大学物理教学方法体系的构建

力昌英 万士保 谢柏林

（华中科技大学文华学院基础学部，湖北 武汉 430074）

大学物理课程是高等院校理工科各专业学生一门重要的必修基础课.通过该课程的学习一方面使学生对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较系统的认识和正确的理解；另一方面它以物理知识为载体，在培养和提高学生的综合素质、思维能力、科学的思想方法等方面起着不可替代的作用.而在历来的教学实践中，普遍反映大学物理课程难学难教.如何根据大学物理课程的特点，研究构建一套科学合理、实用有效的教学方法体系，这对提高大学物理的教学质量，深入开展大学物理教学方法研究具有重要意义.

1 教学方法和教学方法体系的内涵

一般地讲，方法是认识问题和解决问题的途径、手段和工具；而教学方法是在教学过程中师生双方为了完成教学任务，实现教学目的而共同进行认识和实践活动的途径、手段和活动方式的总和.它具有继承性、双边性和实践性的特点.教学方法涉及教和学两个方面，并力求使二者达到和谐统一，教是为了学而教，而学是在教之下的学.

由于教学任务和教学活动的复杂性和多样性，反映到教学的方法上也将是多样性的，影响教学方法的运用的因素也是多方面的.一般来说，决定教学方法运用的因素主要包括有教学对象、教学目标、课程，以及教学内容和教学阶段等；甚至是在一堂课的教学中，也会涉及多种教学方法的运用.因此，对于不同的教学对象和课程，不同的教学内容和教学阶段应有不同的教学方法.即使是同一门课程的教学，也不可能自始至终只用一种教学方法.从这个意义上讲，要有效地完成好某门课程的教学，就方法而言，所涉及的应是多种教学方法所构成的教学方法体系.本文主要讨论大学物理课程的教学方法体系.

2 大学物理教学方法体系的构成

大学物理教学方法体系是由各种教学方法相互联系、相互制约而形成的有机整体.笔者在实际的大学物理课程教学中，认为以下几种教学方法——讲授法、讨论法、问题教学法、归纳法等的有效结合，能达到比较理想的教学效果.

2.1 以语言传递信息为主的方法

1）讲授法

讲授法是以传授系统知识为主要目的，以语言为主要媒介，以“传递—接收”为主要模式的教学方法的总和.虽然在科技水平高度发展的今天，各种教学方法层出不穷，但是无论哪一种，却无法替代讲授法.讲授法有其他方法无法替代的优势：它能使师生面对面交流，教师能随时了解学生对已授物理知识的掌握情况，并根据学生在课堂上对知识的接受程度好坏，随时作出相应的调整，比如教学内容的难易程度调整、教学进程的快慢程度调整等.

在大学物理教学中，讲授法可以有多种具体方式，常见的有灌输式讲授、启发式教学、比较教学法和结合实际教学法；但是在什么时候采用哪种讲授方式，则取决于所讲授的教学内容.

（1）对大学物理的一些基本概念、物理基本原理等方面的内容，宜采用灌输式讲授.

（2）在引入新的物理知识点之前，要引导学生发现问题，此时宜采用启发式教学法，充分调动学生学习的积极性.

（3）对于涉及以下情况宜采用比较教学法：大学物理的有些概念与中学物理概念的比较、刚体运动规律与质点运动规律的比较、波动与振动的比较等；在讲述电磁学的物理概念和规律时，也可以用比较法.例如静电场中的电介质会发生极化现象，为了描述电介质的极化强弱，引入了极化强度这个物理量，即单位体积内分子电矩的矢量和；在学习磁场中的磁介质时，为了描述其磁化的强弱，同样也引入了磁化强度的概念，即单位体积内分子磁矩的矢量和.可想而知，磁矩和电矩是两个相似的概念.

（4）结合实际教学法包括结合生活实际教学和结合工程实际两种.由于物理学比较概括、抽象，从而使物理学难学，难教.要想培养学生学习物理的兴趣，必须要理论联系实际，用生活中常见的现象来解释理论知识.例如在讲动量定理、碰撞方面的知识时，教师可以介绍历史上多次发生的鸟与飞机相撞，导致飞机严重受损甚至机毁人亡的严重后果.鸟为什么会有如此大的威力呢？以此来启发学生思考，让学生建立模型，对碰撞过程中飞机受到的冲力进行定量估算，用数据说明问题.这样既能加深对动量、动量定理、冲量的实际理解，又能提高学习兴趣，事半功倍.

2）讨论法

讨论法是在教师的指导下，学生以班或小组为单位，围绕某一中心问题，在独立钻研的基础上，发表自己的看法，相互启发，相互学习，以掌握知识的一种方法.在大学物理课堂教学中，讨论法被认为是一种好的教学方法.实践证明：学生都非常积极地参与讨论课中来，他们对讨论课非常感兴趣，课堂教学效果良好.

由于各种原因，现在大学物理课的学时数较少，因此安排4～6学时的时间作为讨论课的时间比较合适.讨论课的时间一般安排在每学期的期末，也就是理论课刚讲完了的时候，讨论的内容在力学、热学、振动与波、电磁学等这几部分中选出相应的版块，每个版块设置有2～4个具有一定理论和实践深度的问题.教师把班级分成若干小组，每3～5人一组，教师把需要讨论的题目提前布置下去，各小组可以利用业余时间到图书馆查阅资料或上网查资料等，把答案用PPT 的形式展示出来，最后各小组派代表上台发言.每次发言时间不得超过5分钟，被质疑或提问的时间限定在3分钟内.讨论课的成绩由以学生为主的评委来打分，评委一共有8人组成，随机抽出.在讨论课过程中，教师可以随时纠正讨论中的明显错误并引导讨论的深入进行，其担任的是引导者的角色.最后在讨论结束之前，教师用5～8分钟的时间对整个讨论作个总结.通过该方法的教学，一方面可以培养学生独立获取知识的能力和自主学习的习惯；另一方面也培养了学生综合分析问题的能力和科学精神；同时还培养了学生对文字和语言的组织能力和团队精神.

3）问题教学法

问题教学法是由教师提出问题，激发学生积极思考，引导他们根据已有知识和经验，通过推理来获得知识的教学方法.它是大学物理课堂教学中用的效果较好的一种教学方法.从其心理机制来看，问题教学法属于探究性的，使用该方法时，知识不是教师直接提供的，而是引导学生去发现的.因此，问题教学法有利于培养学生的独立思考能力和语言表达能力，激发学生的思维活动，调动学习的积极性.

大学物理课程教学的特点之一就是注重解惑，因此，适宜而富有创造性地引发学生的疑问，巧妙而准确地解决这些疑问，是教学成功的重要前提.教学中，教师要根据教学内容、教学过程的需要和学生的实际情况来选择问题.值得注意的是，教师应选择富有应用性、启发式、激励性的问题，以激发学生进行较高水平的思维.即在“为什么”和“是什么”之间，应更多地选择富有启发性的“为什么”类的问题，而避免简单化的“是什么”类的问题.

例如在“牛顿运动定律的应用”这一课的教学中，教师可以先给出一般性的提问：根据在高中已学的知识，哪位同学能讲述牛顿运动三定律？它不但可以检验学生口头表达物理概念的语言组织能力和对重要内容的理解程度，而且也会使平衡状态、惯性、加速度、合外力等概念，力与加速度的关系立刻在学生的脑海里浮现；接下来对难点内容的理解再发问：哪位能通过自己的生活感受否定牛顿定律？此时，学生大都会积极地发言，说出来实际问题都与定律矛盾，教学的难点就出来了，那就是定律适用的条件问题.由此一来，学生就能悟出一个道理：任何定律都是有适用条件的，不能随便乱用，因此也很好地解决了教学难点.实践证明，问题教学法收到了较好的教学效果.

4）归纳法

归纳法，广义地说，它是从许多同类的个别事物中找出它们共同点的方法.它既包括从个别判断、特殊判断推出全面判断的推理方法，也包括从实验观察的经验材料、实验记录出发，从而得到理论原理的方法.狭义地说，归纳法就是归纳推理的简称.一般地说，凡属于从个别到一般的思维方法和研究方法，均称为归纳法.

在物理教学中，归纳法发挥着重要的作用.许多物理概念、物理规律的获得都是借助了归纳法的力量，由实验（学生实验或演示实验）归纳获得的，利用归纳法对物理规律或物理现象进行归类，还可以利用归纳法对同种类型的问题进行分类等.因而归纳法的教学是大学物理教学中的一个重要方面.例如在大学物理教学中，教师在讲解力这个概念时，首先给出有力存在的具体实例，如“人提水桶”“人推车”“磁铁吸引大头针”等，然后由上述实例归纳出结论：力是物体对物体的作用.

2.2 以直接感知为主的方法

以直接感知为主的方法，它是指教师通过对实物或直观教具的演示和组织教学性参观等，而获得教学信息的方法，其特点是具有形象性、直观性、具体性和真实性，它主要包括演示法等.演示法是大学物理课堂教学中用得较多的一种方法，并对提高学生的学习兴趣有很大作用.

物理学是以实验为基础的科学，物理规律的发现和物理理论的验证，都离不开物理实验.物理演示实验可以变枯燥的内容为生动、变抽象的概念为具体.大学物理中有很多抽象难懂的概念，若仅凭教师的讲授，学生是很难理解的，尤其对于理论基础较弱的三本学生.由于他们思想比较活跃，容易接受感性的事物，如在大学物理教学过程中引入演示实验，不仅能加深学生对物理概念和规律的理解，更能激发学生学习物理的热情和兴趣，培养学生的创新精神和创造能力.

例如在讲“角动量守恒”时，教师可以在讲台上放一把可以绕中心轴转动的椅子，让学生脚离地坐在转椅上，手握哑铃置胸前.然后旋转椅子，转动中学生伸展和收缩手臂.学生会发现：伸开手臂时，椅子转慢了，收缩手臂时，椅子则自动转快了，手臂伸缩而改变椅子转速的现象会引起学生的兴趣.通过这样一个简单而有趣的实验，学生不仅对物体的转动惯量的影响因素获得了感性认识，而且对角动量守恒获得了定性认识.

2.3 以实际训练为主的方法

以实际训练为主的方法是以学生实际训练活动为特征的，通过实际训练活动使学生认识向高一层次发展，把技能转变为技巧，它主要包括练习法等.练习法是大学物理课堂教学中经常用的一种教学方法，为了能够及时强化和巩固所学的物理知识，进行适当的练习是必要的.

在物理习题课教学中，例题的讲解起到重要的作用.同样，学生的练习也是必不可少的环节.教师在课堂上要做到少讲、精讲，还要留有较为充足的时间给学生练习.在教师的指导下，学生练习时应注意：题目的选择应以训练基本功、基本思路和方法为主，要由易到难，基本练习与综合练习相结合；要因材施教，在要求和指导上要注意区别对待成绩不一样的学生，尤其在指导解题上困难较大的学生时要特别注意；在学生练习的过程中，要注意发现典型的错误、问题和不同的解法，为习题课后的分析、总结及今后的教学提供依据.

3 结语

大学物理教学改革是一项艰巨的任务，因此，建立起一套行之有效的教学方法体系意义重大.教学方法体系是由各种教学方法相互联系的有机整体，在教学过程中，教师应将其进行有效的结合，才能达到较为理想的教学效果.此外，需要指出的是，任何一种教学方法是否有效，一方面取决于该教学方法本身的合理性，另一方面也取决于教师运用教学方法的具体状态.它包含有教师从理论上对教学方法的认识，以及从实践上对教学方法的把握能力.

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