围绕培养学生思维能力设计教学流程*<br/>——以流体的运动教学实践为例

围绕培养学生思维能力设计教学流程*
——以流体的运动教学实践为例

2012-01-23汪小刚

物理通报 2012年11期

汪小刚

(浙江农林大学理学院浙江杭州 311300)

1 引言

在农林类高等院校中，大学物理是一门公共基础课.通过该课程的教学，使生物、农林类等各专业的学生掌握必备的流体力学、表面现象、热力学和光学等基本知识、基本理论，为今后学习其他专业基础课和专业课打好基础.但在实际的教学过程中，大学物理课程授课教师往往把基础知识的简单传授作为课堂上唯一的任务，采用填鸭式灌输的教学模式.这种传统的教学模式使得学生处于被动接受知识的状态，失去学习兴趣和积极性，也不利于学生创造性思维能力和解决问题能力的培养[1].如何真正地在授课过程实现物理课程培养学生“思维能力和解决问题的能力”的作用，从教学方法上下功夫的同时，有必要首先对教学的内容和流程进行全面的设计.授课教师不仅仅只关注某一节内容的讲解，而更应该根据知识点的归类，从整体上进行把握.

下面以第一章“流体的运动”[2]为例，重点说明如何对教学的内容和流程进行全面设计，以求实现培养学生思维能力和解决问题能力的目的.

2 授课思路——步步设疑层层深入

首先应该根据知识点的归类从整体上进行把握教学内容.如图1所示，对“流体的运动”这一章在整体上进行了分析，授课思路确立为步步设疑、层层深入.同时，紧紧围绕实现培养学生思维能力这一目标，步步设疑，层层深入的授课思路也将贯穿于在每堂课的教学实践过程中.

图1 教学内容的整体把握

根据教学内容和上述授课思路，这一章的教学重点被确定为：理想流体模型、连续性原理、伯努利方程、牛顿粘滞定律、湍流；教学难点有：粘滞系数、雷诺数、泊肃叶公式、斯托克斯定律.

3 教学策略的设计

在这一章的教学中，笔者设定的教学策略可以概括为以下几点.

(1)培养思维能力是主旨.授课要求步步设疑，层层深入；从问题开始，到问题结束.

(2)潜移默化，注入科技英语.我校的大学物理课程目前不属于双语教学，但为了让学生能够初步接触一些专业科技词汇，在授课课件中，对每一章每一节的重要物理名词都加上英文词汇的标注.例如流线(stream line)，湍流(turbulent flow)等，又如采用英文介绍有关物理学家的生平事迹.

(3)联系专业，拓展知识.在本章最后一节课还安排介绍了流体力学在食品加工贮藏中的应用，以及沉降分离和离心分离，拓展学生的知识面.

4 具体教学流程设计

在确立授课思路和教学策略的基础上，围绕具体的教学内容，对教学流程进行了精心的设计.在实际授课过程中采用的教学流程可以用下图2表示.

图2 课堂教学流程

首先通过知识点的回顾，设置疑问，采用启发式的教学方法引入新课.以第三节“粘滞流体的流动”为例，一开始对前一次课的知识重点——连续性方程以及伯努利方程进行了简短的回顾，接着提出问题：以上两方程的确立都有一个条件——理想流体，即流体的不可压缩、完全无粘滞力.而实际流体与理想流体当然不一样，即具有粘滞性，那么如何比较实际流体的粘滞性？实际流体又将怎样运动的？图3为授课课件的截图，通过以上问题，自然而然地引入新的内容——粘滞流体的流动.

教学流程的第三个环节——课堂展开的内容便是粘滞力和粘滞系数的介绍.课堂的展开其实就是对上述问题中第一个问题的回答.

图3 课堂教学流程之引入课题

而第二个问题，即实际流体又将怎样运动则是本节内容的深入.在演示实际流体运动的图片之后，又采用设置疑问的方式加以引导，既然实际流体有层流和湍流两种不同的形式，那么怎样才能够形成湍流呢？形成的条件可以具体计算么？由此，学生进入湍流和雷诺数的学习.在例题讲解结束之后，理论联系实际，介绍雷诺数在现实中，如风洞试验等的重要作用.图4为授课课件的部分截图.

图4 课堂教学流程之深入

课堂教学流程的第五个环节是小结.在对本节知识作简要的总结后同样的以问题结束：粘滞流体的运动具有怎样的基本规律？这为引出第一章第4节的内容作了铺垫.

单纯的物理知识的教育只是初级的物理教学，而科学探索的物理教育则可以认为是高级物理教育[3].一般的教学流程设计最后的一个环节是小结.不过在我们的流程中，最后一个环节设置为知识拓展.其内容包括科学家和相关历史的介绍，另外还有科学前沿介绍等.让学生经过紧张的知识学习后放松心情，感受物理的人文气息，提升学生对物理的好感.下课之前，除了布置作业之外，还增加了与授课内容相联系的趣味小问题，寓教于乐，留有余味.图5为该环节所使用的授课课件的部分截图.