强化物理思想，展现物理学之美——首届全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛心得

孟庆鑫

（哈尔滨工业大学物理系，黑龙江 哈尔滨 150001）

盛夏的成都，有幸参加了由四川大学承办的首届“高等教育杯”大学物理课程青年教师讲课比赛．经过校内选拔、省区预赛、地区复赛、全国决赛，最终幸运地取得第一名的成绩．一次次地站在讲台上面对所有的评委和资深同行，心理的紧张程度是可想而知的．由于赛制规定，备课时间限制在一个小时内，且不允许与外界有任何交流，作为选手，我觉得临场调整课堂教学思路几乎是不可能的事情，因此我觉得这次比赛真的能直接体现所有参赛人平时教学的水平，可以看出每个参赛选手都有非常丰富的教学经验，非常扎实的教学基本功，都有自己的教学特点和优势，从这些同行身上，我受益匪浅，相信这次比赛带给我们的绝不只是些许荣誉，更重要的是为我们这些在教学上努力工作的青年教师搭建一个可以交流的平台，对基础物理教学内容改革和教学经验交流起到推动作用．下面我想将赛后的几点心得体会与大家分享．

1 传帮带的优良传统是每个青年教师成长的保障

“规格严格 功夫到家”是哈尔滨工业大学的校训，老师和学生们都曾在私下里戏称说：“我们不是完全行为人，是工大的一个‘产品’”．但是，这样的个性化“产品”制作流程，让我们每个人都受益匪浅．在物理系和大学物理教研室，一直传承着“传帮带”的传统，每一个青年教师都有不止一位“师傅”，给予指导和把关．从听课、批改作业、助课、试讲、教研室活动中的集体评课，初次授课时专家听课……一套流程下来，青年教师已经基本掌握了如何设计教学内容和教学目标，了解课堂教学环节．优良的“传帮带”传统和集体智慧的结晶，是每个青年教师发展的有力保障．

资源共享，合作交流是物理系教师们恪守的规则．在我的电脑里，至少有10个以上版本的PPT，包括大学物理教研室为了提高大家的教学水平从各个出版社购买的，也有其他老师自己制作的个性化教案，在这些已有的PPT基础上，完成自己的教学设计，高起点下，得到些许收获也是必然的．

2 大学物理教学要强调物理思想，弱化单纯的数学推导

物理学是以数学语言为工具来描述客观世界的，数学仅提供描述物理过程的一种方法．很多数学过程是多值的，但是物理过程却是唯一的，所以在物理教学中一定要强调物理思想的传递．受到课时和学生数学基础的限制，应尽可能地弱化单纯的、繁杂的数学推导．比如，我在设计参加黑龙江省预赛时抽到的“麦克斯韦速率分布律”这个题目时，放弃了从统计学出发，利用麦克斯韦－玻尔兹曼分布推导麦克斯韦速率分布的讲授方法（我校180学时的大学物理Ⅰ的传统讲授方法），而是从速率分布函数的物理意义以及自由空间的理想气体所遵循的统计规律出发，指出：可以用f（v2）＝f（v2x＋v2y＋v2z）来表征处于平衡态的自由空间理想气体的速率分布律，由于自由空间理想气体各方向运动均不占优势且彼此独立，数学上可进行分离变量处理，即f（v2）＝f（v2x＋v2y＋v2z）＝g（v2x）g（v2y）g（v2z），数学上仅有e指数形式的解才能满足上式．根据物理学中的速率分布函数必须满足归一化的要求，可得出f（v2）＝Ae－βv2的结论，并最终通过实验结果获得麦克斯韦速率分布律的最终形式．在整个教学过程中，始终以物理思想为主线，利用数学工具来实现捕捉物理规律的目的．忽略了大篇幅的数学推导，让学生在大学物理的课堂上，感受到物理思想的本质，同时也理解数学工具的重要性，是我教学的一个基本原则，也是这样的一个原则，让我在本次比赛中受益．

3 教学过程要展现物理学的美

物理学中蕴藏着丰富的、深刻的美的因素，包括物理现象之美、理论描述之美、理论结构之美．物理学中孕育着不同于艺术美的独特特点，它是一种理性美．在一定的条件下，我们可以把大到太阳小到原子的一切物质看成同一理想模型，这就是物理学的简洁美；在广义相对论里爱因斯坦看到了时空、运动和引力之间的统一性，充分体现了物质世界里的和谐统一之美；物理学中的时空对称性、波粒二象性、麦克斯韦方程组等都是对称美的体现．除了这种理性美，我们还可以从艺术作品中感受物理所揭示的客观世界的美丽和多变．例如，在艺术家修拉利用点画法完成的一幅《大碗岛上的星期天》作品中，我们可以感受到光波衍射的美丽，也可以直观地感受到相对论时空观下人们对世界的认识．美好的东西总是吸引眼球的，如果你能在教学过程中将物理学的美展现出来，就一定可以抓住学生的心，吸引学生的注意力．

4 汲取多方位的“营养”是令大学物理教学生动的法宝

大学物理教学内容广泛，涉及面宽，如何能在有限的学时里将物理学的精华传递给学生，是青年教师在教学中最困惑的一件事．同时，大学物理内容体系更新速度较慢，教师也多是重复地上了多轮大学物理课程，在教学过程中难免会出现“职业倦怠感”和“思维惯性”．为了避免这种现象产生，就必须学会汲取多方位的“营养”来丰富我们的教学内容，在主体不变的前提下寻求细节变化．从教以来，我分别承担了我校大学物理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ三个层次的教学，在已经成为主讲教师时仍然为物理专业的力学、电磁学课程等课程助课并投入这些课程的精品课建设中去；承担了“改变世界物理学”“物理学史”以及专业选修课等多门课程的讲授工作，在备课过程中不断地拓展自己的知识体系，积极地了解科学前沿和物理学发展动态．在这些工作基础上，坚持在大学物理课程中引入物理学史、物理与艺术、前沿科学等多方面的内容，在拓展内容、增加趣味性的同时，更重视挖掘这些内容所蕴含的物理学思维模式以及发现和解决问题的方法等．我在对这次全国决赛中抽取的“物质波 波粒二象性”题目进行教学设计时，以物理学史为主线，从对称性的角度将人们在光本性认识上出现的困惑迁移至实物粒子的研究中，引入了物质波假设和波粒二象性的概念．结合特殊的艺术作品来帮助学生理解波粒二象性，强调任何客观事务都有两面性．设计的灵感，都是得益于“物理学史”和“物理与艺术”等多门课程的讲授．

可以说，优良的传统，系、教研室严格的教学管理制度，平时的积累，认真上好每一节课的态度，都使我受益．

比赛仅是一个过程，结果不是最终目标．本次比赛已经实现了激发和鼓励青年教师投身物理基础课程教学，提升教学水平，推动教学内容、手段的改革和教学经验交流的目标．非常感谢主办方的辛勤劳动，衷心祝愿“高等教育杯”全国高等学校物理基础课程青年教师讲课比赛越办越好．