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大学物理精选(九篇)

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大学物理

第1篇:大学物理范文

大学物理实验培养的是具有创造性的科学实践应用型人才,迎合了当代科技社会对人才的需求趋势,但是,深入研究发现,大学物理实验教学中仍然存在一定的弊端。鉴于此,本文基于大学物理实验教学模式的视角,简单分析了大学物理实验教学模式改革的必要性,在此基础上,从“物理实验教学方法、物理实验教学内容和物理成绩考核体系”三方面来探索了大学物理实验教学模式改革,为大学物理实验教学提供一定程度的借鉴。

21世纪是教育立国、科技兴国的时代,它对人才的培养也提出了更高的要求,物理学在现代社会科技发展中占据着关键地位,而处于新的发展时代,物理学的发展空间也得到进一步扩展。就高校教育而言,大学物理实验是一门十分重要的基础课,是自然科学发展的基础,在提升学生的科学素养,培养学生的科学创造力方面具有十分重要的作用。通过物理实验,学生可以用实践来证明自己的观点,验证自己的理论知识。同时,学生将自己所学的理论知识运用到具体的实践中,进一步锻炼了学生的实践操作能力和动手能力,增强了学生的科学素养和创新能力。当今社会需要的是实践应用型人才,这也为高校的物理实验教学提出了新的挑战。因此,抓住机遇,改革大学物理实验教学模式,培养具有知识型、创新型、复合型的人才成为现阶段发展环境下的一项迫切任务。

一、大学物理实验教学模式改革的必要性

1.教学模式单一。处于当代教育发展环境下,新课程改革进一步深入,高校的教育理念也要进行相应的创新:转变以往单纯的对学生进行知识机械灌输的教学模式,把精力投入到提升学生知识能力的教育过程中。就大学物理实验教学而言,科学创新精神和实践动手能力是其不可或缺的内容。但是在以往的物理实验教学过程中,单纯机械的验证相关理论知识成为高校物理实验中的主要教学内容,大学物理实验教学模式过于机械和单调,学生的创新能力和实践动手能力难以得到有效提高。并且在实践教学过程中,往往是学生被动接受教师的实验安排,制定实验步骤、组织仪器设备等内容都是由教师来准备,实验方法和实验数据的记录也通常是由老师来完成,而学生只是对教师实验过程的一个机械模仿。这样机械化的教学模式严重阻碍了学生动手能力的培养,束缚了学生的创造性思维,不利于学生的科学素养的建立,基于此,改革现有的大学物理实验教学模式,提高学生的实践创新能力成为物理教学中的一项迫切任务。

2.教学方法和教学内容落后。传统的物理实验教学方法是“教师统领实验过程,学生机械模仿”,在此过程中,学生只是被动的接受知识,没有充分发挥自身的主观能动性。久而久之,学生会对教师形成一种依赖心理,在具体的实验过程中“会看不会做”,并其怠于思考,使得学生形成一种模仿的思维定式,难以有所突破。学生学习的自觉性受挫,难以主动去发现问题并解决问题,不利于实践创新能力的提高。另外,物理实验教学内容比较落后,没有很好的体现学科之间的共融性。大学物理实验内容也基本是验证性和测量的,利用学生的创新思维,出于学生自己的创造能力来设定的带有研究性的内容相对匮乏。正是在此基础上,与国外培养的物理实验人才相比,中国物理知识方面的人才理论知识可以很丰富,但是具体到实践操作中,却难以有效的将理论知识与实践相结合,而创新精神和独立思考的能力更是缺乏。

二、大学物理实验教学模式改革的优化策略

(一)改革物理实验教学方法

传统的物理实验教学方法中,采取的是教师灌输,学生被动接受的方式。实验操作过程中,教师预先告知学生这次的实验目的,并且在此基础上,教师还会详细的为学生讲解实验原理、实验方法、实验步骤、实验过程中需要用到的仪器及其使用方法,并且还有相关的数据记录、数据处理等信息。更甚者,有的教师为了使学生更加明白本次实验的过程和步骤,在实验开始之前把整个实验过程在学生面前演示一遍。在此基础上,教师在进行物理实验教学之前就没有必要让学生对将要传授的内容进行预习,学生也不需思考,这样就对学生的学习造成了一定的负面影响。学生对教师的实验过程也产生一种依赖性,在教师做完相关的实验后,很多学生沉溺于教师的实验过程中,却难以理解其中涉及到的科学原理。也正是因为此,学生缺乏实践操作的机会,没有一定的实验操作经验,难以促进动手能力和创新能力的提升。即使是在具体的物理实验过程中,教师也是为学生准备好一切,学生也不需要深入思考,只要按照教师给定的步骤加以演示就可以了。这种机械的实验过程严重违背了学生的认知特点和认知发展规律,限制了学生学习的主动性和积极性,不利于提高学生的思维创新能力和实践应用能力。鉴于此,在具体的物理实验教学过程中,教师要充分尊重学生学习的主观能动性,适应现代课程改革的要求,把课堂还给学生。在此基础上,教师要改革物理实验教学方法,可以从以下三方面做起:

1.打破传统的教学方式,以“学生预习,自主学习”为主,“教师引导”为辅。教师在物理实验过程中,需要对实验仪器和原理细致的介绍,牵涉到具体的实验步骤和测量方法,教师要利用学生的自主创新能力,激发学生的创新思维,让学生自行设计完;

2.将物理实验课以选课的形式出现。物理实验课中会有学生必做的实验,除此之外,教师还可以以学生对实验课的实际需求为依据,结合学校对物理实验课程的安排,在实践发展的基础上为学生开设选做实验项目。既然是选作项目,那么学生就可以根据自身的实际学习情况和实验能力来自主安排,在自己动手的过程在提升动手能力和实践操作能力。教师通过这样的教学安排,一方面可以锻炼学生的基本实验技能,另一方面又可以最大限度的调动学生学习的主观能动性,同时,学生自觉发现和处理相关问题的能力也可以得到进一步提升。

3.随着时代的进步,计算机信息技术的应用范围越来越广泛,紧跟时代脚步,高校物理实验教学中也应扩展计算机的应用范围。计算机在高校物理实验中有很高的应用价值,例如利用计算机来操控实验的过程,收集相关的物理量,快速的将实验数据记录下来等,另外,利用计算机实施拟合分析,制作图标等内容也是其应用表现。除此之外,教师利用计算机进行辅助教学,进行计算机管理,也属于计算机在物理实验教学过程中的应用范围。当然,计算机在物理实验中只是一种辅手段,它的应用可以方便物理实验的进行,促使学生加深对物理原理的理解以及对实验方法的掌握,在物理实践中的应用仍是十分必要的。

(二)创新物理实验教学内容

就现在很多大学开设的物理实验课程而言,验证性实验是其最主要的表现内容。而相对应的,以学生的实际发展需要为基础,集科学性和设计性为一体的实验内容则比较少。基于现代的经济发展环境,这样的设置体系会妨碍高校对实践应用型人才的培养,学生进行实践创新的发展空间也被缩小,而学生通过实验也难以提高自己分析问题和解决问题的能力。在一些高校中,受到学校生源条件的限制,在具体的物理实验过程中,学生和实验仪器一对一的现象并不少见。在此发展条件下,教师通过引导,使学生自己动手做实验,来进一步提高学生的动手能力和实践操作能力,同时也间接的加强了学生分析和解决实际问题的能力。但是在有些高校中,受到学生人数的限制,物理实验课基本上是两到三个学生共同做一个实验,这样的分配会在一定程度上激发少数学生的惰性思维。因此,他们在物理实验中只是机械的记录相关数据,而没有主动动手和主动思考的习惯,这样的话,这些学生就难以在具体的物理实验过程中得到锻炼,有些学生甚至对此感到厌烦。另外,如果高校设置的实验项目有限,而其中的学生人数却过多,那么物理实验就难以适应学生的发展需求,也不能有效做到与物理理论知识课的同步。鉴于此,高校在开设物理实验课的时候,要充分结合院校学生的实际水平和发展需要,以现有的物理实验仪器为载体,调动学院教师的力量,以本院校中的物理实验教学为基础,科学编写相关知识的物理实验讲义,其中涉及到的内容要充分体现物理实验的实用性,并且在其中详细阐明某项实验在某些专业中的应用。以此物理讲义为标准,学生在做某项实验时,就不会产生这项实验与所学专业有何关系的疑问。另外,为了适应社会对人才的需求,迎合现代科技发展的需要,同时也为了适应社会对实践应用型人才的需求,高校的物理实验课程中可适当融入一些富于实践操作性的实验项目,例如自行车及钟表的拆装等内容。社会在不断发展,高校中的物理实验也要与时俱进,为了进一步与社会科技发展接轨,高校要根据自身的实际发展情况和学生对自身能力的需求,适时改革物理实验讲义,使得物理实验讲义为学生提供实验参考的同时,也能跟上时展的步伐。高校为了加强物理实验教学的影响力,也可以迎合学生的对物理实验的兴趣,举办物理实验设计大赛,使得高校学生更好地适应现代科技的发展。

(三)定量考核与定性考核相结合

物理实验过程中,物理实验的考核体系对科学判断学生的实验能力和评价学生的实验成绩具有重要的影响。物理实验不同于理论知识学科,在它的评定过程中,物理实验成绩占据重要地位。正是鉴于这种学科的特殊性,其考核体系才更加需要完备。对物理实验成绩进行评定的过程中,教师往往以实验报告的形式来加强对学生的考察,但是在具体的操作过程中,这种考察形式具有一定的弊端,实验报告是以纸质的形式出现的,教师看到的只是学生实验的结果,而难以看到学生实验的整个过程。并且在这种考察形式中,即使学生不做实验,也可以提交一份完整的实验报告,因为学生可以抄袭其他学生的实验数据实验记录。鉴于实验的准确性和科学性,教师又很难发现实验报告中的这些弊端。因此,教师在实际的物理实验评定过程中,一定要创新实验考核机制。在此,笔者建议利用定量考核与定性考核相结合的方式。在具体的考核过程中,教师要充分考虑到学生各方面的能力,考察的内容不能过于单一化,学生对实验方法和技能的掌握,学生对待实验和相关实验问题的态度等内容都要纳入考核体系,教师都要加以科学化的考察。从一定程度上说,这种全方位的考察,也是对学生学习积极性和学习主观能动性的一种激发,让学生充分重视物理实验的过程,也让他们明白物理实验考察不只是一种简单的成绩判定,更是一种实践能力和动手能力的考察。同时,也充分体现了评定的科学性和公正性。此外,口试、笔试以及现场操作等方式也可以被应用到成绩考核中,为学生营造良好的实验考核氛围,加强学生对物理实验的兴趣,力争考核标准更加科学,能全方位、公正地对学生进行实验考核。

结语

综合来说,高校物理实验不仅能提高学生的实践应用能力,考察学生对理论知识的运用能力,还能培养学生独立分析和解决问题的能力,强化学生创新思维能力。结合现代的经济发展环境,社会对人才的培养也提出了更高的要求,实践应用型人才受到社会的普遍关注。而高校中的物理实验则着重培养学生的动手能力和观察能力,迎合了社会对人才的需求趋势。在此基础上,高校要进一步适应现代经济社会的发展,明确大学物理实验教学中存在的问题,从物理实验教学方法、物理实验教学内容和物理成绩考核体系三方面来改革大学的物理实验教学模式,在此基础上有效促进大学物理实验教学效率的提高。

作者:薛禹 单位:北华大学物理学院

参考文献:

[1]朱婷,王春霞,韩财宝.独立院校大学物理实验教学模式改革初探[J].物理与工程,2014(S2).

第2篇:大学物理范文

1.1设立习题讨论课

要想从根本上将现如今大学物理课程上存在的诸多问题注意加以改进,就要正确的认识自身的缺点,根据这些缺点认真仔细地加以完善,将教学中的各个环节进行更加有效而流畅的连接。首先,教师要在课前将课堂的内容进行细致的备课,把主要讲的部分和次要讲的部分进行区分,在有限的课堂时间内尽可能的将课程中的重点突出出来,精讲、细讲。其次,教师可以设立一套完整的课程考核标准体系,按照学生课堂表现以及作业完成情况等酌情给分,进行评定。最后,教师可以设立习题讨论课,将学习内容进行延伸,把一些较有难度的题目引进课堂,让学生进行讨论分析,激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力。

1.2加大实验演示力度

对于学生来说,在物理学习的过程当中,实验给他们带来的乐趣是无穷大的,但是,以往在大学物理的理论课堂之中很少进行课堂实验,导致学生的学习兴趣十分不积极。所以,在课堂之中加大实验演示的力度是十分有必要的。无论是“白光全息”,还是“激光倍频”都可以很好的提升学生的学习主动性。

1.3利用好多媒体教学设备

虽然物理教学需要传统的黑板来让教师在推导公式的时候能够更加的直观,但是,如果教师可以将新兴的多媒体教具运用到课堂之中,和传统的黑板教学模式相结合,以多媒体课件进行理论传达和黑板教学进行公式推导的形式给学生最好的学习体验。教师可以采用一些流行热点以及学生喜欢的元素进行对课件的编辑,不仅可以活跃课堂气氛,还可以拉近学生和教师之间的关系,让课堂效果更好。

1.4进行针对性的强化训练

为了树立起学生的精英意识,培养出物理方面的高素质人才,教师可以根据学习成绩等方面对学生进行综合考量,选择出热爱物理学系,有钻研精神,能力较强的学生组成小组进行强化学习,进行更加有针对性的小组授课。在对小组进行授课的时候,应该尽可能的选择经验丰富,教学能力强的教师,对学生进行高效的管理。

2大学物理实验课程的改革手段

2.1完善考核制度

根据学生的实际学习情况,学校应该对本校的大学物理实验课程方案进行合理设置。首先,要选择好学习中占据主导地位的教材,在选择教材的时候,一定要根据学生的基础知识掌握以及学校的实际设备条件等方面进行最科学选择。其次,学校要进行开放实验室的设立,保证学生的学习时间与空间都得到最大限度的自由。最后,要完善好学生的考核制度,更好的对学生进行管理。

2.2跟紧时代步伐

物理是一门实用性很强的科目,需要不断的联系实际生活进行研究和学习,所以,在大学物理实验课程的学习上,教师也需要根据时代的不断发展扩充自己的知识面,以便更好的引导学生进行学习。除此之外,学校还应该不断更新物理实验中的仪器设备,保证学生能够有更好的实验体验,可以将更多教学计划之外的实验项目带进实验室进行实验,不断的提高动手能力与思维能力。

2.3加大设备投入

大学物理实验课程的开设根本就是为了提高学生的实际操作能力,所以,在实验设备的投入上,一定要不断的加大投入,扩大规模。首先,为了使大一新生更好地将高中学习的基础物理知识与大学的物理学系内容进行对接,学校可以进行基础实验室的设立。其次,作为主要培养学生能力的实验室,对于基本实验室设备的投入也是十分必要的,更充足的仪器可以更好的保证学生的动手能力和实验的独立性。最后,可以对学生进行分组的小班授课,让学生能够更顺畅的使用仪器独立进行实验,有了更大的实验空间,保证学生都能够进行科学的学习。

2.4强化师资队伍

要想真正提高大学物理实验课程的质量和教学效果,单纯的加大资金投入,增加更先进的实验设备,选择更好的教学材料是远远不够的,师资队伍的强大,同样是教学质量能够得到显著提升的关键所在。所以,学校不应该只将学习的任务教给学生,而是同样以严格的标准要求教师不断提升自己的业务能力与教学水平,不断的学习,不断的进步,不断随着时代的发展更新自己的知识库

3结语

第3篇:大学物理范文

关键词:案例教学;大学物理;研究;实践

一、案例教学法概述

案例教学法指的是利用常见的现实生活场景进行模拟,给学生带来深刻的体验,在讨论中强化学习和记忆的一种教学方式。一直以来被认为是“代表未来教育方向的一种成功教育方法”,发源于美国,后被世界各国的教育界逐渐应用和推广。案例教学法自从引入我国以来,引起了教学领域的高度认可和重视,经过近年来的发展和改进已经逐步完善与成熟。通过案例教学来比较和学习各种实际案例的经验,进而总结出相关知识的一般规律和结论,有利于开拓大学生的视野,帮助他们发散思维,提高课堂教学效果。案例教学法比传统的教学方式具有更加鲜明的优势,鼓励大学生的独立思维和创新能力,让大学生通过思考、讨论充分表达自己的观点,进而总结得出案例表达的结论。这种教学方式突破了传统教学方式中以教师为主体的教学模式,更加注重教师与学生以及学生之间的交流与互动,鼓励大学生在教师的引导下探索和总结知识。案例教学法不但要求学生熟练地掌握专业基础知识,还要求有一定的创新思维和实践能力,促进大学生将理论只是转化为解决实际案例问题的能力,全面提高大学生的综合素质。

二、案例教学在《大学物理》教学中的实践应用

1.建立《大学物理》案例教学库

精心挑选和编写案例教学库,是将案例教学法有效应用于《大学物理》教学的首要步骤。为贴切教学需要和满足学生学习的实际情况,在案例的挑选和编写中必须按照典型性、适用性、贴切性的原则,紧密联系《大学物理》的学科特点与基本理论进行案例的挑选和编写,充分将理论教学与实践教学相结合,逐渐丰富和完善教学案例,逐步建立起一套完善的《大学物理》案例教学库,进而为案例教学在《大学物理》教学中的应用提供足够的合适的案例,激发大学生的创新思维能力,提高教学质量。

2.完善以案例教学为载体的《大学物理》教研机制

第一,准备恰当的教学案例。要想充分发挥案例教学在《大学物理》教学中的应用,首要的基础环节就是准备科学恰当的案例。教师根据《大学物理》教学的需求,选择一个或几个教学案例为课堂教学做准备,同时也引导学生根据案例材料了解和思考教学案例,进而通过图书、网络等工具来充分理解教学案例及相关问题,在熟悉教学案例后,结合所学内容和自己的理解,整理归纳出自己的观点。

第二,以小组形式进行讨论。一般在学生对教学案例经过思考和研究之后,便以小组的形式进行讨论。每个讨论小组分别配备有小组长和秘书来分别负责教学案例的讨论和记录,在小组讨论中每个成员分别就教学案例阐述自身的观点,在小组内部成员之间分享、补充和归纳教学案例所表达的中心思想。此外,《大学物理》教师还可以应用多媒体等方式引导和开拓大学生的思维。例如,在静电场的高斯定理关系式教学中,教师可以通过引导学生观察模拟的电场线以及其特点,并通过电通量的含义和关系式等教学案例,引导学生认识到高斯定理是以高等数学的基本工具来阐述闭合曲面的电场线条数(或电通量)的组织下进入班级案例的讨论。

第三,班级的教学案例综合讨论。在案例教学在《大学物理》教学中的应用中的重中之重为学生在班级的教学案例综合讨论,经过激烈的小组讨论之后,学生已经对案例有了充分的了解和基本的观点认识,在课堂上教师的引导下积极发言,进一步开拓思维,通过老师的解析形成新的认识。这一环节中要求教师采用多种方法鼓励学生发散思维进行思考,阐述自己的认识和观点,并通过一定的理论知识引导班级案例综合讨论的方向和结果。例如,在讲解光学部分的等厚干涉时,先以小组的形式组织学生进行牛顿环试验以及劈尖干涉试验,通过试验体会和分析等厚干涉的特点以及干涉图样的不同之处,进一步通过班级的教学案例综合讨论为教师的理论教学积累了充足的背景知识。

最后,以教师为中心的评价教学阶段。在案例教学的最后环节是教学的归纳、评价和教学。《大学物理》教师对学生的讨论观点进行归纳和评价,指出其中的不足,并引出正确的理论教学,不但可以帮助学生分析得知自身思维的不足之处,还在讨论和教师的评价中加深学习印象,提高教学效果。

综上所述,与传统的教学模式相比,案例教学在《大学物理》教学中的实践应用有着突出的优势,可以促进大学生思维的发散,进而提高他们发现问题、解决问题的能力,有利于增强教学效果。与此同时,要提高案例教学在《大学物理》教学中的实践应用的效果,大学物理教师不但要精心准备案例材料,有效引导学生的思维,还要在教学实践中不断地总结和改进,完善案例教学的应用机制,全面提高大学生的综合素质。

参考文献:

[1]周鸣宇,李慧.对大学物理教学创新的几点思考及实践[J].中国校外教育,2015

[2]辛旺.物理科研对大学物理教学的作用[J].考试周刊,2015

第4篇:大学物理范文

分别由基础性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验等模块开展教学。实验课分三个阶段完成,第一阶段为基础实验阶段,以培养学生基本的实践能力、操作能力和数据处理能力为目标;第二阶段为综合实验阶段,主要培养学生将所学的多方面的物理理论和实验知识融合在一起,综合的分析问题和解决问题的能力;第三阶段为设计性实验和创新性实验阶段,主要培养学生初步的实验研究能力、创新能力和自主的设计能力。此课程根据学生自身专业的特点和要求,采用多层次教学的模式授课,各层次的教学时数和教学内容也与各自专业培养目标相匹配,突出基础性、综合性、设计性和创新性[4]。

同时,我们应该看到在大学物理的教学中传统的教学理念还是根深蒂固的。传统的教学观念认为实验教学只是理论教学的附属和补充,是为了巩固、验证理论课的知识而进行的实验环节,因此大学物理实验的教学内容、教学方法和教学理念都比较陈旧。课程的大部分教学内容还是集中在与大学物理理论课教学相关的验证性实验和认知性实验上,已经远远不能满足学生素质教育和科学素养形成的要求。科学素养是人们在处理与自然、社会的关系中应该具备的知识、精神要素和实践能力。大学生是国家建设和发展的主力军,是提高国民素质、提升公众科学素养水平的中坚力量,提高大学生的科学素养是造就大批具有创新能力人才的关键,大学物理实验课程应当承担起这份责任。大学新生的实验知识和动手能力非常之贫乏,而大学物理实验又是他们首次参与的系统性实验课程,因此该课程就责无旁贷的承担起了把学生引领进实验科学大门的任务。实验课程通常以基础实验导入,着重培养的学生动手能力、观察能力和理论联系实际能力。对不同教学内容要求学生了解、理解和应用实验折射出的物理概念、原理和知识点,掌握实验的基本规则、基本方法和基本技能。在此基础上开展综合性实验,包括实验内容的综合、实验方法的综合和实验手段的综合,着重培养学生对所学知识的综合运用能力、自我分析能力和解决具体物理问题的能力。并在实验教学中适当的安排部分设计性、探索性、研究性和创新性实验,鼓励学生对实验方法和技术进行改革和创新,力图用现有的设备和设施更合理、更科学、更精确的解决物理问题,让学生打破条条框框建立起创新的思维和发明发现的意识。

二、大学物理实验课程中讨论式教学方法的探讨

目前,高校大学物理实验课程的教学效果参差不齐,大多不尽如人意。一方面是由于长期以来实验教学的模式比较单一,课堂成了教师的一言堂,事无巨细统统包办,限制了学生的主动思维和创造性思维。另一方面是由于部分学生缺少主动学习的积极性,不想动脑,不勤动手,不愿探究,不求甚解。所以,实验课的教学过程往往是从教师讲解试验目的、实验要求和实验原理开始,在老师演示并讲解实验过程后,学生被动的按教师设定的实验步骤和要求逐一完成实验。这种教学模式下,大学物理课程就失去了提高学生素质,增强学生分析问题和解决问题能力的功能。为了改变这一现状,我们在大学物理实验课堂中进行了讨论式教学的尝试。变学生被动式学习为主动,变教师督促为学生自我监控,变教师鼓励为学生自我激励,最大限度地发掘学生的潜能,在教师的引领下完成教学任务,提高学生的科学素养[5]。

每间大学物理实验室中通常包含了4个实验项目,学生进入实验室后一般也会相应的分成4个大组同步的开展各自的实验项目。为了便于教学讨论,我们将每个大组的同学又根据实验项目分成4个实验预习小组,并设小组长。从课前的实验预习开始,老师就要求学生关注自己小组分到的实验项目,课余时间在老师的辅导下该小组的学生要对自己负责的实验项目的内容、理论、原理和实验设备进行较深入的学习和研究,为实验课中的讨论式学习做课前准备。大学物理实验课程与其他的实验课程有一明显的区别,这就是大学物理课讲的理论内容与大学物理实验课程安排的实验内容在时间上不同步。例如:大学物理课在讲力学内容时大学物理实验课程就可能已经超前的做起了电学、热学或光学的实验。当然,也有些实验内容是滞后理论课的。对那些实验课内容超前的实验项目,学生在预习过程中会碰到较多的困难,老师要鼓励学生开展研究性的学习,争取自己解决问题。通过去图书馆查找资料,在开放的实验室中自我探索和向老师请教等不同方式较好的理解和掌握预习的实验内容。上课后教师会在实验操作前简洁的讲解实验原理、实验方法、实验步骤和实验要求等内容,接下来的时间就会交给学生,开展讨论式的实验教学。讨论以实验项目大组为单位展开,本实验预习小组的成员会从学生的视角讲解实验的原理、实验方法和实验步骤等内容,其他同学可以对实验的各个环节提出没搞清楚的问题,并发表自己的意见和建议。经过充分的讨论学生们对实验的内容有了较深入的理解,之后学生们才会去熟悉实验设备的性能,并按步骤开始实验。俗话说“磨刀不误砍柴工”,经过课堂讨论这一教学环节后,学生实验的技能、水平和质量都有提升,提高了大学物理实验课的教学的效果。当然,实验课堂的教学讨论中教师的作用也是十分重要。对那些学生容易掌握,或经过学习和讨论自己可以掌握的实验项目,教师会放手让学生自己制定实验步骤并独立完成实验。例如:电表的改装、拉伸法测金属丝的弹性模量、薄透镜焦距的测量等实验项目。

这些实验项目都属于基础实验,其实验原理和实验方法都与大学新生的知识水平和能力相适应,所以教师应鼓励学生经过研究性的学习后独立完成。但是,还有一些实验项目学生理解、掌握和操作过程中会遇到各种各样的困难。例如:双棱镜干涉、牛顿环实验、光栅的特性及光栅常数的测定等光学实验。在大学物理理论课两学期的教学安排中,光学属较晚讲授的教学内容,当大学物理实验课程超前做起上述实验项目时,学生必然会碰到知识和能力不足带来的困难。这时实验教师就应该有针对性的为学生补充相关的专业知识和实验技巧,之后再安排学生进行课堂讨论,并随时为学生答疑解难。经过这样的教学过程后,学生们通常都能够较好地完成实验任务。大学物理实验课程中开展讨论式教学,可以加深学生对物理现象和规律的理解和认识,掌握自然界中一些最基本的规律和实验事实,激发学生探索、研究和创新精神。便于学生提高自身素质,建立正确的方法论,确立正确的世界观。从而实现了学生的基础知识、科学素养、分析问题和解决问题能力的大提升。

三、结束语

第5篇:大学物理范文

关键词:物理教学;人文精神;和谐;素质教育

中图分类号:G460 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2011)01-0195-01

学校教育的任务是把人类几千年来创造的文化、知识、精神财富传递给下一代。长期的教学实践证明了,大学物理教育在培育学生扎实的物理基础、严谨的科学态度、全面的实践能力、良好的科研素养和开拓的创新精神等方面发挥着其它课程所无法替代的作用。但要在较短的时间内教那么多东西,就只能以课堂教学为主。那么,在素质教育形势下应如何在物理课堂教学中实施素质教育呢?本文从学生和教师两方面提出了要求。

一、要真正学好大学物理学生必须端

正态度,树立信心,重视方法

1.端正态度就是同学要知道学习物理有什么用,物理学可以拓展你的视野,广博你的见闻,提升你的素养,加强你的能力,令你更加彰显才华横溢。

2.树立信心是你要相信自己能学好这门课,把大学物理放到重要位置上。

3.学习物理重要,掌握学习物理的方法更重要。学好物理的“法宝”包括预习、听课、整理、应用(作业)、复结等。做好课前预习是学好物理的前提;主动高效地听课是学好物理的关键;及时整理好学习笔记、做好练习是巩固、深化、活化物理概念的理解,将知识转化为解决实际问题的能力,从而形成技能技巧的重要途径;善于复习、归纳和总结,能使所学知识触类旁通;适当阅读科普读物和参加科技活动,是学好物理的有益补充;树立远大的目标,做好充分的思想准备,保持良好的学习心态,是学好物理的动力和保证。

二、重视素质教育,提高教师自身素质

1.跟学生建立和谐的朋友关系,友好的态度对待学生

(1)课堂上不要吝惜自己的微笑。师生要完成教学对话,和谐的师生关系尤为重要。板起面孔教书,不如放下架子谈话,严而生畏,畏而生敬,敬而远之已成为束缚师生沟通的绊脚石,不利于师生合作学习交流。学生怕答错问题,怕被老师批评,这已成为一道屏障。居高临下的教师只能让学生惧而远之,必然影响课堂教学的拓展。如果教师善于揣摩学生心理,课堂上多一些微笑,多几句鼓励的话,那么课堂上沉寂一片的格局必将打破,让学生在生活化的成长氛围中,分享获取知识的愉悦。

(2)加大教师情感投入缩短师生之间的心理距离。列・尼・托尔斯泰曾说过:“如果教师只有对事业的爱,那么,他是一个好教师;如果把对教育带来爱和对学生的爱融为一体,他就是一个完美的教师。”没有爱就没有教育,大爱无边,甘洒热血,方显当代教师情怀,可以说教育成功来源于对学生最大的热情。教师全身心投入情感,和学生零距离接触,才能使学生获得心理上最大的满足。

(3)教师要学会宽容。宽容是建立在情感的基础上的,它是以敬业爱生为出发点的,通过情感交流,达到情感共鸣。心理学揭示的规律告诉我们,教师的教育不是单向流动,而是要通过老师的教育行为转化为学生的情感体验,再由体验产生相应的行为来回报教师。一旦作为施教的教师与受教育的学生之间有了情感的沟通,教师就会得到学生的信赖,这样就为学生乐意接受教育打下了坚实的基础。尤其值得肯定的是,学生在受到理解时,学会宽容,在得到宽容中学会大度――这是构成健康价格的重要素质。在学会做人、学会求知、学会做事、学会合作的过程中,从而实现提高国民素质的目的――这是教育的最高目标。

2.教学方法,认知观念的改变。教与学是一个共同发展的动态过程,应明确教学过程的复杂性,综合三大要素,权衡利弊,博采众法之长,灵活选择教学方法,既要改革创新,又要着眼实际。 通过课堂教学,激发学生学习物理的兴趣与求知欲,培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力,使之由“爱学”到“学会”,再到“会学”,最终掌握物理学习的科学方法与科学思维。在物理教学改革不断深入的今天,当代物理教师应认清未来教育中教师的职责和使命,尽快完成角色转变,不断提高自身素质,努力推进物理教学改革的顺利进行。

3.扩大知识面,不断完善自我。物理学科是一门综合程度极高的自然学科,它要求物理教师具有丰富的物理知识和相关学科的知识,在专业素养方面成为“一专多能”的复合型人才。课程改革的今天对物理教师的知识结构和能力都提出了新的要求,教师要通过不断学习,充实完善自己。随着科技的发展,物理研究的最新成果不断涌现,所以,教师要学习这些新知识,完善自己的知识结构;课程改革注重物理的教育功能,主张通过物理教育对学生进行素质的培养。多数物理教师在人文素养方面普遍缺失,因此,教师要学习人类社会丰富的科学知识,不断提高自己的人文素养。

三、在物理教学中渗透人文精神

科学精神与人文精神是人类文化中最宝贵的两种精神。物理思想和人文精神的融合是“科学文化与人文文化融合”的基本要求,物理学作为科学技术的基础和人类认识自然的基本工具,在培养各类人才的思维品质方面都起着非常重要的作用。物理学具有双重功能――物理学既是科学,也是文化。物理学不仅有传播自然科学知识的功能,而且有社会教育和传播思想文化功能。物理学家实事求是、坚持真理、勇于创新的精神是人文精神的重要组成部分。

因此,物理学中的人文精神是物理文化的核心与灵魂。实现科学精神与人文精神的整合,使物理学中丰富的人文精神成为广大学生的行为规范和价值取向。这是当前社会的需要,也是学生实现个人价值的需要,是实现素质教育的必然产物。

参考文献

[1]赵凯华.物理教育与科学素质的培养[J]大学物理,1995,14(8).

第6篇:大学物理范文

【关键词】大学物理 教学方法 创新人才

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)04-0019-01

1.前言

基于当今国际科技和经济的发展态势,我国高等教育承担着培养创新人才的历史重任[1,2]。针对目前我国中学阶段“应试教育”的现状[3],我国现行大学教学应做好大学教学与中学教学的衔接问题[4]。

在大学物理和中学物理教学方法的的衔接问题上,具体而言我们应该做到:一、在教学方法的功能上由中学物理的教会知识到大学物理的教会学习;二、在教学方法的指导思想上,大学物理应推行启发式、废止中学物理的注入式;三、加强教学实践性完善教学与社会实践更紧密结合的教学形式与学习制度;四、运用现代化教学手段,提高教学效率。

2.大学物理的教学方法

人们在长期的物理教学实践、教学实验中创造出来的教学方法非常多,具体有以语言信息为主的方法,如讲授、讨论;以直接感知为主的方法,如演示、现场教学;以实际训练为主的方法,如实验、实习;以探究活动为主的课堂讨论以及以学生自学为主的自学方法等。下面分别进行具体的研究。

2.1讲授法

目前,在大学物理教学中常用的教学方法仍然是传统的课堂讲授法。课堂讲授法是教师以言语为主要手段传递知识的教学方法。它是系统、完整地传授知识,发展学生能力,培养学生思维能力的主要渠道。

然而,大学课堂讲授与中学有所不同,其内容庞大,进度较快,学生多。课堂讲授是一种单向性的思想交流方式,学生在课堂上只能选择仔细听,很少有对学习者至关重要的相互作用和反馈吸收。该方法无法给学生提供最直接的感性认识,只能促使学生想象和思考,有时会造成理解、应用知识的困难;记忆效果相对不佳;难于贯彻因材施教原则,不能充分照顾学生的个别差异。过量使用该法就会助长学习的被动性,不利于能力的培养。

2.2启发式教学法

相对课堂讲授法,启发式教学法以学生探索为主,突出学生的主体作用[5]。在物理课堂教学实践中,较适用的有讨论法、问题教学法等等。

讨论法允许学生在课堂上提问、探索、争辩并作出反应,从而有助于学生进一步理解知识并运用知识;有助于训练学生科学的思维方式、培养学生的合作能力、培养科学精神,提高鉴别力;问题教学法是由师生合作,共同提出问题、解决问题,极大地调动了学生学习的积极性,有利于创造性思维能力的培养。

教学实践中应该结合上述两种方法,通过教师的提问、设疑,激发学生积极思考,调动学生学习的主动性和积极性,活跃课堂气氛,能达到良好的教学效果。

2.3自学法

自学是学生在教师的指导下,通过他们自己的阅读,钻研,主动获取知识,提高能力。在高校教学过程中,学生的自学成分越来越多,是课堂教学的继续和延伸,比中学有着更为重要的意义。大学物理教学的内容增加了现代部分和实际应用知识,介绍前沿和热点等措施,而课时非常有限。为了解决矛盾,对于其中与中学较相似的内容主张以学生自学为主;对于物理学在科技工程中的应用及前沿热点知识,可以通过教师指导学生自己阅读去开阔眼界和思维、激发学习兴趣。

2.4科学研究方法

物理学中蕴涵的科学方法也可作为教学方法。不论物理观念的建立,物理规律的发现,还是物理基础理论的创立和突破,都离不开思维。物理学家运用比较、分析、综合、归纳和演绎等基本思维方法进行物理学研究,结合物理学科特点,就形成了模型法、理想实验法、类比推法、假设法,极限等科学方法。

2.5演示实验教学法

大学物理教学中,不仅要让学生头脑中有定义、公式,还要有鲜明的物理图像。运用演示实验手段,可以让学生观察自然现象的变化状态,获取感性知识,加深或扩大知识的广度和深度。然而大部分的高校,演示实验教学仍一片空白[6]。

3.总结

在大学物理教学中不同的教学方法有各自的特点和优势,也有各自的缺陷和不足。我们应该根据实际条件,正确而恰当地使用一些传统的优秀教学法,利用其他不同教学方法的特点,有机结合使用,实现优势互补。重视对学生自学的指导,调动学生作为学习主体的积极性,实现认知与能力的全面提高,达到创新型人才培养的目的。

参考文献:

[1]李燕.在大学物理中开展研究性学习【J】.现代物理知识,2003,6

[2]蔡俊杰 中学“尖子生”平淡度过四年光阴[N],中国教育报,2006,4

[3]上官子木.教育的国际视野【M】.上海:华东师范大学出版社,2005

[4]杨艳芳.大学物理教学方法的研究与探讨【D】.合肥工业大学硕士论文2003.04,14-15

第7篇:大学物理范文

关键词: 大学物理实验教学 创新能力 培养方法

《大学物理实验》是理工科大学生的重要基础理论课程,为其学习专业基础课程和专业实验课程奠定了不可缺少的理论基础。《大学物理实验》以基本物理理论为指导,同时通过典型的物理实验或设计性实验验证《大学物理》的理论知识的正确性。学生通过理论知识去理解实验原理、指导实验仪器的调试、解释实验现象;用理论知识去分析实验过程中的问题及处理实验数据,同时实验现象及其结果也能加深学生对理论知识的理解,为进行专业基础实验课程奠定基础,对提高学生的综合素质、培养学生发现问题―分析问题―解决问题的能力、培养学生的创新精神与实践能力具有不可或缺的作用。大学物理实验教学不能只满足于让学生掌握基本的系统的实验技能,掌握实验的基本知识和方法,更重要的是培养学生严谨的科学思维能力、培养学生发现问题―分析问题―解决实际问题的能力、培养学生利用基本理论知识进行创新的能力。为了让学生在实验过程中锻炼以上能力,我在此阐述了自己在实验教学中的点滴体会,与大家探讨。

一、转变教学观念,课堂以研讨为主

教师教学也应与时俱进,转变传统教育观念中阻碍学生创造力发展的观点。学生的学习过程并非机械式的学习模式,美国著名认知教育心理学家奥苏伯尔认为学生的学习主要是有意义的接受学习[1]。因此,在教学过程中,教师应以学生为中心,变传授知识为主要目标为增长经验、发展能力,调动学生研讨兴趣,让课堂气氛变得生动活泼。课堂要做到研讨为主,还要有学生与教师、学生与学生之间的互动,互动应围绕课前预习遇到的问题、实验过程中遇到的常见的问题进行探讨,问题最好是由学生提出,或教师提出以往学生所碰到过的常见的问题,并给予学生一个适当的思考时间,不必急于解答。在学生思考问题的过程中应鼓励学生发挥主观能动性,大胆推测与发表见解,引导学生大胆想象,积极思考,主动探索。尊重学生的个性,使每一个学生都能发挥自身的最大潜能。建立新型师生关系,鼓励大胆质疑与创新。在传统的教育观念中,教师不仅是知识的传授者,而且是行为的楷模,师生关系是命令与服从的关系。这种关系势必影响学生创造力的表现。新型的师生关系是教师以平等、宽容的态度,积极鼓励学生,教师不再是权威的代表,而是保护、激发创造力的支持者[2]。奥苏伯尔认为学生的学习主要是有意义的接受学习。

二、注重培养学生观察与分析问题的能力

学生在实验具体操作过程中常常会遇到各种问题。教师应鼓励学生大胆调试实验仪器,并让学生在调试过程中仔细观察实验现象发生的变化,根据实验现象的变化判断下一步操作,并引导学生给予调试过程中实验现象的理论解释或形象的类比,加深对实验理论及实验现象的认识,逐步实现整个问题的解决。例如:大学物理实验中的示波器的原来与使用,学生在示波器的调试过程中,常常会碰到在示波器屏幕上调不出波形的情况。此时,教师应该鼓励学生去调试示波器上的按钮,并要求学生认真观察示波器屏幕上的相应参数的变化,让学生根据示波器显示的参数,分析问题的根源在哪里。譬如,示波器屏幕左上角的时间分度极小,左下角的电压分度也极小,此时看不到波形信号,则很有可能就是这两个分度值设置不合理。这一现象可以如此解释,因为示波管中的电子枪单位时间内发出的电子数不变,当时间分度与电压分度很小时,相当于示波器屏幕上电子的线密度极小,在波形的亮度太弱,难以分辨,还有一种可能就是被拉宽、拉高的波形没有曲线段落在示波器屏幕上。

三、立足于过程分析,培养学生解决问题的逻辑思维能力

美国著名心理学家马斯洛认为人的需求层次由低到高分为5级,其中最高级别的自我实现的需求中包含了人对创造力及问题解决能力的需求。学生在大学物理实验的过程本身就是一个解决问题的过程,伴随着学生对科学方法的掌握和知识的建构而获得的快乐的情感体验。为了让学生得到这一解决问题的快乐情感体验,教师在为学生解决问题的过程中应避免短时间内迅速膨胀式地传授知识,应立足于过程性评价[3]。譬如,示波器的原来与使用实验中,学生费了很大工夫都未能将某一特定频率及振幅的波形调试到示波器屏幕上。此时,教师可以与学生一起按照一定的逻辑顺序逐步分析和排除问题所在。可先分析问题是出在信号发生器还是示波器上,并遵循从源头顺沿而下的顺序逐步排除,如排除源头的信号发生器所发出的信号没有问题,再来排除连接信号源与示波器的数据线是否存在问题,分析示波器的设置,在看不到波形的时候可以引导学生找到波形的中心对称线。至于怎样找到波形的中心对称线可让学生思考,通常基础好的同学都能迅速地想到接地后输入信号被屏蔽在示波器上应该是一条直线。当学生想到这一点时,教师可以及时肯定其观点并要求其调试垂直移动和水平移动键直至水平接地信号显示在屏幕中央,继续有序地逐步分析排除,直至问题完全解决。在解决问题的过程中,学生得到了快乐的情感体验,学到的不只是刻板的知识本身,而是锻炼、强化了解决问题的思维能力,更重要的是快乐的情感体验可以增强学生解决问题能力的信心。

四、加强学生对事物本质的认识,培养学生的创新能力

大学物理实验的目的就是让学生通过具体的实验认识到物质的本质及物质之间联系的基本规律。教师通过大学物理实验,有目的地加强学生对物质的本质认识,有利于培养学生的创新能力。在光的干涉与衍射实验中,让学生清晰地认识到光具有波粒二象性,同时可以引导学生分析人眼日常所到的物体不同颜色是怎么产生的,如果学生能够认识到颜色是反射的未被物体表面吸收的一定波段范围光波在人眼的视觉效果,则说明学生对光的认识有了较深刻的理解。教师可以继续引导学生光的薄膜干涉现象,并可引入一些具体的薄膜干涉的高科技应用实例,提高学生认知结构可辨别性[4],提高学生的兴趣。开拓学生的创新思维。譬如,教师用光学变色油墨的具体应用为例,将随身携带壹佰元人民币拿出来让学生观察纸币正面左下角的数字100,让学生用不同的视角去观察该数字的颜色变化,学生会发现正面看时颜色为绿色,但倾斜一定角度就会发现颜色变为紫色,让学生领悟到科技创新是对基本原理深入理解与巧妙应用。这样对开启学生的创新能力的天窗十分有用,激励之余再要求学生深入查找光变色油墨的原理,让学生更详细地理解这一原理的应用,养成学生刻苦务实的钻研精神,磨炼学生创新能力的心智。

五、结语

大学物理实验不仅可以让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握具体的实验技能和方法,而且可以培养学生发现问题―分析问题―解决问题的具体实际应用能力,培养学生的科学技术发展相适应的创新能力。

参考文献:

[1]罗伯特・斯莱文著.姚梅林译.教育心理学理论与实践[M].人民邮电出版社,2004.

[2]康丽华.高教研究.创造性思维在大学物理实验教学中的应用[J].西南科技大学,2005,(3),30-32.

第8篇:大学物理范文

在讲到万有引力的时候,高中物理讲重力是万有引力的一个分力,而大学力学里面很明确的讲到,万有引力是重力的一个分力。这个自相矛盾的问题,到底孰对孰错,学生非常茫然。这个时候需要给学生讲清楚,这只是我们所选择的参考系不一样,在高中的时候所有的物理问题都是相对于惯性系,而大学讲过非惯性系的概念,高中将地球看成是惯性系,所以重力是万有引力的一个分力;因为地球在自转,所以严格说来地球应该看成一个非惯性系,这样万有引力就是重力的一个分力,万有引力的另外一个分力是离心惯性力,这样学生就恍然大悟,大学物理和中学物理不是矛盾的,而是统一的。

借这种机会,教师非常有必要给学生讲大学物理和高中物理的区别与联系,高中物理研究的是一些特殊情况,而大学研究物理问题更加深刻和普遍,使得学生的物理思维上升一个档次。并提醒学生多思考力学中诸多与中学物理不完全相同的地方,培养学生的探索精神和激发学生的求知欲。

2了解中学物理教学模式,强调学习方法的衔接

高中物理是填鸭式的应试教育,一切围绕高考分数进行教学。中学物理的内容不多,教师在课堂上能很快上完物理课程,教学的重点是练量的习题,加深对知识点的掌握。所以学生不需要要花太多时间看书预习,只要上课听讲,下课做大量的练习题,目的是考试拿高分。然而大学的教学是注重书本,教材内容非常多,教学进度很快,教师的讲授难以面面俱到。这样就使得不少学生跟不上节奏,而他们依然坚持高中的习惯,课前不预习,课后不看书,一些不懂的问题没有得到及时的解决,久而久之学生滋生畏难情绪,觉得大学物理太难,学习的兴趣减少。

为了避免这种情况发生,在新生入学的第一堂课上,就要给学生讲清楚大学物理和中学物理学习方法的不同,促使他们对学习方法的调整,以适应大学物理的教学方式。做到课前预习,上课听重点,不懂的问题课后要深入研究,查阅参考书,提高自学能力。

3改进教学方法,鼓励学生参与

中学生特别是刚接触到物理的时候,觉得物理是很难理解的,所以中学物理的教学一般是依靠教师的讲授,通过一些基本的试验来完成物理知识的讲解。大学物理课堂教学也传承了中学物理教育的一些方式,基本都是依靠教师来传授知识。大学课堂比较大,教师在讲台上系统的讲解,很少演示,提问和与学生互动,这样会显得整个课堂气氛很死板。为了提高大学上课的教学质量,教师可以在课堂上有针对性的提问,然后请学生来回答,这样一来可以集中学生上课听讲注意力,二来可以引导学生积极思考。其次,教师在上课的时候尽量通过实验演示,多媒体展示来提出问题,分析问题,和学生一起探讨解决问题的途径。

4总结

第9篇:大学物理范文

关键词:物理学;力学概念;静电场

类比法是人类认识客观世界的一种基本思维方法,所谓类比法是指根据两个对象之间在某些方面的相同或相似而推出它们在其他方面也可能相同或相似的推理方法。物理概念、物理规律以及研究方法等都可以是类比的对象。在《大学物理》课程教学中,恰当运用类比思维,往往能给人以启发,起到由此及彼、融会贯通、化难为易的作用。

一、类比方法在物理学发展过程中的广泛应用

在物理学的发展过程中,类比方法积极地推动了物理学的蓬勃发展,促成了许多重大思想及理论的建立。在物理学发展史上运用类比的例子不胜枚举。例如,荷兰物理学家惠更斯在证明了光现象与声现象都有直线传播、反射、折射等共同属性后,便将光现象与声现象相类比:既然声音的本质是发声物体振动所产生的一种波,那么光的本质可能是由发光体的振动所产生的一种波;既然声速是有限的,那么光速也可能是有限的;既然声是以球面波的方式进行的,那么光也可能是以球面波的方式进行传播等等,经过这样一番类比推理,惠更斯第一个认为光具有波动性,提出了光和声一样是以球形波面传播的,并指出光振动所到达的每一点都可视为次波的振动中心,创立了弹性波动说。再如,爱因斯坦提出光的波粒二象性以后,法国物理学家德布罗意在1923年把实物粒子与光进行类比。德布罗意认为,光具有波粒二象性,实物粒子除了有粒子性外也应具有波动性,其波长为λ=h/p,即称为德布罗意波,式中p是粒子的动量。德布罗意指出:在光学上比起波动的研究方法来说,人们过于忽略了粒子性,而在实物的理论上,则过多地考虑了他的粒子图像,而过分地忽略了它的波动性质。德布罗意的这一类比假设为量子力学的发展提供了思想基础,薛定谔将德布罗意的物质波用数学式子表示出来,才建立了量子力学的波动方程。

纵观物理学史,无论是经典物理学还是现代物理学,物理学家运用类比方法取得的重大成果数不胜数。类比推理是物理研究中应用较为广泛的方法之一。

二、类比法在《大学物理》教学中的具体应用

类比法可以看做是沟通新旧知识的桥梁,物理教学中恰当地运用类比方法,通过对新旧知识的比较、延伸、推广,最后给出新知识,使十分难以理解的物理理论简单、易懂并且易记,同时也能激发学生的学习兴趣和想象力,使学生在学习中能把复杂、抽象的问题简单化、具体化,从而加深对物理问题的理解和掌握。下面通过一些具体例子介绍一下类比法的应用。

1.质点和刚体中一些力学概念与规律的类比

在讲刚体定轴转动动力学的时候,可以把刚体定轴转动中所涉及的概念与规律与质点动力学内容进行类比,比如,刚体定轴转动中的角速度、角加速度、转动惯量受到的合外力矩与质点动力学中的速度、加速度、质量、受到的力进行类比,可以看到,刚体定轴转动时的角动量公式、动能公式与质点运动时的动量公式、动能公式很类似,刚体定轴转动定律与质点中的牛顿第二定律很类似,刚体定轴转动中的角动量定理与质点动力学中的动量定理很类似等等。我们通过用较熟悉的质点中的线量公式去启发学生,根据形式和概念上的类似去理解刚体中的角量公式与规律,能使学生更容易掌握与记忆新知识。

2.重力场与静电场的类比

在讲静电场部分的时候,我们可以把电场中涉及的概念与规律与我们已经熟知的质点力学内容联系起来,进行类比学习与记忆。比如,我们可以将库仑力与万有引力概念进行类比:在质点力学中,万有引力是研究两质点之间的相互作用,而质点是力学中的研究模型,质点是忽略实物的大小和形状,只保留实际物体的质量与位置的理想模型。而在静电学中,库仑力是研究两点电荷之间的相互作用力,点电荷是电学中的理想模型,它是忽略带电体的大小和形状,保留实际带电体的电量和位置的理想模型。也可以将库仑定律与万有引力定律相类比,有库仑定律表达式:万有引力定律表达式,数学形式相似,库仑力和万有引力都是通过场作用的非接触力,二力的方向都是在两质点或两点电荷的连线上,不同的是万有引力都是引力,而库仑力既有引力也有斥力,二者都是保守力,它们所做的功只与起点和终点的位置有关,与路径无关。

在介绍抽象的静电场力做功、电势能等概念时,可以通过对重力势能、重力做功的复习,将电势能类比重力势能,电场力做功类比重力做功,那么从重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加中可以简单地得出电场力做功与电势能变化的关系:电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。还可以将静电场中电势概念和重力场中的高度进行类比理解,在重力场中,物体所具有的重力势能与所受重力的比值与物体所处的位置h有关,与物体的质量m无关,此位置h可理解为地势,在静电场中,当选定零电势能的位置后,则放在电场中P点的电荷具有的电势能与它的电荷量q的比值,也与电荷量q无关,由电场本身的性质决定,这就是电场中P点的电势。可见,通过对电势和高度地势的类比,可以很容易理解电势这个抽象概念。

3.电场与磁场的类比

在电磁学中,我们可以把静电场与稳恒磁场的高斯定理、环路定理进行类比讲解,把静电场、感生电场、两者之和的总电场与稳恒磁场、变化电场产生的磁场、两者之和的总磁场,从产生的原因、性质等方面进行类比,可以对电磁场有全面的认知,从而对漂亮、完美、对称的麦克斯韦方程组有更深刻的理解,可以加深对电磁场性质的内在联系和统一性的认识。从以上例子可以看到,类比法在应用时要把握住其基本思想,即在相异中寻求相似,从中发现其规律性的东西;在相似中寻求相异,从中找出各个事物的个性特征。在进行类比法运用时,要充分掌握两个类比对象的相似性和相关性,全面深入分析两个类比对象的各种属性,注意区别它们之间的差异,抓住事物的本质联系并将其作为推理根据,进行类比思维。

综上所述,物理类比在物理学发展中起到了很重要的作用,正如康德所说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”在《大学物理》教学中,我们可以恰当地应用物理类比方法,把陌生的对象和熟悉的对象进行对比,把未知的东西和已知的东西进行对比,使抽象的物理概念和规律理解起来变得具体化、简单化,帮助学生有效地把握物理知识。我们可以在教学时加强对类比法的引导,启发学生自己发现类比的特点,使其在今后的学习中能灵活运用类比法,让学生在学习知识的同时,提高获取知识的能力,掌握科学的思维方法。物理类比方法是一种非常重要的科学思维方法,有意识地将这种科学思想方法贯穿于整个物理教学过程中,对培养学生的能力是十分有益的。

参考文献:

[1]王瑞旦,宋善炎.物理方法论[M].长沙:中南大学出版社,2002.