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時間:2023-03-29 09:26:21
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20世紀(jì)后半葉,新技術(shù)特別是高新技術(shù)發(fā)展之快也是前所未有的.高技術(shù)包含的科學(xué)知識高度密集,綜合性極高,如紅外和紅外成像技術(shù)、激光技術(shù)、計算技術(shù)、信息技術(shù)、航天技術(shù)、生物技術(shù)等等,都無一例外地與物理學(xué)等學(xué)科的基本概念、基本理論和基本實驗方法密切相關(guān),其發(fā)展在很大程度上依賴包括物理學(xué)在內(nèi)的各學(xué)科的發(fā)展.
現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)的知識密集性、綜合性極高,處于科學(xué)技術(shù)的前沿,近幾年來的局部戰(zhàn)爭向人們展示,現(xiàn)代戰(zhàn)爭在相當(dāng)大程度上是高新技術(shù)的較量.現(xiàn)代軍事科學(xué)技術(shù)離不開物理學(xué)和物理學(xué)的新成就,如紅外夜視、激光制導(dǎo)、激光雷達(dá)、三相彈等都與物理學(xué)原理和物理學(xué)實驗技術(shù)密切相關(guān).
這一切都表明,在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程中,物理學(xué)不但在歷史上曾經(jīng)是處于主導(dǎo)地位的,在20世紀(jì)是處于主導(dǎo)地位的,而且毫無疑問,21世紀(jì)物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中也必將處于主導(dǎo)地位,它的作用將會更加突出.
大學(xué)物理課是一門重要基礎(chǔ)課,它的作用一方面是為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),另一方面是使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究方法,這些都起著增強適應(yīng)能力、開闊劉義洪盈贅大爭物雙教爭敬沮思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、提高人才素質(zhì)的重要作用.學(xué)好大學(xué)物理,不僅對學(xué)生在校學(xué)習(xí)十分重要,而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和在工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)、不斷更新知識,都將發(fā)生深遠(yuǎn)的影響.物理課的這一作用,特別為許多專家、教授、高級工程技術(shù)專家所強調(diào).
我國工科大學(xué)物理的學(xué)時一直少于理科.因此,目前實施的教學(xué)內(nèi)容,主要是傳統(tǒng)物理課內(nèi)容在給定學(xué)時范圍內(nèi)一再精選后形成的.總的來講,工科大學(xué)生的物理基礎(chǔ)較薄弱,物理知識面也較窄,特別是近代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)的物理基礎(chǔ)和現(xiàn)代工程技術(shù)方面的新知識更顯薄弱.如我們的課程基本要求中沒有物性學(xué)、分子、原子核、粒子等內(nèi)容;沒有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡爾效應(yīng)等內(nèi)容;量子物理、統(tǒng)計物理等近代物理基礎(chǔ)的基本概念、基本理論和知識甚為薄弱.這些內(nèi)容,工科一般專業(yè)在后續(xù)課中多不再涉及,而它們恰恰是當(dāng)今學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù)所要涉及的,有些甚至已成為當(dāng)今高新技術(shù)的組成部分.在這個意義上講,大學(xué)物理課內(nèi)容“老的多、新的少”.因此,更新內(nèi)容,加強現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)有關(guān)知識,特別是有關(guān)基礎(chǔ)知識,是工科物理教學(xué)改革必須面向的首要問題.
二、工科物理課教學(xué)改革
工科大學(xué)物理課程的教學(xué)改革是很復(fù)雜的,也是很困難的,不可能一嗽而就.應(yīng)該堅持以下原則:不應(yīng)改變物理課作為基礎(chǔ)課的地位和作用,應(yīng)著力研究現(xiàn)代高級工程技術(shù)人才應(yīng)具備什么樣的物理基礎(chǔ);要重點研究如何處理好經(jīng)典物理和近代物理及有關(guān)近代內(nèi)容的關(guān)系;應(yīng)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法和分析問題、解決問題能力上加大力度,與研究教學(xué)內(nèi)容改革的同時,還必須系統(tǒng)地研究教學(xué)方法、考試方法等教學(xué)環(huán)節(jié)的改革.
工科大學(xué)物理課內(nèi)容改革的重點在于加強物理學(xué)基礎(chǔ)(包括經(jīng)典物理基礎(chǔ)和近代物理基礎(chǔ)),同時適當(dāng)?shù)亟榻B反映現(xiàn)代物理和現(xiàn)代工程技術(shù)的新知識,擴大學(xué)生的知識面,在整個教學(xué)過程中提高學(xué)生分析及解決問題的能力和獨立獲取知識的能力.由于工科物理課程教學(xué)時數(shù)少,只靠課程內(nèi)容和體系本身改革回旋余地小,改革要將課內(nèi)課外、理論教學(xué)與實驗教學(xué)、課與課間關(guān)系諸方面綜合考慮.(一)課程教學(xué)內(nèi)容改革,應(yīng)以物理課程教學(xué)基本要求為依據(jù).在保證經(jīng)典的前提下,進(jìn)一步精選經(jīng)典物理內(nèi)容,突出教學(xué)內(nèi)容及能力培養(yǎng),避免過分強調(diào)系統(tǒng)性和嚴(yán)密性等,在整個經(jīng)典物理教學(xué)過程中應(yīng)貫徹加強近代思想;在近代物理基礎(chǔ)的基本要求部分,加強量子力學(xué)和統(tǒng)計物理基礎(chǔ)知識,以利于學(xué)生在校和離校后進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識和新技術(shù);加強現(xiàn)代工程技術(shù)物理基礎(chǔ)專題,這部分內(nèi)容應(yīng)側(cè)重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分內(nèi)容的講授學(xué)時,分別約占總學(xué)時的58%、27%和15%.
(二)開設(shè)物理類和技術(shù)類專題選修課(或講座).物理類選修課:如現(xiàn)代物理導(dǎo)論、混沌、原子和分子物理、核物理、天體物理、等離子體物理、凝聚態(tài)物理、嫡和信息、傅里葉光學(xué)、非線性光學(xué)、非線性力學(xué)等、技術(shù)類選修課:如現(xiàn)代工程技術(shù)專題、激光技術(shù)、光散射技術(shù)、全息技術(shù)、穆斯堡爾譜學(xué)、核磁共振技術(shù)、薄膜技術(shù)、換能器、紅外技術(shù)、低溫和超導(dǎo)等.選修課應(yīng)著重物理概念、物理思想和方法,不追求數(shù)學(xué)嚴(yán)密性,不過分強調(diào)系統(tǒng)性和完整性.
(二)大學(xué)課堂大學(xué)物理課堂是學(xué)生獲取物理知識最基礎(chǔ)的方式,真正的大學(xué)課堂應(yīng)該不同于初中及高中的課堂,因為大學(xué)生的思維具有了一定的開拓性及靈活性,其實踐經(jīng)驗也得到了不斷的增長,因而教師上課就不應(yīng)該是初中和高中時那種“填鴨式”教學(xué),而應(yīng)起到開拓學(xué)生思維,激發(fā)其創(chuàng)新能力的作用。
二、大學(xué)課堂物理教學(xué)中應(yīng)采取的改革措施
(一)提高大學(xué)物理老師的素質(zhì)老師在學(xué)生一生的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,曾經(jīng)有一位著名的老師培養(yǎng)了多位科學(xué)家,當(dāng)老師八十華誕同學(xué)們趕來為老師慶祝生日時,記者問了同學(xué)們一個問題“你對老師印象最深刻的是什么?”答案意外的驚人,同學(xué)們都說是眼神,足見要想成為一個對同學(xué)們有切實幫助的老師,就需要熱愛學(xué)生,要慈于父母,要尊重學(xué)生的人格,關(guān)注學(xué)生的成長。
(二)在教學(xué)中注重因材施教對于不同層次的學(xué)生,要注重提出不同層次的教學(xué)目標(biāo),對于具有不同特質(zhì)的學(xué)生,要注重發(fā)揮他們的獨特優(yōu)勢,對于不同的學(xué)科,要根據(jù)學(xué)科特點提出不同的要求。首先,對于層次較低的學(xué)生,要幫助其補充更多的基礎(chǔ)知識;其次,如果有些同學(xué)擅長于理論的研究,要加強對其理論知識的傳輸,使之形成完整系統(tǒng)的理論體系,有些同學(xué)動手能力較強,就要提供實驗器材及方法,促使其從實驗中發(fā)現(xiàn)真理;再次,大學(xué)課程有很多學(xué)科,其中物理學(xué)科作為一門理科學(xué)科,要求學(xué)生掌握更深的物理知識,因此在課堂上,老師要有目的地將學(xué)生往高深物理知識方面引導(dǎo),使學(xué)生更深刻明白物理學(xué)習(xí)的目的,從而增強其提高專業(yè)水平的動力。
(三)注重趣味教學(xué)的方法興趣是學(xué)生最好的老師,因此要使學(xué)生很好地掌握一門學(xué)科,就必須培養(yǎng)學(xué)生對這門學(xué)科的興趣,對于物理知識的學(xué)習(xí)也是如此。首先,教師要提高自己的專業(yè)素養(yǎng);其次,要利用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備,更好地展示物理知識的機理,加深學(xué)生的印象,促進(jìn)學(xué)生的理解。再次,要利用多種教學(xué)方式,可以采用小組合作討論、角色表演等方法來進(jìn)行物理知識的教學(xué),最重要的是要走出課堂,帶領(lǐng)學(xué)生去實驗室探索物理世界的奧秘。最后,要將書本上的知識與實際很好地聯(lián)結(jié)起來,注重理論和實踐的相結(jié)合,同學(xué)們只有在實踐中發(fā)現(xiàn)物理知識的重要性,才會去努力學(xué)習(xí)它,因此要將理論與實踐相結(jié)合。
大學(xué)物理是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的研究對象是非常廣泛的,它的基本理論滲透到自然科學(xué)的很多領(lǐng)域,應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門,它是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。它包含經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用等基本內(nèi)容,這些內(nèi)容都是各專業(yè)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和今后從事各種工作所需要的必備知識。因此,它是各個專業(yè)學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)課[1]。
在農(nóng)科類各專業(yè)開設(shè)大學(xué)物理課的作用,一方面在于為學(xué)生較系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),另一方面是使學(xué)生學(xué)會初步的科學(xué)的思維和研究問題的方法。這對開闊學(xué)生的思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強適應(yīng)能力、提高人才的素質(zhì)都將起到非常重要的作用。同時,也為學(xué)生今后在工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新的知識、新的理論、新的技術(shù)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
一、大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀分析
21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代,對人才的要求將更高、更全面,這對我們的大學(xué)物理教學(xué)也提出了更高的要求,必須跟上時代的步伐。但是,目前以農(nóng)科類大學(xué)物理教學(xué)為例存在以下問題:
(1)大學(xué)物理教材的內(nèi)容中,以經(jīng)典物理為主,分為力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理,內(nèi)容各自獨立,彼此之間缺乏聯(lián)系,沒有形成統(tǒng)一的物理系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容大部分標(biāo)題與中學(xué)類似,學(xué)生看到目錄后學(xué)習(xí)熱情和興趣銳減。
(2)經(jīng)典物理和近代物理的比例極不平衡,經(jīng)典物理部分占物理教學(xué)內(nèi)容的80%以上,而且基本上都是20世紀(jì)以前的成果,沒有站在近代物理學(xué)發(fā)展的高度,用現(xiàn)代的觀點審視、選擇和組織傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容。同時近代物理的內(nèi)容非常少,特別是沒有反映20世紀(jì)后半個世紀(jì)以來物理學(xué)飛速發(fā)展的現(xiàn)代物理思想,使學(xué)生對近代物理知識知之甚少,與現(xiàn)代物理嚴(yán)重脫節(jié),因此大學(xué)物理教學(xué)改革勢在必行。
(3)教學(xué)手段落后,雖說現(xiàn)在有些老師已經(jīng)用上了多媒體教學(xué),但是總體對現(xiàn)代化教學(xué)手段的充分利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,未能充分體現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)越性,對教學(xué)手段的改進(jìn)也期待著進(jìn)一步探索。
二、對大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容改革的幾點想法
(1)從大學(xué)物理非物理專業(yè)的人才培養(yǎng)的總體要求出發(fā),對農(nóng)科類各專業(yè)采取不同側(cè)重點的教學(xué),現(xiàn)在所用的教材,或是適合我們的短學(xué)時,又無配套的教學(xué)參考書,或是對農(nóng)科類相關(guān)教學(xué)內(nèi)容不足,我們可以根據(jù)不同專業(yè)制定不同的教學(xué)大綱,注重各部分知識的聯(lián)系,以近代物理學(xué)的發(fā)展為主導(dǎo),完整而系統(tǒng)的講述物理學(xué)的基本內(nèi)容。同時,教研室可以準(zhǔn)備組織力量編寫一本少學(xué)時且適合農(nóng)科類各專業(yè)學(xué)習(xí)用的大學(xué)物理教學(xué)參考書,主要用于幫助學(xué)生理解基本概念、基本定理,幫助學(xué)生學(xué)會分析問題和解決問題,幫助學(xué)生提高把物理學(xué)的知識應(yīng)用到實際中的能力。
(2)添加近代物理內(nèi)容,介紹當(dāng)今物理學(xué)前沿的發(fā)展,如量子理論、相對論的時空觀等,啟發(fā)學(xué)生興趣,擴大學(xué)生的科學(xué)視野,開闊學(xué)生的思路。把近代科學(xué)技術(shù)成就和前沿課題的內(nèi)容融入教材中,補充一些物理學(xué)與相關(guān)專業(yè)的交叉或補充的前沿的新發(fā)展內(nèi)容,使學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論的同時了解現(xiàn)代科技發(fā)展的新信息、新動向。
(3)對經(jīng)典物理部分進(jìn)行處理,精選與現(xiàn)代科技、現(xiàn)代物理知識緊密聯(lián)系的內(nèi)容,刪去陳舊部分,避免和中學(xué)物理的內(nèi)容重復(fù),將經(jīng)典物理延伸至近代物理,增添新意。
(4)將相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識納入教材。如今科學(xué)技術(shù)越來越向交叉學(xué)科發(fā)展。因此,針對農(nóng)科類各專業(yè),在教材內(nèi)容的選擇上,增加農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的內(nèi)容,緊密聯(lián)系學(xué)生專業(yè)進(jìn)行因材施教。
三、關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)方法和教學(xué)手段改革的想法
(1)注重應(yīng)用,弱化計算。傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法是以物理理論和計算公式為主,要求學(xué)生會解題,而對物理概念的理解和應(yīng)用則一掠而過。其實,學(xué)生對用數(shù)學(xué)方法解決物理問題不適應(yīng),導(dǎo)致對解題產(chǎn)生畏懼心理。因此在教學(xué)中不應(yīng)以做題為目的,使學(xué)生陷入題海之中,而是要著重應(yīng)用方面的教學(xué),適當(dāng)進(jìn)行習(xí)題練習(xí),重點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(2)靈活運用多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育中的重要組成部分,適當(dāng)?shù)亩嗝襟w教學(xué)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,發(fā)展學(xué)生的個性,實現(xiàn)“以學(xué)生為本”的教育理念。在多媒體電子課件中,加入動畫、演示實驗、圖示說明和物理學(xué)的一些基本模型等,以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足,增加課堂教學(xué)的形象性,對學(xué)生動態(tài)認(rèn)識和掌握物理概念有著重要的作用[2]。
(3)在考試方面,可改變現(xiàn)在的考試模式,采用多種考試方法結(jié)合。一方面閉卷筆試,采用試題庫考試,另一方面,采取書寫小論文、新想法等方式,加強學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性,減輕學(xué)生的壓力,同時也提高了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題和探究問題的能力。
演示模擬是把計算機當(dāng)作掛圖和電視屏幕,通過向?qū)W生演示各種圖象、動畫、圖表和描述等進(jìn)行教學(xué)活動,非常適合于輔助課堂教學(xué)。演示模擬能展現(xiàn)通常難以觀察的微觀世界和宏觀世界。物理中許多微觀結(jié)構(gòu)和微觀現(xiàn)象即看不見,又摸不著,演示實驗也無法做成。應(yīng)用物理課件進(jìn)行現(xiàn)象演示模擬,這些問題就迎刃而解了。
如“原子結(jié)構(gòu)”教學(xué)中,傳統(tǒng)的“a粒子散射實驗”只能得出a粒子散射的規(guī)律,不能演示a粒子散射的微觀機理,利用課件模擬演示a粒子散射現(xiàn)象,學(xué)生可逼真地看到放射源中射出的a粒子射到金屬泊的原子上,絕大多數(shù)a粒子仍沿原方向前進(jìn),少數(shù)a粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn),有極少數(shù)的a粒子偏轉(zhuǎn)角超過了900,有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到1800。學(xué)生目睹了a粒子散射的“真實情景”后,便于理解和掌握原子核式結(jié)構(gòu)理論。
二、物理過程模擬
自然界中,有許多稍縱即逝的物理過程,只有通過極為細(xì)心的觀察才能把握,經(jīng)過認(rèn)真的分析才能理解,然而對于觀察能力還不夠強的學(xué)生來說,卻是件很困難的事情,要想在教學(xué)中達(dá)到良好的效果,就必須把這樣的快鏡頭變?yōu)槁R頭,適當(dāng)延長過程的時間,讓學(xué)生有比較充裕的時間進(jìn)行觀察和分析,從而掌握現(xiàn)象的本質(zhì)。
例如,講授“電流的形成”時,雖然電流是真實存在的,但它卻看不見。摸不著,學(xué)生是觀察不到的。如果靠學(xué)生自己去想象,難度是較大的,而借助多媒體課件用動畫的形式模擬出電流的形成,并與水流的形成進(jìn)行類比,將“短暫電流的形成”與“短暫水流的形成”進(jìn)行類比,將“持續(xù)電流的形成”與“持續(xù)水流的形成”進(jìn)行類比,制作了4個動畫片段,變抽象為直觀、形象,從而有助于學(xué)生理解和掌握“電壓是形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置”這一知識點,突破本節(jié)的難點和重點,整個過程既生動形象,又揭示物理本質(zhì)。
三、演示實驗?zāi)M
一些傳統(tǒng)的演示實驗,有如準(zhǔn)確性差、過程模糊、受控因素多等缺點。因此,教學(xué)中如能在發(fā)揮傳統(tǒng)演示實驗的基礎(chǔ)上,配合以多媒體課件演示,可以達(dá)到更好的教學(xué)效果。
比如在教學(xué)“平拋物體的運動”時,教科書中采用了閃光照相的方法研究平拋運動,以兩個小球同時運動的照片說明平拋物體與自由落體運動在水平方向的運動不同,但他們在豎直方向上的運動是相同的,如果我們據(jù)此結(jié)論設(shè)計出一組小球同時做各種初速度的平拋運動的動畫,則更便于學(xué)生對閃光照相結(jié)論的理解掌握,將此動畫與平拋公式對照分析,有助于學(xué)生把握公式物理意義的內(nèi)涵。當(dāng)然,模擬畢竟是被理想化了的模型,對一些操作方便、效果明顯的實驗,無論從真實性還是效果看,都不宜用計算機模擬。
四、實驗操作模擬
物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),實驗是教學(xué)的有機組成部分。學(xué)生親自動手參加實驗可熟悉各種實驗儀器的使用方法,增加感性認(rèn)識,增強動手能力,有利于培養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)研究的興趣。這是任何模擬實驗都不能代替的。但有的實驗學(xué)生很容易忘記或記憶模糊,對于那些不適合重復(fù)進(jìn)行的實驗,可以在適當(dāng)?shù)臅r候,利用多媒體課件再給學(xué)生提供一個虛擬的實驗室。
例如,在講授完歐姆定律后,為了幫助學(xué)生更好地掌握這部分電學(xué)知識,我選擇了一個以“電路的實物連接”為中心內(nèi)容的多媒體課件。課件中有虛擬的電源、開關(guān)、電阻、燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、導(dǎo)線等器件,學(xué)生可以在計算機上自選連接方法,自選器材,組成很多不同的電路形式,按不同的電路圖對實物進(jìn)行連接,這樣的實驗克服了許多硬件實驗的不便之處,還可以進(jìn)行任意次的重復(fù),達(dá)到復(fù)習(xí)和鞏固的目的。因此,將多媒體課件進(jìn)行的模擬實驗和傳統(tǒng)的硬件實驗有機結(jié)合起來,能收到良好的教學(xué)效果。
在大力提倡素質(zhì)教育的今天,物理教學(xué)不僅需要培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),還需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識與創(chuàng)新精神。只有在實踐中不斷研究和探索使用多媒體課件輔助物理教學(xué)的方法和技巧,才能使這一現(xiàn)代教育技術(shù)顯示出更強大的生命力。
參考文獻(xiàn):
1.結(jié)合物理學(xué)
物理學(xué)史可分為古代物理學(xué)時期(從遠(yuǎn)古—16世紀(jì)中葉)、經(jīng)典物理學(xué)時期(16世紀(jì)中葉—19世紀(jì)末)和現(xiàn)代物理學(xué)革命時期(20世紀(jì)—現(xiàn)在),現(xiàn)代物理學(xué)革命時期又分為三個階段,即第一階段(1905—1931年):相對論和量子概念的創(chuàng)建和應(yīng)用階段;第二階段(1932—1954年):亞原子物理學(xué)階段;第三階段(1955年至今):亞核物理學(xué)即宇宙物理學(xué)階段。例如電磁學(xué)歷史,丹麥物理學(xué)家奧斯特,由于堅信電磁之間的聯(lián)系與統(tǒng)一,對物理實驗有濃厚的興趣,以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,而發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)。英國物理學(xué)家法拉第和奧斯特一樣也深信各種“自然力的統(tǒng)一性”,并追求這種統(tǒng)一,經(jīng)過十余年的艱苦努力,終于找出了電磁感應(yīng)定律。在法拉第工作的基礎(chǔ)上,麥克斯韋建立了電磁場理論,并預(yù)言了電磁波的存在,實現(xiàn)了物理學(xué)史上的第三次大綜合。電磁波的發(fā)現(xiàn)轟動了整個物理學(xué)界,全世界許多實驗室投入了對電磁波性質(zhì)及其應(yīng)用的研究。在赫茲宣布他的發(fā)現(xiàn)后不到六年,意大利的馬可尼與俄羅斯的波波夫分別實現(xiàn)了無線電波遠(yuǎn)距離傳播,并很快投入實際應(yīng)用。無線電報、無線電廣播、無線電話、傳真、電視以及雷達(dá)等無線電技術(shù)像雨后春筍般地涌現(xiàn)出來,近幾十年來,又實現(xiàn)了遙控、遙感、遙測、衛(wèi)星通信等,從此人們進(jìn)入了信息化時代。
2.結(jié)合現(xiàn)代生活
物理現(xiàn)象和規(guī)律大部分來自于生活,又必將服務(wù)于生活。人們?nèi)粘I畹母鱾€方面,以及現(xiàn)代高科技的前沿問題都與基礎(chǔ)物理的研究有關(guān)。因此給學(xué)生講解前沿物理知識時應(yīng)當(dāng)聯(lián)系生活實際。例如現(xiàn)代生活中,一些家用電器包括計算機、電視機、微波爐、電磁爐、手機等都會產(chǎn)生電磁輻射。那么何謂電磁輻射?電磁輻射會產(chǎn)生哪些危害以及如何預(yù)防呢?電磁輻射是指能量以電磁波的形式在空間傳播的現(xiàn)象。電磁輻射產(chǎn)生的危害如下:
(1)可能會誘發(fā)兒童患白血?。?/p>
(2)可能會導(dǎo)致兒童智力殘缺;
(3)對于成年男子來說,可能會導(dǎo)致質(zhì)量下降
(4)對于孕婦來說,可能會導(dǎo)致胎兒畸形;
(5)可能會導(dǎo)致人體癌細(xì)胞增值;
(6)可能會引起人體視力下降,使人得白內(nèi)障;
(7)可能會影響人的心腦血管系統(tǒng)。預(yù)防電磁輻射的方法如下:
(1)電器擺放不要過于集中。在臥室中,要盡量少放,甚至不放電器;
(2)電器使用時間不宜過長,盡量避免同時使用多臺電器;
(3)注意人與電器的距離,能遠(yuǎn)則遠(yuǎn);
(4)盡量縮短使用電剃須刀和吹風(fēng)機的時間;
(5)長時間在計算機前工作時,最好穿上防輻射服;
(6)對于電磁輻射較大的家用電器例如微波爐和電磁爐,可使用防護(hù)罩;
(7)要正確使用手機:①手機接通瞬間釋放的電磁波容易產(chǎn)生不好的影響,所以手機響時,幾十秒后再聽手機;②在使用手機時,可以采用手機專用耳機,實現(xiàn)遠(yuǎn)距離使用是比較有效的辦法;③盡量減少通話時間,最好左右耳朵輪流聽;④休息時不要將手機置于枕頭邊;⑤手機不用時最好放在包里,但不要放在胸前的口袋中,也不要直接掛在胸前。
3.結(jié)合社會熱點問題
社會熱點問題包括交通運輸、環(huán)境污染與保護(hù)、能源危機以及新能源等問題。如果將前沿物理知識與社會熱點問題相結(jié)合,勢必激起學(xué)生的廣泛關(guān)注和積極參與,并且能夠培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。我們現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主,然而化石能源是有限的,不可再生的,并且對環(huán)境污染嚴(yán)重。在現(xiàn)實世界里,不可再生的資源絕不會真的完全用盡,而是隨著資源的逐漸枯竭,它變得越來越難開采,于是產(chǎn)量下降,導(dǎo)致市場短缺,價格上漲。持續(xù)短缺和價格上漲最終使這些資源變得如此昂貴,以至于實際上被淘汰。將來的能源結(jié)構(gòu)將會以風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、生物體能等可再生能源為主,雖然只有水電和生物體能源對今日的可再生能源有較大的貢獻(xiàn),但是,其他可再生能源正在迅速增長,在將來可能為我們提供更多的能量。每一種能源都有其自身的缺點,但是一般來說可再生能源的缺點比化石能源或核能少。
二、前沿物理教學(xué)后的成效分析
1.有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
文科學(xué)生在高中開始就實行了文理分科,他們中大部分學(xué)生物理基礎(chǔ)較差,有些人曾經(jīng)懼怕物理、討厭物理,針對這一情況,就要想方設(shè)法激發(fā)文科學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上引入一些生動有趣的前沿物理知識后,文科學(xué)生不再感覺物理枯燥無味,對物理產(chǎn)生了極大的興趣。有個學(xué)生甚至想報考物理方面的碩士研究生,但是由于文理科不能跨專業(yè)報考碩士研究生,最后放棄了?,F(xiàn)在國家教育政策進(jìn)行改革后,高中不再實行文理分科,對學(xué)生的全面發(fā)展將是有利的。
2.有利于開闊學(xué)生的視野,形成正確的科學(xué)觀
物理前沿知識中有大量說明科學(xué)相對性、不確定性的事例,如果將其滲透于教學(xué)中,能夠使學(xué)生開闊視野,啟迪他們質(zhì)疑舊的科學(xué)觀,逐漸形成具有現(xiàn)代意蘊的科學(xué)觀。例如離心運動,長期以來人們一直認(rèn)為存在一種離心力使物體發(fā)生離心運動。學(xué)完離心運動之后,學(xué)生明白了根本不存在離心力,離心運動其實是由于物體具有慣性。任何事情都具有兩面性,離心運動同樣有利有弊。離心運動有利的一面是:利用離心運動可以做成洗衣機的甩干桶,將衣服甩干;利用離心運動可以制作小朋友喜歡吃的棉花糖。離心運動的弊端是:在高速公路拐彎處,如果汽車速度過快就會產(chǎn)生離心運動,將會造成交通事故;高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、砂輪的離心運動將會對周圍的人產(chǎn)生很大的危害。
3.有利于學(xué)生學(xué)以致用
學(xué)完電磁學(xué)知識后,很多學(xué)生告訴我使用手機時多用耳機可以減少電磁輻射。學(xué)完離心運動后,學(xué)生能夠解釋洗衣機的甩干桶利用的是離心運動的原理,在高速公路上行駛的汽車在拐彎處要放慢速度是為了防止離心運動發(fā)生。學(xué)完光學(xué)知識之后,學(xué)生知道了3D立體電影圖像是如何形成的。即用兩臺攝像機仿照人兩只眼睛的不同視角同時拍攝,在放映時以兩臺投影機同步放映至同一屏幕上,供左右眼同時觀看,從而產(chǎn)生立體效果。
教育部頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》(以下簡稱《高中新課程標(biāo)準(zhǔn)》),對課程目標(biāo)提出:知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維要求?!陡咧行抡n程標(biāo)準(zhǔn)》在課程實施上提出“應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與、樂于探究、
勇于實驗、勤于思考?!囵B(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力,使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神?!毕M眠@種方法來培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才,落實素質(zhì)教育。
我校尚未實行《高中新課程標(biāo)準(zhǔn)》及其教材,但在教學(xué)中,引人探究思想來優(yōu)化課堂教學(xué)。我們不僅重視知識和技能的傳授,同時創(chuàng)造條件進(jìn)行探究性實驗,讓學(xué)生“經(jīng)歷科學(xué)探究過程,認(rèn)識科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題,驗證物理規(guī)律。”從中學(xué)會獲取知識和實驗技能的方法,體驗到探求知識的樂趣,同時培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
現(xiàn)以高一“力的合成”這堂課作一些嘗試,談?wù)劰P者的作法和看法,和同行商榷。
高一“力的合成”傳統(tǒng)的教法以及人教版教材的安排:由教師從演示實驗總結(jié)出力的合成法則,再由學(xué)生做驗證性實驗。需要兩節(jié)課才能完成這部分教學(xué)內(nèi)容。
我們將這堂課作了改動:突出合力和分力的“等效代替”關(guān)系用“等效代替”思想師生共同設(shè)計測定互成角度兩個力合力的方法再由學(xué)生測定互成角度兩力的合力師生討論總結(jié)出力的合成法則。這樣,用一節(jié)課就能完成這部分的主要教學(xué)內(nèi)容。具體做法如下。
1、創(chuàng)設(shè)物理情景,為新課和探究實驗鋪墊
一堂優(yōu)化的課,教師應(yīng)該精心研究引人新課的教學(xué),讓學(xué)生興趣盎然地開始學(xué)習(xí)。
好的引人新課教學(xué)應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理情景,為新課和探究實驗做好鋪墊,使教師能順利和諧地開始教學(xué)。本課一開始按順序向?qū)W生展示圖l(a)、(b)、(c)三幅圖(*圖1(a)、(b)、(C)中五幅取自現(xiàn)行人教版初中物理第一冊,2001年5月版),讓學(xué)生敘述三幅圖各自的含意。
在學(xué)生敘述過程中,教師插話點明圖(a)中兩個桶表示同一個桶,圖(b)中兩個木箱表示同一個木箱,圖(C)中兩個夯表示同一個夯塊。此中隱含著作用效果相同的啟示。
師:從物理學(xué)角度看,這三幅圖有什么共同點?
生:每幅圖左側(cè)都是兩個力作用在同一物體上,右側(cè)是一個力作用在該物體上,二者的作用效果相等。
師:生活中、生產(chǎn)活動中,這種情況很多,學(xué)物理應(yīng)重視這種情況。我們把它寫下。
【板書l】如果一個力對物體作用產(chǎn)生的效果跟兩個力(或幾個力)共同作用產(chǎn)生的效果相同時,我們就可以用這個力來代替那兩個力(或幾個力)。
教師指著板書l再讀一遍,并說在初中我們也是遇到這種情況,我們把……(引導(dǎo)學(xué)生回答)
教師根據(jù)學(xué)生的回答,在板書l之后寫上:
【板書2】這個力就叫做那兩個力的合力,那兩個力就叫做這個力的分力。
教師在板書l之上,邊說邊添上。
【板書3】合力與分力
2、突出合力和分力關(guān)系的實質(zhì)----等效代替
師:大家一起找一找,在合力和分力的定義中,關(guān)鍵詞是哪幾個?
生:作用效果相同,可以相互代替。
教師在板書1和2之下的正中寫上:
【板書4】等效代替
師:在物理學(xué)中,只有等效才能代替(在板書4的等效和代替之間,添上);要代替必須等效(在上述之下添上,使板書4成為等效代替)。
師:求兩個力的合力,叫做二力的合成;求幾個力的合力,叫做力的合成。
【板書5】力的合成
3、以“等效代替”思想為指導(dǎo),師生共同設(shè)計探究實驗
師:在初中,我們曾用實驗討論同一直線上二力的合成,并得到相應(yīng)的結(jié)論。
今天我們要用實驗來討論互成角度二力的合成規(guī)律。具體方法:先從實驗求出互成角度兩個力的合力,然后從實驗結(jié)果再來討論互成角度兩個分力和它們合力有什么關(guān)系,從中找到它們的規(guī)律。
師:已知互成角度的兩個力,如何找它們的合力呢?請同學(xué)和我一起想辦法來設(shè)計一個求合力的實驗。(讓同學(xué)討論幾分鐘)
教師在黑板上用兩組“三根橡皮筋串聯(lián)”之后再并聯(lián)作為受力物體,再用兩根細(xì)繩和兩個5N的彈簧測力計仿照人教版(2003年6月)高一物理教材“學(xué)生實驗二:驗證力的平行四邊形定則”的實驗方法。但教師不能把實驗方法告訴學(xué)生,關(guān)鍵是由教師引導(dǎo),由學(xué)生自己得出實驗方法。
具體方法如下:
師:合力和分力關(guān)系的實質(zhì)是“等效代替”,如何利用“等效代替”的關(guān)系來求互成角度兩個力的合力呢?
(教師在黑板上,用兩個5N彈簧測力計通過兩細(xì)繩,并讓兩細(xì)繩成較大角度拉并聯(lián)橡皮筋)
師:橡皮筋受互成角度兩個力的作用而伸長。這兩個力或幾個力作用在同一點上,這樣的力就叫做共點力。如何知道互成角度兩個力的大小和方向呢?
生:兩個力的大小由兩個測力計讀出來。兩個力的方向沿兩細(xì)繩的方向,畫出細(xì)繩的方向就是兩力的方向。
師:(保持兩力拉橡皮筋的位置不變)找合力必須保證合力的作用效果和兩分力共同作用效果相同。因此,我們非常關(guān)心這兩個互成角度力的作用效果如何。
在實驗中,如何知道這兩個力的作用效果呢?
生:在橡皮筋伸長的端點做個記號。
(請一位同學(xué)到黑板上演示)
師:如何根據(jù)“等效代替”來找合力呢?
(教師用一個彈簧測力計通過細(xì)線拉橡皮筋,故意讓橡皮筋的端點一次在所做“記號”的上方,另一次在“記號”的下方)
師:這個力的作用效果和兩個分力作用效果相同嗎?
生:不相同。
師:如何才能保證兩次的作用效果相同?
生:把橡皮筋的端點拉到剛才所做“記號”處。
(教師在黑板用彈簧測力計演示,并保持測力計不動)
師:現(xiàn)在作用效果相同了。如何知道這個力,也就是合力的大小和方向呢?
生:由彈簧測力計讀出力的大小,畫出細(xì)繩的方向就是這個力的方向。
師:這樣我們就求出互成角度兩個力的合力了。
今天我們不僅要求出合力,而且要找到兩個分力和合力有什么關(guān)系,即它們之間的規(guī)律。
怎樣找這個規(guī)律呢?我們規(guī)定:從同一個作用點出發(fā),按同一個標(biāo)度畫出兩個分力和合力的大小和方向,然后從圖上找出它們之間有什么關(guān)系。
請注意,今天是研究互成角度兩個力和合力的關(guān)系,所以實驗時,兩個力之間的角度應(yīng)該大些,效果才明顯,最好角度大于90°,學(xué)生實驗過程從略。
4、重視“交流-評估-總結(jié)”過程
師:合力求出來了,力的圖示也畫好了。我們找一找它們有什么關(guān)系。
生:合力好像是兩個分力的角平分線。
師:你只說合力和分力方向的關(guān)系,這種關(guān)系正確嗎?它們的大小有什么關(guān)系呢?
生:為什么兩個分力之和不等于合力呢?
師:互成角度兩力的大小之和不等于它們的合力的大小!互成角度兩個分力和合力有什么關(guān)系?
生:……
師:同學(xué)們可以把合力的端點跟兩個分力的端點用虛線連接起來,看看我們所作的力的圖示像什么圖形?
生:像棱形。
生:像正方形。
生:像平行四邊形。
生:是普通四邊形。
師:平行四邊形包含正方形和棱形。從你們實驗的圖示看,同意合力和分力的關(guān)系組成一個平行四邊形的同學(xué),請舉手。(大約有1/3的同學(xué)舉手)
師:我們暫時認(rèn)定互成角度兩個分力的大小和方向與合力的大小和方向組成一個平行四邊形,再做一次實驗看看這個結(jié)論是否正確。
學(xué)生再次實驗過程略。
師:再次實驗,看看兩個分力和合力的圖示像什么圖形。
眾生:像平行四邊形。
師:今天我們通過實驗找到了互成角度兩個力和它們合力的關(guān)系。
【板書6】力的平行四邊形定則
如果用表示兩個力的線段作為鄰邊畫平行四邊形,那么合力的大小和方向就可以用這鄰邊間的對角線表示出來。這種方法叫做力的平行四邊形法則后面的教學(xué)過程從略。
5、幾點說明
二、巧用生活課程資源引入新課,通過物理現(xiàn)象刺激學(xué)生求知欲,提高教學(xué)實效性
物理是一門實驗科學(xué),通過實驗教學(xué)能有效激發(fā)學(xué)生的求知欲,提高教學(xué)實效性。我們知道:“好的開端是成功的一半?!痹谖锢斫虒W(xué)時,生動趣味的導(dǎo)入能收到很好的教學(xué)效果。實驗室有很多器材可供我們選用,作為教學(xué)導(dǎo)入用具。但利用生活中的課程資源進(jìn)行新課導(dǎo)入,更能使物理教學(xué)貼近人心,貼近生活實際,能有效激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生感覺到物理的真實性和可靠性,提高教學(xué)實效性。比如,在進(jìn)行“電現(xiàn)象”的教學(xué)時,教師和學(xué)生都從家里帶來了梳子,上課伊始,大家用梳子梳理頭發(fā)時,發(fā)現(xiàn)頭發(fā)會被梳子帶走,頭發(fā)會很蓬松。師生發(fā)現(xiàn)同樣的問題,那是什么原因能讓梳子帶走頭發(fā)呢?為什么用梳子梳理過的頭發(fā)會很蓬松呢?基本所有學(xué)生都沒有往“電現(xiàn)象”上考慮,教師一語道破這是“電現(xiàn)象”的原因。學(xué)生很好奇,電現(xiàn)象竟然有如此威力,學(xué)習(xí)的積極性和主動性被調(diào)動起來,很快就投入到新知識的學(xué)習(xí)中來,收到很好的教學(xué)實效。
三、巧用生活課程資源進(jìn)行實驗探究,通過親身體驗感悟物理知識的本質(zhì),綜合提高物理實驗技能
二、多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)方法結(jié)合
多媒體教學(xué)是近展起來的一種現(xiàn)代化的教學(xué)方式,有非常明顯的教學(xué)優(yōu)勢。比如多媒體教學(xué)可以拓寬現(xiàn)有教學(xué)模式,能把復(fù)雜的物理現(xiàn)象用錄像或者三維動畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們,比如在講到駐波時,僅僅靠描述駐波是不夠的,同學(xué)們并不能夠準(zhǔn)確理解駐波現(xiàn)象,對波節(jié)與波腹的概念也比較模糊,如果借助多媒體工具,能將駐波這一過程以動畫的形式展現(xiàn)給同學(xué)們,對剛才提到的幾個基本概念就很容易了解了,另外,教師也可以針對不同專業(yè),比如橋梁專業(yè),解釋駐波對橋梁的危害,并搜集相關(guān)視頻,將這種物理現(xiàn)象利用多媒體技術(shù)與其專業(yè)結(jié)合起來,可以使大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩,形象生動,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,增進(jìn)對所學(xué)知識的理解和記憶,這是傳統(tǒng)的黑板加粉筆教學(xué)手段難以表現(xiàn)的。凡事有利弊,多媒體教學(xué)方式也是如此。雖然多媒體教學(xué)方式有許多優(yōu)勢,被很多年輕教師所采用,但經(jīng)常會出現(xiàn)一些在傳統(tǒng)教學(xué)方式中所沒有遇到過的問題。比如多媒體可以在短時間內(nèi)提供大量的信息,但學(xué)生能不能在短時間內(nèi)將如此多的信息完全吸收理解,能不能達(dá)到預(yù)期的上課效果,將會是一個很重要的問題。物理學(xué)科是一門邏輯性很強的自然學(xué)科,如果學(xué)生對教師上課內(nèi)容不理解,造成的結(jié)果是對學(xué)習(xí)物理課程失去信心,對學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程是非常不利的。所以在講解課程的重點部分或者比較復(fù)雜的推導(dǎo)過程時,應(yīng)用多媒體顯然是不合適的,學(xué)生還沒有來得及反應(yīng),就得到了最后的結(jié)果,中間過程少了同學(xué)跟隨教師思考的時間,對學(xué)生理解物理定律現(xiàn)象是不利的。這時候,教師應(yīng)該采用粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)方式,慢慢引導(dǎo)學(xué)生跟上教師的節(jié)奏,深入淺出,必能達(dá)到較好的教學(xué)效果。因此兩種媒體交替使用,更有利于吸引學(xué)生的注意力。
"養(yǎng)德"不同于"傳道",而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了"傳道"的范疇。從素質(zhì)教育的構(gòu)成來看,完美人格的塑造,優(yōu)良品德的陶冶,健康個性的發(fā)展,良好習(xí)慣的養(yǎng)成以及思想的培育,心靈的教化,生活的導(dǎo)引,做人的訓(xùn)導(dǎo)等皆在"養(yǎng)德"的內(nèi)涵之列。"養(yǎng)德"的實施,寓于知識學(xué)習(xí)之中,是一種潛移默化的過程;融教學(xué)過程與教學(xué)氛圍之中,是使學(xué)生不間斷的積淀,產(chǎn)生頓悟的過程。需要經(jīng)常性的熏陶、喻示和誘發(fā);是春風(fēng)細(xì)雨式,貴在存心有意,相機誘導(dǎo);是一種有計劃、有目的、有組織的活動。
以知養(yǎng)德、以史養(yǎng)德、以題養(yǎng)德、以人養(yǎng)德構(gòu)成物理教育中實施養(yǎng)德的重要途徑。以知養(yǎng)德即在教學(xué)中不僅要使學(xué)生理解知識本身,而且要通過知識的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)的、聯(lián)系的、發(fā)展的辯證觀點觀察問題、分析問題、處理問題和研究問題。物理知識之間以及知識的產(chǎn)生過程中充滿著辯證唯物主義的認(rèn)識論觀點,培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)觀、辯證法和認(rèn)識論觀點是知識教學(xué)中養(yǎng)德的一個重要內(nèi)容。以史養(yǎng)德即教學(xué)中不失時機的介紹與學(xué)習(xí)相關(guān)知識直接聯(lián)系的物理學(xué)史,既可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)節(jié)奏,而且是進(jìn)行愛國主義教育,科學(xué)探索、求實、進(jìn)取、奉獻(xiàn)精神教育和科學(xué)態(tài)度教育的極好素材。如火箭專家錢學(xué)森放棄美國優(yōu)厚待遇,毅然回到祖國,使我國跨入一箭多星的世界前列;鄧稼先搞原子彈、氫彈,在科技界"銷聲匿跡"直止逝世等等。他們的愛國與獻(xiàn)身精神,是一曲曲人類美好的贊歌。以題養(yǎng)德即要挖掘習(xí)題訓(xùn)練中的養(yǎng)德功能,通過"一題多解、一題多變、一題多議、多題一解"的變式訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生善于思考、自覺探索問題的習(xí)慣和方法,不斷擴大知識的深度和廣度。以人養(yǎng)德即教師要以自身良好的師德教育人,文明的行為引導(dǎo)人,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)熏陶人,和藹的態(tài)度吸引人,優(yōu)美的心靈感染人。言傳身教,樂為人師。教師也要在學(xué)生中樹立榜樣,對善思、勤鉆、品德優(yōu)良的學(xué)生注重培養(yǎng),樹立典型,讓他們成為更直接的教育者,影響和帶動一片,形成健康的人格影響力。
二.開智-----素質(zhì)教育之核心
課堂教學(xué)是實施素質(zhì)教育的主渠道。開發(fā)智力,激發(fā)潛能,培養(yǎng)能力,促
進(jìn)發(fā)展是課堂教學(xué)的核心。
教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變和教育觀念的更新,是實施素質(zhì)教育的關(guān)鍵。我們認(rèn)為教學(xué)中應(yīng)樹立"以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體,以訓(xùn)練為主線,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心"的"三主一心"教學(xué)思想。素質(zhì)教育是面向全體學(xué)生的全面發(fā)展教育,主體性是它的根本特點。教師為主導(dǎo)就是通過誘導(dǎo)、啟發(fā)、檢測、評價等手段,積極創(chuàng)造條件,引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生愛學(xué)、會學(xué)。以學(xué)生為主體是教學(xué)的出發(fā)點和歸宿,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、獨立性、創(chuàng)造性和發(fā)展性是教學(xué)的基本特征。訓(xùn)練是掌握知識方法獲取智力技能和操作技能的重要途徑。課堂教學(xué)要更加注重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,這既是素質(zhì)教育的核心,也是全面推進(jìn)素質(zhì)教育的關(guān)鍵。
開智不同于"授業(yè)"、"解惑"。開智的核心是在傳授知識的同時,使學(xué)生掌握物理學(xué)方法和科學(xué)的思維方法,培養(yǎng)學(xué)生不斷發(fā)展的學(xué)習(xí)能力。物理學(xué)方法是物理學(xué)發(fā)展的靈魂,是以知識學(xué)習(xí)到能力發(fā)展的橋梁。物理學(xué)方法是指物理學(xué)的具體科學(xué)方法??茖W(xué)方法包括四個方面:其一是普遍的哲學(xué)方法,即辯證唯物主義方法,在物理學(xué)中起指導(dǎo)作用。其二是普遍使用的普通邏輯方法,即比較、概括、抽象、分析、綜合、歸納、演繹等。這些方法對學(xué)習(xí)物理必不可少。其三是解決個別類型問題的方法,這在物理學(xué)中紛繁復(fù)雜,如隔離分析法、等效變換法、疊加法、對稱法、極端分析法、近似分析法等。這些方法對解決實際問題十分有用,但沒有反映出物理學(xué)方法的主要特點,也不宜將它們歸為物理學(xué)方法的范疇。其四是具體的科學(xué)方法,物理學(xué)方法就屬于這一類。通常認(rèn)為有:觀察法、實驗法、理想化方法、類比方法、假設(shè)方法和數(shù)學(xué)方法六種。
物理思維方法的學(xué)習(xí)應(yīng)抓住思維能力的培養(yǎng),特別是創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)方法是:
創(chuàng)設(shè)情景激發(fā)生疑啟發(fā)思路鼓勵組合提出設(shè)想解決問題
(設(shè)疑)(誘導(dǎo))(釋疑)(辯論)(解疑)
教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)多種多樣接近實際的情景,激發(fā)學(xué)生提出有一定數(shù)量和質(zhì)量的問題,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)不同的條件、從不同的角度、用不同的方法,引發(fā)不同的思路,甚至采用多種對立的思路去解決同一個問題,鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)。根據(jù)一定的需要、依據(jù)必然規(guī)律,靈活多變的組合相關(guān)因素,鼓勵提出新的設(shè)想;問題的答案可能不是單一的,而是多樣的,甚至是開放式的。這種方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,特別是學(xué)生學(xué)會設(shè)定虛擬條件,根據(jù)解決問題的需要提出新方法,設(shè)想虛擬大前提,并且學(xué)會聯(lián)想和利用看起來并非相關(guān)因素的時候,他們的創(chuàng)造性思維能力就會插上騰飛的翅膀。要達(dá)到這個目的,就需要教師在認(rèn)真研究教材基礎(chǔ)上,提出適合學(xué)生實際的問題,引導(dǎo)其發(fā)散思維。
教學(xué)過程的設(shè)計應(yīng)以開發(fā)智力、激發(fā)潛能、培養(yǎng)能力、促進(jìn)發(fā)展為主線。
設(shè)疑引趣、夯實四基、過程教學(xué)、思想方法、啟發(fā)創(chuàng)新是物理教學(xué)中開智的重要途徑。①設(shè)疑引趣促智。誘導(dǎo)學(xué)生全身心地參與學(xué)習(xí)知識的全過程,是開發(fā)智力、發(fā)展能力的前提.愛學(xué)才能會學(xué),會學(xué)才能學(xué)好。②夯實四基益智。抓好"四基"--即基本事實、基本方法、基礎(chǔ)知識、基本技能的教學(xué)是開智的關(guān)鍵。從基本事實出發(fā),誘導(dǎo)學(xué)生明辯研究對象的主要特征及變化條件,然后進(jìn)行思維加工;在加工過程中,則要突出科學(xué)思想和科學(xué)思維方法的引導(dǎo),從而形成概念,總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識和基本技能.③過程教學(xué)開智。把知識形成過程的教學(xué)放在教學(xué)首位,使學(xué)生獲得程序性知識和最佳知識結(jié)構(gòu)是開智的重要途徑.每一個知識點教學(xué)中都要引導(dǎo)學(xué)生弄清其來龍去脈,充分挖掘其知識形成過程中的思維因素,突出知識產(chǎn)生的思維過程教學(xué),揭示和挖掘知識本身的方法教育功能。④思想方法育智。善于滲透物理思想,掌握科學(xué)思維方法是形成能力的橋梁。掌握了方法就能舉一反三,不僅能輕松學(xué)好功課,還能自學(xué)新知,開闊視野,受益終生。⑤啟發(fā)創(chuàng)新養(yǎng)智。激發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)獨立思考問題的習(xí)慣和自學(xué)、創(chuàng)新意識,學(xué)會學(xué)習(xí),是開智教育的最終目的,也是開智的中心任務(wù).
三.健體-----素質(zhì)教育之源泉
健康是一種身體、心理和適應(yīng)社會的完善狀態(tài),是身體健康與心理健康的和諧統(tǒng)一.物理學(xué)科教學(xué)中健體的教育目標(biāo)主要是指心理健康,是全面提高教學(xué)質(zhì)量的根本保證.物理課堂教學(xué)肩負(fù)著對學(xué)生進(jìn)行健康心理教育的責(zé)任,健康的體質(zhì)、堅強的意志、良好的心理狀態(tài)和社會適應(yīng)能力是全面發(fā)展的源泉.創(chuàng)設(shè)一種愉快而有秩序的課堂氛圍、民主的、寬容的、公正的、熱烈的氣氛對心理健
康以及智力與能力的發(fā)展起著促進(jìn)作用.健康的心理素質(zhì)對人的身體健康和高效的吸收社會文化信息具有重要的意義,要把心理素質(zhì)教育融合到教學(xué)活動之中,培養(yǎng)積極健康的情感,正確地看待社會與生活,向往美好,憧憬未來,才能適應(yīng)未來社會的需要.要重視培養(yǎng)耐挫能力,能在順境與逆境中自我調(diào)節(jié),形成自我激勵機制,始終保持良好的心境和旺盛的精力,充滿朝氣。
四.審美-----素質(zhì)教育之神韻
審美是一種個性鮮明、創(chuàng)造性品質(zhì)較高的活動,審美能力本身就是一種高品位的創(chuàng)新能力。人的各種素質(zhì)中,審美文化素質(zhì)是最主要的。人與自然的關(guān)系,最基本的是審美的關(guān)系,人的最高意識是審美意識。教育,就要使學(xué)生學(xué)會用審美的眼光去審視世界、審視他人、審視自己,就要注意培養(yǎng)學(xué)生個人的審美理想、審美情趣和審美能力。課堂教育過程的本質(zhì)就是一種激發(fā)美感效應(yīng)的過程,會使學(xué)生的心靈產(chǎn)生啟迪、感染、震驚和凈化效應(yīng)。物理科學(xué)美不同于大自然或藝術(shù)作品中直接的自然感受,而更多的是一種深層次理性的審美.充分挖掘教材中美的內(nèi)涵,通過物理課的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的審美感受力、審美鑒賞力,激發(fā)審美創(chuàng)造力,豐富學(xué)生的理性沉淀,是物理教育的重要任務(wù)。
培養(yǎng)審美感受力.物理學(xué)是一個充滿生機和魅力的學(xué)科,教師啟發(fā)學(xué)生通過想象、聯(lián)想,引導(dǎo)發(fā)掘物理美的豐富素材,并通過美的設(shè)計,在課堂教學(xué)中充分展示出物理科學(xué)美的特征,創(chuàng)設(shè)美的意境,使學(xué)生明確地或潛移默化的受到美的感染和熏陶。激起學(xué)生對物理強烈的學(xué)習(xí)興趣,點通學(xué)生領(lǐng)悟的那一點"靈犀",依靠學(xué)生的心智去體驗、感受,從而逐漸產(chǎn)生審美情趣和愛美意識.
提高審美鑒賞力.物理學(xué)家在探索自然界奧妙的過程中,始終以科學(xué)美作為追求的目標(biāo),通過他們努力形成的物理理論,不論從形式上,還是內(nèi)容上都放射著美的光輝.簡潔、對稱、和諧是物理科學(xué)美的主要特征.各種物理模型的建立與應(yīng)用,變復(fù)雜為簡單,簡潔而合理地概括了物質(zhì)與運動的某種特性,體現(xiàn)出物理理論整體簡潔美、方法簡潔之美。時空對稱、數(shù)學(xué)對稱、抽象對稱均能給人以對稱美的體驗。自冾和諧、對應(yīng)和諧、互利和諧、多樣統(tǒng)一美無不體現(xiàn)在物理學(xué)科之中。
激發(fā)審美創(chuàng)造力.物理科學(xué)美不僅體現(xiàn)在物理知識的形式上、內(nèi)容上、結(jié)構(gòu)上、物理學(xué)的研究方法上,而且體現(xiàn)在科學(xué)探索的過程中,體現(xiàn)在物理學(xué)家的精神上.要不失時機地向?qū)W生揭示物理學(xué)家的人性之美、至善之美,以美感人,以美育人,使學(xué)生產(chǎn)生"需要"的感覺,并進(jìn)而引發(fā)"體驗";引導(dǎo)學(xué)生自己去追求和創(chuàng)造物理美,并將美的認(rèn)識轉(zhuǎn)化為追求美的自覺行動,產(chǎn)生創(chuàng)造欲望,進(jìn)而爆發(fā)創(chuàng)造力.
提高教師自身的審美修養(yǎng),并展示教學(xué)過程的形式、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、表達(dá)美.教師作為物理學(xué)科美育的組織和施行者,在物理美育過程中起主導(dǎo)作用.教師的審美修養(yǎng)對物理美育的成效起著很大作用.所以教師要從修養(yǎng)、氣質(zhì)、人格、行為、習(xí)慣、語言、服飾等方面確立一個具有良好的影響素質(zhì)的施教者形象.使學(xué)生在自覺地學(xué)習(xí)中發(fā)展對美與丑、善與惡、真與假的識別能力,促進(jìn)智能全面發(fā)展??傊?,美育不僅能培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操,還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)活力,促進(jìn)智力的開發(fā),培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
"養(yǎng)德、開智、健體、審美"四者相互聯(lián)系、相輔相成,互相促進(jìn)。養(yǎng)德是魂,開智為心,健體是本,審美為韻。共同構(gòu)成中學(xué)物理素質(zhì)教育的體系、也成為物理課堂教學(xué)的指導(dǎo)思想.它既符合物理學(xué)科的自身特點,也符合素質(zhì)教育的目標(biāo)要求.只有以此作為教學(xué)的指導(dǎo)思想或教育過程的目標(biāo),才能真正培養(yǎng)出會做人,會求知、會生活、會健體、會審美的創(chuàng)新性人才.
二、建立和諧融洽的師生關(guān)系,探索物理學(xué)科知識結(jié)構(gòu),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣
興趣是學(xué)習(xí)知識的動力,學(xué)習(xí)興趣直接影響學(xué)生智力水平的提高,是學(xué)生學(xué)習(xí)動機中最積極最活躍的成份。因此,在日常的物理教學(xué)中,我積極營造寬松和諧的學(xué)習(xí)氛圍,充分尊重學(xué)生,理解學(xué)生,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,重視他們獨到的見解,以引導(dǎo)者、合作者、分享著的身份參與到學(xué)生活動之中。同時我還不斷加強自身學(xué)習(xí),努力成為學(xué)生喜歡的有魅力的物理教師,以輕松詼諧的語言進(jìn)行教學(xué),把枯燥的課堂學(xué)習(xí)變?yōu)橐环N美的享受,創(chuàng)建學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的快樂高效的物理課堂。其實,除了建立和諧融洽的師生關(guān)系之外,物理教師還要積極挖掘物理教材本身的學(xué)科結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵,不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教師可以充分利用物理教材中的實驗,比如熱傳導(dǎo)、聲傳播、凝華、升華現(xiàn)象等實驗,讓學(xué)生通過視覺、聽覺、觸覺等途徑感知事物,避免空洞的說教,把枯燥的理論知識形象化具體化。不斷創(chuàng)新這些實驗,保持這些實驗的新穎和刺激,從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和求知欲。當(dāng)然,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣不僅僅局限于課堂之上,教師完全可以充分利用課外時間,讓學(xué)生去收集、發(fā)現(xiàn)一些物理現(xiàn)象,并讓學(xué)生嘗試著進(jìn)行探索和研究,教師要充分肯定和鼓勵學(xué)生的主動學(xué)習(xí)行為,從而進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)對物理的興趣。
三、教給學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法,幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣
眾所周知,讓學(xué)生掌握一套適合自己的學(xué)習(xí)方法能夠使他們的學(xué)習(xí)效果事半功倍。在物理教學(xué)中我一般都是通過“四步曲”來組織學(xué)生進(jìn)行物理課的學(xué)習(xí)——課前預(yù)習(xí)、課上聽講、課下整理、課后總結(jié)。這四步環(huán)環(huán)相扣,使得我的物理課教學(xué)井井有條,思路清晰,教師教著方便,學(xué)生學(xué)著明白。因此,我也把這種教學(xué)思路轉(zhuǎn)換成學(xué)習(xí)方法教給我的學(xué)生們,讓他們也按照這“四步曲”規(guī)劃自己的物理學(xué)習(xí),從而幫助學(xué)生們養(yǎng)成課前主動預(yù)習(xí)、課上認(rèn)真聽講、認(rèn)真筆記、課后主動總結(jié)反思的好習(xí)慣,為學(xué)生們進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理奠定了堅實的基礎(chǔ)。
一、懸念式實驗引入課題,點明“物理學(xué)研究什么?”(5分鐘)
開場白:物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,這節(jié)課我們首先來做幾個小實驗.
演示:
(1)手抓粉筆,松開手,粉筆落下.問:粉筆為什么不往天上去而要往地下掉呢?
(2)手拿平面鏡,正對某一學(xué)生.這里面的像是誰?為什么鏡子里會出現(xiàn)一個和他一模一樣的像呢?
(3)手扇扇子.今天天氣熱,扇扇子有何感覺?為什么有這種感覺?
(4)出示電鈴,接通電源,電鈴發(fā)聲.這是怎么回事?
對于這些現(xiàn)象和問題,學(xué)生既感到熟悉,又感到新奇.因為他們以前也許從未想過“為什么?”當(dāng)然也不要求學(xué)生回答.但可問學(xué)生:這些現(xiàn)象分別屬于哪一類物理現(xiàn)象(大部分學(xué)生能答出)?接著自然地導(dǎo)入課題:(板書)物理學(xué)研究什么?(力、熱、光、電)
為鞏固知識,我接著打出四張幻燈片:(1)杠桿撬石頭;(2)水中倒影;(3)燙癟了的乒乓球;(4)雷電現(xiàn)象.進(jìn)一步問學(xué)生:這各屬于哪一類物理現(xiàn)象?
二、趣味性實驗深化主題,說明“為什么要學(xué)物理?”(20分鐘)
“為什么要學(xué)物理?”是本節(jié)課的重點,可從兩個方面來闡述.
1.物理是有趣的
為了說明這一點,我設(shè)計了四個趣味實驗:(1)杯子“倒”提水;(2)“巧”打雞蛋;(3)冷水“燒”開水;(4)室內(nèi)“雷電現(xiàn)象”.對于這四個實驗,(2)和(3)是教材上有的,(1)和(4)是我補充的,不過我給每個實驗都取了個新奇的名子.將“證明大氣壓存在的實驗”改名為“杯子‘倒’提水”,將“慣性演示實驗”改名為“‘巧’打雞蛋”,將“冷水使熱水沸騰的實驗”改名為“冷水‘燒’開水”,將“感應(yīng)起電現(xiàn)象”改名為“室內(nèi)雷電現(xiàn)象”.這樣做為的是很快抓住學(xué)生心理,造成一種神秘而緊張的課堂氣氛.然后老師魔術(shù)般地完成演示實驗,使新課達(dá)到,此時學(xué)生學(xué)習(xí)興趣必然大增,可趁學(xué)生余味未盡之時問學(xué)生:物理有不有趣?然后板書論點:物理是有趣的.
過渡:有趣“吃”不得,我們之所以要學(xué)物理不僅因為它是有趣的,更重要的在于——(板書)
2.物理是有用的
舉例說明:我們的衣食住行、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、科學(xué)技術(shù)中都離不開物理.
(1)吃飯用筷子(外國人不會用)——要用物理;假設(shè)沒有摩擦力,你將寸步難行.
(2)假設(shè)停了電,工廠停工,電影、電視看不到,也用不上電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機,多不方便.
(3)假設(shè)沒有物理,哪來今天的電腦、電話?哪來今天的原子彈、氫彈?人類又怎能登上月球?人造衛(wèi)星又怎能上天?
(4)演示實驗:將一個放大鏡放在眼前,讓學(xué)生看到老師放大的眼睛.問:你們知道這是什么嗎?——放大鏡.你還知道它有哪些用途嗎?照相機需要它,幻燈機、電影機、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡需要它,你爺爺、奶奶用的老花鏡就是它!
通過這些生動具體的事例,輔之以簡短、明快而富有氣勢的語言,使學(xué)生確信——物理是一門很有用的課程.進(jìn)一步提出:那么,要怎樣才能學(xué)好物理呢?(板書)
三、小故事與實驗相結(jié)合,啟發(fā)“怎樣才能學(xué)好物理?”(15分鐘)
“怎樣才能學(xué)好物理”是這節(jié)課的難點.我先用小故事導(dǎo)入:
小故事:伽利略觀察教堂吊燈通過實驗發(fā)現(xiàn)擺的等時性.
演示:單擺的等時性
板書:1.重視觀察和實驗
小故事:牛頓觀察蘋果落地思考推理萬有引力.
板書:2.勤于思考,注重理解
學(xué)物理不能滿足于知道“是什么?”更重要的在于知道“為什么”?
學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用.
板書:3.重視應(yīng)用知識
伽利略發(fā)現(xiàn)擺的等時性后人應(yīng)用它制成了古老的鐘表.
牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力利用它成功地解釋了月球繞地球轉(zhuǎn),地球繞太陽轉(zhuǎn)的原因,也是人造衛(wèi)星發(fā)射的理論依據(jù).
法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)利用它才有了今天的電氣化.
學(xué)生學(xué)了物理以后,要能利用它解釋身邊的有關(guān)現(xiàn)象,并能解決一些簡單的問題.然后用激勵性的語言進(jìn)行小結(jié):物理并不難學(xué),只要我們掌握了正確的學(xué)習(xí)方法,物理一定能學(xué)好.