不是依靠自身对于物理知识的理解去记忆如何将其应用在土木工程中。这种记忆顺序的调转经过实践后明显能够提升物理专业的教学效果。其次,当教师在讲解力学问题时,就可以选择一些比较出名的依靠力学而完成建设的特色建筑,如猴硐猫桥、澹水情人桥等作为例子。教师可以按照真正桥的照片来制作一幅剖析图,为学生更加直观的剖析桥的结构以及桥成型所借助的物理知识,用实例为学生提供验证物理理论思想的方式。
同时,教师可以将原图和剖析图设置为叠加对比的显示状态,先让学生习惯这种阅读方式,而后当学生的理论基础被有效夯实后,教师就可以给出一些其他桥的照片,要求学生按照剖析图的.形式,将该桥建筑结构中所包含的物理知识加以标注。而教师若要在保证教学活动实现效率的前提下对学生的实践质量进行验证,就可以同样将考察内容也绘制出一张剖析图,再要求学生按照正确的思路将自身的所答进行对比,继而完成基本自主的理论基础夯实工作。
最后,当学生已经基本能够将物理知识应用在专业范围内之后,教师就可以使用更具有难度的活动项目来组织学生参与教学。例如教师可以设定一个给排水设计的项目工作,将学生分为几个能力均等的活动小组,由学生按照不同的教学楼进行整个给排水的对照设计。因土木工程专业的学生不属于专业物理学界范畴之内,因此教师在设定项目思路时,就应该以学生的能力为出发点,要达到让学生对物理理论进行实践夯实的目的,但不能超出学生的能力承受范围。在开展物流实践的过程中,教师除了要保证学生能够真的理解了项目任务所要考核的内容以外,也需监督学生随时对物理实验的活动内容进行记录,也就是通俗所讲的实验记录。这样一来教师即使没能在项目活动的过程中完成对每个学生的状态监管,便也能通过实验记录来了解小组活动的思路。从而更加精确地对学生所掌握的物理知识做出正面的引导和改良。
4全实物教学在土木工程专业大学物理教学模式改进中的应用研究
4.1全实物教学改进思路简述。全实物教学实际上并不是指完全将课堂变为无理论教学的形式,而是要在理论讲解后,对于能够参与实践的教学内容,教师就应该直接开展实验教学,以减少学生从学习理论到参与实践之中的时间差。这样一来,学生的物理应用能力就会被显著提升。教师可以在开展物理教学的过程中,先对教学内容进行一个相对完善的理论判定,列出课上可能会使用到的实验工具,将其提前准备并带入到实体课堂中。而当当堂物理学内容与土木工程的应用特征比较明显时,教师也可以使用建筑模式或桥梁隧道模型等缩小型的状态模型,为学生提供一个更加实体化的应用思路。
4.2以全实物教学思路为主,改进大学物理教学模式。在全实物教学的过程中,教师所选用的教学素材一定要高度吻合当堂教学的内容。最好做到所见即所学,直接将物理理论挪动到实体工具或模型中。例如在讲解到磁悬浮列车的轨道设计时,教师就可以制作一个真正具有磁力的缩小版轨道模型,具体可以根据教学用具的难易程度来选择在课前加以制作或直接在课上要求学生进行辅助操作。总之当教师和学生利用线圈和磁铁做出了一个简单的磁悬浮列车轨道模型时,教师就可以将模型作为课堂主讲对象,直接以视觉比对的方式为学生演示磁悬浮列车的工作原理。而后再要求学生按照磁悬浮列车的原理,对桥梁轨道的结构进行自主性研究。在应用全实物教学的过程中,教师一定要意识到教学改进的最终目的在于提升教学效果,而并非突出使用实物进行教学。因此教师在选择教学实物的过程中,要格外注重实验物品与学生专业的吻合程度。同样以磁悬浮列车为例,教师可以运用磁力装置为学生更加清晰的演示电磁场与场源的相互作用方式,以及电磁场能够生成的能量等。从而为土木工程专业的学生提供各种科学有效的物理应用思路。
在具体授课的过程中,教师也要注重物理理论与工具教学要具有连通感,也就是通俗所讲的要注重“精讲多练。”大学物理当中有很多的公式,这些公式的背后都有着丰富而深刻的物理内涵,或者揭示了某种物理现象以及物理规律,这就要求教师在授课的过程,应该更注重物理图像、物理意义的阐述,而不应把时间大量花在细节的推导上面。教师讲授完之后,应该留出部分时间来组织学生练习,并对学生的掌握情况做出分析和评价。通过提问、讨论、交流等形式与学生沟通,使教师的讲授与学生的练习相结合,教学相长。土木工程专业的许多学生都表示,自己经常在课上学好了理论知识,却往往没能将其有效应用,这就是实践教学与理论教学没能高度重叠所导致的,因此在土木工程专业大学物理教学模式中,教师应该注重“精讲多练”的教学模式。
5结语
综上,本文以土木工程专业大学物理教学的现有模式为思路,分多媒体教学和全实物教学两个思路展开了改进研究。文中内容仅为笔者的浅薄见解,希望能够为相关的教育教学人员提供一些简单的改良思路。
参考文献:
[1]梁玲玉,周小龙,李婷等.基于土木工程生产实习教学模式及改进方法的研究[J].教育现代化,20xx,(32).
[2]安巧霞,朱连勇.大学生创新能力培养的现状与改进措施——以地方性高校土木工程专业为例[J].安徽建筑,20xx,24(2):50-51.
[3]可淑玲.土木工程专业生产实习存在问题及解决对策研究[J].高教学刊,20xx,(21):193-194.
大学物理论文6
摘要:大学物理学是大学本科阶段一门非常重要的公共基础课。但是在大学物理教学过程中,目前还存在着一些问题,影响了教学效果,对学生的学习极为不利。本文从大学物理教学现状分析,重点围绕教学中存在的问题展开论述,希望能为提高大学物理教学效果提供一些创新性的解决方法。
关键词:大学物理;存在问题;创新;教学方式
随着高校素质教育改革的进一步深化,大学物理教学改革也在多个方面进行了各种有益的尝试。但从现在掌握的情况来看,高校的物理的教学仍旧未能摆脱传统的教学模式,还存在着这样那样的问题,尤其不利于教学效果的提升。本文从分析目前大学物理教学中存在的棘手问题入手,提出合理的解决办法,进而达到增强学生学习兴趣,提升教学效果的目的。
1大学物理教学中的问题
(1)教学方式不够丰富。物理学科具有较强的灵活性和应用性。在当前大学物理教学中,老师经常会把物理教学过程程式化,教学方法比较陈旧呆板。有些教师把主要精力投入在科研上,对教学缺乏足够的热情与精力投入,甚至出现“照本宣科”的现象,使得学生的学习兴趣不断下降,对知识获取的欲望下降,影响了学习的效果。有些教师在物理课堂教学中依旧采取“一支粉笔讲到底”的方式,缺乏与现代教学手段的结合。而以教师为中心的教学模式存在严重不足:课堂完全以教师为主,忽略了学生作为认知主体的作用,这点显然对于培养具有创新思维和创新能力的人才不利。在教学过程中不能很好地实现因材施教的目标,只是单一地不断向学生灌输知识,导致学生获得的知识碎片之间缺少关联,难以迁移和学以致用,也不便记忆,学生不能充分发挥学习的主动性。在教学新思想、新方法不断推陈出新的今天,这样的教学方式必须进行改革,才能满足社会发展的要求。(2)学生物理基础不均。大学物理的课程内容与中学物理之间的知识联系尤其紧密,中学物理知识的掌握情况,特别是物理规律的应用能力的高低将直接影响大学物理开始阶段的学习。如何在已掌握的物理知识、概念的基础上综合运用高等数学中的相关知识(如微积分),对物理思想和物理规律进行有效的拓展和应用,对于学生的物理学习而言尤为重要。部分学生由于微积分掌握得不牢,对物理规律的理解不深刻,很多时候在学习大学物理时会出现想不通、吃不透等问题。此外,学生的物理素养和学习的主动性差异性也很大。部分学生在学习过程中喜欢动脑筋思考,理论联系实际,有利于他们对物理概念的理解和探索,在长期的累积中自然而然地形成一定的物理知识基础,对他们顺藤摸瓜地去研究新的问题将产生很大帮助,所以对物理规律的认知要深刻一点。反之,有些学生本来物理基础就薄弱,主观能动性还比较差,因此对物理定理的认知也不会太深刻。(3)没能摆脱应试教育的传统套路。应试教育还是大学物理教学中主要采用的教学和考核模式,这是目前教学改革过程中面临的最大难题。现行的物理教学考核评价体系,还是按照应试教育的方式方法来对教师和学生的教学效果进行考核,侧重于笔试、解题等方面的考量,缺乏对老师教学创新性、课堂吸引力、学生的分析能力、创新能力的行之有效的考查。这种片面的考核方式,不利于学生将课堂所学理论与实际结合,提高实际的解决问题的能力,因此必须改革现有的考核方式,提升实际操作考核所占的比例,以提升课程的教学效果。比如目前流行的.翻转课堂与MOOC课程改革,就是有益的尝试。不仅改变了传统的教学模式,而且可以就平时学生上课回答问题,小作业,在线答题等评价学生的学习效果。同时,通过对学生整体掌握情况的大数据分析,可以制定更加有效的改进教学的方法与更加合理的考核形式。
2实现行之有效的大学物理教学
(1)丰富教学手段,课前充分准备。如果想让大学物理教学获得理想的效果,就必须重新认识教师在教学中所起的作用和扮演的角色,丰富教学方法,实现传统教学模式与现代化教学手段的结合,在教学过程中彻底摒弃以教师为中心,把学生当作知识灌输的对象的传统教育思想,改变重知识传授、轻能力培养的人才培养模式。必须使用全新的教学方法及教学设计(以“学”为中心),不断提升教学效果,从而为学生综合能力的提高创造条件。要求教师能够在散乱的知识结构中找到主要线索,充分利用网络知识的广泛性和多样性,通过查阅相关书籍文献对知识进行适当的扩充和删减,结合90后学生的特点,以学生最易于接受的方式组织课堂教学。对教学过程做一个系统的归纳,精心做好课堂板书和多媒体课件的设计,让二者能够有效结合,相辅相成,发挥一加一大于二的效果,让知识的引入和衔接有良好的接触面等等。以教师为中心的教学模式的优点是有助于教师发挥主导作用的,有益于传授系统的科学知识,有益于师生之间的情感交流,缺点是在教学过程中把学生置于被动接受地位。而新的教学模式建立在充分发挥教师主导作用的基础上,并重视情感因素在学习过程中的作用,有效发挥学生的积极性和创造性,培养创新思维和创新能力的创造型人才。(2)实现分层次、个性化教学。相关研究表明:学生对知识的接受能力和其所处的环境是有很强的关联性的。同样的教师所教的学生,有的人能够很好地消化吸收老师所讲的知识,而有的人却不行,这与其成长经历和所处环境都是息息相关的。大学物理教学中,必须注意“以人为本”的精神,尊重学生的个体需求。学生们的高中物理基础不同,有的文科学生甚至都根本没有学习过高中物理,因此要根据不同学生的物理基础,设计不同难易程度的教学内容。可以在网站上以小视频的方式将各个教师的不同风格教学风格充分展示,不同的学生可以自由选择他们所能接受的教学风格,做到各尽所能,各取所需。除了立足课堂教学外,还应该对有潜质的学生(或者根据部分专业掌握物理知识能力的具体要求)开放实验教学平台进行创新性的物理实验,提高学生分析能力和综合创新能力。不同学生都可以在网上下载学习内容进行预习,并根据自己的实际情况来确定学习的时间和内容,制定个性化的学习方案。不断提升他们的学习积极性,提高物理实验的教学效果,有助于大学物理教学内容的完成。(3)充分利用好实验室平台,实现素质教学。人人都有潜在的创新能力,而创新能力是通过在不断地创造性地解决实际问题的过程中逐步挖掘和形成的。大学物理实验为培养具有创新思维和创新能力的复合型人才提供了赖以滋生的优质土壤和成长所需的丰富养料。新修订的20xx版本科生培养方案中,在课程安排上,我校将理工科各专业的计算机基础、高级程序语言设计等与大学物理、大学物理实验关联课程都排在大一阶段开课。这样的好处是可以将大学物理实验中的数据处理、数据分析与高级程序语言课程相融合,学生处理实验数据的过程就是程序设计的一个实践课题,将两门原本关联不大的课程紧密结合在一起,既强化了教学又提高了效率,是教学探索过程中的一次有益尝试。比如:动态磁滞回线的测量实验中磁滞回线的绘制,需要学生利用自己所学C语言程序设计方法自己编写程序实现数据的处理和图形的绘制。实践的结果表明,在大学物理实验中恰当结合运用所学到的高级程序语言进行数值计算、模拟仿真与图像绘制,不仅可以大大增强实验教学的生动性、直观性及科学性,提升学生程序编写能力,还能有效激发学生探究物理实验的兴趣和显著提升学习效果。如果说解决一个问题是知识技能的应用,那么提出一个新问题则必定需要有创造性的思维能力。我校连续多年在大学物理课开课的同时,开设了演示实验。一个成功的演示实验中,最重要的因素是如何设计与实施实验的演示及教学。如:介绍电磁学中的传感技术,不但可以让学生对一些电源、电阻、传感器、放大电路等电路基本模块具有初步的认知,同时给学生提供了动手组装实际电路的机会。通过鼓励学生多思考、多提问题,以激发学生创新的潜力,也更加深化了物理思维习惯的养成。不仅如此,我校还连续开展了五届“江苏大学物理及实验创新大赛”,将物理实验教学与实践创新学分挂钩。使学生真实的体验到了物理规律在日常生活中的实际应用,学生不再觉得物理学是和自己无关的。要求大一年级学生按3至5人组成一个团队参加比赛。比赛既包括实验环节的设计,也包括实验仪器的改进和物理教学内容的创新。既培养了学生的动手能力,激发了学生参与教学的积极性,又在活动中增强了学生的团队意识和创新意识,有益于学生灵活运用知识、锻练思维能力和培养创新能力。物理及实验创新大赛对于提升学生的物理素养起到了很好的作用。在此基础上选出的学生参加“江苏省高校大学生物理及实验科技作品创新竞赛”等比赛中取得佳绩。综上,大学物理课程的学习不但能够提升学生的逻辑判断能力和思维能力,而且对于学生的创新素养的培养也有重要的现实意义。目前大学物理教学中存在教学方法单一、学生基础不均、考核方式单一等各种各样的现实问题,不符合创新型人才培养的要求。为了实现大学物理教学改革,必须不断优化教学方法、实现分层教学;增强演示实验的作用,注重实验教学环节的作用;充分利用Internet网络多媒体教学实践平台和MO-OCS、翻转课堂等新型教学手段。我们应该注意促进全面和综合的物理教学方法的形成和完善,提高大学物理教学效果,实现培养多层次的复合型、创新型人才的目标。
参考文献
[1]何根基,李永辉.大学物理教学中存在的问题及其对策[J].萍乡高等专科学校学报,20xx(3).
[2]张志颖,付申成.浅谈大学物理教学中存在的问题[J].长春理工大学学报,20xx(1).
[3]张晓云,陆彦文,曾交龙.提高大学物理课堂教学质量的措施研究[J].高等教育研究学报,20xx.33(4):119-120.
[4]吴永均.大学物理实验课程教学的现状及其对策研究[D].杭州:杭州师范大学,20xx.
大学物理论文7
1自主开放式教学的特点
大学物理实验教学的本质特征就是引导学员积极参与有结构的经验学习[2,3]。一方面是体现以学员为中心,让学员掌握一定的操作技能,熟悉常用的科学探索方法,加强理论知识的理解力,揭示各种现象的变化过程以及对这种变化过程的描绘和预测,在实验室把前人的经验通过仪器操作重现出来;另一方面以这些经验为指导对新问题进行探索,培养学员的创新思维和创新能力。因此,大学物理实验自主开放式教学应立足于“以学员为主体、教员为主导”,从人才培养体系的整体出发,激发学习兴趣,调动学员的积极性和主动性,学员作为课堂教学的主人,让学员主动融入教学活动的全过程,体会提出问题、解决问题、创造新事物的认知过程,培养学员的应用能力和创新能力,发展学员的创造性思维。从教员的角度来看,对学员在选题和进度上起主导作用,师生在针对学习目标的形成性评价中构成搭档关系,教员作为资源的管理者、支配者、指导者、组织者和研究者,教员能将内容个性化并批判性的对待;从课程的角度来看,自主开放式课程产生于学员个人和(或)小组的兴趣,自主学习过程占主导,问题是开放的、现实的,信息只在解决现实问题需要时寻求,知识作为学员合作探究的工具;从学员的角色来看,学员在教学中的任务、活动基于小组的合作与分工,应用知识发现、研究和解决问题,学员处于主体地位,能富有个性的解释和批判知识,而不是被动的在接受式中上课听讲、消化知识、学员积累储存知识以备将来之用。由此可见,自主开放式教学具有三个显著特点:(1)学习的环境宽松、民主。自主探究式教学中,学员可以自由自在地探索问题,大胆猜想、自由讨论,发表不同的观点。(2)课堂学习以自主探究为主。教学过程中,学员独立思考、合作讨论,知识由学员自己发现,困难由学员自己克服,能力由学员自己在自主探索中提升。(3)课堂上信息交流以多向交流为主。课堂教学中,信息交流的渠道是多向的:小组内组员之间的交流;集体讨论时全体学员之间的交流;实验过程中师生之间的交流等等。
2自主开放式教学的运用与实验教材编写
自主开放式教学理念是根据大学物理实验教学的实践总结出来的,也是由大学物理实验教学的特点决定的。然而,如何使教材编写有意识地适应自主开放式教学,则需要认真思考。
2.1正视实验教材编写中的矛盾
目前的实验教材一般按照实验目的、实验原理、实验仪器、实验内容和步骤、数据处理的顺序进行编写,特点是教材理论叙述简明扼要、具有整体逻辑性和个体分立性、指导性。在教材结构上分为四大块,即理论知识结构、仪器知识结构、实验方法结构、实验数据处理方法结构[4]。教材对各个结构都有很详细的介绍,体现了知识结构的全面与简洁、目的原理的明确与清晰、方法步骤的详尽与可行,循序渐进的思路。然而,当前的实验教材与自主开放式教学尚有一些不适应的地方:(1)建材体系不合理,力、热、电、光、近代物理分工过细,内容重复,综合性实验、设计性实验、研究性实验不足。(2)缺乏启发式、探究式引导,在论述实验原理和实验方法时虽然采用循序渐进清晰讲解的方法,但只是传输知识,学员在预习实验时只能被动地接受知识,缺少自主组织知识的开放体系。导致学员只要按照书中的步骤按部就班,基本无需做深入的思考就能完成实验,但学员对每一步实验操作的物理意义很少去领会,因此很难达到课程培养的能力、素质目标要求。(3)实验涉及到的目的、原理、方法、步骤等表述冗长,重点不够突出,学员在预习时容易产生厌烦情绪,看完即忘,不能有效预习,达不到预习的效果。学员很难通过阅读实验教材真正领会实验的设计思想,形成实验方案,因而达到举一反三的目的也比较困难。为此,调研了各类大学物理实验教材,在博采众长的基础上,根据自主开放式教学的要素重构教材结构体系,结合军校培养军事应用型人才的办学定位及长期的实验教学经验,编写一套基于自主开放式教学,注重培养学员思考与动手并举、举一反三与创新能力融合的实验教材。
2.2实验教材的编写原则与基本构想
尝试对实验教材的编写体系进行一些调整,在总体设计上,力求贯彻以学员为本的理念,注重基础性、实践性、探索性、开放性的有机统一,探索以循序渐进提出问题、引导学员找出解决问题的根本方法为目标,通过对实验内容的编排,诱导学员在步步思考中体会解决问题的具体技术问题,从而让学员领会每个实验的设计思想,促使学员经过深入的思考完成实验,在研究和探讨中形成自己的观点和独到见解,逐步培养他们的创新思维意识,提高创新能力。具体做法如下:(1)兼顾深度与广度。具有宽广的覆盖面和经典到前沿的纵深度,既有经典实验项目,又包含足够数量的其他实验项目,有利于开放性实验的开设和学员自主探索选题。给学员一个发展中的物理实验,将现代科技成果渗透到传统的经典物理实验中去,实现先进性与基础性的统一,激发学员的学习热情,缩短与现代科技的'距离,注重现代信息技术在物理实验中的应用,充分发挥现代信息技术在物理实验中的应用。例如传感器技术、光谱技术、光纤技术、非线性电路中的混沌、超导磁效应等引入到大学物理实验,并注意军事应用价值。(2)建立实验的分层教学体系。依托基础实验,以“基本实验方法、实验技能、实验思想训练”为主,主要为基本量的测量、基本物理现象与规律的观察和分析、基本仪器的使用、基本测量方法和实验技能的训练,以及不确定度的计算与分析等[5,6],使学员通过基本操作与基础实验相结合,掌握技能。通过综合性、设计性、应用性实验[4-7],达到基础理论与基本技能的综合运用。压缩验证性实验,并尝试把一些传统的验证性实验如二极管的伏安特性、惠斯登电桥等改造为设计性或简单的研究性实验,增加CCD特性、光纤传感等综合性实验,加强应用性实验,如空气热机、光电传感器等。教员提出实验要求,学员独立设计实验的内容、实验方法和实验步骤,并独立完成整个实验过程。这些实验在学员掌握的理论知识基础上,以基本实验操作为主,大部分学员都可以进行。在此基础上,为部分有专长或爱好的学员开设研究性创新性实验,例如单摆混沌、阻尼共振特性、太阳能电池、磁悬浮等,进一步培养学员的综合分析问题、解决问题的能力,学员完成实验后,要提交一篇论文;学员为了能完成一篇质量较高的论文,往往多次重复实验、反复查资料、研究论文格式、推敲文字用词等,部分学员的论文达到了较高的水平,增加了学员对科学研究的兴趣。(3)突出第一任职需求,因材因专业施教。大学物理实验课是针对所有学员开设的一门公共课程,为了适应学员第一任职的需要,我们改变了不同专业学员开设相同实验项目的做法,根据不同的学科施以不同的教学内容和方法,因材因专业施教。例如通信指挥专业学员侧重电磁学,气象指挥专业开设粘滞系数测定、表面张力系数测定实验,工程指挥专业侧重力学等,充分体现自身的特色。
3结论
我们编写大学物理实验自主开放教学教材的理念是:从培养学员“自主学习能力”的基点出发,突破传统实验教材的体系,设计一个能循序渐进引导学员通过自主学习来解决问题,让学员通过思考掌握理论和技能,而不仅是按部就班完成实验。构建以基础性实验、综合性实验、设计和研究性实验为基础,从低到高、从基本到前沿、从接受知识型到培养综合能力型逐级提高的大学物理实验课程新体系,教材具有较宽的覆盖面和足够的实验项目,既体现科学的内涵、实验内容的更新,又要反映新技术、新方法、新设备等现代实验技术和手段,反映物理课程和体系改革以及实验教学改革和研究的成果;改变力、热、电、光、近代物理分工过细,内容重复,综合性实验、设计性实验、研究性实验不足的缺点;改变填鸭式的教学方法,对不同系科、专业进行不同内容的教学,因材、因专业施教;充分体现现代信息技术在物理实验中的应用,充分体现自身的特色。
大学物理论文8
摘要:教学质量的提高是学校改革的重中之重,是提升人才培养目标的必要途径。目前,多媒体、电脑、互联网、信息技术都发生了翻天覆地的变化。在网络覆盖到全球的每一个角落的同时,教育的教学方法、教学手段、教学目标、教学模式、教学过程、教学角色等许多方面都有了巨大的创新。翻转课堂的学习以网络为基础,是网络与信息技术不断发展的必然产物。通过把翻转课堂教学法引入大学物理实验教学中,分析应用并进行翻转课堂教学。PBL教学要求学生先掌握一定的知识,再进行项目推进。PBL教学与翻转课堂教学有机结合,因材施教,提高人才培养目标。
关键词:翻转课堂;实验教学;PBL;大学物理
实验在课程改革的今天,教学改革的成败与否,决定着课堂教学效率的高低,物理学科是一门实践科学,因此,大学物理实验在物理教学中起着至关重要的作用。随着科技的进步与发展,尤其是多媒体技术的发展,实验教学改革呈现多样化趋势[1-3]。利用视频实施教学,在多年以前人们就进行过探索。翻转课堂改变了传统教学中师生角色,通过重新规划课堂教学时间,改变传统“填鸭式”的教学模式。互联网技术与计算机技术的发展,为教学模式的改革创造了条件,形成新改革模式下的学习氛围[4-6]。翻转课堂的本质不是视频教学,而是对教学流程的重组,其关键在于学生在课前进行了有效的自主学习,且充分利用课堂教学时间进行了深入的互动交流和学习。本文以大学物理实验为基础,应用翻转课堂教学法实施的教学研究,旨在培养独立的创新型人才。以问题为导向的教学方法(problem-basedlearning,PBL)强调学生的主动学习。它着重培养学生自主学习和解决问题的能力,因此,PBL教学通过设计实际任务,引导学生自主探究和分析解决问题的能力,从而实现学生对科学知识的掌握[7-10]。本文通过分析翻转课堂教学法的优势和实施方法,并以热电偶的定标和测量为例,进行翻转课堂教学。最后指出翻转课堂与PBL教学有机结合,进行因材施教。
一、翻转课堂教学的优越性
翻转课堂是教师制作教学视频,学生根据个人情况安排和控制自己的学习。学生在家看教师的视频讲解,而不必把对基本知识的'掌握限制在课堂上,学生完全可以根据自己的学习进度和时间进行有效控制,能重复学习没有及时掌握的内容。这样教师可以充分利用课堂时间,开展讨论课和举办小型讲座,有助于提高教师与学生的互动。翻转课堂加强了教师与学生的互动、学生与学生的互动。传统教学模式侧重教师的教,而翻转课堂侧重学生的学,同时也强调教师如何来引导学生更好的学习。如果学生不乐意学习,教师和家长怎样创造条件激励学生学习。
二、翻转课堂的实施
1.视频的制作。教学视频要具有针对性,一个问题对应一个视频,每个视频只有几分钟的时间,长的也不超过十几分钟。这样视频教学有利于学生自主学习,有助于学生对自我进行有效控制,便于学生学习时集中注意力。视频还要具有暂停回放功能,方便学生遇到不会的问题时进行回放或者查阅资料。2.调整课堂教学结构。兴趣是最好的老师,激发学生学习兴趣是教学成功的关键。传统课堂教学偏重“灌输式”教学,学生被动接受,而吸收内化由学生课后独立完成。这样很容易让学生变得迟钝而有挫败感,失去学习的信心和动力。事实上,学生要真正全身心地投入到学习中去,重点是他必须有学习的兴趣和信心。探究型行为是吸收内化的重要表现,而探究是以问题为前提的。课堂以学生为本,以自学、质疑、探究为手段。因疑而去解疑,解疑而成内化。一切皆由疑生悟,真正成为了学生内化的动力。教师在学生将知识内化的过程中发挥导师的作用。3.检测学生学习效果。为了掌握学生对学习内容的理解程度,学生学习完教学视频后设置了小测验,每个小测验给学生三次做题机会,以最高分计入平时成绩。这样不仅有助于教师了解学生的学习情况,同时也有助于学生进行自我检查,了解自己对知识的掌握程度,没有掌握的学生可以重复观看,找出解决问题的突破点。教学视频也便于学生以后查找、学习和巩固。评价手段的提升为教师了解学生提供了方便。
三、翻转课堂在大学物理实验中的应用
本文以热电偶的定标和测量为例,应用翻转课堂教学法进行实验教学和指导。热电偶的重要作用是制作温度传感器,是用电压来表示温度,这样便于我们应用示波器或电压表来测量。1.课前任务设计。认真复习电动势的基础内容,深入了解热电偶的温差电动势。认真预习本节课要讲授的内容,认真观看提供的视频,完成思考题,设计实验数据表格,拓展对实验的理解程度,构想设计实验。
2.问题设计。热电偶为什么要选用不同材质的导体或半导体?同种材质的是否可以?热电偶为什么要标定?实验中怎样判定热电偶两根引线的正、负极性?如果在实验中热电偶“冷端”不放在冰水混合物中,而直接处于室温中,对实验结果会有些什么影响?
3.课上任务设计。课前教师总结课前教学平台上学生自主学习的情况,做出点评,解决学生的疑难问题。课堂上让学生在掌握基础知识的前提下进行实验操作,要求在规定时间内完成。然后小组发言,谈一谈对这堂课的学习体会,学到了什么,还有什么疑惑。最后教师总结本节课的内容,评价小组表现,给出相应的分数。如果学生课前学习状况不理想,可以增加教师讲授这一环节,讲授主要知识点。
4.学习环境设计。使学生处于注意力集中的状态,小组间友好互助,教师先做一个引导,从制作温度传感器来激发学生的学习观念、学习动机、情感、意志,使学生学习时间维持良好的状态以促进学生良好的学习效果。
5.评价设计。评价设计的主要目的是让学生参与讨论活动,教师引导来达到教学目标。通过分组活动培养学生的相互协作精神,也激发学生的学习兴趣。在动手实践及分组讨论的过程中观察学生课堂上的参与程度.在练习过程中,教师当堂察看学生完成练习的情况。课后作业批改能够反馈学生对所学知识的掌握程度及存在的问题.对于言谈举止大方得体的学生以及逻辑清晰的学生要加以表扬,以增加其信心.对于思维不是很清晰的学生要给予引导和鼓励。
四、存在问题
翻转课堂首先要求老师创建教学视频,这对老师借用科技手段进行教学的能力是一大考验。做视频对老师来说是很费精力的一件事。在课堂上把握教学时间让学生自主探索、合作交流,不仅要注意组织好学生,还要在教学上有所改变,老师也要在教学实践中不断提高组织、引导学生开展有效学习活动的能力。学生自主探索空间的大小,关键在于老师设计问题的难易程度。在设定问题的时候老师要给学生足够的自由,让学生有空间去解决问题。
五、PBL教学
PBL教学不仅要求教师熟练掌握专业知识,还要具备与专业相关的科学知识。PBL作为新型的教学模式,强调知识的应用,因此,教师要设置能启发学生主动学习的问题情境,重点培养学生解决问题的技能,从而达到对基本知识的掌握和应用,这有助于培养学生的创新能力,适应当今社会科学发展的需要[11,12]。
六、结语
基于以上分析,我们已经知道翻转课堂是通过创建教学视频,让学生课前自主学习,课堂上教师与学生交流互动,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的吸收内化。在学生储备了一定的知识结构后,我们就可以利用PBL(problem-basedlearning)教学法,基于问题和兴趣激发学生探索世界,创造未来,培养出当今世界需要的人才。
大学物理论文9
独立学院是普通本科高校按照新政策机制、新教育模式举办的本科教育层次的二级学院。作为一种新生事物,其人才培养的目的不是理论型、研究型科研人才,而是要为社会培养出大量的创新性、技术性专门人才。教育部《独立学院设置与管理办法》的颁布与实施,标志着我国独立学院的发展进入了一个新的历史阶段。一方面独立学院背后的母体高校的光环效应正渐渐消退,这就需要独立学院充分利用优质网络资源、新型教学方法吸引学生、培养学生。另一方面,自主学习的特点与独立办学宗旨与目标相吻合。大学物理作为一门基础性的通识课程,是理工科各相关专业必修基础课程之一,在大学教育中占有举足轻重的地位。如何利用发达的现代网络技术手段,更好的建设这门课程服务学生,成为众多大学物理教育、教学工作者的热点话题。
1苏州理工学院大学物理课堂教学现状
江苏科技大学苏州理工学院(原江苏科技大学南徐学院)迁入张家港校区近五年,与江苏科技大学本二批次学生同处一个校园,共享师资、教学、实验等教学资源。独立学院学生与其母体江苏科技大学学生相比在综合素质、基础知识等各方面总体表现较差,尤其是数理基础知识薄弱。较差的理论基础使得独立学院学生对大学物理课程没有学习兴趣,甚至对枯燥的数理推导有严重的抵触情绪,只是一味的死记硬背。独立学院学生高考分数较低,并且普遍存在学习毅力和刻苦糈神不够,综合素质发展不平衡,学习积极性不高等特点。针对这些特点,为了激发学生学习课程热情,提高独立学院大学物理教学质量,适应时代发展的'需要,利用现代网络技术对苏州理工学院大学物理课堂教学做相应的辅助教学迫在眉睫。
2苏州理工学院大学物理网络教学改革思路
根据独立学院学生的数理水平,专业设置以及人才培养目标等实际情况,按照独立学院大学物理课程的基本教学要求,对苏州理工学院大学物理课程教学资源进行全面整合。以大学物理信息资源建设为基础,校园网为依托,在正常大学物理教学中引入网络化辅助教学模式,打破传统的教学系统和教学环境的界限,形成一个具有强交互性、注重实际、快速搜索等特征的生动形象的网络教学系统。网络教学的辅助作用主要体现为以下几个方面:
2.1调动学生兴趣,提高学习效率
建构主义教学观认为,教师的任务不仅仅是教学生学习知识,更是要为学生提供各种学习资源,提供一种促进学习的气氛,让学生决定如何有效学习。授课教师按照课程教学要求编写教学教案、教学脚本实现网络教学。改变封闭式课堂教学,在网络课程上开发丰富的多媒体演示课件、模拟物理过程以及构建现代化信息技术互动平台,将声音、动画、视频等多种媒体组织起来,把复杂的
物理问题和现象变得简单、明了,把抽象问题具体化、生动化,使问题更加易于理解。充分利用媒体资源,使物理教学形象化,激发学生的学习兴趣和创新意识。在知识结构的构建方面,注重应用启发式和联想式教学法,努力培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。学生一旦发现问题之后,可顺着一定的连接路径,找到解决问题的思路和答案。学生可以通过阅读与课堂教学相关的补充内容、生动的视频等资料加强理解,扩展知识。
2.2注重理论联系实际
网络课程中注重加强将抽象的物理知识与实验、实践结合,与生活实际结合,使之变成生动活泼的生活现实,帮助学生有效地理解、掌握所学的知识。另外,课堂教学时间有限,网络课程中适当对现有大学物理实验进行补充,丰富大学物理实验项目。提供多种多样的自主学习资源,培养学生联想思维,扩展和深化知识。激发学生的学习兴趣及探索欲望。建立网上实验室,并加入仿真实验。学生可以利用仿真实验软件进一步领悟所学知识,加深对物理实验的理解。
2.3提供便利有效的交流沟通途径,加强师生互动
通过网络实现开放、交互性教学,教师与学生实现全方位的交流,拉近教师与学生的心里距离,增加教师与学生的交流。并且通过计算机的统计分析使教师了解、掌握学生在学习中遇到的疑点、难点和主要问题,可以更加有针对性地指导学生,做到重、难点突出,有的放矢。网络教学使学生自主选择学习内容的自由度也大大提高,从而使得学生自主学习的成功率大大增加。
2.4考核方式的改革
建立更为合理的成绩考核评价体系。改变以往机械、单一的考核方式,建立、完善学习评价系统。网络教学系统中使用多元化评价方式,加强过程性评价与诊断性评价,激发学生学习热情和创新能力。构建基于学习设计的苏州理工学院大学物理网络教学系统,探索、改进大学物理教与学、管理与评价的方式和方法,以达到提高教学质量的目的。
3结语
先进的教学手段可以真正带动、提高大学物理教学质量,使课程教学的内容、形式、方法等各方面发生根本性的变革。随着独立学院的兴起与发展,教学改革研究势在必行。网络课程的开展对提高苏州理工学院大学物理教学质量具有重要意义,取得的成果可以在其它独立学院相关课程教学中广泛推广应用。
大学物理论文10
摘要:整合大学物理和大学物理实验的内容,让理论教学与实验教学相互促进,提升大学生对物理的学习热情,提高物理的教学质量,解决独立学院物理教学课时少、内容多的矛盾。
关键词:大学物理;物理实验;整合教学模式
各高校大学物理的教育中,长期存在重理论、轻实践的倾向,缺乏建立理论模型与实际应用之间联系的意识,造成理论实际脱节,这使部分学生认为学物理没什么用,不知道物理对自己的专业学习有什么用处。近年来很多高校,大学物理的课时安排日趋减少,而安排的大学物理实验内容陈旧,与教授的知识有脱节的现象,独立学院的物理教学更是如此,而理论性的东西又缺少实践,不容易引起学生的兴趣。
大学物理知识本身具有一定的抽象性,而心理学研究表明,人的思维活动是在感性材料的基础上产生的,感性材料是思维活动的源泉和依据。各种实验现象具体形象地展示物理知识形成和发展过程,为学生学习提供丰富的感性材料,激发学生的学习兴趣,培养学生的各种学习能力。物理学是以实验为基础的科学,实验始终是研究物理学的重要方法;物理教学的目的,不仅仅是通过物理学习逐渐认识自然界物质运动的规律和运动的本质,还应从知识和技能的获得中了解和掌握科学的思维方法。观察是“思维的触角”,通过观察可以使学生从物理现象中获取各种各样、鲜明生动、印象深刻的原始“信息”,为学生理解物理知识提供了事实根据。为了解决这两个矛盾,我们提出整合大学物理和大学物理实验的教学内容,发挥各自的优势,弥补理论与实验教学的不足,促进学生的物理知识的理解与学习,在有限的学时内,丰富教学内容。
具体的措施:第一,调整理论教学内容,加入与学生的专业联系紧密的物理应用知识的讲解,使物理教学更贴近专业。对不同专业的学生,我们能对应的拿出物理教学内容的菜单,比如对土木专业的学生我们可以适当的多讲些刚体力学的内容,为其后续的专业课的学习打下基础。对化学专业的学生,我们可适当加入热力学知识的内容。对电子、电器类的学生,我们适当的多调整些电磁学的教学内容,在有限的课时下,精细化的安排物理教学内容,对不同的专业能拿出不同的“菜单”,更有针对性。第二,认真梳理大学物理与物理实验的教学内容,尽量安排与大学物理讲课内容对应的物理实验,这样学生对理论知识就有了实践的机会,加深对物理知识的理解。比如:驻波在上完理论课后,马上安排对应的驻波实验课,一做实验,同学们马上就能很好的理解驻波是如何产生的,形成驻波后,观察波节、波腹,测量相关的距离,计算频率。上完实验课后,由于同学们自己亲手操作过,所以又能反过来促进大家对机械波的干涉的理解和掌握。对应磁场的教学内容,我们选取的实验内容是霍尔效应测磁场。由于课时有限,霍尔效应的内容,物理课上并没有详细讲,但是实验课却可以作为理论课的有力补充。在实验课上,我们会让学生应用霍尔效应测磁场,特定的磁场是如何分布的。两种教学模式整合起来,让学生不仅掌握了磁场的理论计算,还掌握了磁场的实际测量方法。
在转动惯量的物理实验中,如果不在实验课前,完成关于转动定律的物理课,学生在理解上会比较有难度,更别说计算了,只能是以书上公式按部就班。在讲完转动定律的物理课内容之后,再去安排测转动惯量的实验课,效果就好得多,学生能理解转动惯量的概念和意义,又通过实验课掌握了测量它的方法。还可以比较理论计算值与试验测量值的不同,分析误差及产生原因。第三,在理论与实验整合的教学实践中,与学生研讨,发现新问题,解决问题,把实验课打造成理论课的研讨型的'小班教学模式,指导学生实现自己的新想法,弥补理论课师生缺乏交流的不足。比如受迫振动的实验就可以作为最理想的简谐振动在实际情况下的延伸和拓展。物理课上我们讲了简谐振动的基本理论,在实验课上我们就可以进一步讨论,存在阻力的振动会有什么变化,再加上周期性的驱动力的话又会发生什么样的相应变化。把物理课堂上枯燥的理论推导,用实验的方式让学生自己去观察现象的变化,进一步的去理解什么是共振,如何产生,体会共振时频率和相位的有什么特点。第四,带领基础好、兴趣浓、动手能力强的学生去制作新的物理演示实验仪器,培养学生的创新能力。把大学物理理论课的内容与大物实验内容进行优化的整合教学模式,可以利用两个课程教学的优势,全方位的培养学生的科学素养,利用了实验的机会进一步的促进了对理论概念的理解和实践,理论的讲解又能反馈对实验的思考,二者又能相互促进,弥补了单一教学模式或是侧重型教学模式的缺陷,让学生真正的感受到物理知识学习的乐趣,不在于解题,而是对知识本身的探索与应用。
参考文献:
[1]何丽娟,卢鑫.大学物理教学改革的探索与实践[J].教育探索,20xx,(2):55-56.
[2]霍剑青,王晓蒲,杨旭,袁泉.大学物理实验课程的建设思想与教学实践[J].物理与工程,20xx,14(5):39-41.
大学物理论文11
【摘要】大学物理实验课程是理工科中的基础课程,通过这一课程可以让学生了解更多的物理现象,培养学生形成验证既成物理定律的辩证精神,可以对学生动手操作能力、分析、解决问题能力等进行培养和提升。高校办学规模不断扩大,在层次上也出现多元化,这就需要课程也要创新教学模式,采取多层次教学模式,本文分析了大学物理实验多层次教学模式。
【关键词】大学;物理实验;多层次;教学模式
大学物理实验是理工科学生必修课,通过实验可以让学生直观的观看和感受物理现象、知识等,可以帮助学生更好的理解知识,提高学生对知识的应用能力,还可以培养学生的创新实践能力以及科学思维能力,促进学生更好的发展。
1.大学物理实验多层次教学模式含义和作用
多分次教学方法就是根据学生的专业、物理基础知识、类型、基本技能掌握等情况,对学生设置相应的教学目标、内容、学习要求、检测方式等,这些都是多层次的,让每个层次的学生都会在原有基础上得到发展和提高,学习和掌握其所在层次的知识以及技能,促进学生创新实践能力的培养。多层次教学就是从基础不断深入,从简单到复杂,也是从理论到实践。其主要包括四个层次教学,分别是讲解演示实验、基础验证试验、综合提高实验以及扩展设计实验,通过多层次教学方法,可以实现逐步推进,让学生的潜能得到有效的开发,促进学生综合素质的提升。该教学方法在对不同实验项目进行整合的基础上,可以细分教学设计,在整体上让教学中的每个环节是衔接的,实现环环相扣,逐渐推进,这样可以让原有教学仪器充分发挥出其作用,充分利用现有教学资源,对教学内容进行逐步扩充,让新知识与旧知识交替,确保教学过程的流畅性,可以有效改变重复教学和灌入式教育。该教学模式,因为是结合学生的实际情况进行设计的,如学生的原有物理知识水平、接受能力等,与学生水平相适应,因此可以有效调动学生的积极性和主动性,对学生的创新思维能力进行有效培养和提升。
2.大学物理实验多层次教学模式的开展
依据学生的实际情况,设计不同层次的教学内容、目标等,每个实验层次在学时、难度、学生实践能力的要求方面也都不同。
2.1讲解演示实验
这是多层次物理实验教学中最基础的一个层次,实验也是需要基础理论作为支撑的,而讲解演示实验就起到这个作用[1]。在这一层次教学中,教师是课堂教学的主体,教学模式是传统模式,由教师先进行实验的讲解以及演示,教师给学生演示一些简单、有趣味性的物理现象,之后教授讲解、实验,学生观看和记忆实验过程,逐渐掌握相关的知识和技能,打好理论基础。
2.2基础验证试验
理论知识很重要,实验能力也很重要,对这一层次中的目的就是要培养学生的基础实验能力,在这一层次的实验中,主体是学生和教师,也会有内容需要使用传统教学模式,学生在知道实验原理以及仪器使用方法之后,还需要结合学习内容,在教师的指导下开展实验,去验证原理,培养学生的`基本实验能力,为之后的实验操作能力奠定良好的基础。
2.3综合提高实验
学生在掌握了一定的理论知识以及操作能力基础上,就需要提升层次,进一步提升学生的实验能力。在这一层次教学中,主体更多的是学生,教学模式也有改变,教师要给学生创设让其自主进行实验的空间,在对学生理论知识以及操作能力进行巩固的基础上,培养和提高学生自己思考、操作实验、解决问题的综合能力,促进学生实验操作能力的进一步提升。
2.4拓展设计实验
在这一层次教学中,教师要做的就是给学生布置实验任务,其他的则需要学生自己完成。教师要让学生自己查找资料,并对有用的资料进行整合,明确实验原理,这一操作中要培养学生的信息收集和处理能力;让学生自己设计制定实验方案,是要培养他们的创新思维以及对科学技术的应用能力;让学生实际去组织开展实验过程,拓展设计实验需要学生多方面的能力,这样有利于开发他们的潜能,发挥他们的主动性和积极性[2]。综上所述,大学物理实验是理工科学生的一门重要必修课,教师要改变以往的实验教学模式,因材施教,采取多层次的教学模式教学,让每个层次的学生都能够有所提升,更好的掌握理论知识和实验技能。
参考文献:
[1]霍剑青,王晓蒲,汤家骏,等.分层次的物理实验教学研究[J].实验室研究与探索.20xx(4)
[2]梁丽.构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J].实验室研究与探索.20xx(1)
大学物理论文12
摘要:物理学是研究物质的基本属性、物质之间相互作用方式的过程,以及物质形式转化规律等的基础学科。文章在创新教育的背景下,从教学内容、教学思维方式、课程设置三个方面着手,分析了大学物理教学与高中物理教学之间的差异,并提出了改善办法。
关键词:创新教育;大学物理;高中物理
高中物理是高中理科的基础科目之一,是学生理解和掌握物理知识的重要途径;大学物理则是一门重要的基础课程,为学生后继专业基础与专业课程的学习及进一步获取有关知识奠定必要的物理基础。而在我国教育改革推进的过程中,“创新”已成为主旋律。基于此,探究创新教育背景下大学物理和高中物理教学上的差异尤为必要。
一、教学内容深度上的差异
高中物理虽然涉及了较多的物理学知识,但是大多停留在基础阶段,知识内容也较为零碎,并没有大学物理教学内容精深。在大学物理教学当中,知识点的安排都有一定的升华,教学更加注重学生对于一个知识系统的掌握,需要学生从更高的层次对学习的知识进行理解,并形成自己的知识网络。例如,在物理学原理的学习当中,高中物理涉及的物理原理大多比较浅显,学生理解起来比较容易。但是大学物理中涉及的物理原理较为深奥,学生必须要通过更多物理知识的学习来掌握。
二、教学思维方式上的差异
在高中物理教学中,教师教学是以学生掌握知识点为基本目标的。教师考虑的是如何采取有效的教学方式,使学生能够理解知识点,学会做相应的试题。在大学物理教学中,主要目的在于让学生获得更高的物理学习起点,更加全面地掌握物理知识。以图1物理力学题为例,分析高中物理与大学物理之间的差异。高中物理的解法:当前面的人拉着绳子一端前进,会产生两种运动效果,一种效果是绳子不断伸长,另一种效果是使得定滑轮做圆周运动。把速度在这两个方向上进行分解,从而得出:人的速率乘以一个余弦函数最终等于小车的速率。余弦函数的'确定与人离平台的距离,以及平台的高度密切相关。大学物理解法:首先建立一个坐标系,将小车行动的方向看做是x轴的正方向,将定滑轮看做是坐标轴的原点,小车的坐标轴设为x,人的坐标设为s。根据大学物理中对于瞬时速度的定义,小车的速度以及人的速度大小分别是上述坐标对时间的一阶导数。由于高度不变,l、s、h三者之间存在一种明显的几何关系,将它两边对时间求导,然后结合大学物理中速度的表达式,就可以得出小车速度的大小。由此我们可以看出,高中物理与大学物理思维方式的差异。因此,高中教师要以物理知识当中传达的物理思想及知识系统的讲解为主,重点关注学生物理方法的运用能力。而大学物理主要在于帮助学生加深对物理原理的理解和掌握。
三、大学物理与高中物理课程设置的差异
许多国家的物理课程设置都呈现类似的特点:首先,关注学生不同的学习要求,坚持职业教育与升学教育相结合。将高一作为打基础的阶段,设置面向全体学生的必修课程内容。高二、高三的物理课程内容为高级系列课程,大多都为选修课。其次,尊重学生自主选择的权利。采用分领域或者分方向的灵活方式,设置多样化的课程内容,让学生进行自主选择。在我国高中物理的课程设置当中,教师为了提升学生的应试能力,常会让学生做大量的习题。在大学物理教学当中,教学目标则主要为了培养学生的自主学习能力,以及对待科学的主动探究精神;能力培养、知识创新是大学物理教学的重点所在。从当前的实际情况来看,在创新教育的背景下,对于大学物理教育和高中物理教育的要求都有一定的提高。在高中物理教学当中,也提出了创新能力培养的要求。但受到我国人才选拔方式的限制,再加上传统教育模式的影响,高中物理教育还难以逃脱以往应试教育的桎梏。无论是高中物理教育还是大学物理教育,都需要教师帮助学生培养物理学习兴趣。在教学的过程中,教师要鼓励学生结合物质世界现象,探求其中的物理知识,提升学生自主探究能力。
四、结语
物理学的研究对象就是我们生活的物质世界,属于自然科学当中的重要内容,对于当代社会的发展具有重大的价值。学生进行物理知识学习的过程,就是提升实际使用能力的过程。无论是大学物理教学还是高中物理教学,教师都要寻求有效的教学方式,将物理原理等抽象化的知识点通过直观的方式呈现给学生,再引导学生探究知识内部的联系,以及知识点的实践价值。
参考文献:
[1]贾君茹.如何实现学生从中学物理到大学物理学习的转变[J].西安航空技术高等专科学校学报,20xx(3):51-53.
[2]伍春燕,朱燕娟,张春华.从中学物理到大学物理的过渡与升华:浅谈大学物理的学习方法[J].中山大学学报论丛,20xx(1):123-125.
[3]赵近芳.大学物理学[M].4版.北京:北京邮电大学出版社,20xx.
[4]孟桂菊,高和之,杨昌权,等.加强大学与中学物理教学衔接的举措[J].物理,20xx(8):619-622.
大学物理论文13
摘要:传统的《大学物理》课程教学缺乏专业针对性、教学内容陈旧、课程体系单一,已不能适应应用技术型人才培养的要求。针对《大学物理》课程教学中遇到的这些问题,本文从教学内容、课程体系、教学方式和考核评价体系几个环节进行教学改革研究,以期促进新形势下《大学物理》课程的教学。
关键词:应用技术型人才;转型发展;大学物理课程;教学改革
国家经济发展方式的转变、产业结构的转型升级需要大量高素质、多样化的应用型人才,向应用技术型高校转型是新建地方本科院校走向内涵式发展的必然选择和重大机遇。在向应用技术型大学转型的背景下,各新建地方本科院校突出了“应用型”办学定位[1]。然而,目前多数新建地方本科院校仍然沿用传统的大学物理教学模式,侧重理论知识的教学,对不同专业未加以区分,在教材选用、教学内容、授课方式和考核评价等方面仍采用同一标准。不同专业有不同的特点和人才培养目标,对大学物理课的教学的需求也不尽相同,缺乏专业针对性的大学物理教学模式显然已不适合新形势下应用型人才综合素质培养的要求。因此,如何将大学物理与各理工科专业有机结合,进行具有专业针对性的大学物理课程教学模式改革的探索与实践具有重要的意义。
1.目前大学物理课程设置中存在的问题
1.1大学物理课程与理工科各专业其它课程结合度差
目前,多数新建地方本科院校各理工科专业使用统一的大学物理教材,与各个具体的专业结合不够紧密,专业针对性差。虽然大学物理是理工科各专业的公共基础课,但各专业有各自的专业特色和要求,因此对大学物理课的要求也不尽相同[2]。大学物理课程缺乏专业针对性容易使学生产生物理无用论的错觉,认为学习物理对专业知识、课程的学习没有帮助,学习积极性不高,学习效果差。
1.2教学内容陈旧,较少体现现代性和专业针对性
当今社会科技发展日新月异,物理新知识、新技术不断涌现,为其它学科的进步奠定了重要的理论和物质基础,推动了诸如信息科学、材料科学、生命科学以及农业科学等学科的进步。然而目前多数新建地方本科院校使用的物理教材,教学内容陈旧,侧重于经典物理学中的力学、热学、振动和波动光学以及电磁学基本知识和理论的教学,较少涉及高新技术、科技在现实社会中的应用,同时缺乏专业针对性,对与信息科学、材料科学以及生物科学等学科关系紧密的激光信息技术、量子通信技术、同步辐射核磁共振波谱技术、新型显微技术、混沌理论和耗散结构等鲜有介绍。
1.3课程体系结构设置不合理
向应用技术型大学转型的大形势下大学物理地位被削弱,大学物理教学面临着学时少而教学内容多的突出的矛盾。目前,大多数新建地方本科院校各理工科专业主要是通过删减教学内容来克服学时少的矛盾,侧重于经典物理知识的教学而对于近现代物理技术及其应用仅作简单介绍或干脆完全删除,在课程体系设置方面则主要还是采用单一的必修课。物理新知识、新技术的发展带动了其他学科的发展,因此,有必要对物理学新进展、新技术及其在各专业中的应用加以介绍。显然,单一的课程结构已不能适应物理学知识的深度与广度上不断发展的趋势,不能满足各理工科专业对物理新知识的需求。
2.改革的具体措施
2.1优化教学内容、加强专业关联性
物理学包括经典物理学,近代物理学与当代物理学三个部分。经典物理学主要涉及力学、热学、光学和电磁学等内容,这部分内容的教学对理工科专业学生的科学素养、数理思维以及分析解决实际问题能力的培养具有重要意义。在向应用技术型技术大学转型发展的背景下虽然大学物理的地位被弱化、教学课时被缩减,但笔者认为大学物理中经典物理知识的完整性不应被削弱和破坏,但要结合各专业特点进行优化整合[3]。在学时有限的前提下,那些与专业课程联系不是特别紧密的内容只需围绕物理学基本知识、概念、定律和思想方法进行定性介绍,只要能够使学生建立清晰的物理图像即可,避免繁杂的数学论证和理论推导;而那些对专业课程具有较大影响的内容则要进行重点教学。比如,对于通信工程和电子信息工程类专业的学生,电磁学部分要进行重点教学。对于这些专业的学生而言,《电磁场理论》是一门非常重要的专业课。电磁场和电磁波作为信息的重要载体,在通信领域应用非常广泛,在雷达、遥感、导航等技术领域也有广泛的应用。因此,通信工程和电子信息工程类的学生必须熟练掌握电磁场与电磁波的基本性质、传播规律和传输、辐射、散射的基本理论。作为《电磁波理论》的先导课程,大学物理课程教学时应该突出电磁学部分的教学,重点介绍电磁感应现象和变化的电磁场等内容,使学生对感应定律、自感和互感、电磁振荡、电磁波和电磁波谱的基本理论和规律有充分的认识,为《电磁波理论》的学习奠定良好的基础。对于土木工程类专业大学物理在教学内容上应该侧重于力学部分;而对于石油化工等专业则需要侧重于流体力学和热力学基础定律等知识。近现代物理学与当代物理学前沿知识的教学可以开阔学生的视野,有利于学生创新意识和创新思维的培养。在有限的课时内,需结合理工科各专业的特点从众多物理学新知识和新技术中选择与专业紧密相关的内容进行重点教学。比如对于材料类专业,应选择与材料检测、分析息息相关的电子扫描显微镜、X射线衍射仪、激光超声检测等先进检测技术的原理和方法进行重点教学;对于通信类专业,应选择激光信息技术、量子通信技术、量子计算机和光复用与光放大等技术进行重点介绍。
2.2完善课程结构,将必修、选修和网络课程有机结合
各专业的特点和人才培养目标不同,对大学物理课的教学需求不尽相同。因此,需要对大学物理课程体系进行调整,改变单一化的课程模式,丰富大学物理课程体系[4]。根据大学物理教学内容与各专业的紧密程度,可以分成必修、选修和自主学习三个模块。必修模块主要包括经典物理理论基础知识和核心内容,其中重点在于与各专业联系紧密的物理知识,是学生必须掌握的部分,学生通过该模块的学习可以形成基本的科学素养、数理思维以及分析解决实际问题能力;选修模块则侧重于物理知识的延展与应用,主要包括与各专业联系最紧密的物理学前沿知识、技术及其在各专业中的应用,本模块可为理工科各专业学生后续的实践、操作课程奠定理论基础,增强学生的实际动手能力;科技发展日新月异,知识量、信息量剧增,除了通过必修模块和选修模块将经典物理学内容和与各专业联系密切的近现代物理学前沿知识、技术传授给学生,还应优选与专业关系紧密的物理学最新进展,如“高亮度发光二极管”、“超导体与超流体”、“混沌理论”和“熵信息论”等内容制成网络教学视频,供学生根据兴趣和需要自主学习,达到开阔学生视野,培养学生创新型思维的目的`。
2.3丰富教学方式、手段,开展多元化教学
如上所述,为适应转型发展的需要大学物理课程的教学内容、课程体系需要根据理工科各专业的特点和应用型人才培养的目标做出相应调整。教学内容和课程体系的调整要求教学方式和教学手段也必须作出相应的变革。
2.3.1传统教学方式与研讨式、启发式有机结合
向应用技术型大学转型的背景下,大学物理课程课时被大幅压缩。传统的大学物理教学是以保姆式、注入式的教学方式为主,需要耗费较多的课时,而且教师一言堂讲授式教学往往忽略了学生的主体地位,教学效果普遍不佳[5]。因此,应该根据教学内容的特点和专业特色,将传统的教学方式与启发式、研讨式等教学方式有机结合。比如讲解“位移电流”时,教师可以利用奥斯特实验进行启发式教学。通过奥斯特实验学生已经知道了变化的电场会产生磁场。因此,教师可以类比地提出问题“变化的磁场是否产生电场”,通过类比的方法,引导学生提出“位移电流”的假设,并与“传导电流”进行比较,从而使学生对于“位移电流”的本质有一个清晰的认识。除了传统的讲授式和启发式教学外,对于那些与各专业的工程技术和实际生活联系紧密的,学生又易混淆、难以理解和掌握的物理概念和知识,可以通过创设问题情境的方式引导学生研讨,使学生对原本模糊的概念、知识和规律有清晰的认识。比如,为了加深学生对极性分子的极化、取向变化以及电磁感应和涡流加热原理的理解,在教学中可以让学生讨论为何金属容器不能放进微波炉而电磁炉只能使用钢、铁等金属容器?在学生文献查阅、交流讨论的基础上,教师进行物理相关知识进行总结概括,最终使学生电磁感应和涡流加热原理。
2.3.2优化多媒体、电视教学等现代教学技术的应用
多媒体、动画演示、仿真视频等技术手段可以将抽象的物理概念、现象形象化,可以帮助学生从直观的物理现象中加深对基本物理概念、物理规律的理解和掌握,同时避免概念、定理等文字性内容的板书,显著增加课堂的容量。但是,在大学物理课程教学中应当注意多媒体等现代教学技术不能偏离课堂教学辅助手段的定位,不能忽略教学内容的主导作用,应根据教学内容的特点适当地使用多媒体技术,避免过分依赖多媒体课件。对于抽象的概念和侧重演示与观摩的教学内容,使用多媒体和电视教学等现代教学技术进行辅助教学可以获得较好的教学效果;而对于侧重理论推导和定量计算的教学内容,传统的授课方式效果更好。比如推导“麦克斯韦方程”时,传统的推导式教学可以引导、培养学生的思维,学生更容易形成自己的逻辑推理能力,而用多媒体演示的效果要差得多。
2.4优化考核、评价体系
现有的大学物理课程基本上是采用结合平时作业、考勤和期末闭卷考试卷面成绩的考核方式,其中又以期末闭卷考试为主。闭卷考试的考核方式容易造成学生为了应付考试而死记硬背例题,从而忽略对知识的理解和应用。为适应应用型人才培养的要求,对学生的考核、评价体系也应当根据教学内容、课程体系和教学方法的改革同步地作出调整,宜采用多元化和累加式的考核方式,增加平时考核的项目和比重[5]。平时测试可以包括随堂测试、单元考核和攥写探究性论文等形式。比如在讲授电场强度时,教师在分析了均匀带电圆环在其轴线上的电场分布后可以随堂测试学生是否能够推导出均匀带电圆盘在其轴线上的电场分布情况。教师还可以将教学内容分成几个单元,在每个单元教学结束后针对本单元的教学重点和难点给出知识应用型题目,采用开卷答题考试的方式考察学生掌握情况。除此之外,教师还可以针对生活中常见的物理现象提出问题,让学生通过自主查阅文献资料,撰写科技小论文。除了平时测试,针对基本知识和教学重点,每学期末再进行一次开卷答题考试。最终按照作业10%,考勤10%,平时测试成绩40%,期末考试成绩40%的比例核定总成绩。
3.结语
围绕服务新建地方本科院校向应用技术型高校转型发展和高素质、应用型人才培养的目的,结合学科、专业的特点对《大学物理》课程从教学内容、课程体系、教学方式和考核评价体系几个环节开展教学改革的讨论和探索,给出了改革的具体建议,希望能够对转型发展形势下的《大学物理》课程教学工作有所促进。
参考文献:
[1]李宏,谷建生,莫文玲.结合专业特色的大学物理课程教学改革探索[J].物理与工程,20xx,24(3):48-50.
[2]韩桂华,王钰.应用型人才培养模式下的大学物理课程教学改革[J].黑龙江高教研究,20xx,6:185-186.
[3]李慧,周燕南,陈贺.民办高校转型发展下大学物理课程改革的探索与实践[J].科技视界,20xx,26:15.
[4]崔英妙,范中和,郑丽丽.生命科学专业大学物理课程改革初探[J].高等教育研究,20xx,24(4):38-39.
[5]卢永.工科院校大学物理课程教学内容改革探讨[J].教育教学论坛,20xx,31:17.
大学物理论文14
1引言
近年来,有关大学物理教学改革的理论研究和实践探索引起了高校物理教师的广泛关注与高度重视。尽管改革取得了一定的成绩,但是每一次改革都正如陈佳洱院士所言:“每当教学改革呼声高涨时,非物理类专业就要求砍杀物理课程的学时”。而事实上,根据教育部相关文件精神,理工科院校非物理类大学物理课程的教学时数不得少于126课时,有条件的还应该扩展大学物理教学内容,增加课时。可见,改革不等于砍杀课时。教学改革的途径有很多,比如提升教学理念、优化课程体系设置、改进教学手段方法或改革教学评价体系等等,归根结底就是改革教学模式。因此,要摆脱当前大学物理的教学困境,提高教学质量,关键是要形成一种良好的教学模式,只有形成良好的教学模式,才能保障教学的良性循环,实现教与学的良性互动,进而提高学生的综合素质。正是基于以上考虑,本文以河北农业大学渤海校区农林专业为例,针对当前现行大学物理教学模式中存在的问题进行了教学反思,并结合教学实践,从教学目标、教材内容、教学方式、考核评价体系等方面进行了分析与探讨,阐述了基于多元化理论的新型教学模式及其改革策略,旨在加快教学改革进程,快速提高教学质量,以期实现教与学的双赢。
2当前大学物理教学模式分析
2.1教学目标知识技能化,教学时数严重不足课堂教学多采用讲授法,教师成为整个教学过程的主宰,形成“一言堂”、“填鸭式”教学,而学生则处于被动接受的地位。这种教学模式往往太过注重知识的传授和技能的掌握,却忽视了过程与方法的亲历以及情感态度与价值观的培养,严重阻碍了学生的全面发展。追根溯源,导致这一后果的主要原因就是教学时数的严重不足。目前,农林专业“大学物理”课程总学时为32课时,讲授7章内容,课时短,任务重,教师要完成教学大纲规定的教学内容,采用此法也是无奈之举。
2.2教材内容陈旧,经典与近代物理比例严重失衡教材内容大多以经典物理为主且章节内容各自独立,彼此间缺乏有效联系,尤其是力学教学内容过于陈旧,总是给人以老面孔的感觉,甚至大部分和高中重复,使学生表现出明显的厌倦情绪。此外,教材中经典物理与近代物理比例严重失衡,经典物理占全书80%以上,且基本上都是20世纪以前的成果。而近代物理特别是20世纪以后科技发展取得的突破性的成果,比如相对理论的提出和量子力学的建立,激光、光波导、液晶、半导体和超导体等高新技术及其应用在教材中少之甚少。即使有,但是由于课时受限,这部分内容一般不讲。
2.3教学手段落后,教学方法单一传统的“粉笔+黑板”式教学,虽然讲课速度慢,学生有时间思考,教学效果良好,但很费时间、教学信息量小,而且一些有趣的物理现象、规律和演示实验等都无法实时呈现给学生。同时,由于课时受限,诸如启发式、探究式等具有艺术性的教学方法都无法正常开展,这样不仅难以激发学生的学习兴趣,有效提高课堂效率,而且对于学生创新意识和实践能力的培养都化作一句空谈。
2.4课堂互动反馈不足,考核评价体系不健全有效教学应该是教师“教”和学生“学”的双边互动活动,但由于课时紧张,教师讲课速度普遍较快,学生来不及反应,导致课堂气氛低沉枯燥,缺乏良好互动和有效反馈。同时,当前考核评价体系欠佳,仍采用“总成绩=平时成绩(10%)+实验成绩(20%)+考试成绩(70%)”绑定形式。其中,考试成绩所占比例过大,客观上造成了教师只满足于单纯的教材内容讲授,学生也只满足于应付考试过关的现象,这完全曲解了开设大学物理课程学习的真正目的,不利于学生的全面发展。2.5学生专业差异大,基础参差不齐不分专业,不管学生基础差异,一个标准,统一要求,同班授课的课程设置,导致学生兴趣不高,主动性不强和学习困难。目前,渤海校区农林专业约有260人选修大学物理课程,涉及5个专业,9个班,包括对口和非对口专业。其中,非对口专业是指那些通过高职或其他途径招生的学生,他们在高中阶段没有重点学习或没有选修物理课程,导致物理基础特别薄弱,给授课带来很大难度。由此可见,对当前教学模式进行改革已势在必行。
3多元化教学模式及其改革策略
多元化教学模式就是一种有别于传统意义的全新教学模式,是一种多维度、全方位和多层次的新型教学模式,主要包括教学目标多元化、教学内容多元化、教学形式多元化和考核评价体系多元化等,主要体现在以下四个方面。
3.1提升教学理念,实施多元化教学目标,培养多层次复合型人才建构以教师为主导、学生为主体的课堂教学理念符合对人才培养的社会需求和专业需要,有助于全面提高学生的`综合素质。首先,要摒弃只注重知识传授、对学生进行机械训练的教学方式,要把教学过程转变为学生的学习过程,使学生成为学习的主人。其中,进行课堂有效教学是一种明智的选择,夸美纽斯在他的《大教学论》中指出:“课堂有效教学使教师因此可以少教,但是学生可以多学;使学校因此可以少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦,多些闲暇、快乐和坚实的脚步”。其次,要更加注重过程和方法的亲历及情感和价值观的培养与塑造,不但要让学生学会学习,更要让学生会学、乐于学习。这就要求教学既要关注专业培养的共同目标,又要注重不同类型的个性塑造;既要加强学生综合素质的提高,也不能忽视学生良好品德的养成。实现教学目标的多元化,有助于培养以应用为导向的多层次复合型人才。
3.2更新教材内容,保证教学时数,实施多元化教学内容,实现课堂教学效果最优化教材建设是课程建设的基础,教材的结构体系和内容编排对课程建设起着非常重要的作用。当前教材中经典物理比重过大,近代物理内容不足。因此,应该根据专业需要,适当对经典物理进行删减和精选,加强与现代物理和科技应用的联系;添加近代物理内容,介绍当今物理学的发展前沿,如相对论时空观、量子物理效应、激光器、半导体和超导体的理论与应用等,使学生在感受物理魅力的同时,能够开阔自己的视野,扩展思路,激发对科研事业的热情。值得一提的是:课程建设取得出色教学效果的前提保障就是保证教学时数。大学物理不仅仅锻炼学生的抽象逻辑思维,增强学生分析和解决问题的能力,更重要的是培养其勇于探索新知和创新实践意识的精神。因此,只有充足的课时保障,任课教师才能全身心投入教学、大力挖掘教材,丰富教学内容,实现教学内容的多元化和课堂教学效果的最优化。
3.3改革教学手段,改进教学方法,实施多元化教学形式,全方位提高教学质量多元化教学形式应该是集最佳教学手段和教学方法于一身,紧紧围绕学生开展教学内容。当前,计算机及多种媒体技术已经走进了大学物理课堂,不仅能极大程度的丰富教学内容,而且能将较为抽象、难理解的物理内容或现象以直观形象的形式表现出来。例如在讲解振动和波的合成与叠加、多普勒效应、波动光学中光的干涉、衍射等内容时,使用Matlab编程和Flash动画等多媒体技术可以将动态图像实时显示出来,把复杂内容简单化,给学生以动态和立体感。除改革教学手段外,还必须改进教学方法,倡导启发式、探究式、运用案例法、类比法等思想并结合现代化教学手段进行授课,不仅可以增强教学的艺术性,还可以提高大学物理课程的教学效能。例如在讲解动量定理时,既可以采用探究式,探究两颗鸡蛋从同一高度下落,分别落在是否垫有薄海绵垫的水泥地板上;又可以采用案例法,引入“守株待兔”故事;讲解力学中刚体定轴转动时可类比质点直线运动;讲解电磁学中稳恒磁场时可类比静电场等进行教学均可以取得出色的教学效果。同时,还可以根据教学内容进行演示实验,例如在讲解液体表面张力时,可以观察向注满水的杯子中轻投硬币;讲解伯努利方程时,可以用透明三角漏斗或电吹风倒吹乒乓球;讲解驻波形成时,可以观察音叉的振动等源于真实生活场景,使学生不但能感受到物理的趣味性和实用性,还能养成有意识的运用所学物理知识去分析、思考和解决实际问题的能力。实施多元化教学形式,全方位提高教学质量。
3.4丰富反馈互动形式,实施多元化考核评价体系,充分体现教学民主化和人文化传统教学模式中,教师与学生除了课堂上的简单问答互动外,课后几乎无交集。而在多元化教学模式中,不但要注重课堂上师生间的良好互动,更要关注课后师生间的有效交流。教师可以采用现代化的微博、微信、飞信和QQ群等互动形式为学生开启一道绿色通道,为他们解答课堂上未及时解决的问题以及现实生活中遇到的难题,实现真正意义上的双向交流。此外,考核不仅仅是教师对学生的学习效果做出的客观有效评价,更是对教师自己教学效果做出的正确评估。传统教学模式下单一的闭卷考核方式已经不再适应现代化的教学要求。建立多元化的考核方式符合培养多类型、多层次人才发展的需要,对培养具有创新精神和实践能力的高素质人才以及提高课改建设质量等都具有重要意义。因此,改革考核方式,构建科学的考核体系,逐步完成从应试教育向素质教育的转变,符合人才的发展要求。所以我们建议对当前考核体系进行优化,有2种方案可供参考,方案1:延用当前考核形式,保持实验成绩比例不变,但要降低考试成绩比例(60%),提高平时成绩(学生课堂表现、出勤和作业、小论文完成情况等)比例(20%);方案2:单独开设实验课,成绩单计,保持考试成绩比例(70%)不变,但要提高平时成绩比例(30%);同时考题采用试题库形式,每套试题采用多元化模式,按比例分布主观题和客观题,必做题和选做题。这样可以使学生根据自己所学专业及知识掌握情况有区别、有针对性地进行考试,打破传统考试模式的禁锢,客观有效的对学生的学习效果做出全面的评价,真正体现教学民主化和人文化。
4结语
多元化教学模式具有传统教学模式无法比拟的独特优势,通过提升教改理念、健全教改目标、丰富教学形式和完善考核评价体系等多元化教学策略,有利于在实践中全方位、多层次、多维度提高教学质量,实现教学效益最大化,充分体现教学民主化和人文化,加快教学改革进程,以期实现教与学的双赢,培养更多具有创新精神和实践能力的高科技复合人才。
大学物理论文15
摘要:为适应现代社会对工程技术人才的更高要求,高教领域理论基础课程也迫切需要面向现代工程教育的教学改革和实践。大学物理是一切工程技术的理论基础,为了让学生在今后的实践工作中能够更好地将理论知识融汇到其中去,在大学物理《电磁学与光学》的授课时,作者将一些成功的工程技术相关案例作为素材融入到其中,增加了学生对基础知识的巩固,建立完整链条的物理模型及实际应用,强化了学生工程实践和科技创新意识,达到在大学物理课堂教学中工程实践和科技创新意识培养的要求。
关键词:电磁学与光学;工程教育;案例分析;课堂教学
一、概述
随着社会的进步,科技的发展,工程教育理念逐步被融入到应用型大学的实践教学领域中。大学物理是面向几乎所有专业的核心基础课,为培养研究型人才打好物理基础。目前的工程技术,从原理上讲大多数都属于大学物理范畴。在教育的过程中,我们通过借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,以及在教课书中融入成功的工程技术相关案例素材,以此来促进学生对于一些晦涩知识点的从其诞生到现在的实际生活的运用等方面进行深入地学习。这样新旧知识一脉相承形成完善的体系,通过经典理论的再现,新知识的引入顺理成章。本文以大学物理中的《电磁学与光学》为主,引入实际教学案例,在要求学生熟练掌握大学物理课本内常用专有名词的概念和一些物理现象的基本规律等后,在一定程度上将它们在实际工程案例中的运用进行介绍,从而让学生更好的理解理论与实践之间的关系,并且了解这些理论在现实生产技术领域内所开展的推广应用情况,这样有助于学生更好地掌握课本知识,提高学习的主动性和积极性,帮助学生在大学物理课堂教学中,建立理工科学习兴趣,树立工程教育意义。
二、电磁学和光学工程教育教学案例
(一)静电喷漆
静电喷漆属于静电学中的应用案例。雾化的油漆微粒在直流高压(80~90kV)电场中带负电荷,在电场力作用下,油漆微粒飞向带正电荷的工件表面,形成漆膜,此过程称为静电喷漆。物理原理:静电喷漆是将被涂物当成正极,日常情景下接地;涂料雾化装置为负极,接电源设置为负极,如此在正负极间能够形成静电场。并且在负极附件区域内可以出现电晕放电,在放电地过程中使得涂料内的介质出现电荷的转移从而带电,并且进一步实现雾化。根据同性相离、异性相吸的原理,以及带电介质受电场力影响,涂料跟被涂物形成环抱效果,沿电场线向着静电喷漆喷过的带有正电荷的被涂物上,并且分布匀称且有较强的吸附能力,从而形成一层薄膜。工程应用:根据国内外相关调研结果显示,静电喷漆技术作为近几年内研发出来的技术,它在各种工业内都受到了重视,主要被用来处理产品表面。相比与传统的产品表面处理工序而言,其发展势头如此好,在一定程度上是因为它具有如下几大特点:1.所需要的涂料很少就能达到想要的效果;2.绿色环保,不仅无毒害,而且在一定程度上能净化环境;3.能够使用机器化工作模式,减少人工操作,并且具有高效特征。注意事项:1.工作时安全电压为小于9万伏,短路电流为小于0.7毫安,工作运转时超过安全电压,对相关工作人员会造成一定程度的不利影响。2.在进行完喷漆工作后,需要马上将喷枪接触地面。这样可以释放内部的电荷,减少进入到人身体上的电荷。3.为了避免意外短路时产生电火花,在进行工作时要与操作界面保持一公分以上的距离。4.在操作前务必要确认各部分的线路连接正常,一定要注意机壳和工件的接地正常,避免高压静电。
(二)生物磁学的应用研究
生物磁学属于静磁学中的应用案例。生物磁学是研究生物磁性和生物磁场的生物物理学。生物磁学研究与物理学、生物学、医学等密切相关,而且在工农业生产、医学诊断和治疗、生物工程等方面都有广阔应用前景。生物材料的磁性:在对生物大分子的广泛研究中,发现大部分生物材料具有抗磁性,少数为顺磁性,极少数呈现铁磁性。1.生物材料的抗磁性,表现在生物分子在磁场作用下产生与磁场方向相反的运动,使原来的磁场减弱。一些绿色植物单细胞或者叶绿体放置于磁场中,当叶绿体的平面结构与磁场垂直取向时,分子受到的磁场力最大,与磁场平行时,磁场力最小。2.生物材料的顺磁性与其中有过渡金属离子的成分有关。生物机体内所具有的所有金属离子中,属于顺磁性金属离子有八种之余。例如进行氧化输送的血红蛋白,进行电子传递的细胞色素,DNA分子生物合成需要的核糖核苷酸还原酶等。此外,任何物质受磁场作用都有抗磁性,只不过在顺磁性物质中,由于顺磁性超过抗磁性,故整体对外表现为顺磁性。3.在生物体如磁性细菌、鸽子和个别人体发现有铁等具有磁性的金属物质存在,并且对生物体的生存具有重要的意义,能够让生物在一定程度上辨识方向,大雁南归靠的就是体内具有磁效应的罗盘准确的从千里遥途飞回鹊巢。科学家也曾发现在某些人的鼻窦骨的表层下约5μm处有一层铁质层,据估计与人的第六感觉即磁感觉有关。人体磁场远低于地磁场,约为10-12T,很难进行观察和研究,目前主要采用磁屏蔽原理和空间鉴别技术。磁场的生物效应:1.磁致遗传效应:磁场处理能够在一定程度上诱导基因突变的现象。如用强度不同的磁场对大麦种子进行处理后,发现DNA合成率下降了,同时在第二代的染色体中也观测到了畸变。通过对生物基因突变学的相关研究进行综合分析,一部分生物研究学者认为,磁场对诱导基因突变主要是通过对DNA分子内部氢键的作用,使得DNA的结构发生变化,从而影响基因的表达。2.磁致生长效应:磁场对生物生命过程的各个阶段各个环节均具有一定的影响。如一旦磁场的强度超过了1.4T就能够在一定程度上对细菌生长产生严重的影响。此外,地磁场反向时,会导致生物灭绝。3.磁致放大效应:具有低能量的外加磁场,能够产生具有很大能量的生物效应。根据能量平衡相关原理来讲,这是磁场在生物效应中所起的作用,只能看着是起到的激发引导作用,通过其导致生物体内能量短时间内放大化作用。当外加磁场达到最大值时,生物效应就开始出现,随着磁场作用的增大,生物效应随之增大,这是一种累积效应。
(三)霍耳效应的应用
霍耳效应是美国物理学家爱德华霍耳1879年发现的,霍耳效应就是把一块导电板放在磁感应强度为B磁场中,导电板通有纵向电流,这样,在导电板的横线两侧面就会呈现出一定的电势差,所产生的电势差即霍耳电压。表达式如公式(1),显然霍耳电压跟电流I成正比,跟磁场的磁感应强度B成正比,跟载流子的数密度n成反比。公式不仅揭示了电流与磁场之间的.相互作用,而且体现了霍耳电压与载流子数密度之间的关系。(1)由公式(1)可知,若是金属导体,导体内部的载流子数密度n很高,霍耳效应很小;而半导体中,载流子数密度n比较低,因此会产生很强的霍耳效应。利用霍耳效应工作原理制备成的半导体元件在科研和生产中都有非常广泛的应用,主要包括判断半导体材料性质、测量磁场、测量电流、霍耳传感器、磁流体发电机和电磁流量计等。1.判断半导体的材料,根据霍耳电压的公式,可以通过测量外加磁场中的霍耳电压来判断传导载流子的类型,电子型半导体中的多数载流子带负电。空穴型半导体中的多数载流子带正电。两种类型的半导体相对应的霍耳电压方向正好相反。因此,通过电压表的偏转方向就可以很容易的判断电子型或空穴型半导体。同样的也可用来测量载流子的浓度,这种方法广泛的被应用在半导体掺杂载体的性质和浓度的测量上。2.测量磁场,霍耳效应本质上就是一种电磁效应,原理是在电流垂直的方向上加磁场,这样,就会在与电流和磁场平面垂直的方向上建立一个电场。所以,可以根据霍耳电压来测量未知磁场的分布。具体实验的方法是:将霍耳器件放置在未知磁场的任意位置,然后在磁场中旋转一周,仔细观察所测霍耳电压值的大小变化会由0增加到最大,然后由最大变化到0,当电压值最大时所对应的磁感应强度就是该点磁场的大小,此时霍耳器件的法线方向即该点磁场的方向。3.量电流,霍耳电流传感器是一种高性能的新型电气检测元件,可以用来隔离主电路回路和显示控制电路。并且最适合用来测量电力电子设备的过电流或短路保护电路中检测电流信号,还可以用来进行电流反馈和截流、稳流控制等。4.测量微小位移量,保持霍耳元器件的工作电流不变,使其在均匀磁场中移动,霍耳电压的输出值由磁场中的位移量来决定,所以能够用霍耳元件来测量微小位移量,即霍耳微位移传感器。该传感器的优点是惯性比较小、频率响应速度快、工作寿命较长。霍耳元件还可以用来制备其他类型的传感器,比方压力、应力、重力传感器等。5.磁流体发电机,基本原理就是霍耳效应。磁流体发电机是将物体的内能转化成电能的装置,两平行金属板之间有一个较强的磁场,一束等离子体以一定的速度喷射入磁场中,正、负离子在磁场力(洛伦兹力)的作用下发生偏转,然后分别聚焦到两极板上,这样两极板相当于直流稳压电源的两个电极。当等离子体作匀速直线运动时,此时,两板间的电压值达到最大即电源的电动势。6.电磁流量计,用来测量导电的液体。将流量计放在均匀磁场中,磁场垂直于前后两面,当导电液体中的带电粒子流经管道时,导体的上、下表面会分别带电,最终达到动态平衡状态。此时,电源电动势即上、下两表面间的电势差,导电液体在洛伦兹力和电场力这一对平衡力的作用下继续做匀速直线运动,流过导体管内横截面的流体体积也将保持恒定。实验所测的导电液体的流量就是单位体积内流过导体管内横截面积流体的体积。霍耳传感器得益于集成电路的发展,并且随着大规模集成电路和微机械加工技术的发展,出现了三、四端口的固态霍耳传感器,使传感器制备工艺从二维平面发展到三维空间,实现了产品的微型化、产业化和实用化。近些年,科学家对量子霍耳器件的研究颇多,相信未来在该领域将会不断呈现出新的科研成果,更好地为人类服务。
(四)数字全息照相
数字全息照相属于光学中的应用案例。全息术是利用光的干涉同时记录物光的强度信息和相位信息,所产生的像是完全逼真的立体三维像,立体三维成像技术能够从各个角度及细节来反映真实情况,根据实际情况,对聚焦的距离进行调整。数字全息在物理学的各个方面的产业中均的到了不同程度的重视,以及推广应用。1.数字全息照相的两个过程(1)波前全息记录:利用光的干涉记录物光的相位和强度分布。不同的光波通过激光器后别分割成两束。一束为物光波,另一束是与物光相干的参考光。通过对干涉条纹所呈现出来的性状以及密度来了解物光的分布。通过其呈现出的明暗来了解物光的振幅,感光底片将条纹记录下来,然后经过显影、定影处理后,就能够洗出一张与光栅相似结构的全息照片。(2)物光波前再现:用一束参考光照射在全息图上,类似于光栅发生衍射,衍射光波中能够体现之前的物光波。由此,当顺着物光波进行观察,即能够看到具有之前物体所有特点的物体的再现像。2.数字全息照片的四个特征(1)全息照片上的花纹基本在各个方面均有异于被摄物体,但是一旦有相干光束的帮助,物体图像却能通过花纹达到如实重现的效果。(2)三维再现效果强,能够将各视角及细节都呈现出来,同时能够对比细微的差异。(3)全息图只要任取其中一小片,同样可以用来重现物光波。类似于在小窗口观察物体一样,仍可以看到物体的全貌。但由于受光面积减少,成像光束的强度也相应的减弱;所以一旦全息图面积减小,其边缘的衍射效应更明显,从而影响像质。(4)同一张照片上可以重叠动态中数张不同的全息图。曝光后经过处理再现时可重现不同图像。
三、工程教育在基础物理教学中的意义
将大学物理基础知识点相关的事例素材进行归纳整理,同时借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,来将工程技术融入到大学物理课题教学中,会极大的提高学生对自然科学知识学习的兴趣。以电学中的电容器为例,工程技术上需要将大量的电荷储存起来,于是最早的电容器莱顿瓶诞生了。电容器是电子设备中的储能器件,广泛应用于电子工艺中的耦合、滤波和传感等多个领域。微型电容器和超大电容器是目前电容器发展的两个方向,其中微型电容器是微小型电路板的主要元件,而超大电容器是目前大力发展的新能源汽车等的重要部件。在大学物理《电磁学和光学》教学中,通过借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,以及在教课书中融入成功的工程技术相关案例素材,将工程实践融入理论学习中,并且在课堂上已现实案例为基础来锻炼学生科技创新能力,加强其创新意识。通过这种教育模式来让学生熟悉工程应用领域。高度符合在大学物理课堂教学中注重工程教育培养的要求,值得进一步推广学习深入实践。
参考文献:
[1]李海宝,任常愚,金永君.课堂教学中物理工程教育素材的开发与融入[J].物理与工程,20xx,21(4).
[2]樊娟,张国恒,李小勇.CDIO工程教育模式在大学物理设计性实验中的应用[J].物理实验,20xx,36(2).
[3]付静,姜广军.大学物理声学教学中工程素材的融入[J].吉林建筑工程学院学报,20xx,30(5).
[4]秦祖荫.霍尔电流传感器的性能及其使用,电力电子技术[J].1994,11(4).
[5]渠珊珊,何志伟.基于霍尔效应的磁场测量方法的研究[J].电测与仪表,20xx,50(574).
[6]孙光颖.现代全息术的回顾与展望[J].物理与工程,20xx,12(4).
[7]谢秉川,孙宏祥,王正岭,等.物理本科电磁学课程教学改革探究[J].高教学刊,20xx(21):142-143.
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