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提高大学物理教学质量的措施与对策

更新时间:2009-03-28

大学物理》是普通高等院校理工科专业开设的全校公共基础必修课。通过该课程的讲授,旨在使学生重点掌握其基本物理概念、物理思想以及物理方法,从而培养学生分析问题、解决问题的科学思维,使学生具备基本的科学素质和人文素养。然而在实际教学反馈中,我们发现学生学习《大学物理》存在以下几种现状:第一种现状,有部分学生中学物理基础差,甚至“零基础”,比如最近浙江省探索高考改革,实行“3+x”模式,导致大部分学生不选物理学科,这些学生在学习《大学物理》有畏难情绪,甚至抵触想法;第二种现状,有部分学生认为《大学物理》教学内容与《中学物理》大同小异,以至于学习起来兴趣不高,甚至片面地认为《大学物理》与所学的专业课没有任何关系(“无用论”),这样很容易走进一个认识上的误区[1];第三种现状,有些学生开始对物理很感兴趣,但由于《大学物理》教学内容覆盖面广(包含力学、热学、电磁学、光学、近代物理学等),学时紧(以武汉纺织大学为例,《大学物理》分两个学期开设,每个学期56课时,总共112课时),随着课程内容的深入,有部分学生就跟不上教学节奏,慢慢地就成为了“低头一族”;第四种现状,有些学生仅仅是为了通过这门课程的考试而被动式学习,显然学习效果不佳。

基于上述讨论的学生目前学习《大学物理》的现状,我们将在教师和学生两个方面详细讨论如何提高大学物理教学质量。

陈子昂的《登幽州台歌》“前不见古人,后不见来者。念天地之悠悠,独怆然而涕下。”是一首吊古伤今的短诗,从中可以看出诗人孤独遗世、独立苍茫的落寞情怀。深刻地表现了诗人怀才不遇、寂寞的情绪,语言苍劲奔放,富有感染力。

1 教师方面

在国内以“大班教学”(一个教学头由三合班或四合班构成)为主的基础课程教学中,教师起到主导作用,不仅课前要设计好课堂,而且在课堂教学实施中要引导和组织好课堂。因此,在教师方面上如何提高大学物理教学质量,就显得尤为重要。

1.1 大学物理与中学物理的衔接

针对学生学习《大学物理》的第二种现状——“没兴趣”、“无用论”,教师在课堂教学中可以适时加入“科学前沿”、“物理学史”[3]和“科学方法”[4]等内容,可以很好地起到锦上添花和画龙点睛的作用。比如,当我们讲到“迈克耳孙干涉仪”这一节,可以给学生介绍2017年诺贝尔物理学奖——引力波[5]探测;当我们讲到“光学仪器的分辨本领”这一节,可以给学生科普一下目前全世界已经建好的射电、光学、X射线、伽马射线望远镜(特别值得一提的是我国刚刚建好的500m口径球面射电望远镜FAST和2017年上天的硬X射线调制望远镜卫星——“慧眼”),通过介绍这些“科学前沿”,扩充了学生的知识面,增强了课堂教学的吸引力。另一方面,教师还可以在课堂上见缝插针地适当引入物理学史[6],比如,牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等物理学家的生平简历以及力学、热学、电磁学、光学、近代物理等分支的发展史,可以有助于学生培养自然科学的兴趣,树立辩证地科学发展观,提高自身的科学、人文素质。除此之外,教师在课堂教学中还可以讲授下科学方法。在文献[4]中,我们总结了大学物理教学中的常用科学方法,包括极限法、微积分的“以直代曲”法、分离变量法、旋转矢量法、模型法、从特殊到一般归纳推理法、猜想法、量纲分析法和对比法,这些科学方法和思想在自然科学、工程技术、经济与社会科学等领域中具有广泛的应用。当然,课堂上讲授“科学前沿”、“物理学史”和“科学方法”等的时间毕竟是有限的,为此我们还专门开设了《物理学史》、《太空探索》、《诺贝尔奖专题选讲》、《应用物理》等全校“人文通识”课,可以作为《大学物理》的很好补充。

[5]Abbott B P. Observation of gravitational waves from a binary black hole merger[J]. Physical Review Letters, 2016, 116, 061102:1~16.

针对中学物理基础差甚至“零基础”的学生,为了消除他们学习《大学物理》的畏难情绪,重新建立起学习的信心,我们面对全校理工科学生开设了《大学物理基础》选修课(“预科班”),做好大学物理与中学物理的有效衔接[1]。该门选修课主要讲授以下三个方面:1)中学物理的基本框架和知识点。教师从力学、热学、电磁学、光学等分支帮助学生重新梳理,让学生的物理基础从“零基础”到“有基础”;2)《大学物理》与《中学物理》的区别和联系。为了让学生走出“大学物理仅仅是中学物理的简单重复”的认识误区,我们从教学内容、研究对象和研究手段这三个角度进行详细探讨,具体可以参考文献[1]中表1-3;3)矢量分析和微积分的意义及运用。常见的矢量分析包括了矢量的合成与分解,矢量的点乘(变力作功、电通量、磁通量、电场环流、磁场环流、电势等定义),矢量的叉乘(力矩、角动量、洛伦兹力等定义),矢量的混合运算(既有点乘又有叉乘,比如动生电动势的定义),矢量的导数(速度和加速度的定义、刚体角动量定理的微分形式等),矢量的积分(冲量和安培力的定义、电场和磁场的叠加法求解等),详见文献[2]中附录1. 措施与对策对于为什么要引入微积分来处理物理问题以及微积分的物理和几何意义(导数表示斜率,定积分表示曲边梯形面积),我们以变力作功、电场强度通量的计算为例进行讲解。至于微积分的运用特别是分离变量法的掌握,我们以变力作用下的质点动力学问题为切入点,在具体的计算过程中,要灵活地运用积分变量的转化、矢量积分转化标量积分、积分常量提出等技巧,使学生更深层次地理解微积分的本质。

1.2 课堂教学适时加入科学前沿”、“物理学史科学方法等内容

著名翻译理论家吕俊提出:“给翻译学选择理论框架时,首先应对它的性质有一个明确的认识,清楚地知道这一学科所要完成的任务,并注意在完成这一任务中所涉及的诸多要素,以及各要素在完成任务时所起到的作用,它们之间的相互关系,它们所遵循的规律等。”[3]以下从四个方面来论述企业外宣翻译的传播本质。

1.3 分级教学

针对学生物理基础参差不齐,随着课程教学的进行,有的学生跟不上,而有的学生又“吃不饱”,为了达到更好的教学效果,《大学物理》有必要采取分级教学。以武汉纺织大学大学物理教学团队为例,我们将学生分成了A、B、C三个层次,采用不同的教材、作业以及考试试题。A层次的学生,有扎实的物理和数学基础,对基本的物理思想、概念和方法有较强的接受能力和悟性。对该层次学生,我们教学中采用“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材[7-8],期末考试除了注重考核基本物理概念和方法外,还有一定的拔高题。B层次的学生,对学习《大学物理》有一定的兴趣,但是物理和数学基础不是很好,对较难的章节内容跟不上,容易失去信心。针对该层次学生,我们专门自编并出版了教材[2,9]。该教材删减了理论推导繁琐的内容(比如,氢原子的量子理论),适当降低了部分内容的深度和难度,同时,每章增加了“牛顿”、“爱因斯坦”、“宇宙的膨胀”、“等离子体及磁约束”、“量子计算机”等科学家生平介绍和科学前沿,以期激发学生学习的兴趣和扩充其知识面。在期末考核中,我们适当降低难度,注重考查基本物理概念和公式,考试试题在平常的作业基础上作小幅度的变化。从学生的考试成绩来看,学生的考试通过率大大提高了,消除了大面积不及格的现象,使学生建立起学习的信心。C层次的学生,物理基础差甚至“零基础”(来自于偏远山区、少数民族或高考没有选考物理),对学习《大学物理》有恐惧心理和畏难情绪。对该层次学生,除了日常教学用自编教材外,我们还要求他们必须参加“预科班”——《大学物理基础》选修课。通过该门选修课的辅助学习,可以加强学生中学物理和高等数学基础,尤其是矢量分析和微积分的运用,做好大学物理与中学物理的有效衔接。为了避免大面积挂科,对该层次学生的考核试题主要以平时作业为主。

1.4 “混合教学模式

目前,课堂教学模式普遍是多媒体教学和传统黑板板书教学相结合。多媒体教学利用计算机强大的文本、图像、动画、音频、视频等功能,可以直观形象地展示物理现象和物理过程,深受高校教师和学生的欢迎,它在目前的教学模式中起到主导作用。但是,多媒体教学在教学内容、教学节奏、教学方法等方面也存在自身的不足,如何改进多媒体教学的不足是高校教师在教学过程中不断摸索和实践的一个课题[10]。在文献[10]中,我们给出了改进多媒体教学不足的具体措施,即教师要充分认识多媒体课件的优势和不足,要不断改善多媒体课件的制作,要把握好教学节奏,将传统的黑板板书教学模式与多媒体教学模式有机结合。最近几年,随着智能手机的发展和普及,在课堂上经常出现“低头一族”,这使得课堂教学效果大大降低。为了减少甚至避免这种现象的发生,移动式教学模式开始在课堂教学中出现,比如,超星公司推出的强大移动式教学平台——“学习通”。该移动式教学APP功能非常强大,教师可以将课件、课程教纲、作业题目、教学视频等相关的教学内容上传到平台,学生可以在课堂及课后利用碎片化时间学习,并且随时随地学习。除此之外,最受教师和学生欢迎的是该APP的课堂教学活动功能,比如,“签到”、“投票/问卷”、“抢答”、“选人”、“作业/测验”、“直播”、“讨论”、“在线课堂”等,通过教师的精心组织和学生的全员参与,极大地活跃了课堂,翻转了课堂,使学生真正地参与到教与学当中。移动式教学是对传统教学模式的变革,极大地拓展了教学空间,使学生可以进行跨越时空的学习,并且创新了全新的课堂模式,实现了充分的师生互动,有效打通了课内课外。

兴趣是最好的老师,兴趣是学习的原动力。斯蒂芬·威廉·霍金曾经说过:“记住要仰望星空,不要低头看脚下,无论生活多么艰难,都要保持一颗好奇心”。可见,学生应该从小培养探索自然科学的兴趣。老师可引导学生通过了解科学家的生平简历和研究科学问题的历程,科学家坚韧不拔、百折不饶的科学精神与科学态度,可以激励自己为追求科学真理去努力、去奋斗;老师可引导学生通读自然科学发展史,从中吸取科学文化的营养,竖立人生远大的志向和目标;老师也可以引导学生关注自然科学发展的最新前沿,从而让学生明确自己的奋斗目标,为人类科学的进步与发展贡献自己的一份力量。总之,学生有了浓厚的学习兴趣,就可以不畏艰难困苦,深入钻研学好每门课程,可以做到在学习中快乐,在快乐中学习。

随着科学技术的进步和时代发展的不断需要,计算机被广泛应用于人们生产和生活的各个方面。计算机软件技术也是一门被逐渐重视的学科,我国虽然起步较迟,但也有几十年的发展历史。计算机软件在与相关硬件的配合使用下,同时通过计算机自身强大的逻辑功能,可以让计算机有序高效地进行工作。

所以What to expect网站上《宝贝为何喜欢照镜子》一文,更多地鼓励父母利用在婴儿较小的时候就喜欢照镜子这一点,让孩子开始自我发现之旅。据了解,一些早教中心的照镜子游戏也是在宝宝0~6个月这个阶段就开始的。

2 学生方面

[3]黄 熙,陈飞明,许明耀,等. 物理学史在大学物理教学中的意义[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2008,(2):104~106.

据泰国国家研究院(泰中战略研究中心)丝路项目发展委员会常务副主席、泰王国中小企业经济贸易发展委员会执行主席陈杰克介绍,虽然钾盐资源已成为全球投资热点,但如若真的要到境外开采钾盐,以下几点问题则是考虑的重点:首先,应选择钾盐资源禀赋好,位于重要矿集区或重要成矿带内,成矿地质条件好,找矿远景大的地区;其次,应在钾盐资源潜力巨大,或已发现大型、超大型矿床的区域内;再次,资源所在国与中国关系友好,政局稳定,国际地缘政治经济格局有利,也极为重要;最后,应尽量选择矿产资源的对外开放程度高,环保组织等对矿业开发活动的影响小,投资环境、投资政策、矿床开发技术经济条件和交通运输条件有利的区域。

2.1 被动式学习到主观式学习的转变

在中学学习中,学生主要以被动式接受为主,紧紧围绕在以教师为核心的指挥棒。当然,这种学习模式比较单一,学生虽然说少走了弯路,但是学习效果不好,对知识理解不深、记得不牢,学习过程完全是被动的。进入大学学习,由于教学内容多、学时少、教学节奏快,很显然,被动式学习已经不适合了,学生很容易跟不上教学进度。所以,学生要及时做好调整从被动式学习到主观式学习的转变。课前,学生可以参照课程教纲做好预习,了解这堂课的教学内容、重点和难点,做到心中有数,这样可以增强听课的针对性和目的性,更容易理解和掌握教师所讲授的内容,提高了学习效率。在课堂上,学生应该带着预习时的问题有的放矢去听课,做到全神贯注、学与思相结合,积极地消化教学的重、难点。课后,学生应该及时地做好复习,对当天所学的内容进行系统再学习,可以通过教材、参考书系统阅读,或与同学、老师讨论,真正弄懂其中的重点、难点和疑点,做到“温故而知新”。除了掌握课本知识点外,学生可以对本门课程的最新前沿进行调研,了解其动态,还可以参与教师的研究课题,进行研究性的学习,这样有利于学生养成良好的自主性、探索式的学习习惯。

2.2 培养探索自然科学的兴趣和积极性

当然,课堂教学的时间毕竟是有限的,教师还应该将课堂延伸到课外。教师平时可以利用QQ在线答疑,并与学生聊天、谈心,及时掌握学生学习的最新动态和反馈,期中和期末可以开展集中答疑、教学问卷调查、分享学习心得等。

3 结束语

[2]金向阳,陈飞明.大学物理学(上册)[M]. 北京: 科学出版社,2013.

参考文献:

[1]黄 熙.如何做好大学物理与中学物理教学的有效衔接[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2013,(4):104~108.

教学质量是教学的生命线,是所有教学改革的出发点和归宿。如何提高大学物理教学质量,是高校大学物理教师要不断思考和探索的课题之一。以上我们从教师和学生两个层面上分别给出了提高大学物理教学质量的措施和对策,可以作为普通本科院校开展大学物理教学一些参考。当然,各校办学定位和学生层次不一样,措施和对策也不会是千篇一律。

以上,我们从教师方面上探讨了如何提高大学物理教学质量的措施。当然,教学离不开“教”与“学”两个方面。学生作为课程知识的接受者,在提高课程教学质量中也发挥积极作用。

[4]黄 熙,张隆洋. 大学物理教学中的常用科学方法[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2014,(2):111~115.

任何时代环境下女性都是相对于男性而言更为敏感的群体,她们是时代社会发展的导向标。李劼人的《死水微澜》《暴风雨前》和《大波》中女性鲜明地反映了这一特征,她们处在时代社会发展最敏感的地带,她们受传统压迫最严重,却对现代社会最敏锐。她们以自身的身心变化反应着时代社会的变化发展。李劼人人笔下的女性有着传统妇女所没有的自由独立,对婚姻爱情的执着追求,而这些正是当代女性身上所体现的品格。她们在时代洪流中具有先导性和先锋性。

[6]郭奕玲. 物理学史[M]. 北京: 清华大学出版社,1993.

[7]马文蔚,周雨青.物理学(第六版)(上册)[M]. 北京:高等教育出版社,2014.

[8]马文蔚,周雨青,解希顺.物理学(第六版)(下册)[M]. 北京:高等教育出版社,2014.

[9]陈飞明,金向阳.大学物理学(下册)[M]. 北京: 科学出版社,2013.

[10]黄 熙,陈飞明,郭健勇,等. 多媒体教学在大学物理教学中的不足及改进[J].教育创新探索与实践——武汉科技学院教学工作会议论文集,2009:285~287.

SLA制定过程体现了用户的意图,能否根据现有的决策过程理论对云计算提供商采取的决策进行评估,判断是否恶意违反SLA,从而造成数据泄漏是一个研究方向。

 
黄熙,陈飞明,郭健勇,冯存芳,许明耀,赵光欣
《湖北师范大学学报(自然科学版)》2018年第01期文献

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