与专业相结合的大学物理特色教学初探

摘要:从《大学物理》与学生专业相结合的特色教学思想出发,文章从适度调整教学内容,适当把握教学方法,适时改变教学模式,以及适量运用现代化教学手段等方面阐述了将《大学物理》教学与学生的专业相结合的方法。

关键词:大学物理;专业特点;特色教学

《大学物理》是理工科院校重要的基础必修课程,经过多年的教学改革,已经形成了一整套理论深度合理、知识覆盖全面的教学体系。但是,学生学习《大学物理》时,时常还会发出一些抱怨:“学习《大学物理》有什么用?以后的专业和工作与《大学物理》所学知识没有多大的联系!怎么会提起学习的兴趣啊?”有的教师这样解释:“《大学物理》学的是一种思维方式,学的是如何处理问题的方法,当然对以后的工作很有用!”这样的解释显然有些空泛,不能令学生信服。经过多年的教学实践,笔者觉得本课程不应拘泥于书本的内容,而应将教学内容与学生的专业有机结合,让学生体会到本课程与专业之间的依托关系,从而找到本课程在专业领域中的位置。这样的特色教学可以起到事半功倍的效果,从而大大提高学生的学习积极性。

依据专业特点,适度调整教学内容

学以致用,学是为了用。教师应该时时询问自己:讲授的这个知识学生以后可以拿来做什么用?《大学物理》课程的理论都是从实际现象中提炼出来的,教师在讲授时有必要将其还原到实际中去。笔者先后给电气、机械、计算机等专业的学生讲授过《大学物理》课程,尝试依据不同专业的特点,调整教学内容,获得了不错的教学效果。

在给电气专业的学生讲授电磁学的内容时,笔者以稳压电源作为开场白,将稳压电源内部的电路图仔细地给学生讲解,然后把电路图中与该堂课涉及的与电磁相关内容抽出来,依据现实生活现象提出问题,学生很感兴趣。

在给计算机专业的学生讲授电学部分的内容时,笔者以计算机的硬件系统构造为例,转换教师和学生的角色,让学生给教师及其他学生讲授计算机的硬件系统构造,再专门拿出计算机电路板,让学生讲解分析。当然学生的讲解并不完善,也比较浅显。这时,教师要在学生讲解的基础上进行深入讲授。这种教学方式能给学生留下比较深刻的印象,同时提高了他们的综合能力。

在给机械专业的学生讲授力学部分的内容时,笔者首先向学生展示了机床动力系统的平面图,讲授机床的动力系统的工作原理,继而将话题引到轴承与轴承之间的力学关系、涡轮的运动原理等力学问题上来,进而将问题提炼出来,进行力学知识的讲授,激发学生的学习兴趣。

在给材料类专业学生讲授近代物理讨论光子能量问题时,笔者举例如下:波长290～400nm之间的紫外光线是引起高分子材料降解的罪魁祸首,这是因为紫外波段光子的能量为297～419KJ/mol,明显高于高分子材料中典型化学键的键能,从而引起高分子链断裂与降解。

依据专业特点,适当把握教学方法

教学方法为教学内容的顺利实施提供充分条件,好的教学方法能大大提高教学效果。《大学物理》课程教学应依据学生的专业特点,选择适当的教学方法。

举例式教学法 工科专业离不开工业生产及日常生活,专业课教师和基础理论课教师都应具备将本课程与学生所学专业相联系的能力,从生活中发现和收集《大学物理》与学生专业相关的具体事例,并运用到课堂教学中,丰富教学内容。笔者在给材料类专业学生讲授作用力与反作用力的内容时,举了这样一个例子:材料中的分子链受到外力的作用,其内部产生抵抗外力的内应力,外力与内应力大小相等,方向相反,是一对作用力与反作用力。

对比式教学法所谓对比式教学法,即通过假设与所得结论相反的结果,得到荒谬的结论,从而证明原结论的正确性。这种教学方法适用于各种专业的教学。很多情况下书中的推导按部就班进行,学生会觉得枯燥乏味,适时地采用对比式教学法,可以活跃课堂教学气氛。

时事教学法结合时事,可吸引学生的注意力,提高教学效果。在给机电专业学生讲授动量守恒的内容时,可以介绍“神七飞天”,突出讲授火箭飞行是动量定理及动量守恒定律的应用。为确定火箭所能达到的最高速度,假设忽略重力和空气阻力,或者是火箭在没有空气及地心以外的自由空间运动,求出火箭飞行速度、理想速度或特征速度,得到火箭飞行速度的上限。学生对与时事结合的事例讲授尤为感兴趣。

拟人式教学法在给材料类专业学生讲授热能部分的内容时,可举例如下:高聚物的链段在玻璃态时是被“冻结”的,加热给以热量,连段运动汲取了能量,在Tg附近,就开始有少许活泼的链段“蠢蠢欲动”、“迫不及待”,再加热至Tg以上温度,热能足以使全部的链段运动起来,链段就开始“为所欲为”,“自由得解放”,温度越高,能量越大,链段运动得也就越“欢实”。拟人式教学法生动、形象,使学生对抽象的物理知识更易于理解。

依据专业特点,适时改变教学模式

根据不同学生、不同专业的特点,教师不应拘泥于单一的教学模式,应灵活运用软硬件资源,将多种教学模式结合起来使用。例如,教师可以就某一专业性问题与学生探讨,让学生各抒己见,并形成小论文。这样既可使学生学到物理知识,也可使学生增进对本专业知识的深入理解。目前,各院校已广泛使用CAI教学,从完全依托计算机教学过渡到实际意义上的计算机辅助教学。在《大学物理》教学中,教师可以充分运用CAI的有利因素,多向学生展示Flash动画、音频和视频资料,丰富教学内容。

依据专业特点,适量运用现代化教学手段

依据专业特点,有针对性地运用现代化教学手段,可大幅提高教学效果。例如,可运用多媒体技术制作与教学内容相适应的习题库系统。不同的专业教学内容会有一定的调整,因此不同专业的习题库内容也略有不同。习题库系统应具备如下功能:高效——软件开发平台应具有所见即所得、媒体集成度高、各种特殊效果丰富且实现容易的特点,包含Powerpoint的方便模板,Flash快速好用动画,authorware全方位的交互功能与强大的文字排版绘图功能;易用——软件开发平台操作简单易用,页面结构清晰;开放——软件开发平台兼容RM、RA、MP3、SWF等各种格式文件,能适用于任何计算机;智能化——开发的软件必须能对学生做题效果进行评价,并告知学生哪些知识点掌握得不牢固,需要进一步深入学习,还要能实现学生随机抽题自测,及时打分并给出学习评价。习题库可包括填空题、计算题、选择题、移动题等多种题型,且可根据需要添加或者删除,方便学生自学。笔者对《大学物理》的习题库系统进行了两种形式的尝试。一种是将习题库在课上讲解,全班集体做习题;另一种是让学生网上自学。从学生反馈的情况看,后者效果较好。学生不会做的习题,系统会提示正确答案,不理解的问题,可以在师生互动平台上与教师及时沟通。这样学生期末考试的成绩有了一定的提高。

《大学物理》是门偏重理论的课程,但如果在实践中学习,在实践中摸索,在实践中运用,将能使学生的理论知识与专业素质同时得到提升。

参考文献:

[1]郭玉花,黄震,滕立军. 依据包装工程专业学科特点制定《高分子化学及物理》教学大纲[J].职业教育研究,2008,(6).

[2]郭玉花,郭建军.《高分子化学及物理》习题库的开发[J].高分子材料科学与工程,2006,(2).

[3]郭建军.关于驻波能量的分析[J].大学物理,2005,(5).

作者简介:

郭建军(1970—),男,天津市人,天津工程师范学院数理学院讲师,研究方向为大学物理教学及光学工程。

(本文责任编辑:洪雁)