(必備)大學物理論文15篇
在個人成長的多個環節中,大家都寫過論文,肯定對各類論文都很熟悉吧,借助論文可以達到探討問題進行學術研究的目的。你知道論文怎樣寫才規范嗎?以下是小編為大家收集的大學物理論文,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
大學物理論文1
摘要:為適應現代社會對工程技術人才的更高要求,高教領域理論基礎課程也迫切需要面向現代工程教育的教學改革和實踐。大學物理是一切工程技術的理論基礎,為了讓學生在今后的實踐工作中能夠更好地將理論知識融匯到其中去,在大學物理《電磁學與光學》的授課時,作者將一些成功的工程技術相關案例作為素材融入到其中,增加了學生對基礎知識的鞏固,建立完整鏈條的物理模型及實際應用,強化了學生工程實踐和科技創新意識,達到在大學物理課堂教學中工程實踐和科技創新意識培養的要求。
關鍵詞:電磁學與光學;工程教育;案例分析;課堂教學
一、概述
隨著社會的進步,科技的發展,工程教育理念逐步被融入到應用型大學的實踐教學領域中。大學物理是面向幾乎所有專業的核心基礎課,為培養研究型人才打好物理基礎。目前的工程技術,從原理上講大多數都屬于大學物理范疇。在教育的過程中,我們通過借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,以及在教課書中融入成功的工程技術相關案例素材,以此來促進學生對于一些晦澀知識點的從其誕生到現在的實際生活的運用等方面進行深入地學習。這樣新舊知識一脈相承形成完善的體系,通過經典理論的再現,新知識的引入順理成章。本文以大學物理中的《電磁學與光學》為主,引入實際教學案例,在要求學生熟練掌握大學物理課本內常用專有名詞的概念和一些物理現象的基本規律等后,在一定程度上將它們在實際工程案例中的運用進行介紹,從而讓學生更好的理解理論與實踐之間的關系,并且了解這些理論在現實生產技術領域內所開展的推廣應用情況,這樣有助于學生更好地掌握課本知識,提高學習的主動性和積極性,幫助學生在大學物理課堂教學中,建立理工科學習興趣,樹立工程教育意義。
二、電磁學和光學工程教育教學案例
(一)靜電噴漆
靜電噴漆屬于靜電學中的應用案例。霧化的油漆微粒在直流高壓(80~90kV)電場中帶負電荷,在電場力作用下,油漆微粒飛向帶正電荷的工件表面,形成漆膜,此過程稱為靜電噴漆。物理原理:靜電噴漆是將被涂物當成正極,日常情景下接地;涂料霧化裝置為負極,接電源設置為負極,如此在正負極間能夠形成靜電場。并且在負極附件區域內可以出現電暈放電,在放電地過程中使得涂料內的介質出現電荷的轉移從而帶電,并且進一步實現霧化。根據同性相離、異性相吸的原理,以及帶電介質受電場力影響,涂料跟被涂物形成環抱效果,沿電場線向著靜電噴漆噴過的帶有正電荷的被涂物上,并且分布勻稱且有較強的吸附能力,從而形成一層薄膜。工程應用:根據國內外相關調研結果顯示,靜電噴漆技術作為近幾年內研發出來的技術,它在各種工業內都受到了重視,主要被用來處理產品表面。相比與傳統的產品表面處理工序而言,其發展勢頭如此好,在一定程度上是因為它具有如下幾大特點:1.所需要的涂料很少就能達到想要的效果;2.綠色環保,不僅無毒害,而且在一定程度上能凈化環境;3.能夠使用機器化工作模式,減少人工操作,并且具有高效特征。注意事項:1.工作時安全電壓為小于9萬伏,短路電流為小于0.7毫安,工作運轉時超過安全電壓,對相關工作人員會造成一定程度的不利影響。2.在進行完噴漆工作后,需要馬上將噴槍接觸地面。這樣可以釋放內部的電荷,減少進入到人身體上的電荷。3.為了避免意外短路時產生電火花,在進行工作時要與操作界面保持一公分以上的距離。4.在操作前務必要確認各部分的線路連接正常,一定要注意機殼和工件的接地正常,避免高壓靜電。
(二)生物磁學的應用研究
生物磁學屬于靜磁學中的應用案例。生物磁學是研究生物磁性和生物磁場的生物物理學。生物磁學研究與物理學、生物學、醫學等密切相關,而且在工農業生產、醫學診斷和治療、生物工程等方面都有廣闊應用前景。生物材料的磁性:在對生物大分子的廣泛研究中,發現大部分生物材料具有抗磁性,少數為順磁性,極少數呈現鐵磁性。1.生物材料的抗磁性,表現在生物分子在磁場作用下產生與磁場方向相反的運動,使原來的磁場減弱。一些綠色植物單細胞或者葉綠體放置于磁場中,當葉綠體的平面結構與磁場垂直取向時,分子受到的磁場力最大,與磁場平行時,磁場力最小。2.生物材料的順磁性與其中有過渡金屬離子的成分有關。生物機體內所具有的所有金屬離子中,屬于順磁性金屬離子有八種之余。例如進行氧化輸送的血紅蛋白,進行電子傳遞的細胞色素,DNA分子生物合成需要的核糖核苷酸還原酶等。此外,任何物質受磁場作用都有抗磁性,只不過在順磁性物質中,由于順磁性超過抗磁性,故整體對外表現為順磁性。3.在生物體如磁性細菌、鴿子和個別人體發現有鐵等具有磁性的金屬物質存在,并且對生物體的生存具有重要的意義,能夠讓生物在一定程度上辨識方向,大雁南歸靠的就是體內具有磁效應的羅盤準確的從千里遙途飛回鵲巢。科學家也曾發現在某些人的鼻竇骨的表層下約5μm處有一層鐵質層,據估計與人的第六感覺即磁感覺有關。人體磁場遠低于地磁場,約為10-12T,很難進行觀察和研究,目前主要采用磁屏蔽原理和空間鑒別技術。磁場的生物效應:1.磁致遺傳效應:磁場處理能夠在一定程度上誘導基因突變的現象。如用強度不同的磁場對大麥種子進行處理后,發現DNA合成率下降了,同時在第二代的染色體中也觀測到了畸變。通過對生物基因突變學的相關研究進行綜合分析,一部分生物研究學者認為,磁場對誘導基因突變主要是通過對DNA分子內部氫鍵的作用,使得DNA的結構發生變化,從而影響基因的表達。2.磁致生長效應:磁場對生物生命過程的各個階段各個環節均具有一定的.影響。如一旦磁場的強度超過了1.4T就能夠在一定程度上對細菌生長產生嚴重的影響。此外,地磁場反向時,會導致生物滅絕。3.磁致放大效應:具有低能量的外加磁場,能夠產生具有很大能量的生物效應。根據能量平衡相關原理來講,這是磁場在生物效應中所起的作用,只能看著是起到的激發引導作用,通過其導致生物體內能量短時間內放大化作用。當外加磁場達到最大值時,生物效應就開始出現,隨著磁場作用的增大,生物效應隨之增大,這是一種累積效應。
(三)霍耳效應的應用
霍耳效應是美國物理學家愛德華霍耳1879年發現的,霍耳效應就是把一塊導電板放在磁感應強度為B磁場中,導電板通有縱向電流,這樣,在導電板的橫線兩側面就會呈現出一定的電勢差,所產生的電勢差即霍耳電壓。表達式如公式(1),顯然霍耳電壓跟電流I成正比,跟磁場的磁感應強度B成正比,跟載流子的數密度n成反比。公式不僅揭示了電流與磁場之間的相互作用,而且體現了霍耳電壓與載流子數密度之間的關系。(1)由公式(1)可知,若是金屬導體,導體內部的載流子數密度n很高,霍耳效應很小;而半導體中,載流子數密度n比較低,因此會產生很強的霍耳效應。利用霍耳效應工作原理制備成的半導體元件在科研和生產中都有非常廣泛的應用,主要包括判斷半導體材料性質、測量磁場、測量電流、霍耳傳感器、磁流體發電機和電磁流量計等。1.判斷半導體的材料,根據霍耳電壓的公式,可以通過測量外加磁場中的霍耳電壓來判斷傳導載流子的類型,電子型半導體中的多數載流子帶負電。空穴型半導體中的多數載流子帶正電。兩種類型的半導體相對應的霍耳電壓方向正好相反。因此,通過電壓表的偏轉方向就可以很容易的判斷電子型或空穴型半導體。同樣的也可用來測量載流子的濃度,這種方法廣泛的被應用在半導體摻雜載體的性質和濃度的測量上。2.測量磁場,霍耳效應本質上就是一種電磁效應,原理是在電流垂直的方向上加磁場,這樣,就會在與電流和磁場平面垂直的方向上建立一個電場。所以,可以根據霍耳電壓來測量未知磁場的分布。具體實驗的方法是:將霍耳器件放置在未知磁場的任意位置,然后在磁場中旋轉一周,仔細觀察所測霍耳電壓值的大小變化會由0增加到最大,然后由最大變化到0,當電壓值最大時所對應的磁感應強度就是該點磁場的大小,此時霍耳器件的法線方向即該點磁場的方向。3.量電流,霍耳電流傳感器是一種高性能的新型電氣檢測元件,可以用來隔離主電路回路和顯示控制電路。并且最適合用來測量電力電子設備的過電流或短路保護電路中檢測電流信號,還可以用來進行電流反饋和截流、穩流控制等。4.測量微小位移量,保持霍耳元器件的工作電流不變,使其在均勻磁場中移動,霍耳電壓的輸出值由磁場中的位移量來決定,所以能夠用霍耳元件來測量微小位移量,即霍耳微位移傳感器。該傳感器的優點是慣性比較小、頻率響應速度快、工作壽命較長。霍耳元件還可以用來制備其他類型的傳感器,比方壓力、應力、重力傳感器等。5.磁流體發電機,基本原理就是霍耳效應。磁流體發電機是將物體的內能轉化成電能的裝置,兩平行金屬板之間有一個較強的磁場,一束等離子體以一定的速度噴射入磁場中,正、負離子在磁場力(洛倫茲力)的作用下發生偏轉,然后分別聚焦到兩極板上,這樣兩極板相當于直流穩壓電源的兩個電極。當等離子體作勻速直線運動時,此時,兩板間的電壓值達到最大即電源的電動勢。6.電磁流量計,用來測量導電的液體。將流量計放在均勻磁場中,磁場垂直于前后兩面,當導電液體中的帶電粒子流經管道時,導體的上、下表面會分別帶電,最終達到動態平衡狀態。此時,電源電動勢即上、下兩表面間的電勢差,導電液體在洛倫茲力和電場力這一對平衡力的作用下繼續做勻速直線運動,流過導體管內橫截面的流體體積也將保持恒定。實驗所測的導電液體的流量就是單位體積內流過導體管內橫截面積流體的體積。霍耳傳感器得益于集成電路的發展,并且隨著大規模集成電路和微機械加工技術的發展,出現了三、四端口的固態霍耳傳感器,使傳感器制備工藝從二維平面發展到三維空間,實現了產品的微型化、產業化和實用化。近些年,科學家對量子霍耳器件的研究頗多,相信未來在該領域將會不斷呈現出新的科研成果,更好地為人類服務。
(四)數字全息照相
數字全息照相屬于光學中的應用案例。全息術是利用光的干涉同時記錄物光的強度信息和相位信息,所產生的像是完全逼真的立體三維像,立體三維成像技術能夠從各個角度及細節來反映真實情況,根據實際情況,對聚焦的距離進行調整。數字全息在物理學的各個方面的產業中均的到了不同程度的重視,以及推廣應用。1.數字全息照相的兩個過程(1)波前全息記錄:利用光的干涉記錄物光的相位和強度分布。不同的光波通過激光器后別分割成兩束。一束為物光波,另一束是與物光相干的參考光。通過對干涉條紋所呈現出來的性狀以及密度來了解物光的分布。通過其呈現出的明暗來了解物光的振幅,感光底片將條紋記錄下來,然后經過顯影、定影處理后,就能夠洗出一張與光柵相似結構的全息照片。(2)物光波前再現:用一束參考光照射在全息圖上,類似于光柵發生衍射,衍射光波中能夠體現之前的物光波。由此,當順著物光波進行觀察,即能夠看到具有之前物體所有特點的物體的再現像。2.數字全息照片的四個特征(1)全息照片上的花紋基本在各個方面均有異于被攝物體,但是一旦有相干光束的幫助,物體圖像卻能通過花紋達到如實重現的效果。(2)三維再現效果強,能夠將各視角及細節都呈現出來,同時能夠對比細微的差異。(3)全息圖只要任取其中一小片,同樣可以用來重現物光波。類似于在小窗口觀察物體一樣,仍可以看到物體的全貌。但由于受光面積減少,成像光束的強度也相應的減弱;所以一旦全息圖面積減小,其邊緣的衍射效應更明顯,從而影響像質。(4)同一張照片上可以重疊動態中數張不同的全息圖。曝光后經過處理再現時可重現不同圖像。
三、工程教育在基礎物理教學中的意義
將大學物理基礎知識點相關的事例素材進行歸納整理,同時借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,來將工程技術融入到大學物理課題教學中,會極大的提高學生對自然科學知識學習的興趣。以電學中的電容器為例,工程技術上需要將大量的電荷儲存起來,于是最早的電容器萊頓瓶誕生了。電容器是電子設備中的儲能器件,廣泛應用于電子工藝中的耦合、濾波和傳感等多個領域。微型電容器和超大電容器是目前電容器發展的兩個方向,其中微型電容器是微小型電路板的主要元件,而超大電容器是目前大力發展的新能源汽車等的重要部件。在大學物理《電磁學和光學》教學中,通過借助互聯網時代下快速發展起來的多媒體教學技術,以及在教課書中融入成功的工程技術相關案例素材,將工程實踐融入理論學習中,并且在課堂上已現實案例為基礎來鍛煉學生科技創新能力,加強其創新意識。通過這種教育模式來讓學生熟悉工程應用領域。高度符合在大學物理課堂教學中注重工程教育培養的要求,值得進一步推廣學習深入實踐。
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大學物理論文2
一、學習評價自我意識明顯
學習包括知識的獲得、轉化和評價三個階段,評價是對知識的吸收轉化的一種“查閱”。從調查結果可知,45.3%的學生面對物理學習評價時,更看重自己對自己的評價,47.2%的學生希望教師與學生是相互尊重平等的關系。這說明,一方面一年級本科生的自我意識較明顯,他們隨著年齡和閱歷的增長,已經有自己的判斷能力,不再一味聽從父母和教師;另一方面表明,他們對當前的物理教學環境并不十分滿意。
二、對實現大學物理有效學習的建議
1.加強物理學史教育。物理學史展現了物理學家探索和認識物理世界的現象、規律和本質的歷程,它包含著深刻的物理思想和概念的變革,包含著探索者的思索、創造和艱辛。一方面,鮮活的歷史事件能夠增強物理學習的趣味性,有助于學生理解這門學科,進而對物理學習產生興趣。另一方面,通過對物理學史的學習,學生真切地感知了物理規律被認知的過程,這對他們對物理思想和本質的理解大有裨益。與此同時,物理學家艱辛的探索歷程也可以激發學生學習的積極性,激勵學生養成求真、求實的科學學習態度。
2.加強課堂教學素材數據庫建設。課堂教學是一個個性很強的教學環節,傳統課堂教學往往以教師為主體,教師通過自己的自信和激情感染學生,從而吸引他們的注意力和激發他們的學習興趣。隨著多媒體技術的`發展和普及,面向課堂的素材數據庫建設顯得尤為重要。所謂課堂素材數據庫是指以物理知識點為依托,借助多媒體技術建設而成的獨立文件單元,教師在講解相關知識點時,只需要很短時間把它調出來使用即可。一幅畫或者一段視頻可以將枯燥的公式推導過程變得逼真生動,既活躍了課堂氣氛,又增強了物理學習的趣味性。
3.加強“學生友好型”習題庫建設。教科書是學生獲取知識的主要來源,教科書中的習題可以用來控制學習者的注意力,促進學習者的學習和學習成果的保持。然而國內大學物理教材的習題設置在30多年的時間內幾乎沒有變化,習題功能較為單一,對學生解題指導更是較少涉及。考慮到地方高校低年級理工生物理基礎總體偏差的情況,加強“學生友好型”習題庫建設顯得尤為重要。所謂“學生友好型”習題庫是指擁有數量充足、知識點全面、層次分明、信息豐富的習題系統。首先,題目設置遵循由淺到深、由簡到繁的原則,引導學生循序漸進地掌握物理知識,進而養成正確的思維方式;其次,題目設置體現難度層次,學生在做題之前就能明確任務的難度與性質。通過容易題、中等難度題、難題的設置模式,達到激發學生學習動機的目的;最后,生活實例設置為物理問題,引導學生獨立思考,將物理知識應用到實際生活,解決實際問題,讓學生體會物理知識的魅力和用途。總之,“學生友好型”習題庫建設可以彌補教材習題功能不全的情況,引導和控制學生學習過程,達到較好的學習效果。
大學物理論文3
摘要:中國的教育以脫節為特點,如果說你高中物理學的不好,不會特別影響大學物理。但是大學物理確實是高中物理在各個方面的延伸。不同的專業對于物理的能力要求是不一樣的。高中的物理在教學方面還是不夠嚴謹的,但是不能夠說錯誤,因為都是特殊情況。大學的物理學是真正一般的物理學,現象也從最一般開始,這主要是因為數學工具的應用.這也更加符合物理學的發展規律。
關鍵詞:比較;聯系;區別
真正的物理課程只有一門,那就是《大學物理》,一般情況下會在一年內學完.涵蓋的面積比較廣泛,但是不深入,可以說就是高中的基本知識的延伸,但是角度不同,不能再用高中那種特殊的眼光去分析問題,因為問題在這里變得更加一般。
對于我們這些工科的大學生來講,物理不是一門全新的、陌生的課程,我們從初中開始接觸物理知識,高中又學過三年的物理,這可能有助于大學物理的教學,因為我們已具有一定的物理基礎知識,也可能不利于大學物理的學習,因為大學物理和中學物理在教學方法、學習方法等各方面有許多不同,我們已習慣于中學物理的教學方法和學習方法,已經形成了一定的思維定勢,將對大學物理的教學和學習帶來負面影響,正如俗話所說:一張白紙上好畫畫。所以,盡量做好大學物理和中學物理的銜接教學,使學生盡快地從中學物理過渡到大學物理的學習,是大學物理教學迫切需要解決的一個問題。
我國中學物理教材和大學物理教材是按照物質運動形態從低級到高級的邏輯順序展開,即以力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學的順序排列.大學物理是在中學物理基礎上的高一級循環.是深度、難度的增加;應用數學手段的不同(從應用初等數學到應用高等數學);是由定性分析過度到定量研究;中學階段主要講均勻變化,大學則進入非均勻變化狀態.中學物理絕大部分概念、定律、定理、公式、法則在大學物理中都會再現,所以兩者可比性強.它們之間的這種聯系,要求每一個中學物理老師當講述某一物理概念或規律時,應知道這在大學教材中是如何講的;也要求每一個大學物理老師當講述某一物理概念或規律時,應明確該內容在中學教材中是如何處理的。
一.教材的區別。
從教材的種類來看:中學物理教材種類少,只有必修教材和選修教材二種版式;而大學物理教材種類多,據我們調查,現在各高校比較流行的大學物理教材版式有十多種。
從教材的內容來看:中學物理教材的內容雖然包括力學、熱學、電磁學、光學和原子物理五大部份,但都是五大部份的一些基本知識,而且與數學知識的結合不是非常緊密,物理中要用到的數學知識,學生已在數學課上學過,所以難度較小;而大學物理教材的內容雖然也是力學、熱學、電磁學、光學和原子物理五大部份,但在深度和廣度上都有加深和拓展,而且與高等數學知識的結合比較緊密,大學物理中要用到的高等數學知識,有許多內容學生在高等數學課還沒學過,所以難度增加了。
從教材的編寫體系和書寫風格來看:中學物理教材一般由演示實驗、生產實際、生活經驗等引入相關知識,配有較多的插圖,所以比較形象生動;
二.教學方法和手段的區別。
中學物理由于教學內容少,課時多,所以教學進程相對較慢,老師有時間對內容進行詳細講解、分析,對學生進行提問,并通過課堂演練題目的形式邊講解、邊討論、邊練習,加深學生的理解和記憶,在每一章節或每一部分內容結束后,安排課堂練習或習題課,幫助學生總結歸納本章節的主要內容。大學物理由于教學內容多、課時少,課堂教學的信息量大, 很少有時間進行課堂練習、介紹各種類型的習題, 課堂上以老師講解為主,要使學生當堂理解和掌握課堂內容有很大的困難,要求學生課后自己總結和歸納。中學物理教學,以物理知識點的傳授為主,將知識點講深講透;大學物理教學,以物理思想和知識整體結構講解為主,主要是物理思想、方法的運用。中學物理中的許多物理現象都可通過實驗進行演示,大學物理教學中由于種種原因,基本不使用課堂演示實驗的手段進行教學。
三.教學信息反饋方法的區別。
中學物理老師和中學生平時接觸時間多,學生會隨時隨地向老師反饋有關信息,大學物理老師和大學生除上課外,平時接觸時間比較少,學生平時很少向老師反饋有關信息,并且平時很少進行單元測驗,課堂練習等,只能通過作業得到學生平時的.學習情況,由于部分學生有抄作業的現象,所以這樣的反饋信息有一部分是不真實的。
四. 學習方法上的區別。
中學生,課后很少仔細閱讀教材,課余時間用來完成老師布置的作業外,就是求解大量的題目, 學習的主體意識不強,對教師的依賴性較強。大學生必須做到課前預習,帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點,做好課堂筆記,課后及時復習,總結,做的題目不在多,而在精;要有比較強的學習主體意識。學習方法在大學物理的學習中也是非常重要的,掌握得好,事半功倍;掌握得不好,事倍功半。 1.中學的題海戰術和大學的理解分析大學物理的學習中要注重物理概念的理解和物理問題的分析。物理理論是高度概念化和定律化的知識體系,中學物理由于數學上的局限,很多物理概念無法用數學公式形式表示出來,只能解決一些簡單的問題,稍復雜一點的問題就要設法化為用初等數學可以解決的形式。使得學習的難點在數學技巧上,所以要多做計算練習,熟能生巧。而大學由于微積分的引入,使得各類物理問題大都可用相應的公式形式表示出來, 2.自學和課后復習大學學習也是一個自學能力培養的過程,大學的學習要注重課后復習和自學。中學時往往一個星期只學一個概念,一個公式,老師舉一反三,學生在課堂消化理解;而大學往往是一堂課下來已翻過幾十頁,一個章節同時出現好幾個公式。考慮到大學生應該有一定的自學能力,大學課堂上老師不會再像中學那樣面面具到,只是將問題的重點提出來,也不可能在課堂內消化全部內容,所以課后一定要自習,通過自學,獨立思考,提出問題,才能真正學到知識。如果還像中學時一樣完全依賴老師和課堂時間,勢必會感到力不從心,學習跟不上。從學校到社會就好比一個人學走路。中學階段是老師攙扶著行走,那么大學就是老師在旁看著,提醒你障礙,摔倒了扶起。最終才能走向社會,獨自行走。大學就是這樣一個從依賴走向獨立的過程。在這過程要練習自己走,才能學得更快更好。從中學到大學,不僅僅是學習內容上的深入和發展,更重要的學習方法的學習和練習,是一種思維鍛煉。能否順利地從中學學習過渡到大學學習不僅關系到大學能否學好知識,更重要的是在今后的工作和學習中能否掌握和應用正確的學習方法,處理實際中遇到的問題,適應社會環境,
而大學物理的學習又剛好是處于這個過渡時期,希望本文對這個特殊時期的教學和學習能有所啟迪。
五.學習目的和目標上的區別。
世界是由物質組成的,而物質是在不停的運動;物質的運動形式多種多樣,它們既服從共同的普遍規律,又各有其獨特的規律;對各種不同的物質運動形式的研究形成了自然科學的各個分科,而物理學是研究物質運動最基本最普遍的形式,因而物理學所研究的規律具有極大的普遍性,可以認為,物理學是除數學以外,一切自然科學的基礎,同時也是當代工程技術的重大支柱,物理學的發展是推動整個自然科學發展的一個最重要的動力。
雖然中學物理教學大綱已經明確規定了學習中學物理的目的,但現實中大多數的中學生學習物理的目的是為了在高考中取得好成績,考入理想的大學, 因為目標明確,所以大多數中學生學習比較刻苦、自覺。同樣,雖然大學物理教學大綱已經明確規定了學習大學物理的目的,但現實情形是,剛考入大學的許多新生學習目的不明確,學習目標不確定;一些學生學習大學物理的目標是在期末考試中能夠及格,拿到學分即可;
六.總結
大學物理的目的是解決問題。高中物理只是大學物理的基礎。物理難,化學繁,數學習題做不完。嘴里說的大學物理和高中物理,其實無非都是物理,不過是從淺至深,從易到難。
能不能學好物理,在很大程度上決定于你對物理概念能否理解得透徹,物理概念因其抽象性,總有:“只可意會,不可言傳”之感,比如“能量”、“慣性”等等這些概念,單靠老師的“言傳”并不能傳神地表達出概念的真諦所在,而只有自己做到了“意會”才能真正領略出它的全部內涵,這種“意會”的感覺就只有靠我們對概念的反復分析、琢磨才能體會得到,所謂“師傅引進門,修行在個人”意義正在于此。例如“摩擦力”這個概念,書中是這樣下定義的:“兩個互相接觸的物體,當它們發生相對運動時,就會在接觸面上產生一種阻礙相對運動的力,這種力就叫做摩擦力”,經過分析,我們可首先找出概念中的關鍵字句,“互相接觸”、“相對運動”、“接觸面上”“阻礙相對運動”然后琢磨、體會這些字句的含義。“互相接觸”說出了摩擦力產生的首要條件,并由此可聯想到它與重力、磁力等的不同,但是不是互相接觸的物體就一定有摩擦力呢?顯然不是,一個“當”字揭示出了“摩擦力”的產生必然是伴隨著“相對運動”,那么什么是“相對運動”呢?“相對”二字應該是指這“兩個互相接觸的物體”,由此意識到判斷兩個互相接觸的物體之間是否產生摩擦力的依據應該是看這兩個物體是否發生了“相對運動”而不是看這兩個物體是否發生了“運
動”,“接觸面上”告訴了我們摩擦力產生的位置,而“阻礙相對運動”則說明了“摩擦力”的作用和方向,它的作用是阻礙“相對運動”而不是“阻礙運動”,那么它的方向就應該與“相對運動”的方向相反而不是與“運動”的方向相反,并由此可恍然悟到摩擦力并不總是阻力。經過這樣的反復分析、琢磨,我們對摩擦力產生的條件、位置、作用、方向自然就會清楚、透徹,哪里還會有似是而非之感呢。
大學物理論文4
一、網絡資源的利用使教師備課更加高效
教師備好課是上好課的前提,是提高教學效率的重要環節。網絡無限廣闊的空間為教師的備課提供了豐富的資源,教師可以多方面地汲取知識。教師要想把教材的知識轉化為自己的知識并應用于課堂,就必須充分領會教學大綱的精神,感知教材、理解教材,準確把握教材所規定的教學內容。在網絡上,許多專家和教學名師對物理學科的教學大綱要求進行了深入的探究,對其優點和不足都發表了各自的觀點。通過對這些觀點進行認真的反思,能提高教師對教材的理解和把握能力。教案是教師實施教學活動的具體方案,對上好課具有重要作用。傳統物理教學的教案主要包括知識點的講解、課堂上問題的提出和課后習題的講解。教師課堂拓展性差,教學內容只能局限于課本,無法調動學生學習的積極性。而網絡資源的不斷豐富為教師的備課提供了大量有用的素材。教師通過參考、學習名師教案和相關的資料,使撰寫的教案內容豐富、充實,符合學生的認知規律。這些豐富、有趣的網絡資源可以幫助學生學習,滿足學生自主性學習和探究性學習的需要。網絡資源對教案的撰寫和優化提供了極大的幫助。充分利用網絡資源,不僅能大大縮短備課時間,提高備課效率,而且能優化教學內容,提高課堂教學效果。
二、網絡資源的利用能充分展示物理實驗
物理學是一門實驗科學,其產生和發展離不開實驗,所有的規律和概念都直接或間接來自于實驗。實驗教學和演示實驗是物理教學不可缺少的重要組成部分。實驗教學最大的特點就是生動有趣,利用實驗課可以讓學生記住實驗步驟、理解相關結論、掌握產生結論的過程。學生在做實驗的過程中,不僅能感受到自然科學的神奇,而且能培養學習興趣,便于理解抽象的物理原理。但在普通物理演示實驗中,由于受到常規儀器本身的限制,一部分實驗根本無法做,一部分實驗即使做了,產生了效果,也不如人意。根據現代教育理念和教學要求,可以將多媒體網絡資源模擬實驗室引入課堂,這種模擬實驗化微觀為宏觀、化抽象為形象,可以彌補常規實驗儀器的不足,達到事半功倍的演示效果。還有一些物理實驗的現象很難看清楚,如布朗運動,固體顆粒很小,其運動情況直接觀察是根本看不清的。以往主要借助顯微鏡觀察,教師事先調整好,學生輪流觀察。但由于學生不同,觀察結果也存在差異,導致實驗效果大大降低,還消耗了大量的時間。如果利用課件模擬實驗,展示粒子相互作用的“真實場景”,把微觀世界通過模擬演示清晰地展現在學生面前,學生可以更容易觀察到物理現象。利用網絡資源制作課件向學生進行形象直觀的展示,有利于學生學習和掌握物理規律。當然,網絡不能代替真實的實驗,只是實驗的輔助工具,但在實驗較難完成的前提下卻能發揮出不可替代的作用,達到為教學服務的目的,這種多媒體教學模式對優化課堂教學也是十分有益的。
三、網絡資源的利用能創設生動的教學情境
情境教學是教師在教學過程中,根據學生的知識水平、認知能力和教學內容、教學目的、教學重點、教學難點,有目的地在課堂上創設情境,讓學生在學習過程中身臨其境,培養學生的學習興趣。興趣是人積極探究事物的認識傾向和認識需要的情緒表現,是學習的動力和保障。在教學過程中,教師的一項重要任務就是激發學生的學習興趣,利用網絡資源創設生動的教學情境,讓學生處在模擬的學習環境或問題情境中,從而有效激發學生的學習興趣。
1.利用多媒體素材創設教學情境
多媒體網絡的一大特點是圖、文、聲、像并茂,可以全方位地調動學生的注意力、情緒、情感和興趣。讓抽象的物理概念、難懂的物理過程通過可觀察的畫面、視頻、圖片等,動態地展現給學生,可以讓其更容易理解,同時還能增強課堂教學的活力。例如,在教學“萬有引力定律”時,學生對天體運動的知識一無所知,難以對其形成深入的理解,通過多媒體播放載人飛船視頻和模擬動畫課件,從火箭點火到飛向太空,然后從飛船進入預定軌道做圓周運動再到安全著陸,一一進行介紹,可以調動學生的多種感官,提高他們探究物理知識的積極性和學習熱情,讓他們感受到物理學習的樂趣。
2.適當運用網絡語言激發學生學習興趣
教學是一門語言藝術,無論在教學過程中運用教學方法,教師的講解都是最重要的、最基本的、最不可或缺的。講解依靠的是語言,而語言是思維的表現和工具。有的教師專業知識非常扎實,但是語言表達能力欠佳,自己心里清楚卻講不明白。具有同樣知識功底的教師,如果在講課時吞吐自如、妙趣橫生,則能夠牢牢地吸引學生的.注意力,并引發學生有益的遐想。網絡語言是隨著網絡發展而興起的一種簡潔生動、形象傳神的語言形式。學生的學習生活與網絡密不可分,網絡語言也融入到了學生的日常交談中。物理學語言講究科學、準確、有邏輯性。在物理課堂中可以適當地引入網絡語言,例如,講“磁場”時就可以運用這樣的網絡語言“:明星的‘氣場’你們理解吧,磁場也類似,看不見、摸不著,但是有吸引力。”教師靈活運用形象生動、幽默風趣的網絡語言進行授課,學生會倍感親切、熟悉,聽起來也會津津有味、興趣盎然。
四、網絡資源的利用可以提高學生復習的效率
學習不是一朝一夕的事情,及時復習可以達到事半功倍的效果。物理學復習的主要任務是達到對物理基本概念、規律、物理實驗的深入理解和掌握,從而提高運用知識的技能、技巧,使知識融會貫通。物理知識以章節劃分,每一章節都有自己獨立的體系,又與其他章節相互聯系。物理知識體系龐雜,再加上復習課教學容量大、復習時間緊,在有限的時間里讓學生通過看書復習基本概念、物理規律,只能是走馬觀花,效果不理想。利用網絡資源,下載精品復習課件,并根據課程需要進行修改,通過播放課件引導學生復習,是非常有效的方法。教師在制作課件時,要建立完整的知識結構框架,并將知識點細化,將關鍵詞空出,讓學生通過回憶、翻閱填寫完成。這樣,學生學習的主動性會提高,記憶基本概念也更準確。對物理規律的深入理解,可以通過做實驗進行強化。在復習時,教師要對實驗步驟、實驗現象、實驗數據做進一步的分析,使學生達到熟練運用實驗結果解決問題的目的。對普遍理解不透徹的實驗,可以個別重做,但大部分實驗沒有時間做,只能通過教師“講實驗”或學生回憶進行復習,停留于表象,舍棄了學生的直觀感受。為了提高復習的效率,切實可行的辦法就是利用多媒體技術將實驗過程去粗取精,通過視頻或動畫模擬呈現給學生,或讓學生到網絡實驗室進行不同實驗的再觀察和再操作,比單純照本宣科的復習用時少、效果好。在實驗過程中,教師可以到資源平臺或教育網站上下載教學所需內容,并進行簡單的加工,既可節省實際的實驗時間,又可高效地完成實驗復習課,還能提高學生分析問題、解決問題的能力。
大學物理論文5
1實驗模式的改革
1.1創新型實驗室
創新型實驗室是根據學生不同的認知水平,對其開展相應類型的實驗,包括驗證型、探索型與設計型實驗,不同的實驗類型進行相應的實驗,逐步提高學生的操作能力與思維能力。通過采取科學的方法,鼓勵學生對將要操作的實驗結果進行大膽的猜想并分析產生這個結果的可能原因。這種實驗遵循科學的方法,即學生從實驗開始到實驗結束的分析過程中,可以初步掌握研究問題的基本方法,并提高學生實踐能力、發現與處理問題的能力及綜合分析的能力,更重要的是會使得學生迸發出創造性思維,為學生個性化的培養提供良好的實驗平臺。
1.2如何建設創新型實驗室
建立創新型實驗室以學生為研究對象,從內、外兩個方面入手。從內入手:主要包括8個方面的內容。
(1)教學方法要“開放”:包括兩個內容:一、教學方法要有靈活性。教師通過問卷調查和座談會等形式與學生交流,并找到一種最適合學生學習的教學方法,即一個實驗配套一種教學方法。二、學生要有自主選擇性。對于所有的開放實驗,由專人列出其內容并公布出來。學生根據自己的實驗需求,選擇適合的實驗項目,自己選擇指導教師。促使學生自主學習,提高他們的學習興趣。
(2)實驗教材的變革:以往的實驗指導書,從實驗目的、原理到實驗過程都寫得十分詳細,學生自己不需要思考,按照教材的步驟即可完成實驗,這極大地束縛了學生的思維能力。因此,新的實驗指導書上面只寫實驗目的,實驗器材和實驗意義即可,從根本上迫使學生挖掘自己的潛力和提升思維能力,自主設計實驗過程。
(3)教學方式的改變:如果學生想做的一些實驗項目沒法在現有的實驗室完成,就必須到其它的地方完成實驗。因此新的實驗教學平臺的建立顯得十分必要。在《模擬電子技術》這門課的一些電路圖是可以在網上利用專門的軟件進行實驗,學生自己設計的電路圖,可以利用相應的軟件來檢測其是否正確。所以,在校內建立專門的網絡平臺,來解決實驗室中解決不了的器材問題是非常必要的。
(4)教學組織變化:一、學生可以先進行基礎性實驗,再進行探索與設計性實驗。二、教師也可以根據學生自身專業的不同,選擇不同的科目進行教學,比如電氣工程與自動化專業的學生,可以專門做力學與電磁學的實驗,而光學與熱學的實驗可以選做。
(5)教學內容的聯系:在創新型實驗教學中,教師可以引入《物理學史》的相關內容,即講述前人做經典實驗的過程以及做這個實驗的歷史背景等等。通常學生不理解為什么要做這個實驗,有什么具體意義,不同的實驗內容彼此有什么聯系等問題。在加入《物理學史》的內容后,不僅可以增加了物理實驗的`趣味性,同時也可以使得學生從前人的實驗過程中借鑒他們的實驗思路、實驗方法以及感受前人的智慧火花,更重要的是學生明白了這個實驗的歷史意義,即科學與社會的發展息息相關,使學生懂得獲得的知識要服務于社會。
(6)教學時空上的調整:以教學與實驗同步進行為準,如《電路》實驗課程中戴維南定理的驗證實驗,可以將教學內容與實驗過程同步進行。
(7)教學科目的必修與選修:必修實驗課包括學生在學習文化知識后,進行實驗研究,即對書本當中剛學過的定理進行批判性的研究。選修實驗課包括對全新領域進行新實驗課題的研究。
(8)教學儀器的改革:鼓勵學生進行實驗探究,只要學生能完成實驗,達到實驗目的,學生就完全可以根據自己實驗所需的儀器,自主選擇實驗器材或者在網上購買實驗元件并進行組裝,來完成相關實驗。從外入手:包括兩個方面的內容。
(1)引入心理學基礎:對學生的學習引入心理學的理論,啟發與誘導學生喜歡學習,愛鉆研知識。老師要學會“放手”,給學生營造一種寬松、適宜的學習環境;根據學生的認知水平,教師選擇相應的實驗題目。對于剛進入大學的學生來說,實驗是第一門課程,應該嚴格要求,比如對實驗數據的處理方法、實驗的操作過程等等,以培養出嚴謹、求實的科學精神。
(2)加入教育學的思想:樹立學生的教育主體及終生學習的思想,明白教育的意義,培養與提高自身的創新水平,掌握科學的研究方法和研究過程。
2實驗模式的實施
新的實驗模式會帶來很大的好處,一方面它可以營造激發學生興趣的教學氛圍,學生身處其中會時時刻刻感受到自己是教育主體。另一方面,它也可以逐步調整學生的學習狀態,從不重視實驗到參與實驗,最后到親自動手實踐。與此同時,它也會帶來一些挑戰,正所謂一個硬幣有正面也會有反面。首當其沖的是實驗器材的維修與保養。學生持續不斷地做實驗,器材也會受到損傷,維修費用也成了一個大的問題。其次,人員的安排上,教師不可能每時每刻都在實驗室等著學生做實驗。最后,學生是否會長期堅持下去。針對上述提出的問題,我們必須找到行之有效的方法才能保證新的實驗模式順利實施。根據長期實驗室的教學工作經驗,主要采取五方面的措施,以保障其創新型實驗室的順利建設。
(1)管理制度:一旦新型實驗室創建成功,隨后的問題也會接踵而至,比如實驗室的器材、安全以及實驗指導教師的工作量的增加等問題。因此,要根據教師與學生以及實驗室的具體情況,制定最為適宜的日常管理制度,妥善安排好教師的人員分配、儀器使用等問題。只有解決了這些問題,才能讓創新型實驗室更好的服務學生。
(2)教學開放平臺:前一段時間,遇到一個學生,他想做關于電解的實驗,但不知道在哪里可以做實驗。因此,建立教學信息公開化平臺,在全校網站等相關的地方說明實驗樓各樓層的實驗研究內容。這樣就可以保障學生一有想法,就可以到相應的實驗室去做實驗。同時與其他高校架設起資源共享的橋梁,使得教師與學生利用這個教學資源,同外校的師生交流和相互學習,同時,根據不同實驗項目的難易程度和參與學生人數的多少,設置不同級別的學科類型,真正的形成有一定規模效益的創新實驗教學平臺。
(3)自主選擇性:學校可以把所有實驗教師的個人資料(包括照片、所教科目、研究方向)全部整理出來,同時張貼在實驗室教師公布欄中。學生自己探索或者設計的實驗,以紙質版的形式,粘到相關教師的邊框中,表明學生想讓這位老師指導。學生選定的老師應及時查看實驗的可行性。一旦實驗可行,在約定的時間內,由老師指導學生完成實驗。
(4)教學簽到制與學分管理制:教學簽到制指的并不是學生上必修課的簽到,而是學生自選實驗課簽到的次數。這樣從“制度”上保證了創建新型實驗室的必要性。要是沒有必要的“強制”措施,只有與學生良性互動的主觀愿望和教師的滿腔熱情,而不考慮做實驗的關鍵———學生,就很難讓學生參與其中,激發他們的積極性。因此,開放的實驗項目必須要實行學分制度,一旦學生開放的實驗學分未修滿,則要求他們重修,直到修夠學分為止。
(5)教師隊伍:配備優秀的教師隊伍,一個完善的創新實驗室不僅僅體現在它的設備與環境上,更重要的還要體現在它的師資隊伍以及其它軟件的建設方面,這是作為建設創新型實驗室的關鍵步驟。教師隊伍的建設必須優先考慮建設內容,對于老師教學能力的高低與教師結構的合理搭配,將直接影響創新型實驗室效能的發揮。
3結束語
通過對新實驗模式的改革與創新實踐的研究,其中包括課程安排、教材內容和教學方法的革新以及學生學習心理等方面,最后發現它可以極大地調動學生的積極性和主動性,充分挖掘學生的探究能力和科研創新能力。例如通過對11級物理學采用新模式實驗教學,發現學生對實驗有了比較大的態度轉變,無論是從做實驗的積極性還是興趣等方面,都有大的改變,特別是課外實驗:設計噴霧裝置,學生自己設計實驗,準備器材,完成實驗。新實驗模式對大學物理實驗的教學起著關鍵的作用,特別是對學生的創新能力與動手實踐能力都有著推進作用,為我校舉辦各種大型比賽提供重要保證。
大學物理論文6
摘要:大學物理學蘊含著許多創新思維,培養學生的創新思維是適應社會發展的需求,本文通過分析大學物理課堂的特點,提出在課堂中用直觀演示方式培養學生的形象思維、用公式推導方式培養學生抽象思維,用課堂提問和課后討論方式培養學生發散思維。
關鍵詞:大學物理;形象思維;抽象思維;發散思維
一、概論
物理學是以研究自然界的物質結構、相會作用、運動規律為對象的一門學科,是人類探索自然規律逐步形成的一門學科,古往今來,物理在社會發展和進步中都扮演著重要的角色,最重要是它和生活息息相關,物理的每一次重大的發現和突破都引發了社會的新方向和新領域,從牛頓力學推動第一次世界工業革命,標志著社會進入機械化時代,到發電機和電動機的發明加快了機械能,電能,光能之間的相互轉化,使人們開啟了電氣化時代,再到19世紀量子理論和相對論的產生,是人們進入信息化時代,當今,物理更是現代科學技術和高科技技術的重要理論基礎[1]。物理研究的內容對象從宇宙中的星系、航天、天文到小到肉眼看不到的分子、原子、電子。物理學對化學、地球、經濟、生物、醫學、天文、甚至經濟都起到不可磨滅的推動作用[1]。而物理的每次進步和成果都是創新思維的體現,創新思維是具有開創意義的一種思維活動,是以感知、記憶、思考和理解等能力為基礎,以探索性和求新性的一種高級心理活動,是一種艱苦的腦力勞動。創新思維成果的取得和人們長期的探索、刻骨的專研離不開的,而在思維過程中有不斷是實踐和探索,這又鍛煉了人們的動手能力,素質的磨礪。
二、正文
怎樣在大學物理課堂上培養學生的創新思維且能用創新思維解決問題是個非常值得研究的課題,對此有幾點總結:
(一)直觀演示,培養學生的形象思維物理所分析和研究問題往往很復雜,物理模型對復雜的實際問題進行科學處理,是用一種能發應原物本質的理想物理過程去描述實際的物理過程。形象思維是一種對途經、多回路和非線性的思維方式,可以不借助邏輯程序和經驗積累而透過事物的表象,洞察到事物深層狀態和本質的思維活動形式,為科學方法提供一個清晰的理解,提高科學觀察的效率。形象思維是人的大腦對客觀事物形象規律和特征的反應,是人類通過分析、綜合和現象將存在于人的大腦中的表象加工成新的思維過程。而大學生的形象思維富有創造性,想象是形象思維最重要的形式。大學生處于青春時期,有著超強的想象力,并應用豐富的想象空間有能力參加科研活動,進而培養創新思維。大學物理內容多樣,概念眾多,學生對一些物理現象和規律晦澀難懂。新教學工具和數字技術與網絡的結合是大學物理教學的新技術,為了讓學生直觀科學的了解物理的現象和理論,將演示實驗和現代化教學相結合,大大提高了教學的效率。例如,在講解光的干涉理論時,先用多媒體展示給學生干涉現象,然后可以用計算機程序模擬各種參數變化時對結論的影響,在講動能定理時,提出在落葉飄落的秋天中室外讀書和漫天冰雹在室外看書更喜歡那種感覺,同時在提出問題時用多媒體演示兩種情況的過程和結果,一是引入講解動能和那些因素有關,二是引發學生的興趣,三是學生對問題充滿想象,激發了大家對課堂的期待。經過直觀演示,學生們不僅對物理想象和規律有一定的掌握,而且在演示過程中激發學生的想象思維,是培養學生形象創新思維一種極好的方法。
(二)理論推導,培養學生的抽象思維與形象思維相對即是抽象思維,抽象思維是指人們在認識活動中運用概念、判斷、和推理的一種思維形式,是對客觀現實進行的間接的和客觀的反應過程,屬于理性認識階段[2]。抽象思維遠遠超出感官感知的知識,它是建立在對事物的本質屬性進行分析綜合和比較的基礎上,對事物本質的抽取,使人們認識進入到抽象的規定。抽象思維是人們透過表面現象在認識客觀規律的基礎上科學的預見事物和現象的發展趨勢。學生在認識大學物理現象的本質,物理的推導起著不可取代的作用。為了讓學生理解更透徹,掌握理論的實質性,推導過程要有板書過程。例如在進行剛體轉動慣量的推導時,首先讓學生理解剛體是多個質點組成的質點系,且質點和質點間距離不變,然后讓同學理解剛體轉動慣量的意義及公式,再次進行數學的推導。再如構建薛定諤方程時,第一要讓學生知道薛定諤方程是解決量子體系狀態隨時間變化的問題,第二根據量子力學中的態疊加原理,薛定諤方程必須是線性的,第三薛定諤方程不是推導出來的,而是根據條件要求構造出來的,第四在構建薛定諤方程時要引入算符知識點,并且在構造完后要用例子驗證說明。
(三)課堂提問和課下討論,培養學生的發散思維發散思維是讓人們把創新思路盡可能擴散出去,多角度、多方面、多層次去尋找問題的本質,達到超越原有舊的思路、開拓出新的思路、擴大新視野的目的[2]。它具有流暢性、靈活性和獨特性的特點,流暢性是指思維主體的思想自由發揮,在短時間內生成并表達出盡可能多的思維觀念,消化新的'思想觀念。靈活性是指人們突破頭腦中的思維框架,從某一新的方向重新思考問題的特點。獨特性即是從前所未有的新角度認識事物,提出超乎尋常的新想法,使人們獲得創造性的成果[3]。由于大學物理內容抽象性,有啟發性和包容性及條理性的課堂提問是必要的。提問要緊扣要點和講解的目的性,提問要調動學生的思維并且引導同學突破難點,提高學生的表達力及思維的活躍性。物理學的應用及其廣泛,物理知識應用的提問,應用已經學習的知識解釋或解決日常生活中的一些問題和現象,學生在感受到學以致用的快樂的同時還能激發學生的發散思維。例如在講角動量守恒知識點前,可以提問花樣滑冰運動員為什么沒有外力的情況下可以加速或減速在原地旋轉,學生們不會解釋,進而引出所要講解的知識點,在講完知識點后讓同學利用這次課的知識來解釋前面提出的問題。課堂效果極好,學生在解釋生活現象時又掌握了知識點,進而可以提問直升飛機螺旋槳的問題、貓在空中旋轉落在地上的問題,等等有關角動量守恒的問題。學生從一點思維擴散到面思維,最終達到多層次思維。有了課上的引導提問,課下留一些有創新性思維的題目,學生的思緒萬千,對一個問題提出很多解決方案,各抒己見,還可就各個方案進行討論,找出更優質的辦法與方案,并付諸實踐,有了研究、討論和實踐,學生不僅學到了物理的真諦,更是在學習過程中培養了創新思維。
三、總結
創新思維是適應社會發展的需要,大學物理孕育著眾多的創新思維方法,充分利用大學物理課堂培養學生的創新思維,不僅使學生學到了物理知識,而且在學習過程中培養了自身的創新性。
參考文獻:
[1]王少杰,顧杜,王祖源.大學物理學[M].高等教育出版社,20xx.
[2]陳吉明.創造學與創新實踐[M].科學出版社,20xx.
[3]井永騰.創造學基礎簡明教程[M].哈爾濱工業大學出版社,20xx.
大學物理論文7
1、前言
目前,我國大學生一般在17~22歲之間。學生已經進入青春的中期階段,身體已經基本成熟,并且富有朝氣,充滿活力。大學生的大腦發育在這個階段也已進入成熟階段,能夠承受較大的精神壓力。從圖1可以看出,人類大腦的發展,增長速度最快是1~7歲;12歲時,可以看出基本上達到成人水平;而到20~35歲,人的腦容量達到最高值[1]。在我國,20~35歲這個時期的早期,很多人處于大學時期,他們的注意力和記憶力基本上出現峰值。跟抽象的理論相比,大學生更感興趣的是教師的意見,希望得到教師的建議而非幫助,從而進一步發展連接中學時期的能力。這時的抽象思維已經呈現出其獨特性,他們喜歡用自己的頭腦,透過特殊的眼光觀察世界,并且獨立思考。這表明他們思維的獨立性也提高了[2]。而大學生的抽象思維能力屬于創造性能力的一種,大學階段應是創造性思維培養的最佳時期,創造性能力應屬最強。
2、大學生創造性思維培養方式
在物理實驗中保持主動性強扭的瓜不甜。教學并不是教師一味地進行灌輸,教師應利用個人魅力、先進的教學手段等,改變一成不變的傳統教學方法,使教學充滿趣味,使學生的主觀能動性發揮得淋漓盡致,主動積極學習。只有學生主動學習,學習成績才可以體現出來,思維習慣才可以慢慢發展,才能提高學習能力。近年來,很多高校都倡議:學生必須進行實驗預習。國外很多高校亦是如此。條件好的實驗室,設置有整套的仿真實驗系統,先讓學生通過網絡進行仿真實驗學習,然后進行實物演練。而且,通過仿真實驗系統,對實驗進行預覽。學生傾向于對實驗表現出特別的興趣。實踐發現,經過實驗預習的學生,完成實驗的時間大大縮短,完成效果也比較良好,其動手做實驗的能力也大大增強,這樣更有利于學生創造性思維的培養。學生是不是主動學習了,實驗的效果如何,都可以體現在實驗預習上。沒有經過實驗預習的學生,因為實驗教學很短,他們只能靠教師來幫忙解決問題,無法提高對自主學習的認識[3]。通過課前預習,學生的頭腦中已形成有關實驗模型的粗略圖像,做起實驗來就會顯得胸有成竹、信心百倍。因此,學生在課堂上能夠積極嘗試針對特定問題主動出擊,進而解決問題。在實驗預習過程中,了解實驗的方法不統一,一個復雜的實驗設計,可以讓學生準備幾個實驗方案,以便進行正常實驗。這樣不僅能引導學生敢說敢做,逐漸由灌輸式學習轉變為自主式學習,養成主動學習的習慣,對創造性思維的培養也很有幫助。在實驗過程中,如果遇到查找文獻也不能解決問題,學生在課堂上大膽、勇敢地提出來,然后跟教師、同學一起探討解決之道。逐漸地,學生發現問題、分析問題和解決問題的能力就會得到培養,主動學習的興趣也逐漸形成,還強化了團隊精神[4]。
在物理實驗中提高創造性意識創造性意識是人們建立起來的高度的敏感性和自我意識,自發創造的心理準備狀態,而這種心理準備狀態是以創造活動時的體驗、經驗和創造認識為基礎的。在創造性思維的前提下,既要形成創造性思維能力,又能夠將二者緊密結合。沒有創造性意識,創造性思維活動會怎么樣?可以看出,創造性思維的前提是創造性意識。對于新事物,要有求知的心態,要明白:這是我創新的機會。必須仔細研究,考慮周到,看看它們是不是可以進一步在此基礎上擴展,然后為己所用。要培養良好的記錄習慣,即使知道一些想法可能沒有真正的價值,但這是一種思維訓練。因此,對于自己所未知的知識,只有親身去接觸、探索,才可以讓自己的創造性意識處于一個活躍的`狀態。
根據實踐情況發現:大多數學生在大學物理實驗課堂上沒有做筆記的習慣,也不能主動認真思考并發現問題,有的甚至是發現了問題,卻不敢提出;甚至一些學生幾乎沒有什么新的想法,或者太懶,不愿去想,實驗的創造性意識根本不會體現出來,特別是問題意識。要了解問題就是機會,不應逃避,要勇于直面問題,當成突破的機遇。每次遇到困難,琢磨里面是不是暗藏什么機制性的東西,先記錄,然后提出自己的設想,加以思考,再分析排除,不要輕易放棄。最好問自己:真的不能解決嗎?想放棄嗎?這樣才有助于自身創造性思維的培養。那么在實驗中遇到問題,想要解決問題必須要從問題情境入手,對問題情境加以分析,才能使問題更加明朗化,進而解決。學生必須學會為自己設置問題的狀態,或與教師一起,在其引導下積極融入已設定好的問題情境中,意識到要提高自己的創造性意識,特別是在理解這個問題的方向上,應該是發現問題、直面問題、敢問問題。對在實驗中所面臨的困難、疑惑,一定要問為什么、怎么去做。如在“在電表的改裝與校準實驗”中,學生應該想到:如何知道改裝后的電表是想要的量程?會不會有誤差?誤差來源于哪里?帶著這些問題,首先要明白實驗誤差對于實驗結果的準確與否是一個重要因素,是否理解誤差的來源,能否分析其來源,是本實驗的重點。因此,在實驗過程中必須要了解:
1)用萬用表測量表頭內阻時,萬用表的表筆與表頭接觸不良,導致測量表頭內阻有誤差;
2)電阻的標準值與實際值不符,以及讀數時產生的誤差,會導致改裝表與標準表的級別偏差大;
3)將表頭改裝成較大量程的電流表時,表頭對電流有分流作用,導致改裝表測量值較標準值偏小。
另一個例子是“示波器使用”實驗,有些學生在調校示波器時,可能在示波器上看不到亮點和掃描線,那么就會產生這樣的疑問:為什么會這樣?導致這種情況的原因有哪些呢?亮點和掃描線對于整個實驗來說必不可少,因此,實驗開始前必須要知道可能的原因并知道如何解決:
1)示波器壞了;那就換儀器;
2)光點亮度太暗,要調節亮度旋鈕;
3)有信號加在示波器的信號輸入端,并且信號幅度較大,超出了當前Y軸的量程,使得光點超出屏幕的范圍,所以將電壓擋旋鈕順時針換個較高的電壓擋,或者將信號源移除;
4)水平或者垂直位置旋鈕調整過度,使得光點超出屏幕范圍,這樣就要調整水平和垂直方向的旋鈕到中間位置。
在物理實驗中保持嚴謹科學的態度在實驗過程中,對實驗數據的記錄或實驗現象的觀察,大多數學生忽略了要腳踏實地,保持嚴謹科學的實驗態度,一些學生甚至偽造數據,或者謊報實驗現象,得過且過。對于實驗結果,要求盡量準確,但是實驗過程顯得更加重要,要更加認真對待自己的勞動成果——實驗數據。學生如果發現自己的實驗數據與理論值差別很大,或者與別的同學相差很大,都不要著急偽造,而應該仔細尋找原因,分析是不是實驗過程中哪個步驟出現了問題?或者儀器本身是不是有問題的?要實事求是,要了解實驗總是反反復復,經歷一次次的失敗,才能夠看到成功的可能,或者才能成功。只有經過多次實踐,才可以在新事物、新現象中發現錯誤,才能找到創新突破口,進行創新。因此,每個實驗必須認真對待,培養他們對學習科學嚴謹的態度,這是創造性思維發展的必要條件。實驗后,學生認真書寫實驗報告是非常有必要的,這是從感性觀察到理性知識的過渡過程。因此,學生要正確處理實驗報告的寫作,不僅要真實地記錄觀察到的數據,而且要仔細分析結果,并要在實驗過程中表達自己的想法和思維過程。特別是對數據處理問題的討論,學生應該學會使用先進的技術來處理煩瑣的數據,并學會與實際情況進行比較,誤差出現時,要懂得哪里出錯或出錯的地方。通過深入的誤差分析,一些零散的抽象實驗現象加深到理論水平層面。可見,學生要理解實驗,必須手和大腦并用,測試自己的靈感,并仔細記錄,總結和組織好實驗過程和結果,找到一個新的點,透過現象挖掘本質,使感官刺激上升到理性的高度,達到思維訓練的目的[3]。
3、結語
總之,教師和學生的創造性思維應相互補充。在物理實驗教學中,教師教學用自己的手段和方法,通過發揮個人魅力等,逐漸培養學生的創造性思維;但實驗主要由學生完成,學生要達到實驗教學的目標,需要自己發揮關鍵作用,做自己思想的創造者。因此,在高校大學物理實驗教學中,學生要不斷地激發自己的主觀能動性,以保持主動學習,培養創造性意識,而且必須保持科學嚴謹的態度,從而更好地培養自己的創造性思維。
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大學物理論文8
【論文關鍵詞】大學物理;選修課;素質教育
【論文摘要】大學物理課是高校實施素質教育的一門重要課程。傳統的理工科物理必修課過于強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”、“應用性”,使物理學教育的育人功能不能充分發揮。因此有必要針對非理工科學生開設大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。本文對開設大學物理選修課的教學目標、教學內容、課程體系、教學方式和考核方式進行了分析和探索,有利于高等院校非理工科專業大學物理教學的實施。
在科學技術突飛猛進,人類已步入知識爆炸、高科技和信息時代的今天,隨著我國經濟的發展、市場的繁榮,高等教育面臨著如何適應社會主義經濟建設和社會發展的人才需求這一問題,首先是一個轉變觀念的問題。過去在教育教學過程中長期形成的一種潛意識的觀念,現在已經基本得到澄清,越來越多的人們認識到:大學本科要立足于培養復合型人才,而不是培養專家,本科教育主要是打好科學文化素質基礎,尤其是培養學生自主獲取知識和自我發展的能力。[1]
物理學是各門自然科學的基礎,其研究問題、解決問題的思想方法適用于一切科學研究。正如偉大的物理學家費曼所言:學習物理學,就是要學習怎樣由未知進到已知的科學求知方法,就是要學習如何嘗試和糾錯,就是要學習一種普遍的自由探索的創造精神。大學物理課是高校實施素質教育的一門重要課程。傳統的理工科物理必修課為了培養研究和應用型人才,是為理工科學生后續課程學習打基礎,所以很強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”、“應用性”,并且有統一的教學大綱和采用統一閉卷考試。受此制約,物理學教育的育人功能不能充分發揮。因此有必要針對非理工科學生開設大學物理選修課來彌補普通物理教育的不足。大學物理選修課對體現科學教育與人文教育的融合,特別對提高非理工學生的科學文化素質起著重要作用。
一、大學物理選修課教學目標
大學物理選修課程教學內容并不是理工科物理教學內容的縮減,不能把大學物理選修課程體系當作理工科物理體系的縮影。大學物理選修課的教學目標主要是力圖使學生在有限的時間內了解物理學的基本內容,即物理學研究的是什么;培養學生獨立探求知識的探索精神;提供當代大學生必不可少的現代觀念和思維方式;開拓視野,讓學生了解物理學前沿;了解現代科學技術的物理基礎;了解物理學與社會、環境、能源等方面的關系,物理對人類社會文明的進步有什么貢獻與影響;了解科學家創造性的工作特點和研究方法,獲得科學方法論的教益與啟迪。
二、教學內容和課程體系
針對這一目標,大學物理選修課的教學內容和課程體系應通過身邊的物理、生活中的物理以及工程技術中的物理直到最新科學動向(如高溫超導、納米材料、反物質世界等)導入物理基礎知識,應強調:
1、定性與半定量,對計算能力要求不高[2]
由于非理工科學生的數學基礎普遍不高,因此為了讓此類學生對表現物質世界的運動規律有明確直認識,應采取定性、半定量及適度的定量方法來闡述物理學的概念、理論和規律。注重教學內容中的語言描述,降低物理學科中的定量要求,給出清晰的和較寬闊的物理圖像、科學觀點和思維方法,并注意將研究方法、思維方法滲透其中,以使學生既學到知識又領會了方法。[1]
2、增加物理學史的講授,幫助學生正確理解物理原理和物理概念
每一個物理概念、每一條物理定律的形成都離不開當時的歷史條件,都少不了物理學家的科學思想的邏輯發展和歷史行程。回顧這些物理概念、物理定律的逐漸建立的歷史過程,可幫助學生正確理解概念的內涵,正確運用物理定律來解決實際問題。
3、從哲學角度考察物理學的思想根基古代物理學的理論形態實質上是自然哲學,它是未分化的包羅萬象的`知識體系,把自然界當做一個整體而從總的方面來認識它。從16世紀起,自然科學開始從哲學中分化出來,物理學開始了它的近代發展時期。作為科學的世界觀和方法論,辯證唯物主義哲學在物理學研究過程中發揮著重要的作用。辨證唯物論認為,世界上一切客觀的東西都是永恒的運動和變化的,它從不把自身的理論當做一部不變結論的匯集,而看做是同樣必然地要不斷發展變化的斗爭。這樣的思想貫穿在物理學里,如:物理規律是普適的、場是運動變化著的、物質具有波粒二象性、能流是有方向的等等。
4、物理學方法論
在物理學的發展過程中,無數物理學家對物質世界的物理現象和事實進行科學實驗和科學思維,在建立物理概念、揭示物理規律的同時,逐漸形成了一整套研究物理學的科學思想和科學方法,從而產生了物理學方法論的科學。物理學的方法論是介于哲學原理和物理學理論之間,對物理學探索和物理學理論的建立和發展起指導作用的普適原理。課程中應向學生介紹研究物理學的行之有效的科學方法,如觀察和實驗、科學的抽象、理想實驗的方法、類比的方法、假說和模型的方法、歸納和演繹相結合的方法、數學公理化的方法等等,培養學生多維化、系統化和信息化的科學思維方式。
5、內容廣而新
覆蓋面要廣,除了介紹物理現象、物理規律的產生、發展、應用,更要闡明物理規律之間的相互聯系、物理學與其它學科的交叉發展和物理規律在生產實踐、生活實際和科技革命中所起的重要作用。當今世界科學技術迅猛發展,信息量擴大,知識更新速度快。物理學在近代發生了重大革命,出現了許多新的技術科學,并在實踐中獲得了重要應用。因此課程要充分體現近代物理學的內容以及當今某些物理前沿內容及其重大應用,以便學生對最新的物理學理論、應用及科技發展動態有一個全面的了解,這對學生的知識、能力、素質的培養來說,是十分必要的。
三、教學方式與考核方式
1、教學方式
大學物理選修課不是進行系統的物理學理論知識學習與研究,而是從欣賞的角度,以科普的形式,力求輕松、有趣,側重身邊物理、生活中的物理及趣味物理,以消除學生的恐懼心理,這樣學生漸入狀態,學習的興趣和主動性會被激發和調動起來。在教學安排上,可以不強求系統性,不嚴格遵循物理學發展的順序,而是根據一些起源于物理學、現在已滲透到各學科甚至人文學科的概念、方法和技術開設若干專題講座,如航天技術、能源技術、信息技術、材料科學、物理學在醫學中的應用、地球系統、環境科學等。[3]
大學物理選修課的主要對象是非理工科學生,不需要講授繁瑣的理論推導過程,故傳統的“邊板書、邊講授”的方法不適用,而應盡量多地采用多媒體教學手段[4]。教師要花費大量時間學習和閱讀文獻,收集和制作課件、圖片、flash動畫、音像影視資料,做到音像圖文并茂、生動直觀、引人入勝地傳遞教學信息,以便取得較好的教學效果。
2、考核方式
與強調“理論性”、“系統性”、“邏輯性”的理工科物理不同,大學物理選修課可以不采用解題、統一閉卷考試的方式來考核學生的學習情況,而可以采取多元化的考核方式:讓學生查找文獻撰寫專題論文;撰寫讀書報告、課程心得體會;由學生獨立完成演示實驗或自我設計探索性實驗;甚至分組研討某些物理問題或口試答辯等等[5]。
物理學是研究自然界最普遍規律的科學和最成熟的自然科學。當今世界科學技術以前所未有的速度發展,不同學科、不同專業領域相互交叉、相互滲透和相互融合的趨勢更加明顯。這要求課程結構要趨向綜合化,文理要相互滲透。開設大學物理選修課可以彌補普通理工科物理教育的不足,對非理工科學生融合自然科學與人文科學的知識結構具有啟迪思維、萌生感悟、提供思想方法、樹立創新精神和提高科學文化素質的促進作用。
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大學物理論文9
1.物理科研應用于物理實驗
1.1教學內容
物理實驗的內容通常比較簡單,但是步驟繁瑣,導致學生不僅不重視,更不能在教學過后得到知識上的收獲。此外,一些學生有這樣一種觀念,就是物理實驗內容與自己的專業及未來從事的行業,甚至是生活都沒有關系,因此沒有必要學好。在這樣一種趨勢下,物理教學必須進行改革,如何引起學生重視,提高學習興趣成為改革重點。如果在物理實驗中刪減不必要的內容,合理增加新的實驗項目,將科研項目融入其中,那么教學過程中就會涉及一些國際上的前沿知識,既能保持物理教學實驗的先進性,又能改進教學內容,更能夠吸引學生關注,從而提高學習熱情。
1.2教學方式
傳統的教學方式易使學生被動學習,我們應該注意將被動化為主動,只有這樣才能達到教學目的。因此,在學生圍繞科研項目展開研究時,老師主要負責引導和指導實驗,讓學生主動參與實驗設計,積極思考。通過學生在實驗目的、實驗方案、實驗結果各方面全程參與,提高他們的學習積極性。此外,在將科研項目融入教學中的時候,可以引入一些目前還有待爭議的問題,引導學生逐漸進入自己的研究中,拓展學生研究探討的深度和廣度,這樣能有效激發學生學習興趣,提高其解決問題的能力。
1.3教學設備
實驗教學中存在一個問題,就是科研設備的利用率一般不高,設備更新換代快,學校資金又有限,部分高校可能還存在資金短缺的問題。因此,如果能夠實現實驗教學的設備資源共享,則既可以避免設備使用資源的浪費,又可以改善實驗教學的資源落后或短缺現象。
2.大學物理中引入物理科研的優勢
2.1提高學生的學習興趣和學習效率
在大學物理教材中,有很多物理定律和物理公式,教學過程中理論性太強、與實際結合不夠緊密致使物理教學顯得枯燥、乏味和難以理解。大學的物理課程無法將知識和實際生活、經濟效益聯系起來,因此,不少同學認為學物理沒有用,進而失去學習興趣,即使學習也只是被動和敷衍的,目的是通過考試。這顯然與教學目的背道而馳。作為研究,前沿和最新的'進展是一定會涉及的。例如物理研究中的核能技術就是目前的最前沿最尖端的高科技范疇,在這一領域內,相關課題非常之多。舉一個例子,相對論是物理學中最偉大的理論,關于相對論,至今人們都還在不斷研究。拿最簡單的公式———愛因斯坦的質能方程來說,單講理論明顯會枯燥乏味,如果引入相關應用如原子彈等,則又顯得離現實生活太遙遠,仍然難以讓人理解。雖然原子彈是利用核裂變產生能量,但是學生并不僅僅想了解這些。如果做相關研究的老師闡明原子彈這種原理是如何實現的,比如什么是反應堆,什么是加速器,再結合形象的圖畫和二戰中有關故事講解,等等,就會激發學生的好奇心,提高學習興趣。物理的科研實驗能夠開闊學生的眼界,增長他們的見識,充分滿足他們對新領域的求知欲。
2.2改善教學師資隊伍的整體水平
很多老師教學多年一直使用一本教案,雖然教學經驗豐富,基礎知識扎實,但是嚴重與物理學科的發展脫離。殊不知知識也是要不斷更新的,一味地啃老本只會不斷落后于人。教師應該首先提高修養和自身素質,方能滿足教育對老師的各方面的要求。物理教師也應該在具備基礎知識的儲備后,自主地學習當今世界物理學科發展的最新進展,提高自身專業知識水平。這樣,在教學中還能將最新進展貫穿其中,使學生的積極性和教育教學質量得到提高。同時,教師的職責不僅在于傳授知識,還在于讓學生學會自己學習和探索新的知識。如何學習比學習本身更重要,在教學中,將物理科研這種帶有研究性質的內容逐漸融于課堂,把灌輸式教學變為引導式教育,能夠幫助培養自主學習意識,提高思維能力。
2.3發展學生的創新能力
傳統的灌輸式教育使學生學習極其被動,在物理實驗中也是照葫蘆畫瓢式地完成實驗。由于科學研究就是不斷創新的過程,因此科學研究應用于物理教學中無疑是一種培養創新能力的有效途徑。在教學過程中,給予學生參與科研的機會,指導學生大量閱讀有關文獻和綜述,體會實驗過程,學習科研方法,鼓勵學生做成果展示,發表自己的意見,這些都能夠使學生對課程的理解程度進一步加深,使創新思維得到很好的培養。
3.結語
將科研項目融入物理教學中,以此推動教學質量的提高,這種教學方式被用于部分高校的物理教學中,并取得了一定效果。為了使教育資源得到充分利用,我們需要對高校相關的實驗和科研進行資源整合,豐富學生的科研項目,創造良好的科研環境,引導他們參與到科學研究的創新活動中,從而改善教育教學質量,為社會培養更多人才。
大學物理論文10
1大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究的內容
大學物理設計性實驗的內容一般由以下幾個方面組成:學習態度、合作精神、探究能力、社會實踐和交往能力、收集和處理信息的能力、實驗態度與習慣、實驗設計與操作技能等。這些評價項目是在學生從事具體的設計性實驗過程中表現出來的,可以將這些內容與具體的實驗課題要求進行整合,確定具體的、可供操作的指標體系。第一個維度是知識與技能,主要涉及學生在設計性實驗開展前對大學物理基本概念、原理和方法的掌握程度,對大學物理實驗常用儀器設備的操控能力和對大學物理實驗常用實驗方法的運用能力。第二個維度是實驗過程要素,主要涉及行為素質和基本的發展狀況。
a.實驗題目或實驗目的的選擇和確定情況。要使大學物理實驗項目或實驗目的的有意義。
b.實驗方案的制定狀況。學生制定具體設計性實驗方案的能力、實驗方案本身的合理性程度、實驗方案的具體化程度等。
c.實驗過程中的具體行為方式。學生在實驗過程中的具體行為包括:操作的合理性、思維方式的多樣性、參與實驗情境的深度、文獻資料和具體背景材料的搜集情況等。
d.實驗結果的總結情況。學生要及時的評價的實驗報告、論文、成果或研發產品的質量等。第三個維度是實驗過程中學生的態度和情感發展。主要涉及行為所反映的情感、態度和價值觀的發展狀況,包括:學生參與活動的主動性、積極性和創造性狀況;學生在活動中的合作精神;學生各種良好思想意識的發展狀況,如環境保護意識、社會責任感、服務意識、安全意識、效率意識等。
2大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究的.內容的實施方案
大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究的內容評價的方案制定包括確立目標,科學選擇內容、設計工具、靈活運用實驗方法等環節。這些環節相互之間既緊密聯系又相互制約。明確目標和內容是選擇實驗方法的基礎。籠統或瑣碎的實驗標準將不利于數據和資料的收集,而沒有準確、有效的數據,就不可能達成正確的實驗結論,從而影響實驗的反饋以及最終合理改進建議的提出。必須針對不同的實驗項目選取恰當的實驗方式方法,并利用反饋意見改進實驗設計,促進學生綜合實驗素質的發展。其最終目標是學生在進行實驗活動過程中逐步生成的。必須針對不同的實驗項目選取恰當的評價方式方法,并利用評價反饋改進實驗設計,促進學生綜合實驗素質的發展。根據大學物理設計性實驗課程的價值追求和課程特點,大學物理設計性實驗多維度評價的目標包括知識與技能,過程與方法,情感、態度和價值觀3個維度。
2.1收集、分析和處理信息。學會收集信息的各種基本方法,嘗試運用調查、考察等方法及利用圖書館、網絡等基本信息工具;能夠對收集的信息或資料進行初步分析和處理;能夠在團隊中進行信息交流。
2.2問題解決。學會自主提出問題、制定解決方案,并通過實驗過程驗證方案的合理性;開展問題探究,嘗試探究活動,體驗探究過程;提出問題解決的策略。
2.3動手操作。計劃和組織一個實驗項目的實施;嘗試運用已有的儀器設備或通過改造或自制設備完成實驗項目;具有基本的信息操控技術和素質。
2.4表達與交流。能夠自主地與指導教師或專家進行聯系,并學會在實驗中自我管理;能夠以書面和口頭等不同的表達方式,表述實驗的結果、體會或思想情感;學會結果分享。
2.5情感、態度與價值觀。養成參與意識、服務意識、合作意識、環保意識、效率意識、安全意識、科學精神、創新意識;形成社會責任感和義務感,形成負責任的工作態度和生活習慣。
3大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究的內容的啟示
3.1在實驗過程中進一步認識實驗設計體系的重要性。在實驗過程中發現了許多大學物理設計性實驗課程實施中的問題,比如指導教師學科分工的問題、實驗過程中教師的指導問題、實驗過程中資料的規范性問題、指導教師的培訓問題等,這些問題都要在今后的教學中進行整體規劃設計和落實。
3.2實驗指導教師在測評過程中得到培訓。在實驗教學中,教師的指導往往過于寬泛,針對性不強,缺乏具體的指導行為和指導規范,部分教師不明確自己在指導實驗過程中的具體指導任務有哪些方面,因此指導方式、指導行為存在著一系列問題。實驗指導教師在評價過程中進一步了解了實驗教學的目標和要求,對指導學生實驗有了更深刻的認識。
3.3學生實驗素質得到了全面發展。大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究提高了學生合作意識。在大學物理設計性實驗實施過程中,增多了學生之間的交往合作機會,實驗時,學生分工合作,在團隊中學會與人相處,發展協作素質;增強了學生的自信心,大學物理設計性實驗開放的教學方式;培養了發現問題、解決問題的素質,激發了學生的創新潛能;同時也激發了學生關注生活的熱情設計性實驗的開展密切了學生與指導老師的聯系,激發了學生關注生活的熱情。
4結論
大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究是應用型大學本科物理課程今后發展的必經之路。這種親身實驗,接受知識的方式,不但能夠幫助學生更好的掌握該門課程的內在精華,還能在一定程度上培養學生的學習興趣,發掘學生的潛能和創新能力,大學物理設計性實驗體系設計與實踐研究必然會對培養優秀的物理人才方面發揮巨大的作用。
大學物理論文11
摘要:大學物理演示實驗是輔助教學的重要環節,為了保障其更好地發揮輔助作用,需要對現有的實驗操作方法與應用策略進行適當的調整與創新。本文以“大學物理演示實驗的創新”為主要研究對象,分別從五個方面論述了具體的創新策略。本文研究的目的在于,能夠從策略創新的角度,為傳統大學物理演示實驗的過程注入新的元素。
關鍵詞:大學物理教學;演示實驗;教學策略創新
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:20xx-9214(20xx)06-0085-01
演示實驗作為大學物理教學過程中最為直觀的教學手段,其對于知識的傳達和學生觀察能力的培養及思維能力的提升都具有非常重要的作用。隨著當今社會科技的快速發展以及教學觀念的不斷變革,就這一環節進行必要的調整與創新,使之更好地服務于教學設計,已然成為目前大學物理教學過程中的重要議題。
一、更新認知
物理知識緣起于各種物理現象,而基于對物理現象直接觀察所得出的對于物理學習的過程,將更有助于學生對于知識的內化與吸收。但是現階段,很多大學在進行物理課程設計和教學時長的安排上,受制于課時以及教學資源,故對物理演示實驗的重要性缺乏認知,認為其可有可無。甚至于將大學物理本身演變成純粹的理論講授課或者以多媒體技術來代替演示實驗的環節,筆者認為這種思想上的偏見是十分不可取的。演示實驗不僅能非常直觀地增加學生對于知識的認知,同時對于提升課堂氣氛,維持學生對于課堂的關注度都具有非常明顯的效果,但是當這種認識不到位時,其作用與重要性便成為無稽之談。
二、構建資源共享平臺
筆者在這里所提到的構建資源共享平臺中所謂的“資源”主要指CAI演示資源,且以各類演示實驗視頻資源為主。日益發達的網絡技術和計算機應用技術促使不同學校、不同地區,甚至不同國家都可以共享網絡資源,這便促使演示實驗教學各種資源的共享變成可能。通過CAI資源的共享,教師之間不僅可以互通有無,還能節省大量的時間與精力,在更廣闊的網絡世界中汲取服務于教學的優秀資源。鑒于此,高校一方面要構建資源共享平臺,另一方面要基于先進的共享意識,促進不同教學資源以及師資力量之間的對話與交流。同時本地教師也可以將自己所制作的CAI資源進行上傳,聽取其他優秀教師的點評與意見,從而在以后教學的過程中能夠容納“不同的聲音”,促進本校大學物理演示實驗教學走向更為理想的發展方向。
三、將演示實驗納入考評體系
要想讓大學物理演示實驗徹底流程化、規范化,除卻提升教育工作者對其的重視程度外,將其納入到考評體系當中也有益于其的發展。因為無論是傳統的演示實驗教學,還是制作CAI資源,都需要教師花費大量的時間與精力,尤其是在一些教學條件有限的城市和地區,教師為了完成整個實驗過程,需要在課前安裝調試設備,這些都屬于非課堂時間的勞動,如果不能將其納入到教師的考評業績當中,對于教師的工作積極性無疑是一種戳傷,甚至是否定。因此將該環節納入到考評體系,不僅是對教師辛苦付出的一種肯定,同時還能提高其工作積極性,對其起到鼓勵和支持的作用。
四、創新管理機制
演示實驗過程需要大量的器材,如果管理機制不夠完善,或者說根本不存在管理機制,那么整個演示實驗的流程就不容易得到充分的保障與實施。鑒于此,筆者認為應該對現有的管理機制進行創新,或者重新建構。一方面對演示實驗當中所涉及的器材的使用、借用、損壞或丟失情況進行詳細的記錄,以便隨時對其進行不重合更新;另一方面要對大學物理課程當中涉及演示實驗的章節與具體內容形成詳細的記錄表格,上傳至網絡,包括對演示教室、器材以及其他資源的`使用和占用情況,以方便教師隨時查閱信息,進行必要的預約、安排和統籌。
五、創新演示模式
為進一步提高教學效率,提升課堂教學效果,筆者認為大學物理演示實驗的過程可以進行適當的模式創新,改變學生基于傳統演示過程而產生的一些倦怠感和過于熟悉所引發的興趣匱乏狀態。首先,增加學生互動參與的因素,變傳統“表演式過程”為“互動式過程”。教師可以讓學生親自參與實驗的演示過程,以單擺周期演示實驗為例,教師可以讓學生在演示之前推測與單擺周期相關的因素,然后在進行演示實驗的過程中,讓學生一邊實驗一邊記錄其觀察的結果是否與之前的推測相符合,然后引導學生講解并得出相關的結論。整個演示的關鍵在于不僅要讓學生“看”,還要讓學生“想”———演示實驗的關鍵并不在于演示,而是希望通過“演示”這樣一種行為,激發學生有關物理現象更多的思考。其次,在演示過程當中融入多媒體設備或現代科技因素,放大細節,將“小演示”變為“大演示”。有些物理演示過程存在著大量的細節,并不利于坐在后排的學生進行觀察,因此教師可以利用投影設備將實驗細節進行放大,讓演示過程和多媒體放大過程同步進行。這樣做不僅有益于學生觀察,還在無形當中突出了實驗的重點,凸顯了演示的目的,提升學生的注意力和集中力。以上五點是筆者基于目前大學物理演示實驗進行創新的一些觀點與思考,其中有些是基于目前大學物理教學現狀所提出的一些針對性的建議,有些只是現階段筆者所提出的一些構想,能否實現還取決于高校本身建設規劃程度。筆者認為,我國目前的教育事業整體處于快速發展的前進狀態,對物理演示實驗進行創新本身就是一種與時俱進的行為。這種順勢而為的發展與變革,是否能夠對大學物理教學產生真正意義上的輔助性作用,關鍵就在于學生由此產生的實際應用能力和對知識的掌握程度,而這也需要全體教育工作者在不斷觀察、需要把握的共同努力。
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大學物理論文12
1高中物理新舊教材的比較
選作比較分析的新教材是《普通高中課程標準實驗物理教科書》,此教材是20xx年人民教育出版社出版;舊教材是《全日制普通高級中學物理教科書(必修)》,此教材是經全國中小學教材審定委員會20xx年審查通過,人民教育出版社出版.
1.1整體結構
模塊式的結構設計是高中物理課程變化最為突出的特點,新的高中物理課程由12個模塊構成,其中物理l和物理2為共同必修模塊,其他為選修模塊.學生在學習2個共同必修模塊后,可以在選修1、選修2和選修3系列中任選一個模塊學習[6-9].
1.2教學內容
新教材較之舊教材主要有三方面的變化:(1)章節順序不同.例如:舊教材第一冊章節順序是“力”、“直線運動”、“牛頓運動定律”、“物體的平衡”;而新教材必修一是“運動的描述”、“勻變速直線運動的研究”、“相互作用”、“牛頓運動定律”.這種順序安排使學生感到困難的受力分析內容移到運動學之后,此時學生的學習能力已經有所提高,難度相對降低.(2)新教材按知識內容整合模塊化.如舊教材第二冊中的電磁場單獨構成選修3-1、3-2模塊;舊教材第二冊分子熱運動、能量守恒、固體、液體和汽體構成選修3-3模塊;舊教材第二冊中的動量守恒和第三冊中的近代物理部分構成選修3-5模塊;新教材把機械波由第二冊移到選修3-4模塊,并把幾種形式相同而實質不同的波動——機械波、電磁波和光波進行類比,有利于學生加深對波的理解.(3)刪舊增新.新教材在系統地介紹物理基本知識的同時,刪減了一些“難、偏、舊”的知識,新加了與實際聯系比較大的內容.如選修3-1中增加了“邏輯電路與自動控制”;選修3-2增加了“傳感器及其應用”等.
1.3教學要求
高中實行學分制,選修內容不要求學生全部都進行學習.知識結構上以定性分析為主,定量分析為輔,省去復雜的公式推導和數學計算.如在選修3-3中,對理想氣體狀態方程也沒有了定量計算;在選修3-5中,僅僅對動量和沖量有要求定量計算,其他內容都只是要求定性了解.新的高中物理課程在結構上更重視共同基礎,同時體現課程的選擇性,針對學生的興趣與能力,設計供學生選擇的選修模塊,以滿足學生的不同學習要求,促進學生自主學習,并對舊教材進行了刪減.這些變化在一定程度上影響了物理知識的系統性和連續性,這直接導致了學生進入大學后在物理知識基礎上存在差異,進而在大學物理教學過程中出現中學物理與大學物理知識銜接問題.如有關動量的內容從必修移到了選修模塊3-5,沒有選修3-5的學生就會覺得質點力學這部分內容比較難學[6-9].
2大學物理與高中物理知識點的比較與銜接處理
要做好大學物理與中學物理的順利銜接,首先要了解中學物理教學內容和教學情況.哪些知識是要求學生熟練掌握的,而哪些內容只要求了解,以及大學中出現的知識點在中學學到了什么程度,尤其要正確處理好與高中物理的關系,使大學物理教學內容有適當的深廣度,盡量避免內容的重復或知識跨度太大.
2.1針對高中“重復知識點”,提高教學內容起點,做到有繼承有發揚
力學是大學新生入學后首先學習的內容,對于這部分內容,高中接觸的`知識點很多,如質點、參考系、加速度、牛頓定律、功、動能定理等;電磁學中,高中接觸的知識點也很多,如電場強度、電勢、磁感應強度、電磁感應等.對這些熟悉的知識點,要提高教學內容起點,重視物理學的思想、研究方法和基本精神[10-13].如對加速度的講解,大學物理與中學物理是有區別的,中學教材加速度的定義為:tvaΔΔ=,加速度是矢量,在直線運動中,如果速度增加,加速度的方向與速度的方向相同;如果速度減小,加速度的方向與速度的方向相反.而大學教材中:質點在運動時,速度的大小和方向都可能變化,因此引入加速度這個物理量來描述速度的變化.質點在Δt時間內由A點運動到B點,速度由Av變為Bv,速度增量為BAΔv=vv,則質點的平均加速度定義為平均加速度只能粗略描述Δt時間內質點速度的變化情況,如同討論速度時的情況類似,當把Δt→0時,平均加速度的極限值叫做瞬時加速度。加速度概念的講解,大學與中學有較大的不同,微分極限思想的運用使概念的引入更嚴謹,這正是微分思想和極限思想的精髓之處,通過微分極限思想順理成章地將平均加速度遷移到簡單的瞬時加速度,從而在思維上形成一個系統框架,就是如何將“平均”的問題遷移到“瞬時”的問題上.大學物理從質點運動學到剛體轉動,從功到能,從電場到磁場,都要用到微分極限思想來定義物理量,所以要盡快地讓學生理解和掌握微分思想.
2.2針對高中“未學知識點”,重在建立信心
對于高中物理未提及的知識點,在大學物理教學中,要結合學生的原有知識結構,在此基礎上找到新舊知識間的聯系,從而減少學生的畏懼心理,使學生建立學好大學知識的信心.由于選修3-5屬于可選內容,對中學沒有選修此內容的學生來說,開始學習剛體、角動量、角動量守恒等概念,一時難以適應,認為大學物理難學.因此,對這部分內容,大學物理課應該降低難度,可以通過增加演示實驗、播放視頻等教學方法,提高學生的學習興趣,提高自主學習的能力.如在講角動量守恒一節時,先播放一段花樣滑冰運動員的視頻,讓學生觀察滑冰運動員肢體的變化,并設置疑問,當講解結束時引導學生解釋這一現象.通過這一過程,不僅活躍了課堂氣氛,也增加了學生的興趣[14-15].高中物理與大學物理是先行課與后續課的關系,只有大學教學和中學教學加強了聯系和溝通,做好銜接教育,才能使物理的教學更具現代化氣息,更能理論聯系到實際.大學物理教師要深入了解中學物理《新課標》的要求,在教學內容、教學方法和教學要求等方面做好銜接和發揚.
大學物理論文13
1利用互聯網技術,豐富大學物理探究式教學資源
獲取網絡信息資料,充實探究式教學內容。在物理探究式教學中,可以挖掘互聯網上資源,對每個探究式教學專題建立資料庫,一些資料供課堂探究式教學使用,一些資料讓學員課外自主學習。同時從國外網頁尋找下載信息資源,設計成探究式討論題目,減少與國內教材內容重合;還可以把網上國外學生大學物理相關課題研究發表的優秀論文推薦給學生。許多物理類網頁上的內容都可以作為現有教材的補充。例如,在相對論教學中,可以從數字化期刊中獲取最新研究動態,提出探究式問題,豐富學生對相對論的理解,而且相對論知識在生活里的實際應用也成為相對論理論正確性的有力支撐。同時,老師可以提供網址,要求學生課外提前閱讀有關的資料,為探究式教學提供素材。下載物理教學軟件,提供豐富多彩的教學手段。國內外的物理老師已經在物理教學軟件開發方面做了許多的工作,他們很樂意與同行分享成果。網上有免費下載的物理教學軟件,其形象生動的揭示物理過程、引人人勝的動態畫面,是傳統教學手段的有效補充,為開展探究式教學提供了場景。借助這些軟件可動態揭示物理過程,反映微觀現象,加深學生對物理本質的理解。應用這些教學軟件,豐富探究式教學手段。
網上互動,延伸物理教學研討時空。充分利用網上資源,鼓勵有條件的學生參加物理學習電子論壇、閱覽物理學發展動態方面的論文、參加研討活動,引導他們進入虛擬的物理教學課堂,開展網上交流,研討問題,拓展視野,提高知識運用探索未知物質世界的能力。跨國思想交流,促進物理探究研究。網絡世界很精彩,老師可以閱讀或下載國外教學研究期刊、參加跨國物理教學研究討論小組,縮短與國外物理老師在時空上的距離,緊密跟蹤國際物理教學發展最新動向,學習和研究新的探究式教學理念、教學思想和教學方法,了解國外在互聯網、計算機方面用于物理教學的情況。實際上,越來越多的國內大學物理老師積極地參與網上物理教學研究的交流討論,有的老師在網上物理教育電子論壇撰文發表物理教學改革的工作,介紹大學物理探究式教學體會文章,極大地促進了老師物理教學的國際交流。
2利用網絡資源開展物理探究式教學需注意的幾個問題
引導學生掌握互聯網的`使用技巧。學生對上網和計算機還是比較熟悉的,但主要還是定位于娛樂方面的。作為基礎課,大學物理課程一般在一二年級開設,學生還不完全能熟練地使用互聯網開展學術性工作,很有必要指導學生了解互聯網的使用技術,例如:如何利用搜索引擎查找自己研討的物理專題需要的信息等。一旦掌握了檢索方面的技術,學生們就能自由馳騁在信息高速公路上了。推薦、介紹恰當的物理站。面對網上如大海般浩瀚的信息資源,同學們還不知道如何選擇。老師的推薦指導可以幫助學生提高上網學習效率,但要根據學生的基礎推薦有切合現實的網站。為了激發學生學習物理興趣,可以先將部分精彩物理網站內容,在課堂教學上展示出來。當同學們感覺興趣盎然之時戛然而止,再告訴他們在哪些網站可以找到。好奇心和興趣會使他們主動去獲得知識,也可以讓學生交流自己尋找到的精彩大學物理站,提升他們更好地獲取和利用網絡資源的能力。布置探究性學習任務,引導學生熟悉網上圖書館。國外著名大學老師常常給學生布置學習任務和研究課題,牽引學生在網上圖書館自己查閱收集資料,做學習和研究報告,提高學生的自主學習能力,這也是探究式教學的基本要求。
愛因斯坦曾經說過:“知識有兩種,一種是你知道的,另一種是你知道在哪里能找到的。”后一種由于學生能享有的學習條件有限和教師的教學理念,在我國傳統的物理教學中一直沒有受到重視。現如今,互聯網的普及和大規模運用為我們提供了有效解決辦法。例如,可以讓學生寫一篇有關相對論研究報告,由于不同學生的關注點不同,那么作業的結果會精彩紛呈。有的可能會寫相對論的發展史,有的可能會寫相對論時空觀及在現代航天領域的應用,有的則可能闡述目前人們關于相對論不同觀點的爭鳴。利用網絡世界強大的交互性,凸顯學生物理探究式學習的主體性。互聯網是一個知識的綜合體,網上有各類學術專題討論區的論壇,各個論壇涉及的主題和專業方向范圍各有側重。鼓勵學生個性化發展,選擇自己感興趣的物理領域主題論壇,參與討論,發表意見,提出問題,尋求幫助,在思想交鋒過程中激發靈感,進行跨越時空、跨越文化的交流,這為培養學生的創新思維創設了有利環境。
3強化老師自身素質,建立一支開展大學物理探究式教學的教師隊伍
3.1更新觀念,創建探究式教學新型師生關系
傳統的老師是學生崇拜的偶像、無所不能的權威,這個高高在上的權威形象在網絡世界面前不可能繼續維持。所以,老師們要敢于放棄虛幻的自我,把自己從聚光燈下移開,把教學關注的重心轉移到以學生為主的探究式教學模式上來。基于互聯網的探究式教學使學生成為物理學習的主體,學生做得越多他就學得越多,網絡為學生提供了很多與老師接觸的條件,老師由學術權威變成學生探索物理知識歷程求知路上的同行者,通過這個紐帶,師生之間的關系趨于更加和諧。
3.2提高老師信息素質,滿足互聯網時代探索式教學新需求
通過國際互聯網,老師也有更多自我充電機會來提高自身素養。互聯網上有許多各類物理學術專題討論區的電子論壇,物理專業研究人員的博客中也有許多物理學術思想和學術著作的相關信息可供借鑒。RSS是RichSiteSummary(豐富站點匯聚)或ReallySimpleSyndication(簡潔信息聚合)的簡稱,通過老師定制由網站直接把信息推送到計算機桌面的技術,是傳遞信息、互動交流領域新技術的典型代表。學習物理時,學生可以通過RSS閱讀器訂閱相關感興趣的物理專題內容,網站內容更新時,只要打開計算機,就能實時看到新信息的標題和摘要,并可以有側重點的選擇閱讀全文。可以選擇代表性期刊或領域關鍵詞、研究主題等方式來訂閱自己關注的信息,每天一打開RSS閱讀器,就可以在第一時間獲取所需的最新信息動態,可以大大節省查詢檢索時間,提高獲取有效信息的效率。
網上分布著許多老師物理學研究領域涉獵的專業網站,其中不乏有物理學科排名靠前的知名大學和研究機構主辦的專業特色鮮明的優秀站點。許多從事物理科學研究的學會和協會也建有自己的網站,經常發布物理學科的研究新領域和研究新成果,并公布一些最新的學術動態、會議信息等。對于指導學生開展小發明、小創造、小制作活動而言,專利文獻是獲得新技術信息的重要渠道。學科信息站是將一學科領域內有關的研究機構、同行專家、信息資源、專業會議和參考工具等聚合在一起。物理類學科信息門戶是為物理教師提供高質量網絡信息獲取服務的一個有效入口。學科信息門戶的構建是基于學科分類體系,提供主題瀏覽和層級瀏覽結構,并提供關鍵詞或主題詞的檢索。
3.3合理配置教學梯隊,構建一支有能力開展探究式教學的隊伍
(1)采取“走出去,請進來”的方式,積極創建有利條件,為教學團隊成員提供學習機會,改善教師的知識結構。通過外出送學、進修培訓、交流合作,不斷提升教師隊伍的教學業務能力和知識深度寬度。邀請國內教學研究專家、教學名師來院傳授經驗,進行現場指導交流,開拓團隊教師視野和教學法運用技巧。積極創造條件,讓更多的教師參加國際國內會議,及時了解國內外教學改革動向,促使教師隊伍具有國際化的視野和素質。
(2)建立定期的議教、研教和學術交流制度,精選研究討論課題,認真開展研討,研究解決教學隊伍教學及科研中存在的現實性、緊迫性問題,實現教學經驗共享、知識結構互補,營造百家爭鳴、尊重創新、積極上進、充滿生氣和活力的工作氛圍。建立新老教員“傳、幫、帶”制度,以老帶新,以強帶弱,促進青年教員快速成長。建立探究式教學教授“示范課”、副教授“觀摩課”和青年教師“競賽課”制度,定期舉行探究式教學觀摩活動,活躍教學氣氛,互相觀摩,取長補短,共同提高。
(3)鼓勵教師成員勇于承擔探究式教學研究、教學改革課題,構建探究式教學資源庫,多寫探究式教學論文、多出成果,充分發揮科研優勢,以學術促進教學。制定相應的激勵措施,鼓勵教師為探究式教學發展獻計獻策,積極申報各級各類教學研究與改革項目,鼓勵成員參加全國和全軍性的物理教育交流研討和相關學術會議。
4結語
微課慕課的發展、教育部國家精品課和視頻公開課的建設使教育的數字化和網絡化具有十分廣闊的前景。校園網的開通,打破了課堂教學的時空限制,使學生在任何時間、任何地點都能學習,快速地利用教育信息資源,滿足到了學生不同智力結構和知識架構學習的自主性和差異性。豐富的網絡教學資源,優質的教育資源共享機制,教育資源的優化配置,為開展大學物理探究式教學提供了一個平臺和接口。同時,網上物理研討專區給了青年學生一個發展自我個性、完善自我品格的良好空間。在網絡的世界里,沒有社會上教育資源的不平等現象,每個人都是享受平等的教育機會,可以自由表達內心世界,說出自己心里最想說的話,想問自己最想問的問題。在一定程度上可以說,網絡讓人們發現了真實的自我,對自己的特色、興趣愛好、發展方向有了真實的感受。只要我們以科學嚴謹的態度對待和利用網上信息資源,網絡上不斷更新的有效信息必將以前所未有的良好態勢和非凡進程推動物理探究式教學工作良性發展。
大學物理論文14
1重理論輕實踐,不利于應用型人才綜合素質的培養
大學物理是一門實驗學科,它的許多原理和結論都來自于實驗結果[3]。但目前大學物理課程主要以課堂講授為主,物理實驗多數以驗證性為主,知識陳舊,與實際問題偏差較大,不能激發學生的學習興趣,少數物理實驗是設計性實驗,但是受到實驗儀器、實驗時間和場地的限制,學生很難有深入的研究,學生只能被動地去做實驗,限制了發散思維,不利于綜合素質的培養。
2大學物理教學的改革措施
2.1整合教學內容,與學生專業相結合
學校根據應用型人才培養規格和專業人才培養目標,以“大德育、大工程、大實踐”三大教育理念為指導,按照基礎課程服務專業的思想,對大學物理課程內容進行了整合,以滿足專業發展的需要。首先,向各院系專業教師和學生發放調查問卷,了解大學物理與各專業后繼專業課的關系,明確物理知識在專業課中的應用,進行知識點統計,總結出適合不同專業的知識體系[4],按照專業對不同知識的側重,把大學物理教學分成三類。針對建工學院、礦業學院、理學院(工程力學專業)等相關專業應用力學知識較多,增加非慣性系與慣性力、剛體進動、伯努利方程、非線性振動、聲波等教學內容。針對環化學院、材料學院的相關專業應用熱學和元素性質的知識較多,增加多方過程、輸運現象、玻耳茲曼分布、堿金屬原子、交換對稱性、能帶理論和超導等內容。針對電氣學院、電信學院等相關專業應用電磁學知識較多,增加電介質極化、物質磁化、交直流電、暫態過程、諧振電路、超導體電磁性質、電磁場的相對性等內容。在教學中增加了案例教學,根據不同專業,選取工程技術中與專業知識聯系緊密的案例進行教學,培養學生應用知識的能力,樹立學生的工程意識。
2.2優化課堂教學環節,提高授課效率
2.2.1豐富教學內容與課堂節奏的把握
多媒體教學能使課堂信息量達到最高,一定程度上緩解了大學物理學時不足的問題。但是過多的教學內容會使教學節奏加快,學生沒有時間去理解、思考教學內容。因此,教師要根據專業特點,合理地選取教學內容,選擇的教學內容不僅要有一定的信息量,而且要重點突出,與專業結合,詳略得當。多媒體課件文字要簡練,以概念、定理和定律的敘述、圖片的展示、動畫和視頻的演示為主,對于重點、難點和基本方法要放慢教學節奏,使學生看得清,來得及思考,能夠接受和理解。
2.2.2多媒體技術與傳統的板書教學有機結合,優化課堂教學
大學物理教學中的公式推導、定理定律證明、典型例題的分析講解,還需要采用傳統的板書教學方式。通過教師板書、講解和豐富的肢體語言來控制課堂、傳遞信息,實現與學生的互動交流,學生利用教師書寫板書的時間,可以對問題進行深入的思考和消化理解,好的板書還起到提綱挈領的作用,使講授的內容一目了然。對于教師用語言難于敘述的情景、物理過程等,采用圖片展示、動畫演示、視頻播放等多媒體教學和演示實驗教學傳遞教學信息,使學生對教學內容有深刻的理解,達到事半功倍的效果。大學物理教學的板書和演示實驗這些傳統的教學手段是不可缺少的,也是多媒體教學手段無法替代的,因多媒體的使用而放棄這些傳統的教學手段是得不償失的[5]。
2.2.3課堂教學中突出學生的主體地位,發揮教師的主導作用
開展教學活動,目的是傳授知識,培養提高學生的綜合素質。因此,要將所教知識與學生生活實際經驗、專業案例和科技發展相聯系,激發學生的學習興趣。教師要突出學生的主體地位,調動學生參與課堂討論的'積極性,讓學生積極思考問題,啟發學生提出各種各樣的問題,引導學生探索思考,開發學生的學習潛能。對課堂中的演示實驗,更要讓學生參與操作,以激發學生主動獲取知識的興趣。發揮學生的主體作用,提高課堂效率。
2.3開展實踐教學,讓學生在“做”中“學”
學生的能力和素質不是靠教師教出來的,而是在學習、訓練和實踐中培養出來的。大學物理是一門實驗學科[6],根據大學物理課程的特點,學校建設了物理演示實驗室和大學生創業創新實踐基地,對學生開放,學生根據自己的興趣或教師給出的題目,自行組成團隊,在教師的指導下,應用大學物理知識解決一些實際問題。通過學生查閱資料、團隊探討研究,給出解決方案或設計驗證方案,形成小論文或設計方案。設計方案成熟的,給予一定的經費支持,讓學生購買材料,自制儀器來驗證方案的可行性,學校每年給予實踐教學上萬元的經費支持。實踐教學通過學生的親身參與,在“做”中去學習,在“實驗”中去體驗,在“探究”中使知識得到鞏固和加深,培養了學生發現、分析和解決問題的能力,培養了學生的科學態度和團結協作精神,使學生的綜合素質得到了提高。實踐活動改變了學生的學習方式,使學生由被動接受知識變為主動去獲取知識,對學生的后繼學習和發展產生了積極的影響。結束語黑龍江科技大學結合物理教學的實際情況,整合教學內容,合理地選擇多種教學模式,合理地設計教學環節,取長補短、相得益彰,充分調動了學生學習的積極性,學生的考試成績和在科技創新活動中制作的作品質量明顯提高,取得了一定的效果。在今后的教學中,要繼續總結和研究,運用更多的方法,取得更好的教學效果,以全面提高應用型人才的綜合素質,實現“知識、能力、素質”三位一體的培養目標。
大學物理論文15
[摘要]數學是一門基礎性與工具性兼具的學科,它的基礎性體現在其許多思想方法可以運用到其他學科中,特別是微積分思想和矢量思想,廣泛運用到大學物理的教學中。因此,大學教師應充分加大微積分思想在教學中的應用研究。
[關鍵詞]微積分思想;矢量思想;大學物理;應用研究
作為理工類大學生必須學習的一門課程,大學物理的基礎性和實踐性很強,在大學課程中的地位舉足輕重。大學生學習大學物理,不僅能夠學習到物理學的基礎知識,更能夠為今后從事更深入的學習及工作奠定良好基礎,同時還能有效地鍛煉科學思維及創造性思維能力,因此,有效地提高大學物理的課堂教學效果,無論是對于學生今后的學習和發展,還是對于物理方面的研究,都有著積極的作用。
1微積分發明的歷史
“如果說我看得比別人更遠一些,那是因為我站在了巨人的肩膀上。”這是微積分發明者之一牛頓曾說過的話。早在三國時,我國數學家劉徽就提出了“割圓術”的思想:“把一個圓分割的越細致,那么損失的就越少,一直切割到不能切割為止,那么和圓周合體時沒什么區別了。”他的意思是,我們可以用一個正多邊形與圓內接,近似描述一個圓形,雖然在多邊形的邊數較少的情況下這種近似的誤差比較大,但這種誤差隨著邊數的不斷增加也會逐漸減少最終消失。它在分割的過程中運用到的是基礎的幾何與代數,優點在于直觀且形象的表達,并且提出了一種極限思想:可以通過趨近的手段得到一個任意精確度的結果。極限的概念和物理中的質點運動關聯密切。總的來說,一個宏觀質點在空間中的運動時間是有連續性的,質點的位置、速度和加速度都是隨著時間不斷地進行連續性的過渡,在某個時刻,這些物理量并不存在躍進變化。用極限來解釋就是:一個時刻與下一相鄰時刻之間的間隔可以被無限小,在這個時間間隔里,這些物理量變化近似為零。牛頓把這兩個無限小量的比值與運動學的定義相結合,從而定義了無限微分這個概念的原型。后來,牛頓—萊布尼茲公式又解決了求變速運動、變力做功等問題。至此,牛頓—萊布尼茲公式可以說是為微積分奠定了理論基石,并完善了經典力學結構。
2關于如何構建微積分思想的思考
雖然大學新生提前在中學階段學習了物理知識,并且已經掌握了一定的物理學基礎及技能,也培養了自己的一套學習物理學的方法。但是大學物理無論是教學還是學習都與中學物理教學和學習存在很多不同,尤其在教學與學習思想方法及原理方面,大學物理與中學物理的區別之一在于難度的改變,中學期間學習的物理量以及概念都是簡單、基礎的常量,遇到的問題也是由這些簡單常量構成的,而在大學物理中,問題的難度提高了,由以前簡單的常量物理問題,變為復雜的變量物理問題,由于學生很難在短時間內從中學時期固定的思維模式中跳出來,所以,雖然微積分思想在大學教學中廣泛應用,但他們卻不能靈活地將微積分思想運用到物理中去,很多大學生都反映,大學物理是相對較難學好的一科,即使在課堂上聽懂了原理,但實際中還是不會做題。因而教師在大學物理的教學過程中應該充分運用微積分思想,把它融入到教學中,結合例題幫助學生構建微積分思想,讓他們能在實際中靈活運用,提高他們學習的效率。微積分在大學物理中占據重要部分,并且有廣泛的運用,例如許多物理概念、定律都是以微積分的形式來定義的,因此指導學生盡快熟練地掌握微積分原理及其在物理學中的應用,并學會靈活運用是十分必要的。也就是讓學生建立微積分思想,將思想、原理和方法與物理問題結合起來,從而解決問題。物理學科最大的特點是由簡及難,從最基本、最簡單的現象著手,微積分思想具有很強的辯證性,在應用它來解決研究物理問題時,一般思路就是化大為小,把大問題進行分解,變成幾個簡單的小問題,按照由重及輕,一個一個解決。這種思路的優點在于把有限變為無限,把近似變為精確,把復雜的變量問題轉化為簡單的常量問題,這樣既能夠提高解決物理問題的效率,更能夠提高物理教學與學習的效果。近似處理在物理學中的意思就是抓住問題關鍵,忽略次要方面,把難變為簡單,然后通過解決簡單的問題進而解決難題。在大學物理中采用微積分的思想解決問題是為了選取微分元后,能夠在微元范圍內把復雜的問題近似成基本的問題。例如在研究變力做功時,如果采用普通處理方法會特別麻煩,但是采用微積分思想,處理起來就非常容易了。對于“求一質點在變力作用下從A運動到B,做曲線運動時做的功”這個題,就可以采用微積分的思想,把質點的曲線運動路徑,分割為無數個微元,視變力為恒定,分割后的曲線路徑可以看作無數個短直線,這樣,將變力曲線做功問題,轉化成了簡單的直線恒力做功問題,最后對這些直線路徑做功求和,就得到了變力曲線做的功。
3關于如何構建矢量思想的思考
在物理學科中,“矢量運算法則”及“矢量方程”的.運用相當普遍。現如今的大學新生在學習大學物理時常常不能正確的表示矢量,這是因為中學時期,老師對學生的要求并不嚴格,這就導致了他們跳不出中學時的物理思維模式,他們對標量、矢量和矢量方程的理解不到位,還沒有形成矢量思維。因此,他們到了大學之后,在學習大學物理時仍然不能正確的書寫矢量,至于對它的理解就只停留在簡單的字面意思了,所以,在大學物理教學中除了要引導學生構建微積分思想,還要引導他們構建矢量思想。在高中人教版課本中,“標量只有大小,沒有方向;矢量既有大小,又有方向。”因此,有的學生就形成“有方向的是矢量,沒方向的是標量”的慣性思維,這種慣性思維需要老師在教學中引導學生進行糾正。但由于中學時的慣性思維,很多學生對“遵循四邊形合成法則的物理量是矢量,否則是標量”這個定義并不深刻,因此在平日里做題會產生許多錯誤,例如電流及電動勢等物理量,其既有大小,也有方向,但并不是矢量。矢量的定義中,要求矢量必須符合平行四邊形合成法則。所以我們在解決物理問題時,如果使用矢量思想方法解決,通常要將矢量轉變為標量來進行計算,同時把矢量向某一方向或者坐標系進行投影,因而首先要建立一個正確的坐標系。如在解決斜面運動問題時,我們可以首先建立坐標體系,選擇沿斜面方向和垂直斜面的兩個方向進行構建,將復雜的矢量轉變為簡單的標量,這樣能夠很好地體現矢量方法的高效性。又如,在研究曲線運動中,自然坐標系往往不易解決問題,大學物理中的矢量和微元通常是相互關聯的,對于矢量微積分的求解,首先應該將矢量轉變為標量,把矢量向某一方向投影,采用矢量點積的方法或者叉積轉化為標量進行運算,或者直接應用直角坐標系的正交分解方法,進行點積或者叉積后再進行積分運算。只有深刻的理解矢量微積分,才能正確地運用,因此,教師在教學中應該精選例題,爭取早日指導學生構建矢量思想、建立模型,學會運用物理方法和思想分析和求解實際問題。
4結論
微積分思想和矢量思想在大學物理的教學和學習中,不僅作為一種教學工具,更是一種思維方法的應用。因此,在大學物理的教學中,教師應通過講解具體的實例,來引導和幫助學生將微積分和矢量的思想與物理問題相結合,讓他們學會構建模型,熟練地運用微積分和矢量方法分析解決物理問題。這樣做既能提高教學效率,又能培養學生的科學思維方法。而學生只有將微積分與具體物理問題相結合,掌握微積分以及矢量的分析方法和技巧,有機結合其他的物理科學方法,才能實現將微積分和矢量法從運算工具轉變為思想方法的綜合運用,進而熟練地解決一些復雜的物理變量問題,如今的大學生需要做的是理解大學物理和中學物理的區別和聯系,培養自己學習大學物理的興趣,提高自己分析問題和解決問題的能力,為將來從事工程技術和科學研究奠定扎實的物理基礎。
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