摘要:针对目前工科学生物理基础较为薄弱、知识面较窄,对于工科专业致力于培养现代高级应用型技术人才的目标影响很大这一问题,提出了进行物理教学改进的方法。根据不同专业对教学内容有所侧重,充分利用现代教育技术,进行实践性教学来提高物理教学质量,从而培养具有创新精神和能力的工科大学生。
关键词:大学物理 教学方法 实践性教学 现代教育技术
物理学是研究物质、能量和它们相互作用的学科。作为一门严格的、定量的学科,物理学在自然科学中一直发挥着极其重要的基础学科的作用,从某种意义上讲,它是我们认识世界的基础,是其他学科和绝大部分技术发展的直接或不可缺少的基础,是全球技术和经济发展的主要驱动力[1]。开设大学物理,一方面可以使学生较为系统地打好必要的物理基础,另一方面可以使学生初步具备科学的思维方法和研究手段,可以激发学生的探索和创新精神[2]。
由于课程设置的原因,工科专业大学物理的学时数一直少于理科。目前工科大学物理的教学内容,主要是在理科传统物理课内容的基础上一再精选后形成的。这样,使得工科大学生的物理基础较为薄弱,物理知识面较窄,这对于工科专业致力于培养现代高级应用型技术人才的目标影响很大。作为高校大学物理教师,如何改进教学方法改善这一状况已成当务之急。
1 工科大学物理教学内容应该依不同专业有所侧重
工科专业大学物理课时数较少,教师不可能像教授理科学生那样面面俱到,所以教师在教授不同专业的学生时,应该在不影响总的教学进度的基础上,根据他们的专业适当调整教学安排,突出重点[3-4]。例如,在教授通讯工程专业和电子信息工程专业的学生时,应该对电学、磁学部分的内容有所侧重;而在教授材料学、无机化工专业的学生时,就需要在热力学和统计力学方面有所侧重。对与同学们专业相关的章节,老师应该尽量结合物理学史,将整个相关章节学科的发展脉络给同学们予以介绍,结合当今该领域的最新研究应用成果与同学们一起讨论,并对该领域的未来发展方向进行预测和探索。这样,使他们很早就对自己将来要从事的领域有一个较为全面的了解,这对他们将来学习专业课是大有好处的,也大大提高了他们学习物理学的兴趣。
在工科专业中,近代物理学部分由于课时所限,讲解的很少,但作为教师,也应注意根据不同的专业有所调整。像电学中的各种粒子加速器、等离子体,热学中的液晶,光学中的全息技术、非线性光学,量子力学中的光电效应、激光技术等,它们与近代物理和新技术密切相关,有助于学生跟上时代,开阔视野。以微电子专业为例,该专业中所用的加工和分析手段,如离子注入、激光退火、离子刻蚀、卢瑟福背散射谱、同步辐射等,如果在教授大学物理课程时,都从我们的课程表里排除掉的话,没有了这些相应的物理学原理技术,我们所谓的高科技就可能是无本之木,没有任何根基可言了,这样教授出来的工科生将来很难在工程技术上有世界水平的创新。
2 充分利用现代教育技术
目前,高校大学物理课程教学普遍采用多媒体教学,我校也是如此,基本以简单便捷的Microsoft PowerPoint作为创作工具进行课件制作,并配合使用AutoCAD绘图软件、3Dmax动画软件和Flash视频技术。多媒体教学手段的引入,打破了传统的灌输式教学模式,是现代化教学手段的重要标志,这种教学方式有很大的好处[5]。首先,它能激发同学们的学习兴趣,因为多媒体技术包括图像、声音、动画,这使得原本枯燥的知识变得生动有趣,有利于学生注意力的保持,提高了学习效率。其次,课本上的知识容量是非常有限的,即使课本教材在不断更新,也渐渐不能够满足教师和同学们学习的需要了,多媒体教学可以随时从网上链接和下载相关文字、图片、动画和视频素材,使得课堂教学内容更加丰富,可以极大的提高同学们的学习兴趣。再次,多媒体课件相当于一个教学提纲,使得教学变得更加便捷,大大提高了老师的讲课效率。这在某种程度上都弥补了工科大学物理课程不够的缺陷。
但是多媒体课件也会带来另一方面的负面影响,比如,现在不少多媒体课件为了迎合学生的兴趣,运用了过多强烈的色彩、图片和动画,使得学生为这种综合刺激所吸引,注意力过多的集中在多媒体技术的展示上了,而忽视了教学内容,造成了本末倒置。另外,老师过分依赖多媒体,不但发挥不出多媒体教学的优势,还可能出现“满堂灌”的现象,适得其反。
所以,作为教师,要充分发挥自己的主观能动性,掌控好自己在教学中的主导作用,慎用、善用多媒体,才能使多媒体技术更加科学合理地服务于教学。 3 配合课堂教学进行一定的实践性教学
3.1 建立大学物理演示实验室
物理演示实验是大学物理教学过程的一个环节和辅助手段,根据演示实验的具体场所,可以分为课堂演示实验和课后演示实验。课后演示实验主要是在演示实验室中完成,同学们可以利用课余时间,到演示实验室观看相关的演示实验,甚至参与其中,自己亲自动手操作。演示实验室的建立即丰富了现有的教学模式,又极大的提高了同学们的学习热情。同学们在参观演示、动手操作的过程中不仅加深了对物理知识的理解,而且为今后工科专业高年级进实验室打下了一定的基础。例如,对于通信工程和电子信息工程的学生,光纤通信演示实验就早早地为他们进入专业知识的学习做了铺垫。
图1是同学们进行激光的倍频实验所画的实验原理图和使用数码相机拍到的基频光及对应倍频光。
在上述演示实验过程中,使同学们了解到激光倍频的整个过程,从而更加扎实地掌握激光倍频的基本原理,进而培养同学们的创新精神和能力。
3.2 鼓励学生动手实践
配合教学,鼓励同学参与各种科技创业实践活动,在活动中巩固和延伸课堂知识,提高同学们的学习兴趣,锻炼同学们分析问题、解决问题的能力,培养同学们的创新意识。科技创新实践活动的方式可以灵活多样,既可以在老师的组织下借助学校的资源进行科学研究,也可以组织学生到科研院所参观、实践,甚至还可以在寒暑假期介绍同学到工矿企业打工,亲自参与企业研发过程中的技术革新,真正把自己在课堂上所学的知识灵活地运用到实际解决问题中去。
4 小结
工科大学物理教学任重而道远,在很多方面都需要改进。本文从大学教师角度出发,阐述了教学方法的改进对于工科大学物理教学质量提高的影响,提出大学教师在教学中应根据不同专业对教学内容有所侧重,充分利用现代教育技术,并适当进行实践性教学来提高物理教学质量,并论证了通过这样的改进,能够提高工科学生独立获取知识和分析问题解决问题的能力,从而真正培养出具有创新精神和能力的对社会有贡献的工科大学生。
参考文献
[1] 程守洙等.普通物理学[M].上册,第六版,高等教育出版社,2006:1-5.
[2] 吴百诗.再谈工科大学物理教材改革问题[J].中国大学教学,2003,2:35-36.
[3] 霍炳海等.工科大学物理改革定位的思考[J].工科物理,1999,5:41-43.
[4] 朱洪兴.加快工科大学物理教学改革的几点构想[J].高等建筑教育,1999,4:53-54.
[5] 胡飞等.高等学校多媒体技术对教学方式的影响作用[J].科技信息,2009,8:299.