大学物理教学中情景创设初探

(南京师范大学物理科学与技术学院，江苏 南京 210023)

大学物理教学中情景创设初探

陶进邵新一①

(南京师范大学物理科学与技术学院，江苏 南京 210023)

笔者结合教学实例，探讨了大学物理教学情景创设的策略，对大学物理课程在非物理专业学生中的培养目标及教学手段，提出了自己的观点。

大学物理；情境创设；非物理专业

1 引言

教育是推动社会前进的重要力量，是现代社会最重要的公共事务之一，关系着社会的结构与运行。建构主义认为学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系。在实际情境下进行学习,可以使学习者利用原有认知结构中的有关经验去同化和索引当前学习到的新知识,从而赋予新知识以某种意义，因此情境创设对学生知识的建构有着重要的作用。大学物理课程对非物理专业的学生而言，比较抽象难懂，作为高校一门重要的公共基础课，它的课程目标旨在培养学生的科学素养，因此创设合理的学习情境，有利于非物理专业大学生对普通物理知识的掌握。

2 借助新兴资源、技术，多角度展示原理、模型

多媒体技术的直观性是传统讲授式教学所无法比拟的，笔者2010—2011学年对我校生命科学学院及数学科学学院约150名本科生的学习调查显示：让学生们感到物理难学难懂的关键并不是公式的推导和应用，而是很多抽象物理过程的理解与空间想象。通过现代的多媒体手段，我们可以创设很多实际生活中无法接触到的情境，将抽象的物理概念具体化。

例如傅立叶变换一直是很多学生难以理解的内容，为什么在时间的坐标中不停变换的世界，到了频域坐标下却可以是永恒不变的？这与现实生活的感受截然不同，很多学生无法理解。这时我们可以采用多媒体的动画模拟，将同一规律在时域、频域与空间的三维关系具体地展示给学生，将空间或时间的一定情景予以具体展现，把抽象的知识化为具体的、直接的感官信息，以弥补广大学生时空思维上的不足，解决学生的困惑。

3 引入时尚元素，联系物理教学

学生的显著特点就是年轻，追逐时尚。冗长复杂的物理定律对他们的吸引远不如流行的音乐、电视剧对他们的影响大。因此要提高学生的学习兴趣，将他们喜爱的时尚元素，例如学生感兴趣的故事、电视剧情和物理规律糅合在一起，以合适的情境进行教学，必将起到事半功倍的作用。

比如激光器原理的学习，需要解释激光产生的三要素——粒子数反转、泵浦源和谐振腔。为更好地向学生解释这三者对激光产生的作用，笔者就曾经用当时正流行的电视剧“天龙八部”中段誉的六脉神剑来类比。段誉的六脉神剑在电视中宛如一束激光，可惜他没法得心应手地使用。他先被众大师传授神功，好比激光器的粒子数反转，具备了基本的物质条件；他在身处险境，受到外界刺激时，好比给反转的粒子增加了一个激励作用的泵浦源；当他要保护心爱的人时，主观上小宇宙大爆发，犹如粒子在谐振腔中反复振荡增强，最终变成一束激光输出，杀伤敌人。这三个条件缺一不可，否则六脉神剑就施展不了，激光也无法产生。如此比喻，既能形象地解释为什么激光的产生需要这三个要素，也能活跃课堂气氛，让广大学生爱上原本枯燥的物理，极大地调动学生学习的兴趣。

4 结合实际情境，解读前沿科技发展

物理学和科技的发展密不可分，物理的教学内容绝不能仅限于理论知识，应将物理学与体育、环保、医疗、国防、交通、天文、材料等领域的发展相结合，实现贴合情境的多元化教学。例如在讲授光学内容时，可以向学生介绍正逐步兴起的裸眼3D技术，讲授声波内容时，向同学们解释现在高端手机中被广泛应用的双麦克风消音技术。这样的前卫科技情境，有力地体现了物理的无处不在，既能唤起学生了解物理、热爱物理、学习物理的兴趣，又增长了学生的知识，开阔了眼界，更可以启发、诱导学生在有兴趣的情况下主动参与教学。

例如对音乐专业的学生而言，物理似乎和他们关系不大。但实际上驻波、频率等物理概念就与音乐紧密相关。我们在教学时如能带上几样不同的乐器，以他们平时最多经历的情境，现场显示固定端、弦长对驻波的影响，更能让学生从根本上掌握调音的原理，感受目前高科技下的由高分子聚合物材料制备的乐器和传统乐器的不同。

5 引入设计性实验，创设真实的物理情境

物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验可以为理论概括准备充分的客观依据，是物理学理论的直接基础。对于大多数学生来说，绝大多数物理知识点在他们课程结束以后，都会很快被忘记，能使他们终身受益的是物理学系统性的知识结构和思维方式，这对他们未来的学习和工作有着深远的影响。美国未来学家阿尔温托夫勒曾精辟地指出:未来的文盲不再是目不识丁的人，而是没有学会怎样学习的人。而最佳的学会学习的方式之一就是自主动手，解决问题。因此在大学物理的教学中，物理实验必不可少。教师通过对学生实验的指导，逐步引导学生发现、提出问题，通过实验设计、自主探索、合作讨论并和老师积极互动，最终解决问题，这会极大地增强他们对知识的理解和应用能力。尤其是设计性实验，更是训练和考核学生解决问题能力的最佳途径。

大学物理是培养学生科学素养的一门重要基础课程，在大学物理的教学中，教师需要创设有效的情境，根据授课对象的需求，关注授课内容的精深度和宽广性，结合目前的生活实际，强化物理知识的系统性，引导学生建立物理学的知识和逻辑框架，突出学生本身专业与物理学科的联系，促进学生全面协调的可持续发展。

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[4] 范明.关于提高大学人才培养质量的思考[J].江苏高教,2011,(1):90-92.

[5] 王祖源，顾牡，吴天刚，倪忠强.信息技术支撑下的大学物理精品资源共享课建设[J].中国大学教学,2013,(11):7-9.

：邵新一，南京师范大学物理科学与技术学院党委副书记、讲师，主要研究学生教育管理和大学物理教学。

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