(实用)大学物理论文15篇
在社会的各个领域,大家都写过论文吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。相信很多朋友都对写论文感到非常苦恼吧,下面是小编帮大家整理的大学物理论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

大学物理论文1
大学物理小论文
——关于热力学第二定律的理解与思考
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在发现热力学第一定律基础上,说明了一切的热力学过程必须遵守能量守恒和转换定律,但是不是满足了能量守恒定律的过程就一定能够进行。人们经行了大量的实验,其实验结果表明,实际中自发进行热力学过程都具有方向性,并不是满足能量守恒定律就一定能够自然发生。于是,在这种情况下,热力学第二定律渐渐的浮出水面,绽放出它耀眼夺目的光彩。
自然界的一切实际热力学过程都是按一定的方向进行的,反方向的逆过程是不可能自动进行的。在一定条件下不需要外来作用,任其自然就能自动发生的过程,称为自发过程。例如热由高温物体传给低温物体,锌片放入硫酸铜溶液中后铜就析出,气体向真空膨胀,导体中的电流从高电势端流向低电势端,水从高水位流向低水位等等,都是自发过程。而那些需要借助外来作用才能发生的过程,称为非自发过程。例如电解水产生氢气和氧气,需要环境対系统做电功,就是非自发过程。
从表面来看,似乎各种不同的自发过程有着不同的决定因素。例如热总是自发地由高温物体传向低温物体,直到两物体的温度相等为止,温度是决定过程方向和限度的因素。导体中的电流总是自发地从高电势端流向低电势端,直到导体中各处的电势都相等为止,电势是决定过程方向和限度的因素。水总是自发地从高水位流
向低水位,直到各处水位都相等为止,水位高低是决定过程方向和限度的因素。气体总是自发地从高压处流向低压处,直到系统中各处的压力都相等为止,压力是决定过程方向和限度的因素。
在人们大量的实验基础上,人们总结出自然过程的方向性,分别是功热转换的方向性,热传导的方向性,气体绝热自由膨胀的方向性。实际中,功全部转化成热的过程是可以自发进行的,但唯一效果是热全部转化为功的过程是不可能发生的。热传导的方向性。两个温度不同的物体相接触,热量可以自动地从高温物体传向低温物体,直到达到温度相等的热平衡态。此过程的逆过程却不能够自发的进行,即热量不能自动地从低温物体传向高温物体,从而使高温物体温度的更高,低温物体的温度更低,虽然这样的传递不违反能量守恒定律。气体绝热自由膨胀的方向性。即气体可以自发的向真空膨胀从而占据更大的体积的状态自动地收缩到体积较小的状态而不引起其他变化。
我们通过以上三个实际的热力学过程的方向性的讨论,归纳得到一个普遍性的结论,即热力学过程都是按一定的方向进行的,即不可逆,其逆过程是不能自动发生的。我们可以通过实验装置证明热传导的不可逆性和功变热的不可逆性是相互依存的。同样可以证明,
理想气体绝热自由膨胀的不可逆性和功变热的不可逆性也是等价的。总之,各种宏观自然过程的不可逆性都是相互联系的,只需要承认一种宏观自然过程的不可逆,就可以论证其他宏观自然过程的不可逆性。
德国科学家克劳修斯(Clausius)在1865年提出“不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。”开尔文在1851提出的不可能从单一热源取热,使之完全变为功而不引起其它变化。 在克劳修斯的讲法中,指出了在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温物体转移,也就是说在自然条件下,这个转变过程是不可逆的。要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功来实现。 在开尔文的讲法中指出,自然界中任何形式的能都会很容易地变成热,而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能,从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。热机能连续不断地将热变成机械功,一定伴随有热量的损失。第二定律和第一定律不同,第一定律否定了创造能量和消灭能量的可能性,第二定律阐明了过程进行的方向性,否定了以特殊方式利用能量的'可能性。 为了进一步的解释,热力学第二定律,我们引入的熵的概念。 .
热力学研究的是大量质点集合的宏观系统,热力学能、焓和熵都是系统宏观的物理量。熵是系统的状态函数,当系统的状态一定时,系统有确定的熵值,系统状态发生变化,熵值也要发生改变。
热力学第二定律指出,凡是自发过程都是热力学不可逆过程,而且一切不可逆过程都归结为热功交换的不可逆性。从微观角度来看,热是分子混乱运动的一种表现,而功是分子有秩序的一种规则运动。功转变为热的过程是规则运动转化为无规则运动,向系统无序性增加的方向进行。因此,有序的运动会自发地变为无序的运动,而无序的运动却不会自发地变为有序的运动。
例如,低压下的晶体恒压加热变成高温的气体。该过程需要吸热,系统的熵值不断增大。从微观来看,晶体中的分子按一定方向、距离有规则的排列,分子只能在平衡位置附近振动。当晶体受热熔化时,分子离开原来的平衡位置,系统变为液体,系统的无序性增加。当液体继续受热时,分子完全克服其它分子对它的束缚,可以在空间自由运动,系统的无序性进一步增加。
因此,熵是系统无序程度的一种度量,这就是熵的物理意义。当系统的无序程度增大,系统的熵值也增大。玻尔兹曼(Boltzmann)定量表述为公式,k称为玻尔兹曼常数。 通过在上网看书等种种方式了解热力学第二定律,发现至今为止仍热有人对热力学第二定律经行质疑。热力学第二定律是建立在对实验结果的观测和总结的基础上的定律。虽然在过去的一百多年间未发现与第二定律相悖的实验现象,但始终无法从理论上严谨地证明第二定律的正确性。自1993年以来,Denis J.Evans等学者在理
大学物理论文2
1地方本科院校大学物理实验教学现状
通过该门课程的教学,不仅要加强学生实验技能训练,培养学生的实际动手能力,对实验数据的处理及综合分析能力,更主要是培养学生分析问题和解决问题的能力,科学思维和创新意识,这些都是服务地方经济建设和社会发展所需应用型人才必须具备的素质和能力[2]。目前大学物理实验课程已经独立设课,但是实验内容仍然按照理论课体系来编写,分为力学实验、热学实验、电磁学实验和光学实验四部分。这样安排大学物理实验课程,只是考虑了物理学的理论体系,没有充分考虑不同专业学生的学科特点和专业背景。只注重对物理原理的讲解和学生动手操作能力培养,忽略了学生处理数据,分析误差等综合能力培养。实验教学方式通常是先由教师讲解实验原理、实验步骤、仪器的使用及注意事项等,然后由学生按照实验的步骤,操作实验仪器进行实验和实验数据的记录,课后进行数据处理和误差分析,最后完成实验报告。期末实验的考核,主要依据是最后完成得实验报告。显然,这种教学方式注重实验由易到难、循序渐进,保证了学生掌握基础实验知识和技能,但却忽略开设设计性和研究性实验对学生综合设计能力和创新意识的培养。结果导致学生只能按照实验步骤完成实验各项内容,达不到提高学生创新意识、分析问题和解决问题的能力,培养应用型人才的真正目的[3]。另一方面,扩招制度下的生源素质下降,课程学时量的不断削减。因此,我们有必要打破原有的教学模式和教学观念,改革现有教学内容、教学方法和考核方式,使教学满足应用型才培养的'需要。
2大学物理实验改革举措
2.1建立分层次教学体系
培养地方社会发展和经济建设所需要的高素质应用型人才,需要整合大学物理实验的实验内容,改革课程体系,基于专业需求,建立了分层次大学物理实验教学体系。基础性实验主要训练学生实验技能,培养学生实际动手能力,和处理数据的综合能力,教学对象为各专业学生。基础性实验包括长度和密度的测量、示波器和电位计调节与使用及分光计的调节等实验。综合性实验是在基础性实验的基础上,把力学、热学、电磁学、光学的有关知识或测量仪器综合加以应用,以综合实验能力锻炼为目标,教学对象为理、工类各专业学生。综合性实验能够提高学生的综合素质和操作能力,为今后的设计性实验和研究性实验打下基础。设计性和研究性实验教学对象为物理、电子信息科学与技术各专业学生,内容为融合各分支学科和交叉学科的综合创新性实验[4]。
2.2与毕业设计相结合
培养高素质应用型人才,不仅需要完善科学的课程体系,合理的实验内容,还需要为应用型人才的培养多创造实践和锻炼的机会。将大学物理设计性和研究性实验项目作为学生的毕业设计内容或者把大学物理实验室作为完成毕业设计平台。为完成毕业设计的各专业学生开放实验室,学生自主选择实验设备,在教师的指导下完成设计性或研究性实验内容。与毕业设计相结合可分为两种类型,一是先给定某种主要仪器设备,让学生根据已知原理,拟定实验方案,选择和组装实验所需仪器,完成某一物理量的测量。二是给定一个新的实验项目,让学生根据所学知识,自拟实验方案,自选实验仪器,自己组装线路和设备,完成实验项目所提要求。按照以上类型完成实验后、根据实验撰写相关毕业论文,从而培养学生的分析解决问题能力和创新能力[5]。
2.3搭建对外服务窗口
利用大学物理力、热、光及电实验室仪器设备,结合实验教学改革的理念,积极鼓励学生参加全国性大学生科技创新类竞赛,使得学生在准备比赛中动手能力得到锻炼,创新意识得以提高。把物理实验实验中心作为培训周边中学的物理教师和参加物理及相关竞赛的学生基地,提供实验理论知识,综合性、设计性及研究性实验的平台。暑期还可以组织优秀中小学生,以夏令营的形式参观实验室,开放基础性实验项目,提供力、热、光及电磁学的演示性小实验。
3结语
通过创建分层次实验教学体系,以适应不同专业需求和学生个体差异,实现“知识、能力、素质”三位一体课程教学目标。与学生毕业设计相结合,为应用型人才的培养营造良好的学习环境。搭建对外服务窗口,提供实验室对接地方需求的平台。
大学物理论文3
[关键词]大学物理实验;虚拟仿真;教学方式
一、引言
大学物理实验是学生进入大学最先接触的实验学科,该学科覆盖面广,涉及力、热、光、电和原子物理等方面。这门课程主要培养学生的动手能力和科学素养,是学生今后做其他实验实训的基础,因此这门课程显得尤为重要。但是在以往传统实验教学过程中,特别是根据我校实验室的具体情况,实验效果不是特别理想。不过随着科学技术的迅猛发展,低投入、周期短、效果佳、开放式的虚拟仿真技术正逐步为各大高校所使用。虚拟仿真技术和传统的大学物理实验相结合,必将改变现有的教学面貌,改善教学效果和提升教学质量。
二、大学物理实验教学现状
(一)学生底子薄,动手能力差。新建本科院校所招收的学生文化课基础薄弱,在高中阶段基本没独立做过什么实验,并且大学物理实验理论性较强,因此学生动手能力较差,学习兴趣不高。(二)用房面积小,经费投入少。我校大学物理实验室共有十个房间,占地面积约800平方米,而我校每学年要开设二十个实验项目,这就要求实验教师不停地更换摆放实验仪器,况且在挪动仪器的过程中,难免会对仪器造成损坏。此外,学校对新仪器的采购经费和仪器维修经费的投入少之又少,重视程度不够。(三)专职实验教师人才稀缺。实验教学的主要力量就是专职实验教师,我校现有大学物理专职实验教师三人,人数较少,无法承担全部的实验教学任务,迫使聘请其他专业的教师兼职实验教学。这就导致了实验仪器设备维护、实验室卫生工作过程中的欠缺,实验教学效果欠佳。(四)实验仪器陈旧,实验内容笼统。大学物理实验仪器大多数是20xx年以前采购的,仪器经过多年的使用过于老旧,而且极易受损。实验项目也大都趋向于验证性的实验,缺少设计性和综合性的实验项目,与先进的科学技术和实际应用脱轨。对培养学生的科学素养和动手能力作用甚微,导致学生学习的积极性和主动性下降[1]。
三、虚拟仿真实验教学分析
虚拟仿真实验教学突破传统的大学物理实验教学模式,以先进的科学技术为基础,利用网络信息技术、图像处理技术、计算技术和多媒体技术进行虚拟实验和远程实验,对传统实验现状所暴露的弊端进行弥补。虚拟仿真和传统大学物理实验有机地结合,能够激发学生学习的兴趣,提高实验教学效果。
(一)虚拟仿真实验教学简介。虚拟仿真实验教学是新型的实验教学模式,是高校学生自主学习的一个平台。传统实验教学的实验项目均可以与虚拟仿真相结合,构建开放式的实验课程体系。学生可以不用进入实验室,通过校园局域网查询到所做实验的实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及步骤、数据处理等相关信息,进行较好的`实验预习工作,然后通过虚拟仿真系统提供的虚拟仪器进行仿真实验,最后系统会对你本次虚拟仿真实验给出一个公正的成绩评价。虚拟仿真实验系统所提供的课前预习、仿真实验和成绩评定加深了学生对知识的印象,提高了学生的实验兴趣,同时对实验仪器设备的维护工作提供了帮助。
(二)虚拟仿真实验的优势。1.虚拟仿真实验克服了实验仪器不足和损耗的难题,节约了大量的仪器采购经费和维修经费,并且虚拟仿真实验可以重复进行,而且能够根据时代的发展逐步进行更新,选取与生产实际相关的先进的综合性和设计性实验[2]。2.虚拟仿真实验具有高度的开放性,学生可以不受时间和空间的限制随时进行访问学习,学生可以去完成系统当中现有的验证性实验,也可以自行去设计实验。通过系统模拟出真实的实验环境,有助于学生创造力和想象力的开发[3]。3.虚拟仿真系统对日常教学实行网络化管理,教师可以通过系统查询学生的选课情况、预习情况、实验操作情况,也可以查询各个教师的工作量和学生完成的所有实验项目成绩。虚拟仿真大大提高了工作效率,有效缓解了教师的压力,有利于实验教学的良好有序进行。
四、结语
随着科学技术的快速发展,虚拟仿真实验逐步被人们所重视,越来越多地被应用到实验教学中。高校应根据学校自身和学生特点,分专业、分层次地将虚拟仿真和传统大学物理实验有机结合,进一步培养学生的动手能力、创新精神和科学素养,从而提高实验教学质量。
参考文献:
[1]韦维,张霆,罗乐,等.工科大学物理实验教学现状与改革探索[J].物理通报,20xx,36(12):6-9.
[2]周燕.虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的作用[J].合肥学院学报,20xx,18(3):79-82.
[3]李宁,杨坤,史芹.大学物理虚拟仿真实验开放式教学初步探索与实践[J].教育现代化,20xx(40):118-119.
大学物理论文4
1大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容
大学物理设计性实验的内容一般由以下几个方面组成:学习态度、合作精神、探究能力、社会实践和交往能力、收集和处理信息的能力、实验态度与习惯、实验设计与操作技能等。这些评价项目是在学生从事具体的设计性实验过程中表现出来的,可以将这些内容与具体的实验课题要求进行整合,确定具体的、可供操作的指标体系。第一个维度是知识与技能,主要涉及学生在设计性实验开展前对大学物理基本概念、原理和方法的掌握程度,对大学物理实验常用仪器设备的操控能力和对大学物理实验常用实验方法的运用能力。第二个维度是实验过程要素,主要涉及行为素质和基本的发展状况。
a.实验题目或实验目的的选择和确定情况。要使大学物理实验项目或实验目的的有意义。
b.实验方案的制定状况。学生制定具体设计性实验方案的能力、实验方案本身的合理性程度、实验方案的具体化程度等。
c.实验过程中的具体行为方式。学生在实验过程中的具体行为包括:操作的合理性、思维方式的多样性、参与实验情境的深度、文献资料和具体背景材料的搜集情况等。
d.实验结果的总结情况。学生要及时的评价的实验报告、论文、成果或研发产品的质量等。第三个维度是实验过程中学生的态度和情感发展。主要涉及行为所反映的情感、态度和价值观的发展状况,包括:学生参与活动的主动性、积极性和创造性状况;学生在活动中的合作精神;学生各种良好思想意识的发展状况,如环境保护意识、社会责任感、服务意识、安全意识、效率意识等。
2大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的实施方案
大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容评价的方案制定包括确立目标,科学选择内容、设计工具、灵活运用实验方法等环节。这些环节相互之间既紧密联系又相互制约。明确目标和内容是选择实验方法的基础。笼统或琐碎的实验标准将不利于数据和资料的收集,而没有准确、有效的数据,就不可能达成正确的实验结论,从而影响实验的反馈以及最终合理改进建议的提出。必须针对不同的实验项目选取恰当的实验方式方法,并利用反馈意见改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。其最终目标是学生在进行实验活动过程中逐步生成的。必须针对不同的实验项目选取恰当的评价方式方法,并利用评价反馈改进实验设计,促进学生综合实验素质的发展。根据大学物理设计性实验课程的价值追求和课程特点,大学物理设计性实验多维度评价的目标包括知识与技能,过程与方法,情感、态度和价值观3个维度。
2.1收集、分析和处理信息。学会收集信息的各种基本方法,尝试运用调查、考察等方法及利用图书馆、网络等基本信息工具;能够对收集的信息或资料进行初步分析和处理;能够在团队中进行信息交流。
2.2问题解决。学会自主提出问题、制定解决方案,并通过实验过程验证方案的合理性;开展问题探究,尝试探究活动,体验探究过程;提出问题解决的策略。
2.3动手操作。计划和组织一个实验项目的实施;尝试运用已有的仪器设备或通过改造或自制设备完成实验项目;具有基本的信息操控技术和素质。
2.4表达与交流。能够自主地与指导教师或专家进行联系,并学会在实验中自我管理;能够以书面和口头等不同的表达方式,表述实验的结果、体会或思想情感;学会结果分享。
2.5情感、态度与价值观。养成参与意识、服务意识、合作意识、环保意识、效率意识、安全意识、科学精神、创新意识;形成社会责任感和义务感,形成负责任的工作态度和生活习惯。
3大学物理设计性实验体系设计与实践研究的内容的启示
3.1在实验过程中进一步认识实验设计体系的'重要性。在实验过程中发现了许多大学物理设计性实验课程实施中的问题,比如指导教师学科分工的问题、实验过程中教师的指导问题、实验过程中资料的规范性问题、指导教师的培训问题等,这些问题都要在今后的教学中进行整体规划设计和落实。
3.2实验指导教师在测评过程中得到培训。在实验教学中,教师的指导往往过于宽泛,针对性不强,缺乏具体的指导行为和指导规范,部分教师不明确自己在指导实验过程中的具体指导任务有哪些方面,因此指导方式、指导行为存在着一系列问题。实验指导教师在评价过程中进一步了解了实验教学的目标和要求,对指导学生实验有了更深刻的认识。
3.3学生实验素质得到了全面发展。大学物理设计性实验体系设计与实践研究提高了学生合作意识。在大学物理设计性实验实施过程中,增多了学生之间的交往合作机会,实验时,学生分工合作,在团队中学会与人相处,发展协作素质;增强了学生的自信心,大学物理设计性实验开放的教学方式;培养了发现问题、解决问题的素质,激发了学生的创新潜能;同时也激发了学生关注生活的热情设计性实验的开展密切了学生与指导老师的联系,激发了学生关注生活的热情。
4结论
大学物理设计性实验体系设计与实践研究是应用型大学本科物理课程今后发展的必经之路。这种亲身实验,接受知识的方式,不但能够帮助学生更好的掌握该门课程的内在精华,还能在一定程度上培养学生的学习兴趣,发掘学生的潜能和创新能力,大学物理设计性实验体系设计与实践研究必然会对培养优秀的物理人才方面发挥巨大的作用。
大学物理论文5
[摘要]民办高校是21世纪以来我国高等教育办学体制改革创新的重要成果,以培养符合时代要求的高素质应用型人才为目标。本文结合学生的特点,从大学物理的课程设置、教学内容以及教学方法上探讨民办高校大学物理教学改革的一些观点。
[关键词]民办高校;转型期;大学物理改革
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(20xx)12-0221-02
“物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用规律的科学,是在人类探索自然奥秘的过程中形成的学科”[1]。大学物理课程是国家教育部规定的高等院校理工类学生的一门重要的必修基础课。[2]物理学对当今乃至未来人类的科技发展和生产生活都有着重要密切的联系,上到火箭上天,下到石油钻探,大到探索宇宙的秘密,小到电脑芯片[3],都离不开物理学。学习大学物理首先要让学生系统地打好物理学基础,然后培养学生严谨的科学态度[4],再注重学生分析和解决问题能力的培养,使学生的探索精神和创新意识得到提高。民办高校是21世纪以来我国高等教育办学体制改革和创新的重要成果,对促进我国高等教育大众化发挥了重要作用。民办高校学生的高考成绩比重点本科学生的成绩要低,基础知识不够扎实,与重点本科的学生有一定的差距等,这些都是不争的事实。随着高等教育的发展,各专业课学时增多,大学物理学时被一再地缩减,这样一来,使得本来学生基础就弱的矛盾更加突出。重点高校的教学理念、教学大纲的基本要求也就不再适用于民办高校的学生。因此,我们的教学目标应该是培养符合社会需求的高素质应用型人才,而不是培养科学研究型、教学研究型的人才[5],这就要求学生要有一定的理论基础知识,又要有较强的动手能力。由于学生的现状和培养目标不同,为了提高民办高校大学物理课程的实效性,我们要对大学物理课程的教学做出一系列的改革,下面就针对大学物理课程设置、教学内容以及教学手段和教学方法进行探讨和研究。
一、课程设置
(一)大学物理与高等数学的课程设置
学生在大学期间学习的物理课程与初、高中物理课程的最大不同就是利用高等数学[5]里的空间解析几何(向量的运算)、微分和积分以及常微分方程等知识解决物理问题,由高中的个别现象到大学的普遍现象(限制条件由不变到变化),因此高校学生应该先具备一定的高等数学知识,然后再进行大学物理理论课程的学习,但有些高等院校在开设大学物理理论课程时没有注意到这一点[6],把高等数学和大学物理放在同一学期开设,学生没能够掌握后续课程所需要的高等数学知识,这样就导致了学生在物理课上一遇到数学问题就头疼,严重影响了学生学习物理的兴趣,因此我认为高等数学应开设在大学物理课程的前一学期,同时,我们物理教师在备课时也要选用一些应用数学运算简单的并且比较有代表性的物理实际问题,避免学生把大量的时间都浪费在数学运算上,以便达到更好的教学效果。
(二)大学物理与大学物理实验的课程设置
大学物理实验课程是理工科各高校独立开始的一门公共基础课,虽然他是独立设课的,但与大学物理理论课也是有必然联系的,验证大学物理理论课上的定理定律的实验是大学物理实验课程中的一部分内容,而有的学校在上物理实验课时理论课还没有开设,比如有的高校在实验课上开设“用扭摆法测定物体转动惯量”这个实验时,学生理论课还没有学习到刚体这一章的内容,这样学生学习时就会很吃力,很难达到预期的教学效果,高校应该让大学物理任课教师既要讲授大学物理理论课程又要指导学生进行物理实验操作,将大学物理理论课程与实验课程的教学工作合理安排,从而更好地实现大学物理理论课程与实验课程教学的紧密结合。
二、教学内容
民办高校学生的培养目标是培养符合时代要求的高素质应用型人才,而在大学物理课程教学过程中,让学生具备一定基础知识的同时更多的是注重能力的培养,认真贯彻“以学生为主体,教师为主导”的教学理念;教学过程一定要符合学生的认知规律,教师上课时多采用理论联系实际的教学方法,使学生对大学物理课程的学习产生兴趣,引导学生主动学习,注重学生个性发展,在教学中认真贯彻“授之以鱼,不如授之以渔”的教学思想,努力营造一个有利于培养学生科学素养的学习环境。根据我校电气信息学院和机械工程学院的课程设置情况,找出与大学物理相关联的专业基础课程和专业课程的教学内容,有针对性地制定大学物理课程的教学大纲,在保证大学物理力、电、光、热基础知识完整的前提下,根据不同专业的专业需求调整教学内容。比如,电气信息学院我们要侧重光学和电磁学知识的讲授;而机械工程学院我们要侧重力学和热学知识的讲解,教学过程中应多引入工程实例,关注前沿动态。把物理学中学生专业课上和工作中最能用得到的知识传授给学生,让学生们学到最有用的物理学。更强调在教给学生知识的同时教给他们物理学的思想和方法,培养学生们学习的主动性和积极思考的学习习惯,真正把素质教育贯彻到教学实践教中来,在进行物理理论教学的同时加强有关与工程技术应用方面相结合的教学。[7]
三、教学手段和教学方法
我们改变传统的`“一支粉笔,一张嘴,一块黑板加墨水”的教学模式,所采用的教学手段是:多媒体课件教学与传统教学相结合,不提倡全部用多媒体课件上课,提倡扬长避短合理使用包括多媒体课件、实物演示、黑板、肢体语言等多种教学媒体,以打造最佳教学效果。根据民办高校学生排斥传统教育模式,喜欢动手不善理论,思维活跃但缺韧性,渴望成功但缺耐心,自信不足易于放弃的特点,通过几年的教学研究下面几种教学方法更适合民办高校学生的学习:
(一)启发诱导法
比如在讲刚体对定轴的角动量时,我们可以会通过提问的方式让学生回答质点的角动量,而刚体是由无数的质点组成的,刚体对定轴的角动量就是对每一个质点的角动量累加求和,通过这种启发诱导的教学方法让学生自行得出结论。
(二)实验演示法
对讲授电磁感应这部分内容时,让学生通过多媒体来观察实验现象:1.金属棒切割磁感线,闭合回路产生电流;2.线圈在磁场中转动,在回路中也会有电流产生.通过这两个实验学生们很容易理解:“当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,在导体回路中就会有感应电流产生”。这样实验演示的教学方法很直观,便于学生对物理知识的掌握。
(三)实物引导法
在讲定轴转动时,为了形象引入力矩的概念,可以通过教室的门进行演示,让学生用不同的力作用在门的不同位置,让学生亲自体验到作用的效果是不同的,这样既可以活跃课堂气氛又可以使学生们产生浓厚的学习兴趣,加深学生们的印象。
(四)理论联系实际法
比如在讲授实心导体电荷分布时,会引入避雷针的工作原理和尖端放电的实例;在讲授空腔导体时,会联系现实生活中的很多实力:工人为什么能在高压条件下带电作业,汽车为什么要安装天线等。我们这样转型期间的民办高校更应该多采用这种理论联系实际的教学方法。
四、结语
民办高校在我国是一个新兴的教育概念,他是我国当代高等教育由精英教育向大众化教育转变时期产生的新生事物,随着高校扩招他像一轮朝阳在中华大地冉冉升起,他是振兴中华、提高全民族文化素养和科学素质的重大举措。特别是在民办高校转入应用型本科院校期间大学物理的教学改革更是一项长期复杂的系统工程,对很多新办的民办高校来说任重而道远,作为从事大学物理教育工作者应该从多方面着手,多管齐下、转变观念、大胆尝试,才能使改革大踏步前进,为培养出基础厚、知识宽、能力强、素质高的新世纪人才探索新路子,笔者仅针对民办高校应用型本科院校的特点,粗浅的谈了一些自己的观点。
【参考文献】
[1]马文蔚.物理学教程[M].高等教育出版社,1999.
[2]非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程,20xx.
[3]程守珠.普通物理学[M].高等教育出版社,20xx.
[4]王桂英,彭振生.大学物理课程专业分层次教学初探[J].大学物理课程报告论坛文集,20xx.
[5]陈宜生.独立学院大学物理教学改革初探[J].中国电力教育,20xx.
[6]李艳红.大学物理课程与中学物理课程的衔接研究[J].河南大学硕士论文,20xx.
[7]张贵清.工科大学物理教学的探索与思考[J].科技咨询,20xx,3:179.
大学物理论文6
物理学应用于生产技术的许多部门,它的基本规律与许多自然科学相连接,是很多自然科学的基础,同时也是许多工程科技尤其是高科技的基础.物理学日常在生活中起到很多作用,虽然同学们都知道它的重要性,但是因为物理学抽象又难懂,所以很多同学听到物理就头疼,不喜欢学习物理,对物理产生抵触心理.本人通过教学实践结合教学理论,提出了自己对大学物理教学的几个看法.人类文明的进步和培养创新型人才都离不开物理学,物理学是自然科学与现代工程技术的前提,同时也发挥重要的作用.对于学习理科的大学生来讲,大学物理是一门很重要的课程,它关系到物理学后续的课程学习.然而,学生们在经过高中三年对物理的学习,对物理产生了一种抵触心理,认为物理学很难学.甚至于有的同学听见物理色变,知道大学中还需要学习物理,对大学也产生了抵触心理.大学物理的学习受到了同学们对高中物理学习难度大的影响,使大学物理的教学面临着很重要的挑战.
一、教学理念的挑战
高中阶段对物理的学习一直属于物理教育中的应试教育,而同学们误解了这样的物理学习教育.使同学们认为物理的分数是鉴定学生学习物理的好坏得标准,从而造成他们认为学习物理可以和学习数学是一样的,通过题海战术,不停地做大量的物理习题就可以提高物理分数.物理教学以教师为主题,学习内容的枯燥,形式的单一,教学内容的脱离生活实践,考试内容不易懂等都可能造成学生对物理的学习产生抵触.从而丧失了应该在物理学习中产生的乐趣.所以,教师在大学物理教学中,有更新的教学理念,去帮助同学们对大学物理产生新的概念,从而增强对大学物理学习的自信心.首先,要重新认清教学理念,认清学生是学习的主体.其次,对学生物理成绩的考察应多元化,例如,物理成绩最好包括平日课堂表现、卷面分数、实验操作等等.最后,要让同学们将学习到的知识应用到平日生活中,例如讲电学课程时,将一些电学演示试验用日常生活中的维修电器来代替.这样做到学以致用,可以增加学生对学习的积极性.讲角动量守恒的.定律时,可以将其转换为游戏的形式让同学们参与其中.例如,让同学拿着哑铃坐在旋转的椅子上,当同学张开双臂时,椅子转动的速度将会减慢.当同学合拢双臂时,椅子转动的速度将会加快.
二、教学内容的挑战
物理是由经典物理和近现代物理组成.牛顿定律是经典物理的基础,其内容比较简单,同学们比较容易理解,中学学习物理阶段同学们有良好的基础.经典物理是由力、热、光、电四大部分组成的,如何很好地安排这四大部分的学习内容,对大学物理老师是一个不小的挑战.现代物理是由“相对论”和“量子力学”两部分组成.对于学生来讲,现代物理十分抽象,难以理解.学生没有好的基础,是因为中学物理学习阶段,对这方面的知识介绍的很少.所以说如何安排好经典物理和现代物理教学内容的比例对于大学物理的授课是一个重要的问题.另外,随着物理学的不断发展,教师如何将物理学最新的知识介绍给学生也是一个极大地挑战.比如爱因斯坦研究的黑洞、白洞等.这时不但要考虑到学生的接受能力还要考虑学生是否感兴趣等问题.其次,选择一本好的教科书是如何安排教学内容比例的重要前提,因为现在大学物理教科书得教材比较多,这样就需要教师慎重地选择适合自己学生的教科书.我国的教材中大多是注重研究理论,大学物理习题微积分的利用率很高,都比较难.国外大学物理教材中用到微积分的很少,而且大量的物理实例在人类、医学、生物、工程等领域得到应用,使学生感受到物理与日常生活紧密相关.我国清华大学张三慧老师出版的大学物理教材就很不错,教材中不但有当今以及历史上的一些物理应用,其中还附有大量的实物图片.
三、教学方式和教学手段的挑战
传统的大学物理教学主要还是通过教师利用板书方式传递给同学们,而这样的方式比较单一,同学们接受的信息量也比较少.随着计算机技术的迅猛发展,这样的教学方式已经满足不了教学需要.多媒体教学不但可以节省时间,丰富了学习信息,还可以使学生们印象深刻,大大提高了学生学习的兴趣和教学效果.伴随着大学物理实验的深入化,开展实验的仪器也需要进行更新.而且,作为大学物理老师要适应现在的教学环境,还需要不断的完善自身的能力,参加培训课程,提高自己的教学水平,阅读或关注一些世界物理界发展情况等等.完善自身的教学能力,并且能够结合我国现状取长补短.在国外,物理实验室全天对外开放,学生可以在实验室里进行实地操作.国内,学生在实验室里操作的时间很短,甚至有的学校实验设备都不齐全.学生只能通过课后作业复习学习的知识.
四、学生层次培养的挑战
我们应该学习发达国家的物理教学经验.我国物理学家杨振宁曾说过:我国培养的学生理论很强,但动手的能力很差,原因是因为国内没有养成动手的习惯更没有动手的条件.而世界上很多科学家都认为,中国学生的模仿能力很强,但缺少创新能力.迄今为止在世界物理界,我国培养的学生层次都比较低,我国大陆的学生中还没有得过诺贝尔奖,但美国的卢瑟福一个人就培养出多个诺贝尔奖学生,而且还是在自己的实验室里.我们必须进行反思,我们的教育问题有哪些问题?
总而言之,大学物理教学的探索问题十分严重,我们必须进行改革.如何改革?需要大家的共同努力!
大学物理论文7
一、网络资源的利用使教师备课更加高效
教师备好课是上好课的前提,是提高教学效率的重要环节。网络无限广阔的空间为教师的备课提供了丰富的资源,教师可以多方面地汲取知识。教师要想把教材的知识转化为自己的知识并应用于课堂,就必须充分领会教学大纲的精神,感知教材、理解教材,准确把握教材所规定的教学内容。在网络上,许多专家和教学名师对物理学科的教学大纲要求进行了深入的探究,对其优点和不足都发表了各自的观点。通过对这些观点进行认真的反思,能提高教师对教材的理解和把握能力。教案是教师实施教学活动的具体方案,对上好课具有重要作用。传统物理教学的教案主要包括知识点的讲解、课堂上问题的提出和课后习题的讲解。教师课堂拓展性差,教学内容只能局限于课本,无法调动学生学习的积极性。而网络资源的不断丰富为教师的备课提供了大量有用的素材。教师通过参考、学习名师教案和相关的资料,使撰写的教案内容丰富、充实,符合学生的认知规律。这些丰富、有趣的网络资源可以帮助学生学习,满足学生自主性学习和探究性学习的需要。网络资源对教案的撰写和优化提供了极大的帮助。充分利用网络资源,不仅能大大缩短备课时间,提高备课效率,而且能优化教学内容,提高课堂教学效果。
二、网络资源的利用能充分展示物理实验
物理学是一门实验科学,其产生和发展离不开实验,所有的规律和概念都直接或间接来自于实验。实验教学和演示实验是物理教学不可缺少的`重要组成部分。实验教学最大的特点就是生动有趣,利用实验课可以让学生记住实验步骤、理解相关结论、掌握产生结论的过程。学生在做实验的过程中,不仅能感受到自然科学的神奇,而且能培养学习兴趣,便于理解抽象的物理原理。但在普通物理演示实验中,由于受到常规仪器本身的限制,一部分实验根本无法做,一部分实验即使做了,产生了效果,也不如人意。根据现代教育理念和教学要求,可以将多媒体网络资源模拟实验室引入课堂,这种模拟实验化微观为宏观、化抽象为形象,可以弥补常规实验仪器的不足,达到事半功倍的演示效果。还有一些物理实验的现象很难看清楚,如布朗运动,固体颗粒很小,其运动情况直接观察是根本看不清的。以往主要借助显微镜观察,教师事先调整好,学生轮流观察。但由于学生不同,观察结果也存在差异,导致实验效果大大降低,还消耗了大量的时间。如果利用课件模拟实验,展示粒子相互作用的“真实场景”,把微观世界通过模拟演示清晰地展现在学生面前,学生可以更容易观察到物理现象。利用网络资源制作课件向学生进行形象直观的展示,有利于学生学习和掌握物理规律。当然,网络不能代替真实的实验,只是实验的辅助工具,但在实验较难完成的前提下却能发挥出不可替代的作用,达到为教学服务的目的,这种多媒体教学模式对优化课堂教学也是十分有益的。
三、网络资源的利用能创设生动的教学情境
情境教学是教师在教学过程中,根据学生的知识水平、认知能力和教学内容、教学目的、教学重点、教学难点,有目的地在课堂上创设情境,让学生在学习过程中身临其境,培养学生的学习兴趣。兴趣是人积极探究事物的认识倾向和认识需要的情绪表现,是学习的动力和保障。在教学过程中,教师的一项重要任务就是激发学生的学习兴趣,利用网络资源创设生动的教学情境,让学生处在模拟的学习环境或问题情境中,从而有效激发学生的学习兴趣。
1.利用多媒体素材创设教学情境
多媒体网络的一大特点是图、文、声、像并茂,可以全方位地调动学生的注意力、情绪、情感和兴趣。让抽象的物理概念、难懂的物理过程通过可观察的画面、视频、图片等,动态地展现给学生,可以让其更容易理解,同时还能增强课堂教学的活力。例如,在教学“万有引力定律”时,学生对天体运动的知识一无所知,难以对其形成深入的理解,通过多媒体播放载人飞船视频和模拟动画课件,从火箭点火到飞向太空,然后从飞船进入预定轨道做圆周运动再到安全着陆,一一进行介绍,可以调动学生的多种感官,提高他们探究物理知识的积极性和学习热情,让他们感受到物理学习的乐趣。
2.适当运用网络语言激发学生学习兴趣
教学是一门语言艺术,无论在教学过程中运用教学方法,教师的讲解都是最重要的、最基本的、最不可或缺的。讲解依靠的是语言,而语言是思维的表现和工具。有的教师专业知识非常扎实,但是语言表达能力欠佳,自己心里清楚却讲不明白。具有同样知识功底的教师,如果在讲课时吞吐自如、妙趣横生,则能够牢牢地吸引学生的注意力,并引发学生有益的遐想。网络语言是随着网络发展而兴起的一种简洁生动、形象传神的语言形式。学生的学习生活与网络密不可分,网络语言也融入到了学生的日常交谈中。物理学语言讲究科学、准确、有逻辑性。在物理课堂中可以适当地引入网络语言,例如,讲“磁场”时就可以运用这样的网络语言“:明星的‘气场’你们理解吧,磁场也类似,看不见、摸不着,但是有吸引力。”教师灵活运用形象生动、幽默风趣的网络语言进行授课,学生会倍感亲切、熟悉,听起来也会津津有味、兴趣盎然。
四、网络资源的利用可以提高学生复习的效率
学习不是一朝一夕的事情,及时复习可以达到事半功倍的效果。物理学复习的主要任务是达到对物理基本概念、规律、物理实验的深入理解和掌握,从而提高运用知识的技能、技巧,使知识融会贯通。物理知识以章节划分,每一章节都有自己独立的体系,又与其他章节相互联系。物理知识体系庞杂,再加上复习课教学容量大、复习时间紧,在有限的时间里让学生通过看书复习基本概念、物理规律,只能是走马观花,效果不理想。利用网络资源,下载精品复习课件,并根据课程需要进行修改,通过播放课件引导学生复习,是非常有效的方法。教师在制作课件时,要建立完整的知识结构框架,并将知识点细化,将关键词空出,让学生通过回忆、翻阅填写完成。这样,学生学习的主动性会提高,记忆基本概念也更准确。对物理规律的深入理解,可以通过做实验进行强化。在复习时,教师要对实验步骤、实验现象、实验数据做进一步的分析,使学生达到熟练运用实验结果解决问题的目的。对普遍理解不透彻的实验,可以个别重做,但大部分实验没有时间做,只能通过教师“讲实验”或学生回忆进行复习,停留于表象,舍弃了学生的直观感受。为了提高复习的效率,切实可行的办法就是利用多媒体技术将实验过程去粗取精,通过视频或动画模拟呈现给学生,或让学生到网络实验室进行不同实验的再观察和再操作,比单纯照本宣科的复习用时少、效果好。在实验过程中,教师可以到资源平台或教育网站上下载教学所需内容,并进行简单的加工,既可节省实际的实验时间,又可高效地完成实验复习课,还能提高学生分析问题、解决问题的能力。
大学物理论文8
第一篇:大学物理课程改革与实践
摘要::大学物理是理工科类的一门基础课程,是为后面的专业课程的学习奠定基础。同时学生在学习物理课程的过程中也是培养学生探索钻研、自主创新以及养成科学的思维能力的过程,所以物理课程在大学教学体系中是非常重要且必不可少的基础学科。当下我国倡导大学从普通高校向技术型高校转型,而作为基础学科的物理课程的改革已经是刻不容缓。
关键词::大学物理;课程改革;探索
大学物理是一门研究物质的基本结构、相互作用和物质运动最基本的、最普遍的形式以及其相互转化规律的科学。大学的物理学的研究对象非常的具有普遍性,它渗透在自然科学的一切领域中,同时也被广泛的应用在生产技术的各个部门,它是自然科学与工程技术的基础。同时在大学课程中,物理课程也是理工科类的一门基础课程,是为后面的专业课程的学习奠定基础。同时学生在学习物理课程的过程中也是培养学生探索钻研、自主创新以及养成科学的思维能力的过程,所以物理课程在大学教学体系中是非常重要且必不可少的基础学科。当下我国倡导大学从普通高校向技术型高校转型,而作为基础学科的物理课程的改革已经是刻不容缓。
一、大学物理课程的现状
物理课程作为我国大学课程体系中的基础课程,成为理科专业学生的必修课程之一,但是当下我国的大学物理课程的教学存在许多问题。
1.教学内容死板,不能与专业课程相挂钩在传统的物理课程的教学中,其内容上总体的可分为热学、力学、电磁学、光学以及近代物理学等几个部分,从新中国成立以来,已经经过了多次调整教材,但是在内容上却没有太大的变化。在大学物理教学中,大多数人都只是重视对于物理课程的'专业理论知识,但是却忽略了物理的实践意义,物理课程的本身的目的是为了学生的动手实践能力做基础,为不同专业的学生提供技术基础,满足不同学生、不同专业的不同需要。但是当下我国的大学物理课程的教学都是千篇一律,所有的学生共用一个教学模板,学习他同样的理论知识,不能满足其个人以及学科的需要。
2.课程学时较短,内容宽泛当下我国对大学物理课程的课时要求是最少要126学时,一些需要加强物理课程学习的理工科的准也就要在144学时以上。但是当下学校在开始强调专业技能的同时将专业课程的学时相对的拉长,相对应的物理课程的学时就被缩小,很多院校的物理课程的学时连最少126学时都已经不能满足。在课程学时不能被满足的情况下,为了能够完成物理教学的内容,教师在教学的过程中就会针对考试挑选考试的内容进行授课,在这种情况下很难对物理中的重点知识点进行具体的分析与讲解。
3.重视理论知识,忽略实验教学大学物理课程不仅仅只是包括理论知识,同时物理实验也是物理教学中的重点,物理实验是对物理理论知识中的补充。但是当下在物理课程的教学中都是只是重视对理论知识的教学,对实验课程的教学明显的不够重视,课程学时也不能满足实验教学应有的学时。甚至有许多的与物理课程相关的实验教学都没有开设。所以就直接导致学生对实验课程的兴趣下降,对物理课程也提不起兴致。
4.考评的方式单一受我国当下的应试教育的影响,对大学物理课程的考核方式基本上都是采用理论成绩与实验成绩相结合的方式,理论成绩的评分方式就是以期末考试的成绩最为主要的评价方式。而这种考评方式直接影响教师教学的质量,即很多教师对于那些不考试的学生通常都不会深入的讲,对于那些考试的学生就会针对考试进行讲课,学生受考试的压力而去被动的学习,无法对物理课程真正的提起兴趣。
二、转型下大学物理课程改革的措施
1.根据不同的专业制定教学方向,调整教学内容当前我国的大学物理课程的教学学时不足,教学内容与专业脱节。针对这个现状,在大学设立课程时就应该根据不同的专业学科的需要来适当的调整授课内容,比如对于土木工程以及机械类等专业,其专业内容中对力学的需求比较高,所以教师在教学的过程中就可以侧重于对力学部分的讲解。而计算机类的专业对电磁学以及光学的要求比较高,教师就可以针对学科的需求重点的讲解电磁学和光学的部分。这样一来就可以满足不同专业的学生的不同需求,同时还可以帮助学生更好的掌握其自身的专业内容,还可以增加对物理课程学习的积极性,增强对物理课程的兴趣。
2.针对不同的专业,开设不同的物理实验物理实验是物理教学中的重要的组成部分,对物理实验课程的开设可以根据不同的专业设置不同的实验课程,实验课程是为了帮助学生更好的理解、掌握书本的理论知识,根据不同专业的学习内容的不同,设置不同的实验教学课程,使物理中一些抽象的、难以理解的物理知识与理论更直观的展现在学生的眼前,帮助学生更好的接受课程内容。同时在丰富的物理实验中增加对物理实验的兴趣,丰富物理课程,培养学生对物理课程的学习积极主动性。
3.完善考试评价模式。实施考、评相结合的方式在物理考试中,要想增加学生对物理课程的兴趣,提高学生的积极主动性,就应该改变过去的那种以考试成绩为主的评价方式,可以在考试评价的模式中增加对学生的实验能力的评价,或者可以通过对提出一些与物理课程相关但是书本内容中没有体现的问题,让学生解答,一可以考量学生对课本知识的掌握情况,二来可以检测学生对理论知识的灵活运用的情况。通过改变过去的以考试分数定成绩的模式,减轻学生的考试压力,让学生真正的做学习的主人,积极哦主动的参与到学习中来。
参考文献:
[1]王琼.地方本科高校转型形势下大学物理教学改革的几点建议[J].大众科技,20xx(179).
[2]李慧,周燕南,陈贺.民办高校转型发展下大学物理课程的探索与实践[J],科技视界.
第二篇:大学物理课程教学改革研究
摘要:大学物理课程作为工科高校主要公共基础课之一,在培养应用型人才过程中起着重要的作用。本文在高校转型背景下,针对大学物理课程教学目前面临的问题,从教学内容、教学模式和可和评价方式三方面进行探讨,提出了相应的变革措施。
关键词:大学物理教学;教学改革;教学模式
一、引言
针对当今中国大部分高校毕业生的质量不能满足企业需要的问题,国家和教育部提出高校转型这一重大举措。大学物理作为工科高校主要公共基础课之一,是研究物质及其运动基本规律的科学,也是现代工程与技术的基础。学习大学物理有助于培养学生的科学思维方法,培养学生创新思维能力、理论联系实际能力、工程实践能力、实践动手能力等。通过本课程的学习,可为后面专业课程的学习奠定必要的物理基础。但怎样使大学物理教学能够更好地为培养应用型人才服务,是一个值得思考的问题。为此,我们从课程内容、教学模式以及考核评价方式等视角来探讨如何有效地进行大学物理教学的改革。
二、分专业制定教学内容,实现大学物理教学与专业教学的衔接
构建专业模块教学体系。在当今大学物理教学中,由于教学大纲长久不变,对非物理的各专业学生,大学物理的教学模式都一样,统一采用相同的授课内容和授课计划,甚至连授课的侧重点都相同,各专业之间没有区分,教学内容与学生专业不能有机地结合,体现不出专业特点。这种不能将大学物理知识与学生所学专业进行有机结合的教学模式,使得学生认为学习“大学物理没用”,不能引发对大学物理的学习兴趣,不能引起应有的重视,教学效果自然不佳,物理教学本有的价值不能得到真正地实现。针对这一问题,我们应对此进行改革,根据不同专业,组建适合专业需要的模块式教学体系。合理规划教学侧重点。教师应在充分了解学生专业背景的.前提下,合理制定教学内容。例如,针对化工学院学生,首先,应组建以热学、近代物理内容为核心的教学体系,其次,是力学和电磁学。针对信息学院学生,与他们专业联系最为紧密的是电磁场、振动和波动,应组建以电磁学、波动光学为核心的教学体系。使学生觉得物理与自己的专业密切相关。另外,结合不同专业特点,可将物理学在各行各业的应用前沿引入大学物理教学,给教学内容输送新鲜血液,以提高学生兴趣,使学生体会到物理学的重要性和普适性。
三、注重和加强实践式教学方法的应用
大学物理实验作为理论课程的重要补充,是课堂教学中不可分割的一部分。重视大学物理的演示实验教学,改变由于课时少、非物理专业课程不受重视、携带器材不方便而忽略大学物理演示实验教学的现象。甚至,有些学校实验器材是由实验课的老师管理的,理论课老师很难获取实验器材,因此,理论课上做实物演示实验更是鲜见。必要的演示实验一定要在课堂进行,不可忽视。通过一些演示实验,可以让学生更好地理解一些抽象的物理模型,形成更直观、更具体的物理图像,也会收到意想不到的教学效果。可以通过对大学物理理论教学内容的压缩,增加与理论教学相匹配的演示实验内容,加强学生对理论知识的消化、理解,提高学生学习的主动性。开设的实验课与理论课讲授应齐头并进,防止理论课与实验课脱节。除做基础性实验外,还可以开设一些研究型实验和综合性实验,这样可以使大学物理的教学变得生动、活泼和易于接受,使老师的主导作用和学生的主体作用得到充分的发挥。
四、改革考试内容与形式,提高学生学习的自觉性
目前,学校的考核方式是:期末卷面成绩占总成绩的70%,平时成绩(作业与考勤)占30%。这种陈旧的考核方式,使学生认为平时学习再好也没有最后期末考试重要。为了凸显应用型人才的培养目标,应改变现在的考试模式,采用多种考试方法相结合。更应考核平时的应用能力,提高平时成绩所占比例。平时成绩不能仅限于课后作业与考勤,应突出实验报告和实验课堂上的表现,如笔者在每堂课的最后阶段,都会让学生自己总结本课的学习体会。总之,让考核体现在整个教学过程的多个环节中,成为一种综合评定。
五、结束语
非物理专业大学物理教学是个值得探讨的课题。希望通过对大学物理教学内容的调整、教学方法的革新以及考核方式的变革,使其密切与学生专业相结合,更好地发挥基础学科作用,对培养应用型人才起到积极的促进作用。
参考文献:
[1]史建新,陶平.工科大学物理教学与学生专业结合的教学模式改革[J].科技信息,20xx
[2]韩桂华.大学物理与专业结合的教学模式探究[J].中国科技信息,20xx
[3]刘运新.非物理学专业的大学物理教学现状及改革建议[J].
第三篇:大学物理教学改革探讨
摘要:应用型本科院校“大学物理”教学面临的局面非常严峻:教学内容载荷超限、表达方式晦涩难懂、知识背景交待不清、例题缺少分析讨论、课程安排上缺少考虑学生差别,造成学生普遍感觉“大学物理”难学。研究认为编写注重追求逻辑严密、着力避免空洞表述、数学运用严谨规范、内容组织由易到难、教学要求增强弹性的合适教材,并在教学上开展形式多样的教学活动,是解决“大学物理”教学效果不佳的有效尝试。
关键词:大学物理;教师;教材;教学;探究
大学课程是教师和学生共同参与的以培养计划、教学大纲、教材等为依据进行的教学活动的总和。随着高等教育改革的深入,地方普通工科院校向“应用型”转变是发展的方向之一。“大学物理”是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课,在培养学生的科学思维、创新精神、应用意识、创造能力,提高应用型高级工程技术人才素质等方面起着不可替代的作用。目前,地方高校普遍存在学生感觉“大学物理”难学、教师认为“大学物理”难教的现象。任课教师有责任为改变这种状况进行探索、研究。因此,认真思考教学难在何处、教材如何编写、教学如何组织这几个问题对大学物理教学改革具有重要的实用价值和指导意义。
一、教学难在何处
1.教学内容载荷超限
教育部物理基础课程教学指导分委会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版)[1]建议大学物理课程学时数不少于126学时。我校大学物理课程目前有4种学时:96学时、80学时、64学时和48学时。96学时、80学时讲授除相对论外的全部A类内容,64学时讲授除相对论、电磁学外的全部A类内容,48学时讲授力学和电磁学两部分的A类内容。按照布鲁姆教育目标分类,应用类知识点要求学生能求解一定难度的分析计算题。64学时列出的应用类知识点48个,平均每个应用类知识点分配1.3学时。其他学时的课程也类似。总体上看,教学内容多,学生消化掌握有难度。
2.表达方式晦涩难懂
在运动学中,坐标系的概念本是一个易于理解和应用的数学概念,是求解物理问题时选择的表达工具。但是,有人表达成“坐标系是参照系的抽象”或者“坐标系是数学化、定量化的参照系”,这些表达晦涩难懂,没有实际意义。一个新的物理概念的引入,不是源于生活工程实践或者理论体系,而是凭空而出,难以接受。如力学中的力矩概念。事实上,力矩概念与力的概念作对比有相似性:力是改变物体运动状态的原因,力对转轴的矩是改变定轴转动刚体运动状态的原因。按照这个定义,启发观察思考使定轴转动刚体运动状态发生变化与哪些因素有关,从而引入力对转轴的矩的计算公式。这样才能启迪思维、体验乐学、培养兴趣。
3.知识背景交待不清
“大学物理”教学中需要大量运用高等数学知识,但多数教材在运用时不作交待。例如,运动学中由初始条件和加速度表达式求速度表达式的问题求解,用的是高等数学中微分方程的分离变量积分法。一个问题能否直接分离变量是有条件的,即方程中只能有两个变量。如果由加速度仅是速度的函数求速度作为坐标的函数,方程中就有三个变量时间、坐标和速度,需要将时间变量换成坐标变量。变换的方法是将速度作为坐标的函数,坐标又是时间的函数。因此,速度对时间求导数是复合函数的求导,表达式是根据复合函数求导规则得到的。像这类问题在教材中应该阐述清楚。
4.例题缺少分析讨论
设计的例题应该较好地让学生了解学到的概念、规律应用的思路及涉及到的条件,给学生解决类似问题提供示范。例题分析的过程应包括题意解读、相关概念和规律回顾、运用条件分析和解题思路规划等。在布罗姆的教育目标分类中[2],例题分析对于促进学生在“理解”和“应用”水平上的学习具有重要作用。例题的讨论主要应包括解读题解结果,归纳解题方法,探讨解法变化,提示应用场合,评论学习价值等。在布鲁姆的教育目标分类中,例题讨论将学生的学习引向高层次目标,对培养学生的创新能力和意识具有一定作用。目前的教材在例题的分析与讨论上做得不到位,缺少分析讨论的例题,严重降低了例题的教学示范作用。
5.缺少考虑学生差别
随着高等教育的大众化发展,普通高等学校的生源渠道越来越多,有普通高考招生的、有单独考试招生的、有专转本考试招生的、还有“3+4”招生的等。普通高考招生的又分普通和国际合作等类别。观察研究表明,这些不同来源学生的学习基础、学习风格、学习能力都存在比较明显的差别。但是,学校制定的培养计划却少见差别。大学物理课程也是执行相同的大纲,教学要求偏高求全,基础和能力差的学生再努力也达不到目标的要求,因而挫伤了一部分学生的学习积极性,从而导致教学效果不佳。
二、教材如何编写
1.注重追求逻辑严密
教材逻辑严密的论述体系会给学生学习科学表达思想提供良好的示范。“运动学”是大学物理教学的.开篇,讨论的问题只涉及运动的描述,不涉及运动产生的原因即力和质量。但是,大多数大学物理教材在运动学中引入质点的概念,这一点没有工科理论力学教材处理得好,而理论力学课程是在大学物理课程之后开设的,理论力学教材的编写特色值得大学物理教材编写者学习。大学物理教材的编写要注重追求逻辑严密。首先,要保证前述知识为后续知识服务的完备性,为自身服务好。例如,机械波部分陈述波长的概念应该在陈述简谐波的概念之后,因为离开了简谐波谈波长是没有意义的。其次,类似的研究课题采用类似的逻辑结构,能够促进学习的正迁移。例如,机械波部分的平面简谐波与机械振动部分的简谐振动就是类似的课题,但目前大多数教材采用的逻辑结构显著不同。简谐振动采用的结构是定义(振动表达式)—物理量—动力学—能量—合成。平面简谐波采用的结构是物理量—建立表达式(—动力学)—能量—干涉等,而建立表达式的过程在习题求解中没有应用,对促进理解作用也不大,建议采用的结构是定义(平面波表达式)—物理量—动力学—能量—干涉等。第三,各部分的教学目标在逻辑上要协调一致。如“量子物理”基础中需要求解一维无限深势阱的薛定谔方程,属于动力学,在“机械振动”和“机械波”部分应作相应的加强,做好逻辑准备。另外,大学物理中知识应用较少、数学基础准备不足的内容,如气体分子动理论中的麦克斯韦速率分布律、电磁学中的通量及环流等应大刀阔斧地砍掉,重要的是把学生能够深入探究的知识学深学透,得失相宜。
2.着力避免空洞表述
要使介绍的物理概念和规律之间的关系紧密、清晰地反映出来,做到落地生根。例如,目前多数大学物理教材的运动学部分一开始总是介绍质点、参照系、坐标系的概念,因与运用分离而显得空洞。如果先介绍直线运动,用运动方程x=x(t)描述物体的一维运动,则可以讨论:(1)坐标原点是参照物上的一点,代表了参照系(或者想像成将Ox轴看着是带有刻度的运动轨道,代表了参照系);(2)坐标系是刻画空间位置的工具,在描述直线运动时就是Ox轴。另外,质点的概念宜在“牛顿运动定律”部分分析介绍。要着力避免空洞表述,就要找出大学物理中的核心概念和规律,逐步深入地进行剖析。仍以运动学为例,描述一般运动用位矢随时间的变化规律,即运动方程r→=r→(t)。类似地,位矢的起点O是参照物上的一点,代表了参照系;坐标系也是刻画空间位置的工具,坐标系的作用更是将位矢这种几何量通过代表坐标系特征的三相互正交的单位矢量与位矢的标量积而解析化。因此,运动方程是运动学的核心概念,参照系、坐标系是服务于运动方程的辅助概念,辅助概念宜在核心概念的说明和阐释中介绍,从而达到强化关联的目的,以深化对概念的理解。
3.数学运用严谨规范
大学物理中大量运用高等数学知识,如微积分、微分方程、矢量代数与分析、概率与统计等。要做到数学运用严谨规范,就要根据培养目标和学生水平对数学运用的范围和难度作出定位。如,对于单独招生的学生宜限制在微积分的水平,弱化矢量代数和分析的运用;对于普通招生的学生宜在微积分水平的基础上拓展到矢量代数和分析的运用。在数学运用时,清楚说明运用数学知识的内容。内容组织由易到难,尽可能理顺前导知识与后续知识间的关系。如,运动学由易到难的顺序应该是先直线运动,后简谐运动、圆周运动,再刚体定轴转动、弹性体的波动等。动力学由易到难的顺序应该是先牛顿运动定律和刚体定轴转动定律(与牛顿运动定律作类比讨论,不涉及转动惯量的计算),并对运动学中的五种运动作动力学分析,然后质点的动量定理、刚体定轴转动的角动量定理、质点的动能定理、刚体定轴转动的动能定理,再后质点系的动量定理、质点系的角动量定理、质点系的动能定理,最后势能、功能原理和三个守恒定律。
4.教学要求增强弹性
由于目前普通高等学校的学生来源渠道多样,学生的学习基础、学习风格、学习能力都存在比较明显的差别,因此大学物理教材要充分考虑这个因素,设计出有弹性结构的教材体系。按照布鲁姆的教育目标六层次分类(了解、理解、应用、分析、综合、评价)设计重要概念、规律的陈述和论证。为充分体现学生的学习主体地位、避免课堂玩手机等干扰,应更多地把概念、规律的论证过程编成习题,让学生思考、练习、体验。这为增强教学的弹性提供了机制,教师可以根据学生的情况决定取舍、方法、要求等,同时改变目前教材全盘给出不留思考余地、练习形式要求低级,造成学生死记硬背的不良状况。
三、教学如何组织
1.课堂示范引领学习
课堂是学生学习、师生交流的主阵地。教师不能只是把教材搬上PPT,把PPT搬上讲台。照本宣科是学生上课玩手机、逃课的主要原因之一。课堂教学是师生都应积极参与的活动,教师在课堂上要做好示范,引领学生扎实有效地学习。要做到这一点,教师就要精心设计课堂教学内容。教师的引领式讲授要在教材之外又紧扣教材。例如,刚体定轴转动定律的教学,可以与牛顿运动定律类比,分三点陈述力对转轴的力矩的理解:
(1)力对转轴的力矩是改变定轴转动刚体转动状态的原因;
(2)力对转轴的力矩与定轴转动刚体的角加速度成正比;
(3)力对转轴的力矩是定轴转动刚体间的相互作用。力对转轴的力矩的计算公式则可根据第1条推理得出。由牛顿运动定律推导刚体定轴转动定律,一方面是为了说明刚体定轴转动定律不是基本的实验定律,另一方面是为了给出转动惯量的理论计算公式。在推导中要着重说明牛顿运动定律的切向表达式为什么不能直接求和。课堂教学的例题讲解要注重解题思路和方法的剖析,引导学生理解题意,建立与相关概念、规律间的联系,不能简单地只是给出答案。
2.网络自测检查学习
网络自测检查学习效果是网络技术在教学中的重要应用[3],其显著的优点是学生能及时获得反馈,对改善自身的学习起着重要的作用。传统的书面作业教师一般一周批改一次,周期长,反馈不及时。学生对待书面作业的态度也存在很大问题,抄袭作业现象普遍。书面作业不能反映学生的学习状态,我们在教学实践中发现大量平时成绩似乎很好的学生,课程结束考试成绩却极差。网络自测能够较真实地反映学生的学习水平和质量,与考试成绩正相关度高。
3.课外活动活跃学习
丰富多彩的课外活动能够调动学生的学习智能,活跃学习氛围。由教师命题,学生在课外组织小组讨论,每组6至7人,要求书面和手机摄像记录讨论过程,自用网络平台开展评比,按照讨论质量和个人表现给予平时成绩奖励。这种课外讨论形式既构建了竞争机制,又需要同伴有效合作;既学习巩固学科知识,又锻炼组织、记录、摄像及整理的能力。典型习题解的PPT制作竞赛、说明物理概念的展示模具制作竞赛、身边取材的物理实验设计竞赛、参加大学生创新创业训练项目和各类学科竞赛等,这些都为学生展示各类才智搭建了广阔的舞台,活跃了学生的学习生活。
4.同伴合作高效学习
鼓励同伴合作能够促进学生讨论,提高学习效果。在讨论过程中产生的分歧会使他们怀疑个人看法的正确性,产生观念上的冲突、动摇及失衡,体验认知的好奇,激发学生学习兴趣,积极地寻找资料,从而促进物理概念的深刻掌握与记忆。在同学互相质疑和解释彼此结论的过程中能产生高质量决策和推理水平,产生新思想和方案,及更好的知识迁移;在讨论问题时,每人都要阐释自己的观点,说服他人;倾听别人的陈述和批评,在获得更多信息的同时反思自己和别人的观点,评价不同的概念和观点的有效性,通过思辨得出新的结论,可以有效地促进学习[4]。
5.管理制度促进学习合理的管理制度能够激发学习热情,促进学习;反之,却会削弱学习投入,阻碍学习。例如,某校运用网络自测系统进行平时作业和测验,总评分规则为平时成绩占50%,考试成绩占50%。这样,如果学生平时成绩80分,考试只要40分就能及格,其结果是学生千方百计刷高平时成绩,而书面考试成绩平均分远低于其他班级。主要原因之一就是源于人的安乐本性,“60分万岁”,考前考中都不努力。简单地提高平时成绩的比例,还要提高总评及格率,就是鼓励平时成绩送分,结果是形成不良学习风气。合理的管理制度应该是严格平时考核,适当分配比例,平时成绩占比不宜高于40%。教师在课程教学管理中,要合理制定评分规则,严格执行评分规则,切实做到公平公正,这样才能促进优良学风形成,提高教学质量。
参考文献:
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[4]张萍,刘宇星.同伴教学法在大学物理课程中的应用[J].物理与工程,2012,22(1):41-43.
大学物理论文9
1利用互联网技术,丰富大学物理探究式教学资源
获取网络信息资料,充实探究式教学内容。在物理探究式教学中,可以挖掘互联网上资源,对每个探究式教学专题建立资料库,一些资料供课堂探究式教学使用,一些资料让学员课外自主学习。同时从国外网页寻找下载信息资源,设计成探究式讨论题目,减少与国内教材内容重合;还可以把网上国外学生大学物理相关课题研究发表的优秀论文推荐给学生。许多物理类网页上的内容都可以作为现有教材的补充。例如,在相对论教学中,可以从数字化期刊中获取最新研究动态,提出探究式问题,丰富学生对相对论的理解,而且相对论知识在生活里的实际应用也成为相对论理论正确性的有力支撑。同时,老师可以提供网址,要求学生课外提前阅读有关的资料,为探究式教学提供素材。下载物理教学软件,提供丰富多彩的教学手段。国内外的物理老师已经在物理教学软件开发方面做了许多的工作,他们很乐意与同行分享成果。网上有免费下载的物理教学软件,其形象生动的揭示物理过程、引人人胜的动态画面,是传统教学手段的有效补充,为开展探究式教学提供了场景。借助这些软件可动态揭示物理过程,反映微观现象,加深学生对物理本质的理解。应用这些教学软件,丰富探究式教学手段。
网上互动,延伸物理教学研讨时空。充分利用网上资源,鼓励有条件的学生参加物理学习电子论坛、阅览物理学发展动态方面的论文、参加研讨活动,引导他们进入虚拟的物理教学课堂,开展网上交流,研讨问题,拓展视野,提高知识运用探索未知物质世界的能力。跨国思想交流,促进物理探究研究。网络世界很精彩,老师可以阅读或下载国外教学研究期刊、参加跨国物理教学研究讨论小组,缩短与国外物理老师在时空上的距离,紧密跟踪国际物理教学发展最新动向,学习和研究新的探究式教学理念、教学思想和教学方法,了解国外在互联网、计算机方面用于物理教学的情况。实际上,越来越多的国内大学物理老师积极地参与网上物理教学研究的交流讨论,有的老师在网上物理教育电子论坛撰文发表物理教学改革的工作,介绍大学物理探究式教学体会文章,极大地促进了老师物理教学的国际交流。
2利用网络资源开展物理探究式教学需注意的几个问题
引导学生掌握互联网的使用技巧。学生对上网和计算机还是比较熟悉的,但主要还是定位于娱乐方面的。作为基础课,大学物理课程一般在一二年级开设,学生还不完全能熟练地使用互联网开展学术性工作,很有必要指导学生了解互联网的使用技术,例如:如何利用搜索引擎查找自己研讨的物理专题需要的信息等。一旦掌握了检索方面的技术,学生们就能自由驰骋在信息高速公路上了。推荐、介绍恰当的物理站。面对网上如大海般浩瀚的信息资源,同学们还不知道如何选择。老师的推荐指导可以帮助学生提高上网学习效率,但要根据学生的基础推荐有切合现实的网站。为了激发学生学习物理兴趣,可以先将部分精彩物理网站内容,在课堂教学上展示出来。当同学们感觉兴趣盎然之时戛然而止,再告诉他们在哪些网站可以找到。好奇心和兴趣会使他们主动去获得知识,也可以让学生交流自己寻找到的精彩大学物理站,提升他们更好地获取和利用网络资源的能力。布置探究性学习任务,引导学生熟悉网上图书馆。国外著名大学老师常常给学生布置学习任务和研究课题,牵引学生在网上图书馆自己查阅收集资料,做学习和研究报告,提高学生的自主学习能力,这也是探究式教学的基本要求。
爱因斯坦曾经说过:“知识有两种,一种是你知道的,另一种是你知道在哪里能找到的。”后一种由于学生能享有的学习条件有限和教师的教学理念,在我国传统的物理教学中一直没有受到重视。现如今,互联网的普及和大规模运用为我们提供了有效解决办法。例如,可以让学生写一篇有关相对论研究报告,由于不同学生的关注点不同,那么作业的结果会精彩纷呈。有的.可能会写相对论的发展史,有的可能会写相对论时空观及在现代航天领域的应用,有的则可能阐述目前人们关于相对论不同观点的争鸣。利用网络世界强大的交互性,凸显学生物理探究式学习的主体性。互联网是一个知识的综合体,网上有各类学术专题讨论区的论坛,各个论坛涉及的主题和专业方向范围各有侧重。鼓励学生个性化发展,选择自己感兴趣的物理领域主题论坛,参与讨论,发表意见,提出问题,寻求帮助,在思想交锋过程中激发灵感,进行跨越时空、跨越文化的交流,这为培养学生的创新思维创设了有利环境。
3强化老师自身素质,建立一支开展大学物理探究式教学的教师队伍
3.1更新观念,创建探究式教学新型师生关系
传统的老师是学生崇拜的偶像、无所不能的权威,这个高高在上的权威形象在网络世界面前不可能继续维持。所以,老师们要敢于放弃虚幻的自我,把自己从聚光灯下移开,把教学关注的重心转移到以学生为主的探究式教学模式上来。基于互联网的探究式教学使学生成为物理学习的主体,学生做得越多他就学得越多,网络为学生提供了很多与老师接触的条件,老师由学术权威变成学生探索物理知识历程求知路上的同行者,通过这个纽带,师生之间的关系趋于更加和谐。
3.2提高老师信息素质,满足互联网时代探索式教学新需求
通过国际互联网,老师也有更多自我充电机会来提高自身素养。互联网上有许多各类物理学术专题讨论区的电子论坛,物理专业研究人员的博客中也有许多物理学术思想和学术著作的相关信息可供借鉴。RSS是RichSiteSummary(丰富站点汇聚)或ReallySimpleSyndication(简洁信息聚合)的简称,通过老师定制由网站直接把信息推送到计算机桌面的技术,是传递信息、互动交流领域新技术的典型代表。学习物理时,学生可以通过RSS阅读器订阅相关感兴趣的物理专题内容,网站内容更新时,只要打开计算机,就能实时看到新信息的标题和摘要,并可以有侧重点的选择阅读全文。可以选择代表性期刊或领域关键词、研究主题等方式来订阅自己关注的信息,每天一打开RSS阅读器,就可以在第一时间获取所需的最新信息动态,可以大大节省查询检索时间,提高获取有效信息的效率。
网上分布着许多老师物理学研究领域涉猎的专业网站,其中不乏有物理学科排名靠前的知名大学和研究机构主办的专业特色鲜明的优秀站点。许多从事物理科学研究的学会和协会也建有自己的网站,经常发布物理学科的研究新领域和研究新成果,并公布一些最新的学术动态、会议信息等。对于指导学生开展小发明、小创造、小制作活动而言,专利文献是获得新技术信息的重要渠道。学科信息站是将一学科领域内有关的研究机构、同行专家、信息资源、专业会议和参考工具等聚合在一起。物理类学科信息门户是为物理教师提供高质量网络信息获取服务的一个有效入口。学科信息门户的构建是基于学科分类体系,提供主题浏览和层级浏览结构,并提供关键词或主题词的检索。
3.3合理配置教学梯队,构建一支有能力开展探究式教学的队伍
(1)采取“走出去,请进来”的方式,积极创建有利条件,为教学团队成员提供学习机会,改善教师的知识结构。通过外出送学、进修培训、交流合作,不断提升教师队伍的教学业务能力和知识深度宽度。邀请国内教学研究专家、教学名师来院传授经验,进行现场指导交流,开拓团队教师视野和教学法运用技巧。积极创造条件,让更多的教师参加国际国内会议,及时了解国内外教学改革动向,促使教师队伍具有国际化的视野和素质。
(2)建立定期的议教、研教和学术交流制度,精选研究讨论课题,认真开展研讨,研究解决教学队伍教学及科研中存在的现实性、紧迫性问题,实现教学经验共享、知识结构互补,营造百家争鸣、尊重创新、积极上进、充满生气和活力的工作氛围。建立新老教员“传、帮、带”制度,以老带新,以强带弱,促进青年教员快速成长。建立探究式教学教授“示范课”、副教授“观摩课”和青年教师“竞赛课”制度,定期举行探究式教学观摩活动,活跃教学气氛,互相观摩,取长补短,共同提高。
(3)鼓励教师成员勇于承担探究式教学研究、教学改革课题,构建探究式教学资源库,多写探究式教学论文、多出成果,充分发挥科研优势,以学术促进教学。制定相应的激励措施,鼓励教师为探究式教学发展献计献策,积极申报各级各类教学研究与改革项目,鼓励成员参加全国和全军性的物理教育交流研讨和相关学术会议。
4结语
微课慕课的发展、教育部国家精品课和视频公开课的建设使教育的数字化和网络化具有十分广阔的前景。校园网的开通,打破了课堂教学的时空限制,使学生在任何时间、任何地点都能学习,快速地利用教育信息资源,满足到了学生不同智力结构和知识架构学习的自主性和差异性。丰富的网络教学资源,优质的教育资源共享机制,教育资源的优化配置,为开展大学物理探究式教学提供了一个平台和接口。同时,网上物理研讨专区给了青年学生一个发展自我个性、完善自我品格的良好空间。在网络的世界里,没有社会上教育资源的不平等现象,每个人都是享受平等的教育机会,可以自由表达内心世界,说出自己心里最想说的话,想问自己最想问的问题。在一定程度上可以说,网络让人们发现了真实的自我,对自己的特色、兴趣爱好、发展方向有了真实的感受。只要我们以科学严谨的态度对待和利用网上信息资源,网络上不断更新的有效信息必将以前所未有的良好态势和非凡进程推动物理探究式教学工作良性发展。
大学物理论文10
摘要:先分析MOOC教学的优势与不足,再分析大学物理实验的现状及问题,后探讨在实验教学的环节中融入MOOC的教学,完善大学物理实验教学,提高人才培养质量。
关键词:MOOC;大学物理实验;自主学习
一、MOOC教学的优势与不足
MOOC是大规模开放在线课程的简称,MOOC是一个完整的教学模式,有学习者的参与,有反馈,有作业,有讨论和评价,有考试与证书,教学流程上并不比传统教学少。作为一种新型的学习和教学方法,MOOC教学具有的优势是:易于使用,覆盖的人群广,自主学习,学习资源丰富。传统教学的开展要求师生时空上聚在一起,需要时间成本和空间成本,而MOOC作为远程教学的一种形式,师生时空分离是它的一个特点,成本低廉的同时有利于个别化学习,再加上其丰富开放的学习资源,作为学习者无疑会乐于接受,并投身其中。MOOC与传统教育模式相比也有它的不足:(1)学校作为一种特殊的组织机构,有自己独特的文化特性,并以物质的、制度的、精神的形态表现出来。校园文化能在潜移默化间给予学生文化浸润、文化陶冶及人文关怀,这是MOOC无法比拟的。(2)传统课堂教学中老师语言表述、肢体形态等现场感染力对学生学习动因是极大促进,已经远远超越知识本身的获取,而MOOC缺少课堂教学的现场氛围。(3)教育学中的一个非常重要原则———因材施教,开发每个学生的智力,培养个性化人才。然而在MOOC的课堂中,全面地进行学习者特征分析是不可能的,出现优秀学生得不到鼓励关注而被埋没的情况,差生的情况也得不到更多的关注。因此,MOOC与传统的教学模式之间不是一个简单的替代关系,而是一种融合、互补的关系。有人预言:“最后的结果可能是MOOC中有大学,大学中有MOOC。”MOOC教学的意义,在于对传统教育教学模式的促进,通过参与式、自主与交互式学习模式,学生既是学习者又是教授者,既是知识的受众,又是传播者和创造者;全时空性的学习也有利于学生选择最佳学习时间,有效利用时间,提高学习效率,从根本上把学习主动权交给学生,发挥其学习主观能动,混合式教学的引入也便于教师实施“反转课堂”教学,可提高学生的参与度、批判性思维和学习态度。
二、大学物理实验教学的现状与问题
大学物理实验是大学一门重要的基础课程,是一门实践课程。从课程目标上来看,一是要通过实验强化学生对理论知识的进一步认识,引导学生运用理论知识去分析和解决实际问题,培养学生创新能力。二是通过实验仪器、设备操作使用,实验过程中不断通过发现问题———分析问题———解决问题,学生正是反复在“错误”与“纠错”的过程中,他们的观察力、分析问题能力及实验操作能力得到提高与升华。学生只有真正走进实验室直接接触实验设备,通过尝试和探究才能形成深刻的感性认识,只有在实验室才能完成这一目标,实验教学的主要特点是实际操作,不同于其他课程,因此,MOOC根本无法完全取代实验室教学。大学物理实验教学的现状与不足:(1)实验室资源有限,学生人数多,实验时间紧,必须在有限的时间内让学生完成实验内容。因此,要求教师必须少讲、精讲。常常会有顾此失彼的感觉,不同的实验,不同的教师存在很大的差异,影响实验教学的效果。(2)学生课前预习效果差。与理论课相比较,实验预习除了实验原理外还有实验设备的预习,仅靠书本对实验设备的描述及插图,学生很难对实验设备建立正确的、直观的形象,对整个实验的场景,操作步骤,可能出现的问题只能根据学生的经验、想象力去做一些猜想,导致学生之间存在很大差异,影响实验操作与实验结果。(3)课后复习环节薄弱。课后的实验数据处理,实验中的问题分析与讨论,实验内容及应用的拓展是实验教学的重要环节,在这一环节中教师难于掌控,影响实验教学的效果。
三、MOOC教学模式与大学物理实验教学融合的设计探索
(一)大学物理实验MOOC资源的设计
MOOC教学的重要环节是教学资源的建设,大学物理实验的MOOC资源与理论课教学相比有它的特殊性,它应该包含实验原理、实验设备的工作原理与正确操作方法、实验系统的搭建,实验流程与数据采集等。MOOC教学的特点之一———教学资源短小精干,给学生灵活性。因此必须把实验的内容拆分成若干个小的模块,制作教学视频资源,加深学生对实验原理的理解、为掌握实验设备的'正确操作方法提供必要保障。MOOC教学的另一特点———学习效果检验。因此在MOOC资源各个模块中嵌入在实验原理理解中的重点、难点问题,实验操作的正确步骤,实验中的常见问题与错误,实验数据的分析与处理等,设计各个模块中练习与测试的问题,便于评价学生学习效果。MOOC教学资源上网,利用网络优势对学生开放,实现资源的大规模共享,建立网上互动平台,实现学生与学生,学生与老师的互动与交流,使学生进入实验室以前对实验原理,实验设备的正确使用,实验操作步骤及注意的问题有了正确的认识,为提高实验教学质量打下坚实的基础。
(二)大学物理实验教学过程与MOOC教学的融合
大学物理实验的预习环节,利用MOOC的大规模、开放性、在线特征,由学生自主学习,完成相应的练习与测试。老师在课前检验学生MOOC学习的成果,并给出评价,计入预习成绩。老师实验课程的讲授,主要是与学生一起讨论MOOC中存在的问题及理解中的错误。改变以前课堂上教师唱独角戏,学生被动接受的状况。学生主动参与,师生互动,调动学生的学习积极性,培养学生学习能力、分析能力及口头表达能力。解决了以前讲授内容多,时间长,学生操作时间缩短,有利于提高学生的实验操作技能。在学生实验操作阶段,老师还可以针对个别学生在MOOC中的问题,实验中的具体问题进行面对面的交流与指导,也克服MOOC中师生交流的短板与不足。利用MOOC教学资源,学生完成MOOC中的相应数据处理、实验原理、实验方法的拓展学习,提高学生实验数据处理的能力,完成实验问题的讨论与改进,提高实验报告的质量,达到提高大学物理实验教学质量的目的。
四、总结
大学物理实验教学与MOOC教学各有优势,两者不是简单的替代,如何实现两者优势互补是值得进一步探索的问题。不同的实验课题,MOOC资源的建设也存在差异,需要精心设计与制作。大学物理实验教学过程中,如何与MOOC有机融合在一起,也是值得每一位教师在教学实践中去探索。学生自主学习,师生交流互动,让学生更多地进行实验操作,培养学生实验技能,提高教学质量是大学物理实验教学改革的方向。
参考文献
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[4]祝智庭.MOOC为传统教育敲响警钟[N].北京晨报,20xx-11-5.
大学物理论文11
[摘要]: 从教材、教学方法和手段、学习目的、学习方法、学习心理等几个方面分析了大学物理和中学物理的区别,指出了大学物理和中学物理教学衔接的方法。
[关键词]: 大学物理;中学物理;教学;衔接
对于理工科的大学生来讲,物理不是一门全新的、陌生的课程,他们从初中开始接触物理知识,高中又学过三年的物理,这可能有助于大学物理的教学,因为学生已具有一定的物理基础知识,也可能不利于大学物理的教学,因为大学物理和中学物理在教学方法、学习方法等各方面有许多不同,若学生已习惯于中学物理的教学方法和学习方法,已经形成了一定的思维定势,将对大学物理的教学和学习带来负面影响,正如俗话所说:一张白纸上好画画。所以,尽量做好大学物理和中学物理的衔接教学,使学生尽快地从中学物理过渡到大学物理的学习,是大学物理教学迫切需要解决的一个问题。
一、大学物理和中学物理的主要区别
1.教材的区别。
从教材的种类来看:中学物理教材种类少,只有必修教材和选修教材二种版式;而大学物理教材种类多,据我们调查,现在各高校比较流行的大学物理教材版式有十多种。
从教材的内容来看:中学物理教材的内容虽然包括力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部份,但都是五大部份的一些基本知识,而且与数学知识的结合不是非常紧密,物理中要用到的数学知识,学生已在数学课上学过,所以难度较小;而大学物理教材的内容虽然也是力学、热学、电磁学、光学和原子物理五大部份,但在深度和广度上都有加深和拓展,而且与高等数学知识的结合比较紧密,大学物理中要用到的高等数学知识,有许多内容学生在高等数学课还没学过,所以难度增加了。
从教材的编写体系和书写风格来看:中学物理教材一般由演示实验、生产实际、生活经验等引入相关知识,配有较多的插图,所以比较形象生动;每节内容后都配置有关本节主要内容的练习题,这除了使学生掌握本节主要内容外,还有二个重要作用:一是帮助学生及时巩固、复习所学内容,二是增强学生学好物理的自信心,因为每节内容后给出的练习题都是本节公式、原理的直接应用,所以绝大多数学生都能正确求解,而教学心理学的研究表明,学生能正确求解习题时会有一种成功的感觉,这种感觉不仅会提高学习物理的兴趣,而且会增强学好物理的自信心(中学物理实验编排在教材之中)。大学物理教材很少从演示实验,生产实际,生活经验等引入相关知识,它注重理论上的分析、推理、论证;插图较少,所以比较抽象;每章后才配有思考题和习题, 对学生及时巩固、复习带来一定的困难(大学物理实验不编排在教材中)。
2.教学方法和手段的区别。
中学物理由于教学内容少,课时多,所以教学进程相对较慢,老师有时间对内容进行详细讲解、分析,对学生进行提问,并通过课堂演练题目的形式边讲解、边讨论、边练习,加深学生的`理解和记忆,在每一章节或每一部分内容结束后,安排课堂练习或习题课,帮助学生总结归纳本章节的主要内容。大学物理由于教学内容多、课时少,课堂教学的信息量大, 很少有时间进行课堂练习、介绍各种类型的习题, 课堂上以老师讲解为主,要使学生当堂理解和掌握课堂内容有很大的困难,要求学生课后自己总结和归纳。中学物理教学,以物理知识点的传授为主,将知识点讲深讲透;大学物理教学,以物理思想和知识整体结构讲解为主,主要是物理思想、方法的运用。中学物理中的许多物理现象都可通过实验进行演示,大学物理教学中由于种种原因,基本不使用课堂演示实验的手段进行教学。
3.教学信息反馈方法的区别。
中学物理老师和中学生平时接触时间多,学生会随时随地向老师反馈有关信息,大学物理老师和大学生除上课外,平时接触时间比较少,学生平时很少向老师反馈有关信息,并且平时很少进行单元测验,课堂练习等,只能通过作业得到学生平时的学习情况,由于部分学生有抄作业的现象,所以这样的反馈信息有一部分是不真实的。
4.学习方法上的区别。
中学生一般课前不预习,上课不做课堂笔记,课后很少仔细阅读教材,课余时间用来完成老师布置的作业外,就是求解大量的题目, 学习的主体意识不强,对教师的依赖性较强。大学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上抓住重点、难点,做好课堂笔记,课后及时复习,总结,做的题目不在多,而在精;要有比较强的学习主体意识。
5.学习目的和目标上的区别。
虽然中学物理教学大纲已经明确规定了学习中学物理的目的,但现实中大多数的中学生学习物理的目的是为了在高考中取得好成绩,考入理想的大学, 因为目标明确,所以大多数中学生学习比较刻苦、自觉。同样,虽然大学物理教学大纲已经明确规定了学习大学物理的目的,但现实情形是,刚考入大学的许多新生(因为大学物理一般在大一开设)学习目的不明确,学习目标不确定;一些学生学习大学物理的目标是在期末考试中能够及格,拿到学分即可; 作业只是应付了事;上课不认真听讲,甚至于个别学生随意旷课。
6.学习心理上的区别。
在中学,接二连三的小考、大考、联考、模拟考,迫使学生紧张地并超负荷地学习。考入大学后,部分新生存在“休整”心理,所以思想上产生了一种惰性; 部分学生自制能力较差, 在中学里,学校的老师,家长对他们是保姆式的管理,在大学里,主要是自我管理,生活、学习、工作等事情主要都得靠自己来安排,使他们产生了茫然不知所措的心理;部分新生由于中学物理没有学好,对大学物理产生畏惧心理。
二、如何做好衔接教学
1.重视绪论课的教学。
良好的开端是成功的一半。在大学物理的第一堂课,应将大学物理和中学物理的区别,学习大学物理的目的,本学期的教学计划,教学内容,教学方法,成绩考核、评定方法告知学生,同时介绍一些好学习的方法和经验,使学生一开始就明白大学物理和中学物理有许多的不同。
2.适当放慢起始教学进度,使学生逐渐适应后再过渡到正常的教学进度。
教育心理学的研究表明:学生由原来已习惯了的教学方法过渡到一种新的教学方法,需要一定的时间。学生己习惯于中学物理课堂教学慢节奏,少容量,讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏,大容量的教学, 学生一下子不能适应, 这不仅影响了大学物理的教学效果,同时也会挫伤学生学习物理的积极性。所以,要使学生有一个逐渐适应的过程,最后过渡到正常的教学进度。
3.研究中学教材内容,由中学物理知识顺利过渡到大学物理知识的学习。
物理知识具有系统性和连贯性,大学物理的部分知识是在中学物理基础上的提高,在进行这部分内容教学时,首先简要复习中学物理知识,随后指出中学物理知识的局限性或特殊性,从而比较自然地引入课题,要做到这一点,首先必须了解和研究中学物理教材内容,这部分内容较多,如圆周运动,中学研究的是匀速圆周运动的规律,但当速率变化时,圆周运动的规律如何?中学学过速度方向在一条直线上的相对速度问题, 速度方向不在一条直线上的相对速度如何求解?恒力冲量的定义式和恒力做功公式中学里都学过, 变力冲量和变力做功如何计算?但在教学中有一点要注意, 复习中学的内容要重点突出,简明扼要,目的是要由此引入大学物理新内容,重点是讲解大学物理知识。
4.精心选择例题和习题,巩固所学的新知识和新方法。
大学物理教学和中学物理教学的一个重要区别是例题和习题的数量大大减少,但这并不是大学物理教学中不需要例题和习题,而是要精选例题和习题.通过典型例题讲解和补置作业, 达到巩固新知识的目的。但由于大学物理教材中习题配置的一个共同性问题,用中学物理知识能完全求解的习题过多。所以,我们精选习题补置作业的原则是:完全用中学物理知识求解的习题一律不补置,凡是补置的习题要么规定必须用大学物理的新方法去求解,要么含有大学物理的新知识,以达到通过做作业来巩固所学的新知识、新方法的目的。
5.通过指定参考书等方法,有意识地培养学生的自学能力和学习的主体意识。
为了培养学生的自学能力和增强学习的主体意识,应开列出参考书目录,要求学生借二本不同类型的参考书,一本是教材型的参考书,让学生在平时的学习中随时去查阅书中有关内容;一本是复习型或习题解答型的参考书,让学生在学完一章内容后通过查阅该参考书,自己总结、归纳本章节的主要内容、重要定理、习题类型、解题方法等。在平时的教学过程中,一是不完全按照教材内容和次序进行教学,如有的内容教材中介绍得比较简单或没有介绍,而在课堂上讲得比较详细,这样就迫使学生找参考资料去查阅该内容;二是将教材中部分内容定为自学内容,列出自学提纲要求学生课后自学。
6.采用多媒体教学手段,激发学生学习大学物理的兴趣。
为了克服大学物理教学过程中基本上没有课堂演示实验,因于学生觉得大学物理比较抽象,深奥的问题,应利用多媒体进行大学物理教学,充分利用多媒体教学的优点,用计算机上的模拟实验来代替演示实验,利用多媒体特有的声光效果来吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
三、结束语
做好大学物理和中学物理教学的衔接,不仅可以提高大学物理教学的质量,增强学生学习大学物理的兴趣,而且有利于大学后继课程的教学,有利于学生综合素质的提高,这方面所作的探索只是初步的。
大学物理论文12
摘要:大学物理是工科院校开设的一门非常重要的公共基础课。但由于种种原因, 当前大学生对学习大学物理的兴趣不高, 不能积极主动的去学习。本文根据教学实践经验和相关文献, 提出了一些对策, 以此来激发学生学习大学物理的主观能动性。
关键词:大学物理; 主观能动性; 兴趣;
物理学是研究物质的基本结构、一般运动规律及物质相互作用的学科, 其基本理论渗透到自然科学的许多领域, 应用于工程技术的各个部分, 是其他自然科学和工程技术的基础, 也是科学进步和科技创新的源泉, 近年来大量的新兴产业如量子通信、微电子、材料、生命科学等无一不是因物理发展或物理学相互交叉渗透的结果。此外, 大学生通过大学物理的学习还能帮助他们树立正确的世界观、拓宽他们的视野, 培养他们的创新精神和探索意识, 因此大学物理一直以来是高等院校工科专业必修的一门重要基础课。然而, 由于大学物理的高度基础性和理论性, 不像计算机、外语那样学了就可以用, 另外受当前社会上的急功近利思想和实用主义思维的影响, 学生普遍存在对大学物理重视度不够, 学习积极性不高等问题, 这已经成为影响大学物理教学质量的重要因素。为了摆脱这种局面, 教师在教学过程中应该培养学生对物理的兴趣, 增强学生学习的主观能动性, 使学生由被动学习变为主动学习。为了克服学生对物理课程的抵触情绪, 充分调动他们的学习积极性, 使他们真正积极的、主动的学习, 笔者针对不同的教学内容, 选用了不同的方法来激发学生学习的主观能动性, 介绍如下。
一、将物理知识与现实生活相联系
尽管物理学是一门古老的基础性学科, 在大学本科学的物理知识基本上都是一两百年, 甚至三四百年前的发现, 在物理教学中, 学生普遍反应大学物理理论性太强, 枯燥乏味并且缺乏实用性。但是实际上物理学渗透到生活的各个领域, 生活的许多方面都体现着物理学的规律。上至“神州”上天, 下到石油钻探;大到宇宙探秘, 小到纳米世界, 都离不开物理学的知识[1].因此教师在教学过程中要特别注意物理内容与生活实际的联系, 结合学生所见所闻, 将物理知识生活化, 激发学生的学习兴趣。如在学习相对运动时, 可以联系下雨天以多大的速度跑时淋在身上的雨最少;在讲动量定理时, 让学生思考为什么水果外面要包一层厚厚的网套, 码头上为什么放轮胎, 跳高杆下为什么放厚厚的海绵垫子, 汽车里的'安全气囊又是怎么起作用的等等;讲相对论时可以把爱因斯坦的质能方程与现在的核电站联系起来;刚体的转动这一章与现实生活的联系也是非常多的, 如骑自行车时车轮子的转动, 花样滑冰运动员旋转时的姿势, 飞轮的转动, 飞机上的导航仪等;机械振动和机械波部分也和日常生活有联系, 例如怎样让乐器发出美妙的音乐, 爬雪山为什么不能大声喧哗, 收音机的调频又是什么原理, 古代人打仗时为什么爬在地上听马蹄声等。物理学的每一部分几乎与日常生活都有联系。在教学过程中如能引入现实生活中的例子, 既能使学生眼中的物理变得丰满生动, 贴近生活, 不再是枯燥乏味的公式, 又能使学生觉得学习物理很有用, 能够解决实际问题, 这样他们就能主动学习物理。
二、将物理知识与教师科研相联系
物理学是一门既古老又年轻的学科, 大学物理虽然是一门基础课, 但当今不断发展的高科技研究成果, 其原理中都有物理知识, 我们在课堂上可以把教学内容与自己的科研联系起来, 也可以介绍一些新科技、新发明、新动向, 把一些重大的比较有意义的科研进展、科研突破推荐介绍给学生, 使学生认识到大学物理课程的重要性, 从而产生学习的需要, 培养求知欲, 进而更积极主动地学习大学物理。例如讲光的颜色和光谱的时候, 笔者就把这一节的内容和自己的科研结合了起来, 给学生展示了稀土离子的发光光谱和稀土化合物的水溶液在紫外光照射下发出的光颜色, 指出稀土离子的发光光谱比较窄, 发出的光色纯度比较好, 而半导体的发射光谱比较宽, 色纯度不好, 但半导体发光也有自身的优势, 进而介绍了稀土和半导体在不同方面的应用, 并给学生留下了悬念, 促使他们主动的去探索。在讲光的圆孔衍射的时候, 光学仪器的分辨率, 为了说明仪器的分辨率和光的波长成反比, 笔者就把科研上用的很广泛的电子显微镜引入到了本节中。即使是紫外光, 光的波长还是比较长的, 所以光学仪器的分辨率有限。而电子不仅具有粒子性, 还具有波动性, 作为波, 电子的波长是很短的, 电子显微镜的分辨率就比较高, 所以能看到更小的粒子。同时还说现在科研上用的电子显微镜都是从国外进口的, 价格比较昂贵, 我们应该研发自己的仪器, 这样还激发了学生的爱国热情, 使他们主动的去学习大学物理。
三、根据不同的教学内容采取灵活多样的教学方式
心理学研究显示, 在简单重复的对象刺激下, 人的注意力往往会迟钝起来, 而新颖奇特的对象则会使人脑神经系统兴奋, 激发强烈的注意力。因此教师在教学中教学形式要多样化, 不能给学生“老一套”的感觉, 否则就会消弱学生的注意力, 久而久之, 学生的学习兴趣就会丧失殆尽[2].随着科技的现代化, 教学手段也应该现在化, “粉笔+黑板”已不能适应当前的需要, 现在多媒体教学系统日益完善, 如果将其用于教学活动并加以合理运用, 可以起到积极作用。例如讲光的偏振时, 可以给学生播放一段三维立体电影, 让他们体验带偏振眼镜和不带偏振眼镜看电影的区别, 从而使他们更好的理解偏振光。课程可以从讲故事、唱歌、演小品、朗诵诗歌等形式开始, 例如讲参考系时, 可以让学生唱“小小竹排江中游, 巍巍青山两岸走”这两句歌词;讲相对论时, 可以让学生讲一个爱因斯坦的故事。课程中间还可以讨论、辩论、表演、练习、自学等。还可以组织一些与大学物理学习有关的科技活动, 如物理现象再现、展示与物理有关的小发明、小创作。甚至可以让学生参与到教学活动中来, 笔者上习题课时都是让学生上黑板给同学们讲, 让下面的同学给他纠错, 这样既增加了讲课同学的自豪感, 又提高了下面同学听课的积极性。这样一来, 学生觉得每节课都有新鲜感, 自然兴趣盎然, 睡觉、看手机现象就会减少, 因此经常变换教学方式, 满足了学生求新求变的心里, 这样就能主动学习大学物理。
四、建立良好的师生关系
教学是教师的“教”和学生的“学”两个积极性充分发挥又相互结合的过程, 如果教师始终处于绝对支配的一方, 客观上凌驾于学生之上, 命令指挥学生, 只准按老师规定的做, 这样学生就会逐渐从“我要学习”的主动探求变成“老师要我学习”的被动观念。良好的师生关系直接影响学生的学习情绪, 学生是感性的, 如果喜欢这位老师, 就愿意听取老师讲授的知识, 并愿意把自己的接受状况反馈给老师, 愿意与老师互动, 这样一来, 老师讲的课就更加精彩。如果学生不喜欢这位老师, 要想他们对这位老师的课感兴趣是很难的[2].作为老师, 要想让学生喜欢自己, 必须注意塑造自身的形象, 广博的知识, 优雅的谈吐和高尚的人格是老师的魅力所在, 教师要不断的加强自我学习, 提高自身的知识修养, 用自己广博的知识去征服学生, 使学生心悦诚服。在教学过程中教师还应该尊重、信任、关爱学生, 与学生坦诚相见, 做学生的知心朋友, 从而建立良好的师生关系, 使学生主动学习。
五、结语
综上所述, 大学物理作为高校工科类学生的一门非常重要的必修公共基础课, 学生对它的掌握程度不仅直接影响到该课程的学习, 还影响到学生对其专业课的学习。但是成功的教学需要的不是强制, 而是激发学生的学习兴趣, 让学生主动学习。作为一线教师, 在教学过程的各个环节中, 要科学、有计划、有目的的培养和激发学生的学习求知欲, 提高大学生学习大学物理的主观能动性, 让学生主动的去学习。
参考文献
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[2]熊燕。培养学生学习兴趣, 变“被动学习”为“主动学习”[J].读与写杂志, 20xx, 6 (8) :128.
大学物理论文13
牛顿定律为基础的力学理论被称为牛顿力学或经典力学,它曾经被尊为完美普遍的理论而兴盛了约三百年。尽管在二十世纪初发现了它的局限性,其在高速领域被相对论所取代,在微观领域被量子力学所取代,但在一般的技术领域,如机械制造、土木建筑,甚至航空航天技术中,经典力学仍保持着充沛的活力而处于基础理论的地位。另外,由于经典力学是最早形成的物理理论,后来的许多理论,包括相对论和量子力学的形成都受到它的影响。后者的许多概念和思想都是由经典力学的概念和思想发展、改造而来。[1]经典力学在一定意义上是整个物理学的基础。
经典力学中的质点力学和刚体力学基础是大学物理中的必修内容,而质点力学又是大学物理中的开篇内容。质点力学在中学物理中就开始讲授,但在中学物理中质点力学仅限于处理质点作匀速、匀变速运动,质点受恒力作用问题,而在大学物理中的质点力学,不仅仅讲述基本概念、原理和定律,而且将物理学中最常用、最基本的研究方法体现出来,这对学生学习大学物理的后继内容,乃至后继的相关课程都很重要。本文从三方面分析。
一、建立物理模型的研究方法
质点力学中建立的第一个、也是最简单的物理模型是质点,它从两个方面反映了运动物体的主要特征:几何点反映了物体的位置;质量反映了物体的惯性。一个物体如果作平动,它的各个部分具有完全相同的运动状态,即具有相同的位移、速度、加速度等,可以用一个点的运动代表物体整体的运动。平动物体可按质点模型处理,如图1所示。如果一个物体自身的线度与它的运动范围的线度相比微不足道,或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异,这样的物体可按质点模型处理。一般对平动物体来说,某个物体能否采用质点模型,并不在于它的大小,而是由研究问题的性质以及对精度的要求来决定的。如果研究问题允许忽略物体各部分运动状态的差异,就可以将物体视为质点,否则就要按其实际形状讨论。
由质点模型的建立我们看到,模型取代原型有助于概念的形成和运用,有助于问题的分析。建立模型是物理学的基本研究方法,模型的提出有利于概念的建立和规律的表述。例如刚体、理想弹簧、理想气体、点电荷、线电流、光线等等,都是物理规律赖以表达的基本物理模型。
物理学理论的普适性与运动客体的多样性,要求我们将研究对象理想化。人们对大量物理过程进行清理与概括,寻找过程的基本物理特征,再经过对原型信息的简化压缩,构造出原型的替代物,即模型。物理模型有意突出现象中起主要作用的因素,忽略一切非本质的细节,形成简明的物理图像。一个好的模型具有简单性、概括性和与实验的一致性等特点。[2]模型是理性思维的产物,数学是理性思维的基本形式,建立物理模型是运用数学的前提。
二、微积分思想和方法的运用
在中学物理中,主要应用代数运算来分析简单的物理问题。而在大学物理中,微积分的分析方法是解决物理问题的基本方法,这也是学生学习大学物理时感到困难的地方。因此,如何使学生理解微积分思想,熟练运用微积分方法来分析物理问题,就成为大学物理教学中必须解决的问题。
物理现象和规律的研究都是以最简单的现象和规律为基础的。对于实际中的复杂物理问题,可以先把它分割成许多在较小时间、空间等范围内的相应局部问题,只要局部范围被分割到足够小,小到对于这些局部范围内的问题都可以近似处理为简单、基本、可研究的问题,然后再将所有局部范围内研究的结果积累起来,就可以得到问题的结果。在理论分析时,把分割过程无限地进行下去,局部范围就无限地小下去的过程,便是微分。把所有的无限多个微分元中的结果求和过程,便是积分。这就是大学物理中运用的微积分思想和方法。它把复杂物理问题进行时间、空间范围上的有限次分割,在有限小的局部范围内进行近似处理,然后让分割无限地进行下去,局部范围也就无限地变小,因此近似处理也就变得越来越精确,这样,从理论上就能得到精确的结果。[3]通过微积分方法中有限向无限的转化来实现由近似到精确的分析过程,是大学物理中运用微积分思想和方法的关键,而这些思想和方法在质点力学中体现得淋漓尽致,学生也是在学习质点力学时第一次接触到用微积分解决物理问题。下面通过例题来进行说明。
例1,如图2所示,有两个质量分别为M和m的质点,其中质点M固定不动,m经任意路径由a点移到b点,求在此过程中万有引力所做的功。
分析求解:取M的位置为参考点,设a、b两点距M的距离分别为ra和rb。设在某一时刻质点m距质点M的距离为r,相对于M的位置矢量为r,er为位置矢量r的单位矢,此时m受
M的万有引力为F=—G 。
在m沿任意路径由a点移到b点的过程中,F为变力,不能用恒力做功的公式。我们可以取一位移元dr,在此位移元中,F可近似看成是恒力,则在此位移元中F所做的功为:
dA=Fdr=Fcos(π—θ)|dr|=—Fcosθ|dr| (1)
由于|dr|cosθ=dr代入(1)式得dA=—G 。
当质点m从a点沿任意路径到达b点,F所做的'功为:
A= dA= —G dr=GMm( — )
这个例题是质点力学中把复杂物理问题进行空间范围上的有限次分割,然后在有限小的局部范围内进行近似处理,再通过微积分将有限向无限的转化,实现由近似到精确求解的一个典型例题。
下面再举一个质点力学中把复杂物理问题进行时间范围上的有限次分割的典型例题。
例2,有一冲力作用在质量为0。3kg的物体上,已知力的大小F随时间t的变化规律为:
25×104t 0≤t≤0。02
2。0×105(t—0。07)2 0。02≤t≤0。07
式中F的单位为N,t的单位为s。求0~0。07s时间间隔内F的冲量大小。
分析求解:在0~0。07s时间内F为变力,不能用恒力冲量的公式。我们可以任取一时间元dt,在此时间元中,F可近似看成是恒力,则在此时间元中F的冲量大小为:
dI=Fdt
这个例题是质点力学中把复杂物理问题进行时间范围上的有限次分割,然后在有限小的局部范围内进行近似处理,再通过微积分将有限向无限的转化,实现由近似到精确求解的一个典型例题。
三、三个基本守恒定律的提出
质点力学指出,当力作用于质点或质点系时,往往有一段持续时间,或者持续一段距离,这就是力对时间的积累作用以及力对空间的积累作用,在这两种积累作用中,质点或质点系的能量、动量或角动量将发生变化或转移。当系统外力满足一定条件时,在变化过程中的系统作为整体可能出现守恒的运动量。在质点力学中,由牛顿定律推出了 机械能守恒、动量守恒和角动量守恒三个守恒关系,使复杂的力学研究得以简化。但是能量守恒与转化定律、动量守恒定律和角动量守恒定律的适用范围比牛顿定律更为广泛,它们不仅适用于力学,而且为物 理学中各种运动形式所遵守。例如在微观领域中,牛顿定律已不适用,但这些守恒定律依然适用。比如爱因斯坦光电效应方程的提出,就是在微观领域中运用了能量守恒与转化定律;而康普顿效应的解释,则是在微观领域中运用了动量守恒定律及能量守恒与转化定律。
在物理学中,守恒定律是最强有力的分析手段。它们的实质是:在某种确定 环境下,相互作用的物体无论发生什么样的变化,仍然有这种或那种可测度的量(如能量、动量、角动量等)的总和,在整个观察期间保持不变。守恒定律能透过零乱复杂的表面变化,指出一种或几种潜在的内部稳定性,这种稳定性一旦被确认,系统便由混乱变得井然有序。我们可以通过下面的例题略见一斑。
例3,如图3所示,一质量为1kg的小球系在长为lm的细绳下端,绳的上端固定在天花板上。起初把绳子放在与铅垂线成30°角处,然后放手使小球沿圆弧下落,试求绳与铅垂线成10°角时小球的速率。
分析求解:当绳与铅垂线的夹角为θ时,小球受到绳的拉力T和重力mg的作用。由于小球在运动的过程中T是变化的,因此用牛顿定律解决此题比较麻烦。但由于T方向始终与小球的运动方向垂直,在小球运动的过程中不做功,而mg则是保守力,因此小球在运动的过程中满足机械能守恒的条件。
先设小球质量为m,绳长为L,在起始时刻绳与铅垂线的夹角为30°,小球的速率v0=0;当绳与铅垂线的夹角为10°时,小球的速率为v。并设小球的末位置所在水平面为零势面,由机械能守恒定律得:
mgh=mg(Lcos10°—Lcos30°)= mv2
例4,一静止的物体,由于内部作用而炸裂成三块,其中两块质量相等,并以相同的速率30ms—1沿相互垂直的方向分开。第三块质量3倍于其它任一块的质量,求第三块的速度大小和方向。
分析求解:由于物体因内部作用而炸裂,外力(重力)远小于内力,可以忽略不计,因此满足动量守恒条件。由于物体最初动量为零,故炸裂后三块的总动量也应该为零。设三块的速度分别为v1、v2、v3,质量分别为m1、m2、m3,则有:
m1v1+m2v2+m3v3=0或m3v3=—(m1v1+m2v2)
即第三块的动量与第一、第二两块动量的矢量和大小相等、方向相反,它们之间的关系如图4所示。
已知v1与v2相互垂直,故有
(m3v3)2=(m1v1)2+(m2v2)2
已知m1=m2,m3=3m1,v1=v2=30ms—1(2)
由(2)式可得:(3v3)2=。
解得v3= v1= ×30=14。1ms—11。
又有tanθ 。
此结果说明v3与v1之间的夹角为135°。
例5,一人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动,地球的中心O为该椭圆的一个焦点,如图5所示。已知地球的平均半径R=6370km,人造卫星近地点P1的高度h1=439km,速度为v1=8。11kms—1,远地点P2的高度h2=2384km,求人造卫星在远地点P2的速度。
分析求解:人造卫星的运动可认为仅受地球对它的引力,由于该引力始终指向地球中心O,相对于O点的力矩为零,因此人造卫星在运动中相对于点O的角动量守恒。
人造卫星在近地点P1的角动量为:L1=mv1(R+h1)。
在远地点P2的角动量为:L2=mv2(R+h2)。
由角动量守恒定律得:
mv1(R+h1)=mv2(R+h2)
v2=v1 =6。31kms—1
四、结 论
在质点力学中,讲述了物 理学中最基本的研究方法——建立物理模型;训练了解决物理问题的基本的方法——微积分分析方法;同时还提出了物理学中各种运动形式所遵守基本守恒定律。因此,质点力学是大学物理中第一块、也是最重要的一块基石。
大学物理论文14
摘要:本文对大学物理实验课程的现状进行了分析和反思,主要从教育观念、教学体系、教学方法以及教学评价几个方面提出了自己对大学物理实验课程改革的看法。
关键词:物理实验 课程改革 教学体系 教学方法
大学物理实验课程是高校理工科专业学生必修的一门公共基础课,在培养学生的实验能力、动手能力和科学素养方面有着不可替代的重要作用。但是,长期以来,大学物理实验课程在体制、教学内容和教学方法以及教学评价上存在着一些弊端,使得大学物理实验无法达到其应发挥的作用,无法适应新世纪培养高素质人才的需要。进入21世纪,科技的发展、知识的飞速扩充,学生的特点也发生了很大的变化,要想提高学生实验技能和培养学生科学素养,对传统的物理实验教学进行变化调整势在必行。
一、 更新教育观念
物理实验课程是一门涉及领域广阔、时代性、社会性十分强的课程,它时刻面对着新时代、新科技的挑战。我们在对于大学物理实验的认识不能停留在教材上,物理学本身就是一门实验科学,他的发展离不开大量的实验,所以物理实验课程应随着社会的发展而变化。学生的进步和发展,取决于学生能否自主学习、合作学习和探究学习,而物理实验为此提供了一个广阔的舞台,它有助于学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面得到发展,有助于教师的提高。我们应在教育改革思路和实践上有重大突破。传统的物理实验教材与物理知识的发展之间的脱节,传统的课堂授课的局限,实验仪器的程式化,这样都很难调动激发学生的积极性和创新意识。
二、 丰富实验教学体系
长期以来,大学物理实验是作为理论课程的一种延伸,学生只能按照理论课的.知道机械的刻板的完成实验,这样大大的限制了学生的积极性,使原本充满乐趣的实践性课程变得很枯燥乏味。大学物理实验应该是一门培养学生综合能力的独立课程,大学物理的教学内容也不能仅仅限于普通物理的范围内,当前科技发展中的新方法、新技术、新手段的加入会使得基础实验又赋予了新内容,提升了实验档次。除了学生必须的基础性验证实验外,我们还要加强综合性实验和研究性实验、开放性实验,开辟一种分层次实验教学的模式。其中研究性实验和开放性实验要真正的开设起来,要求学生通过查阅资料,理解实验原理,设计实验方案、选择实验仪器、确定实验参数、拟订实验步骤,在实验过程中完善实验结果,然后撰写实验报告。另外,研究性实验和开放性实验还可以通过教师开设的科研课题小组的形式来完成,丰富学生的知识,培养学生动手搞科研的能力,培养其科学研究的思维和科学创新精神。在学校开设物理实验课的同时,还可以并行开设一些“物理实验系列讲座”,讲述各领域的背景、思想、方法、现代技术和应用,使学生能够深入理解物理实验的思想、方法和应用,提高物理实验课的层次和水平,激发他们的学习热情和积极性。
三、 改进教学方法
首先确立以学生为中心的教学观念,在传统教学方式中往往是老师把实验仪器调整好,在学生做实验前详细的讲解,甚至做出实验演示。学生只要被动地按照老师演示的步骤机械的重复实验操作,就能成功的测到数据,完成实验。学生在思想上对大学物理实验课程不够重视,每次实验操作都是按部就班的应付了事。物理学是一门实验科学,实验是科学认识的基本方法。一个完整的实验过程,包含提出问题、设计操作、数据分析和理论解释4个阶段。教学也应遵循这种过程,教师应当采用各种手段引导学生按照这种规律进行实验。
例如:实验的引入应充分调动起学生的实验积极性,教师可以通过各种有趣的物理史实、物理现象引起学生的注意,然后适当的提出问题,激发学生的求职欲望。在传统的教学中,教师往往死板的采用教材上的事例引入,对于学生来说,这已早没有了新鲜感,这就需要教师自身积极学习,不断充实自己,要具有十分丰富的知识面和很强的科学实践能力,将枯燥的知识联系实际,形象化。另外,在不同类型的实验课上,教师应该根据实验课的特点调整不同的教学方法,灵活多变,以免使学生产生精神疲劳。在指导学生实验时,教师应当贯穿物理思想、物理方法的教育,而不是简单的解决学生当前的困难,而要让学生知其然而知其所以然,引导学生善于发现问题、解决问题,灵活应用实验设计思想和方法,独立排除故障。
四、 完善教学评价体系
目前,我们学校学生的大学物理实验成绩评定分为三部分:预习成绩+操作成绩+报告成绩。其中预习成绩我们一般是针对学生写的预习报告的情况打分,实际上大多数学生仅是将教材上的内容大抄一番,并没有对实验进行必要的预习,仅仅想通过课堂上的提问检查是解决不了问题的。进一步完善物理实验的教学评价体系是非常必要的。正确的教学评价是实施新课程改革的关键。它对教师的教学历程、学生的学习过程具有非常重要的指导和导向作用。对于不同的实验类型,教师可以采用不同的教学评价方式,关键看学生通过物理实验课程的学习能否提高动手能力、培养科学创新精神。传统的实验报告是千篇一律的格式,学生往往按照教师的要求计算结果并进行一定的分析,实验结论和小结也仅仅是将教材中的内容重新复述一遍,这样不利于学生科研论文的写作能力。对于研究开放性实验,教师可以鼓励学生撰写科研论文式的实验报告,自己收集查阅相关资料,设计实验步骤,写出报告。
大学物理实验课程教学改革和学生创新能力的培养是一项艰巨长期的工程,需要我们不断更新教育观念,丰富多层次的教学体系,改进教学方法,能够客观公正的进行教学评价,才能使物理实验课程成为培养学生思维能力和创新能力培养上成为一个较好的平台,成为更有利于创新能力培养的实验教学环境。
参考文献
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大学物理论文15
一、前言
微课的主要教学对象是面对接受高等教育的大学生, 该种教学方式完全符合大学生灵活化、碎片化的学习方式。因此, 学生可以通过电子设备等实现网络微视频的学习, 接受微课式教学, 也能够更好地更为灵活地安排时间和地点。
二、微课的概念
微课是21世纪产生的一种新型的教学手段, 一般来说, 微课具有多方位环绕式学习、环节完整性及强调目的性等主要特点, 是一种以“微视频”为核心, 并同时伴有其他的教学手段作为教学辅助的一种开放性的、半结构化的教学方式。此外, 微课作为一种远程授课模式的学习方法, 因为其教学内容精炼较短, 且对学习内容的概括性较强十分适用于课程量较大, 生活节奏较快的大学生, 也是目前深受大学生喜爱的教学方法之一。加之在大学物理课程授课中微课可以为学生提供微视频的播放能够有效地改善大学课堂中学习注意力不集中的问题, 并且在学习过程中能够激发学生兴趣, 使大学物理教学内容中晦涩难懂的难点变得形象生动, 更易理解, 从而能够有效地提高大学物理课程整体的学习水平。
三、微课在大学物理中应用的不足
目前, 微课已经在大学物理教学课程当中的应用实行了一段时间, 但是在大学物理课程学习过程中, 微课的教学方法对我们学习过程的影响既有好处同时也存在着一些不足, 依据本人的微课学习心得, 可以总结出微课在大学物理中应用的不足一般有以下几点:
第一, 教师对微课的重视程度显得过于偏重。在进行大学物理的微课学习中, 由于微课的多样性原因只是部分教师十分重视微课的制作形式, 使微课的形式多样吸引眼球, 反而忽视了微课的内容制作, 在许多重点难点的问题上没有阐述清楚, 更有部分教师受限于微课的时间上, 使微课的制作内容杂乱无章没有教学步骤, 更难以达到由浅入深的教学水准, 极大地影响了我们学生对学习内容的掌握。
第二, 微课中的教学内容连贯性不强, 在教师制作微课的过程中往往更注重于本节微课的内容和丰富度, 反而容易忽略微课之间的连贯性。由于课本中的教学内容一般是具有相互连贯性, 并且按照由浅入深的学习阶段来进行安排, 因此连贯性较差的微课学习容易使我们对前后学习内容的联系性不敏感, 造成对学习整体框架的不熟悉, 导致影响大学物理的学习效率。
四、微课在大学物理中应用的优势
1. 满足学生个性化学习的需求
一般来说, 大学物理的学习内容和学习深度都是具有很大的挑战性, 所以很多大学生对教材中学习内容难以全面掌握, 而微课由于教学目标设计单一性的特点恰好解决了这一难题。微课的教学设计一般是围绕着单个知识点而展开的, 由于微课教学目标相对单一, 因此微课中的教学指向性十分明确。通常来说, 微课的制作视频时长保持在十分钟左右, 这个时间的安排十分符合视频驻留时间, 也十分贴合我们学生在课上时间的注意力集中的时间, 因此我们在大学物理课上学习时能够在这十几分钟的.时间内高效地完成学习任务而且还不会分散注意力。此外, 对社团活动或者其他原因不能来上课的学生可以将微课下载到手机或电脑上, 充分的利用其他时间完成学习任务, 也可以根据自己的掌握程度对难以理解的学习内容进行反复学习。
2. 克服教学内容较为复杂和抽象的困难的需求
由于大学物理的大部分学习内容的知识点十分繁多, 并且概念规律高度抽象, 学生对学习内容很难做到理解掌握, 并且融会贯通, 加之大学课堂的教学时间比较集中, 每节课的教学时程较长, 教学频率较低, 要在有限时间内掌握大量的知识点内容可谓是难上加难。因此通过将教学内容的微课化, 使每次课程的整体内容适当的被分解成为一个个的微课学习内容, 我们在学习过程中可以将整体的学习内容分化成每一个小阶段的学习内容, 能够大大的加强我们对教学内容的理解, 也使学习目标更加清晰明确。同时, 微课可以借助丰富的媒体, 极大地丰富了教学内容表现形式, 也使抽象的物理教学内容更加直观化, 易于我们对学习内容的理解。
3. 提高课堂教学的效率的需求
对大学物理课程的微课化不仅可以用于日常课程的学习, 还可以作为我们课程学习前的自学预习, 一般来说, 浅层次的微课内容能够帮助加强我们对所学内容的理解, 也帮助我们有针对性地对不懂的问题进行学习以及对掌握的内容进行复习, 起到了提升学习效率的作用。此外, 在课后辅导、复习中微课也是重要的教学手段, 我们通过课后反复观看微课视频进行课后复习, 对课上不懂的内容进行重新消化, 也可以在课外针对性的与其他同学交流、讨论, 如此一来不仅使我们的自主学习能力得到培养, 更有效地提升我们的学习成绩。
五、结语
综上所述, 微课这种教学方式在大学物理中的应用, 不仅能够大大提高了我们对大学物理教学内容的教学效率, 还可以帮助我们拓宽学习层面, 增强我们在学习中的积极性和趣味性, 实现我们对大学物理难题和难关的攻克, 帮助我们加深对大学物理学习的理解和创新。
参考文献
[1]孙婷婷。微课在大学物理教学中的应用研究[J].信息记录材料, 20xx (7) .
[2]欧志强。微课在大学物理实验教学中的应用分析[J].青少年日记, 20xx (11) .
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