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摘要:物理学家根据世界的对称性,通过预言、设想来推测未来事物的存在。“电可以生磁、磁可以生电”,法拉第经过十几年的不懈努力实现了由“磁生电”的梦想。牛顿追求规律的统一,是他发现“万有引力定律”的关键,他把天上的力学和地上的力学统一起来,实现了物理发展史上的第一次大综合。每一位物理学家背后不知隐藏了多少可歌可泣、感人肺腑的故事。
【关键词】
  • 物理 中学 中学物理

中学物理美学渗透

一、物理学本身渗透着美学

爱因斯坦曾经描述说,物理学是至善至美的科学,他还特别把物理的美归纳为“简单、和谐、完善、统一”。

(一)物理学发展史是一部美学发展史。在物理学发展的过程中,物理学家们探索物理学规律,总是一方面体现出对美的热烈追求,另一方面体现出他们精神上的种种美德。正是由于他们在美学思想指导下,通过不懈的努力,才能取得一个个重大成果得以推动了物理学的发展。哥白尼、开普勒是带着强烈审美意识探索自然规律的先驱者。哥白尼与托勒密地心说的决裂,就是有其执着追求美的因素,他深信完美的理论在数学上应该是“和谐与简单”的。托勒密为了解释天文观测的现象,引入了许多“均轮”、“本轮”,使得天文理论既复杂又失洽。因此,在极端困难的条件下,哥白尼研究了三十多年,终于建立了不朽的日心说。后来,开普勒深切感受到日心说的美,不懈坚持几十年的观察,积累的大量的天文数字,提出行星运动的三定律来论述天体的运动是如此的简单与和谐。物理学家根据世界的对称性,通过预言、设想来推测未来事物的存在。“电可以生磁、磁可以生电”,法拉第经过十几年的不懈努力实现了由“磁生电”的梦想。牛顿追求规律的统一,是他发现“万有引力定律”的关键,他把天上的力学和地上的力学统一起来,实现了物理发展史上的第一次大综合。每一位物理学家背后不知隐藏了多少可歌可泣、感人肺腑的故事。他们对自然科学美的追求,他们为真理奋斗不息的精神之美,都是我们的榜样,也是在教学中培养学生高尚品质的典范,可以启迪学生的智慧,引发学习兴趣,激励他们成功的意志。

(二)物理学规律的美学特征:物理学“是一门研究自然规律与秩序的学科,它探索物质和谐地存在与运动的根源”。杨振宁在《美和理论物理》一文中提出物理理学具有“物理现象之美”“理论描述之美”“理论结构之美”。也有不少物理学家认为,物理学的美学特征主要表现为“多样统一美”“和谐奇异美”“简洁明快美”等。对物理学的种种美学评估,只是摄入角度或提法上的不同,本质上都是揭示科学真与科学美的辩证关系。科学美是科学对象美与科学表现美的统一。下面,简析物理学所体现的简单美、对称美、和谐美。1、简单美物理学揭示自然界物质的存在、组成、运动及其转化等规律的简单性而产生美感,称为物理学的简单美。物理学的简单美主要体现在物理学的理论和方法上。物理学家巧妙地从复杂的真实世界中,把研究对象抽象出最简单的物理模型,诸如质点、理想弹簧振子、理想单摆、理想气体、点电荷、光线、薄透镜等等,以这些优美的理想模型概括出物质运动宇宙中纷乱的各种物体通过牛顿引入的质点概为一体,牛顿只用几条简单的定律就概括了物质世界纷繁的运动现象,麦克斯韦只用四个方程组就概括了复杂的电磁运动,量子力学理论使行踪飘忽不定的微观粒子眉目清晰等。这些都体现了物理学理论整体的简洁美。物理理论的简单美还体现在组成物理理论的物理概念和物理规律表达上,如“力是物体间的相互作用”、F=ma概括了牛顿运动第二定律等。还有在物理方法上如:理想化模型、理想化方法本身就是遵循简单性原则。2、对称美对称现象是辩证法的生动体现,物理学揭示自然界物质的存在、构成、运动及其转化等规律的对称性而产生的美感,称为物理学的对称美。物理学的对称美主要表现为时空对称、数学对称和抽象对称。如杠杆的平衡、平面镱成像、磁体的磁感线分布、电荷的正负、等量同种、异种电荷的电场线分布等表现了物质的直观形象在空间上的对称性;周期和频率等体现出时间的对称性;简谐振动图线、波动图线的对称性体现了数学图形的对称性。物理学还体现了抽象对称性,即从一个概念、一个命题或一个理论中所反映出来的对称性。较典型的例子是1905年爱因斯坦创立狭义相对论时,把伽利略的力学相对性原理作为基本假设,而在1916年创立广义相对论时,把电磁理论中的洛仑兹不变性作为对称性假设。正是这些抽象的对称性思考,有助于解开宇宙密码,推动物理学的进展。3、和谐美“和谐”是美学的一个重要法则。古希腊毕达哥拉斯学派认为,宇宙与数之间之所以美,是因为它们是和谐的。而物理学家认为,物质世界自身及物理理论的“统一”“对应”乃是宇宙和谐的反映。物理学庞大的知识体系,既遵循各自内在的规律,又相互联系,构成一个统一体。例如,以运动定律和万有引力定律的简洁形式所表示的牛顿力学,把地上的力学与天上的力学统一了起来;优秀的麦克斯韦方程把电、磁、光统一为电磁场理论;而作为近代物理支柱的爱因斯坦相对论,又把牛顿力学与麦克斯韦电磁场理论统一了起来。而三大守恒定律(物质、能量、动量)乃是物质世界和谐性最完美的体现。宇宙、地球、分子、原子、核与粒子,就象交响乐团的各种配器,演奏出物质运动的雄浑主旋律;力学、热学、电磁学、原子物理学之间相互渗透,还与其他学科形成了许多交叉学科,其节奏、韵律体现了层次和谐美。

二、如何在物理教育中渗透美学

中学物理教育不是美学专业课,但是可以要求物理教师应注重美学的渗透,即由教师根据学生的审美心理特点,在物理教育全过程中处处创设美的情境。

(一)尽可能创造美的物理学习环境。诸如在学校的教室、实验室、张贴体现物理美的挂图或者带有哲理话语的物理学家头像的挂图,在学校科技橱窗里展示优秀的物理实验制作和报道最新物理学进展与物理学前沿的情况等。校园文化、校园美育氛围,对学生审美情趣的导向和培育具有潜移默化的作用。另外,可以创设开放性实验室,以培养学生的物理学创造性思维,在课外活动时开设有关物理美讲座等。

(二)物理课堂上的教学活动是渗透美学的最重要场所。

1、从教材中挖掘出物理现象美的素材,培养学生审美能力。“色”。如:白光通过三棱镜发生色散现象,七色光在学生眼里新奇而美丽。“声”。如声音的共鸣、回音壁的声学现象等表现出来的奇异性;再如“闻其声不见其人”的现象,正好说明声与光的不同特性。在中学物理教学中,经常带领学生在和谐奇异的百花园里漫游,既可以培养学生的审美能力也可以激发他们沿着科学的艰险道路去探索真理的热情。2、采取多样的教学方法,使探究过程具有美感。如:类比教学法。在高中教学中,当我们给学生讲清了匀速运动的速度公式v=(s2-s1)/t后,再讲匀加速运动公式a=(v2-v1)/t时,通过类比,着重讲清二公式中各对应物理量的物理概念的差异,明显地降低教学难度,加深学生对速度和加速度概念的理解。如:对比教学法。在初中教学中,对真空不能传声和光在真空中速度最快等进行对比。这类比较的方法使学生对物理现象和规律的异同认识深刻。3、讲故事能创设美的情境。中学物理教材中有大量的物理学史素材,我们在介绍物理知识的同时向学生展示科学家的拼搏精神,揭示物理学家的人性之美、至善之美,以美感人、以美育人。居里夫人不惜用两年多的时间研制铀盐,并提炼出放射性元素,她为了纪念自己的祖国把其中一种元素命名为钋。她在功名成就的情况下,依然保持着不折不挠的献身精神和爱国主义精神;布拉特为了证实卢瑟福人工核转变实验中发现的质子,从拍摄的两万多张照片的四十多万条径迹中找到了八条分叉。这种不畏艰难、治学严谨的精神,使学生知、情、感、意、行得到美的升华,使学生学到物理知识的同时,得到情操上的熏陶,心灵上的启迪。从而使学生的审美能力得到提高。总之,物理学里处处渗透着美学,中学物理学中蕴含了丰富的美学素材。教师教学中向学生展示物理科学的美,培养学生的审美能力,能大大激发学生学习的兴趣,有助于提高学生的整体素质,科学素养和审美能力。

培育中学物理抽象思维

抽象思维能力,就是指逻辑思维能力,是根据一定的条件,遵循一定的规律,通过对现象、材料等的总结来得出一定结论的一种能力。高中是学生抽象思维能力培养的关键时期,物理课程作为一门抽象思维训练的极佳课程,必然会成为高中学生训练抽象思维能力的重要的实验场所。

一、高中物理教学中学生抽象思维能力的重要性

1.培养抽象思维能力是开发学生智力的关键。智力表现为一个人身上通常表现出来的一些认知特点,是需要得到开发的。每个人的智力潜能都很大,关键在于开发,而培养抽象思维能力就是很好的方法。抽象思维能力不仅是智力的一部分,而且它还有利于产生连锁反应和举一反三的效应,帮助其他方面智力的开发。

2.培养抽象思维能力是社会发展的需要。随着社会的发展,我们面临着越来越激烈的市场竞争,因而所需要的人才要求也越来越高,其中,抽象思维能力就是其中关键的一点。抽象思维能力帮助我们在决策、行政、设计、管理等领域更好地工作,没有抽象思维能力,整个社会的运转效率都会下降。

3.有利于学生未来的发展。对于学生来说,培养抽象思维能力不仅有利于他们在学业上取得更好的成绩,也有利于他们将来走上工作岗位之后的发展前景。就学业而言,理科的数理化需要严密的逻辑推理和现象归纳,文科同样也需要抽象思维能力的推理与归纳,而抽象思维能力更可以提高他们的工作能力,促进个人事业的发展。高中是培养抽象思维能力的关键时期,物理课程也需要学生的抽象思维能力去学习,所以学生在高中物理课程中训练抽象思维能力非常有效。

二、高中物理教学中学生抽象思维能力的培养

培养抽象思维能力,最重要的是把握好思维活动“量变”和“质变”两个方面。我们可以从教材、教学方法、教学效果的控制和评价等几个方面阐述培养抽象思维能力的方法。

1.教材方面。教材是学习的依据,所以在教材的选材、编辑和选取上应该尽可能地偏向思维训练型,通过学生学习的一系列过程使抽象思维训练达到潜移默化的效果。

1.1建立高中物理知识的整体性和逻辑性。逻辑思维讲究结构的重要性,在整个高中物理课程内容的编排上,需要把握一定的规律,让学生在使用教材学习时,能够从宏观的角度进行知识的梳理和归纳。高中物理内容包含力学、光学、电磁学、热学、分子物理学等分支,在下面还有其他的章节,内容编排应该与之相适应。

1.2注重实验解析中的思维训练。高中物理教学中会安排很多实验课程,通过实验来辅助学习就是为了通过亲手实验发现现象并总结出规律。观察实验,在已有理论的基础上总结规律本来就是抽象思维的一种能力,经过长期的训练,这种能力会得到很大的提升。

1.3例题和习题的配置。教学过程中最重要的是概念的形成和问题的解决。这些内容可以在课堂内容讲解和实验活动中完成,但是也需要一些例题和习题的辅助,例题和习题可以帮助学生讲直观的结论运用到抽象的题目中去,这样不仅可以保证他们的学习成绩,中国毕竟是一个通过考试来选拔人才的国家,另外,也可以在这个过程中使知识得到深化。

1.4关于学科历史的教育。物理是一门历史悠久的学问,通过对物理史的学习,可以很好地掌握学科的发展过程,最重要的是发现思维的变化情况,从各个角度分析理论成果和现实发现,不仅有利于学习,更有利于思维能力的训练。

2.教学方法方面。抽象思维能力可以通过日常的训练来培养,其中,教学方法上的创新可以起到非常重要的作用。

2.1从有利于学生思维能力的方面出发。老师在教学的时候,需要采用一些思维引导的方法,调动学生的思考积极性,帮助他们培养抽象思维的习惯。

2.2因材施教。每个学生的学习基础不同,接受能力和思考习惯都不同,所以他们的抽象思维能力的情况也不相同,老师在教学中应该注意因材施教的原则,帮助具备一定抽象思维能力的学生更好地训练,对于那些抽象思维能力较差的学生,要鼓励他们对思考,慢慢地提高抽象思维的能力。

3.教学效果的控制和评价方面。教学应该杜绝盲目性,定时对教学效果进行评估,并适时采取一些调整措施,通过教学评估控制学生学习和思考的积极性,培养他们的抽象思维能力。利用平衡的理论,让高中物理教学达到意向不到的效果。

首先,根据学生的学习成绩和成长过程进行综合的、细致的、人性化的评价。评价过程包括:过程评价与终结评价。在以往的教学评价中注重学生的学习成绩结果的评价而忽略了学生学习的过程评价,这导致学生在学习过程中受到挫折对学习内容厌倦、退缩甚至放弃,所以在对学生的学习过程和考试结果的平衡方面教师应根据学生的综合学习情况采取多样化的评价方式,对学生的学习过程的各个方面进行分别评价,例如:对考试结果的评价、对试验过程的评价、对活动表现的评价、对成长记录的评价等,对待学生的学习成绩客观、公正做出认真的总结,在评价内容方面注重鼓励与激励,提高学生的自信心,对学生的不足认真的做出指正,并提出符合学生自身个性发展的建议,为学生的学习方向指引正确的道路。

其次,锻炼抽象思维能力要弄清全体与个体的平衡关系。高中物理教学的对象为学生,因为自古有因材施教的传统,学习能力方面也因人而异,所以统一形式的教学方法,无法满足全体学生的要求,这样导致一些学生“不够吃”,一些学生“吃不了”的现象发生,这使得学习能力强的学生不愿意听讲,学习能力弱的学生听不懂教师的课程。所以教师在教学中要对全体的学生和个体的学生进行平衡式的教学,平等的对待每一位学生,不偏爱、不歧视,对学习能力弱的学生施以更深的关怀,使其赶超学习能力强的学生。

最后,要弄清理论与实践的平衡关系是提升抽象思维能力的重要性。高中物理教学的宗旨是能够让学生学习到基本的物理知识的同时更好的能够在生活中运用所学到的内容。物理教学的内容与实际生活息息相关,所以理论教学与实际应用是不可分割的。

中学物理实验报告探讨

物理学是一门以实验为基础的学科,是进行理工类深入学习、从事应用型工作必备的知识结构,物理学习也是提高文科学生科学素养的重要途径。物理学有其特殊的规律,如果入了门,就会越学越有意思。那么,怎样才能使学生透彻理解,洞悉其中的趣味呢?这就要求教师与学生实现良好互动,对教学的各个环节进行精心设计。

一、互动式教学的前提:学生为主体的预习

课改以后的初中物理课本图文并茂,生动有趣,与实际联系紧密,强调了物理源于生活。所以,在课前预习时,对生活细心观察是进行互动式教学的前提。

1.要求学生上新课之前先看课本预习,学生通过自学进行知识结构上的“热身”。对于学生看书就能理解的物理知识,教师可以酌情不讲或者少讲,这样,在课堂上就有充分的时间,可以突出重点,突破难点,有针对性地授课。

2.学生课前预习要力求仔细,教师对课前预习要做有针对性的辅导,每节课设置好下节课的预习问题,让学生带着问题预习,这样才能达到预习的目的。例如,在学习吸放热公式:Q=Cmt时,可以让学生在预习过程中归纳吸热和放热两种情况下t计算方法的不同。因为在这个公式中的各个量必须采用合适的单位,才能使等式成立。而在初中范围内,公式Q=Cmt对应着吸热和放热两种变化,吸热时t=t2-t1,放热时t=t1-t2,t1是始温度,t2是末温度。学生往往会记混,一旦记错了,温度差就出现了负值,求出的热量就是错的。在这种情况下,以学生为主体的准备活动与教师预习辅导的互动就显得尤为重要。

3.教师与学生为主体的互动当然不只局限于课本,还要指导学生多看一些课外书籍,多参加科普活动,将理论与实践相结合,才能真正提高学生解决问题的能力。要鼓励学生用已学到的物理知识来解释生活中的物理现象,或者运用物理知识进行实际问题解决方案设计的互动。

要使学生知道,他们身边的物理现象举不胜举,我们周围的世界是物理世界,我们可以尝试性地给出一些解决问题的设想,也可以将一些现在解决不了的问题“悬置”起来等到以后再解决,这种尝试或者悬置将是激励学生进一步学习物理的巨大动力。

二、互动式教学的主要载体:课堂教学

1.通过互动的实验课堂培养学生良好的实验习惯。实验是师生课堂互动最重要的组成部分,学习物理知识要结合实例才能更好地深化学生的理解。俗话说“百闻不如一见,百见不如一做”,只有亲自动手,印象才深刻。在实验教学中,教师要通过与学生进行良性互动,引导他们养成良好的实验习惯。实验要做到操作规范,科学读数,准确记数。例如,在使用电压表与电流表的过程中,许多学生会疏忽接线柱的连接情况,造成指针反偏和读数错误。教师要通过演示、练习、检查结果等多种方式的互动,让学生养成良好的实验习惯。

实验课的培养目标不仅包括对学生操作、观察能力、分析能力等具体能力的培养,更重要的是要培养学生解决实际问题的能力。例如,讲完“浮力”一章后,设计一个求金属块密度的开放性实验。同学们各显神通,有的采用常规做法,用天平测其质量m,用量筒测出体积V,代入公式ρ=m/v,即可求出金属块的密度。有的同学能在启发式互动后想出其他设计方案,如用弹簧秤测出物体的重力G,再用公式G=mg,求出质量m,然后再求出密度;有的同学能够采用浮力称重法,将物体挂在弹簧秤上,放入水中完全浸没,这时读出测力计示数F,并求出金属块受到的浮力F浮=G-F示。又因为物体是完全浸没于水中的,所以V排=V物,再用公式F浮=ρ水gV排,最后利用公式ρ=m/v,就求出了金属块的密度ρ。经过这样动手、动脑、亲自操作,学生找到了多种求大于水的固体物质密度的方法,虽然有些方法比较复杂,但却提高了学生的发散思维能力和解决实际问题的能力。

三、互动式教学成果的巩固:精选练习题

解题过程是学生发展智力、提高能力的重要途径。题要精选精练,选题和解题要注意以下几点:

1.选题要有代表性:习题所包含的内容和解法都要具有代表性,尽量能融会贯通所学物理概念、原理和定律,巩固所学物理知识,并能从中总结出解题规律和技巧。

2.选题要有目的性:对学生学习中出现的问题和薄弱点,要及时纠正和辅导,而且要出一些针对性强的题目让学生练习,使之在训练中弄清问题,强化知识,并不断提高解题速度和质量。

3.解题要有扩展性:教师讲解习题时也要注意和学生进行互动式讨论,以激发他们的发散思维能力。要先进行一题多解,再避繁就简,选出最佳解题方法,同时,还要多进行一题多变,使知识网络化,从而深化学生对网节知识点的理解。

四、中学物理互动式教学的动力机制:兴趣和好奇心

要设法激发学生学习物理的兴趣和好奇心,兴趣和好奇是思维的巨大动力,因为好奇,学生就会全神贯注地钻研物理。例如,学校附近有座风力发电站,大片银白色的风轮在戈壁滩上与阳光相辉映,美丽壮观。在学习“机械能”时,笔者就因势利导,让学生思考风力发电中的能量转化问题。许多同学结合实际,弄清风力发电是机械能转化成了电能。实践证明,当学生对物理现象产生了好奇与兴趣后,就会积极思考。所以,互动式教学要保持动力之源,就要点燃学生好奇心的火花,启发他们的学习兴趣,从而增强其自觉思考和自觉钻研的主动性。

要让学生学好中学物理,方法是多种多样的,学生的情况又不尽相同。互动式教学就是一个开放式的授课过程,能让教师在互动中及时调整方案,做到因材施教,有针对性地去解决问题。

中学物理实验设计思维

1转换法

转换法是当遇到无法直接计量时才使用的一种实验方法,通过各变量之间的相互关系找到相互之间可以替换的量,将求一个量变为求另一个量或其他几个量间的某种关系.这对于学生而言也是一种思维能力的锻炼,要求学生要有发散性的思维,多角度的思考问题,同时要求学生具有灵活性,能及时地应变外界因素导致的实验过程、结果的变化,要能及时地反映将不便于测量的实验结果变换为另一种形式.例如,学习力的概念时,对于测量力的大小的器材是弹簧秤或握力计等都是把力的大小转换成对弹簧的伸长量的测量或对指针的偏转角度的测量;研究水在受热的过程中的对流现象,由于水是无色的液体,不便于学生在实验过程中的观察,可能借助高锰酸钾等,将其溶解到水中,将无色液体转换为有色液体,便于观察,这样就解决了观察的难题,热传递也清楚地表示出来了.

2近似法

近似法是为了简化物理实验繁琐的验算过程,但要确保实验的有效性,要不在影响实验结果的前提下进行的.物理实验采用近似法一般只为达到这一目的,在简化实验测量时突出实验的物理意义.一般而言,近似法实验方法可分为对象近似法和结果近似法.中学阶段的一些实验只是侧重于实验结果,只是对实验过程的一种学习,对实验的精度要求不是很高,所以中学实验的结果在无明显偏差的情况下多数采用的还是一种近似法.例如,用“伏安法”测电阻时,这一过程中忽略了电流表、电压表本身还带有的阻值,就简单地将其近似地作为理想仪表,将电流表内阻看作零,将电压表内阻视为无穷大.

3比较法

比较法在物理实验中也经常被用到,它主要是通过实验过程的比较或是实验结果的比较,而得出相关的结论.如实验过程中自变量的变化对实验结果的影响,只有通过比较实验的过程、结果加以综合分析才会得出结论.就物理实验而言,比较法分为条件比较法、过程比较法、状态比较法三种.在物理实验中,利用对比法进行实验,便于找出物理现象之间的相同点和不同点,从而可以深入地了解到这一物理现象的本质规律.例如,在焦耳定律实验中,可在电阻不同的电阻丝上用黄油粘上火柴杆,通过通电后观察粘在电阻丝上的火柴梗,谁先脱落就说明该电阻丝发热多,功率大.

4模拟法

模拟法主要是通过容易表现的事物或现象来表示不易表现的事物或现象,或者是用具体的东西形象地概括抽象的理论概念,以达到便于他人了解、接受这一概念.模拟法可分为性质模拟法和形式模拟法两种.性质模拟法主要是根据实验对象的性质相似或相同而进行的模拟实验,而形式模拟法是根据实验对象形式的相似或相同进行的模拟实验.例如,在物理学课堂上,老师讲到电流以及电流的流向时,采用模拟法用客流的流向来解释电流这一抽象的物理概念。

中学物理STEM教育实践

中、美课程标准中STEM教育的体现

在NGSS中有大量篇幅体现了STEM教育,如专门对科学、技术和工程的概念进行了辨析;将工程设计、相关数学、STSE(科学、技术、社会、环境)分别作为独立的章节,与学科核心知识等内容并列陈述;对不同学段(幼儿园至2年级、3~5年级、6~8年级、9~12年级)的学生提出不同水平的具体目标。以工程设计为例,NGSS对6~8年级和9~12年级学生的要求如表1所示。我国在初中阶段设有科学综合课程,但大部分地区实施的是分科物理课程,高中阶段科学领域的课程标准则都是分学科制定的,可以说,我国的物理课程以分科课程为主。初、高中的物理课程标准尽管没有明确提出对工程的要求,但都从STS的角度对“关心科学技术”给予了重视。在高中物理课程模块中,选修二系列侧重于从技术应用的角度展示物理学,强调物理学与技术的结合,着重体现物理学的应用性和实践性。

物理教材中STEM教育的体现

下面以在美国较为流行的初中科学教材《科学探索者》为例,分析其中STEM教育的元素。《科学探索者》重视科学领域内部学科的综合、重视科学与相关数学知识的整合、重视知识应用和技术、重视学生的工程设计活动。例如,在“运动、力与能量”分册中,就有以下内容体现出STEM教育整合思想(见表2)。《科学探索者》中安排了很多学生的设计制作活动,以渗透工程方面的教育。例如,“功与机械”这一章的学生活动“制作起重机模型”,要求“把至少两种以上的简单机械组合成一辆能把质量600克的罐头举高5cm的起重机模型”,同时要求“和同学集体讨论起重机模型的各种不同的设计方案,看哪些材料可以用来制造起重机模型”。通过应用已学物理知识制作起重机模型,学生初步经历了界定工程问题、设计解决方案、优化解决方案的工程设计过程。在我国的物理教材中,注重介绍物理知识的技术应用,渗透STS教育。以侧重于物理学技术应用的选修二系列的人教版高中教材为例,该教材一些章节的内容完全是技术应用,如选修2-2第二章“材料与结构”、第三章“机械与传动装置”等。但是,该教材中对技术的介绍是从理论应用的角度出发的,而几乎没有让学生亲自体验实践、完成工程或技术项目的活动。相比而言,我国的物理教材更重视学科内部逻辑体系和从理论的角度谈技术应用。在技术和工程方面,让学生亲自制作、自主设计的活动很少。这样的设置仍然使学生从理论知识的角度来看待技术和工程,而难以自觉主动地应用技术和从工程的角度思考并解决问题。

物理教学中的STEM教育

1.在物理教学中应用技术

现代信息技术在物理教育中已经得到广泛应用。例如,使用计算机及相关软件、传感器、移动设备、网络等辅助物理教学。使用计算机和传感器进行物理实验,既能够提高实验精度,又可给学生以实时反馈,提高教学效率,在日常教学中已经大大普及。比起教师在讲台上通过技术设备进行演示,学生亲自使用技术设备学习物理(包括进行实验)的过程更有助于他们体会物理和技术的关系和培养他们自觉应用技术的意识。例如:在物理探究活动中通过网络搜集信息、展开自学;在处理实验数据时利用Excel软件;等等。又例如:一些智能手机和平板电脑只要安装相应软件,就可以测量加速度、磁感应强度;使用手机或平板电脑上的摄像头录像,再通过软件分析录像中物体的运动规律[3]……这样的例子还有很多。随着智能手机和平板电脑等便携式移动设备越来越普及,学生可以利用这些技术随时随地展开物理实验和探究。

2.在物理教学中有意识地渗透工程和技术教育

比较NGSS和我国物理课程标准,NGSS不仅要求学生了解技术、利用技术学习物理,还要求学生亲自参与工程设计和应用技术,并在实践、体验的过程中对工程和技术形成一定水平的认识;我国目前仍主要是从知识应用的角度了解技术和利用技术为物理教学服务,重点放在理论知识的学习上,而忽视对技术应用和工程设计本身的体验和深入学习。物理和技术、工程有密不可分的联系。在物理教学中,只要潜心挖掘,利用现有的教学资源,就可以开发出让学生既能体验工程设计和技术应用的过程,又能加深对物理内容理解的学生活动,体现STEM教育的整合思想。举一个简单的例子:在初中学完温度相关内容后,布置作业给学生,让他们在几周内完成课题“自制液体温度计”。如果想在较长时间内比较准确地测量出温度高低,学生需要克服各种困难,解决实际遇到的问题,如“使用哪些身边容易获得的物品进行制作”、“如何使玻璃泡和细管的连接处不漏气”、“如何避免温度计中液体蒸发”、“怎样给温度计标上刻度”等。最后比较不同学生制作的温度计,讨论谁的温度计材料易得、成本较低且测量较准确。经历了自制温度计的过程,学生不仅对工程设计和技术应用有了初步的实际体验,对温度计的原理、摄氏温标,甚至气压等相关物理知识的理解也会更加深刻。中学生毕业后无论进入大学深造还是步入社会就职,都应该不仅仅能够进行理论方面的推演和探究,还有能力实际动手操作、发现并主动应用知识和技术解决遇到的现实问题。在国际科学教育领域,重视学科间的联系与整合、培养学生的科学技术素养也是主流观点。由此看来,在物理教育中体现STEM教育是未来的发展方向,值得认真思考和研究。在我国主要为分科物理课程的大背景下,如何借鉴国际上已有的资源,开发适合我国的教育资源,在物理教育中有意识地渗透STEM教育,需要同仁们的努力探索。

中学物理复习计划

高三物理总复习的指导思想就是通过物理总复习,把握物理概念及其相互关系,熟练把握物理规律、公式及应用,总结解题方法与技巧,从而提高分析问题和解决问题的能力。

一、根据物理学科的特点,把物理总复习分为三个阶段

第一阶段:

以章、节为单元进行单元复习练习,时间上约从高三上学期到高三下学期期中考试前,即头年九月到第二年三月初,大约需要六个月,这一阶段主要针对各单元知识点及相关知识点进行分析、归纳、复习的重点在基本概念及其相互关系,基本规律及其应用,因此,在这一阶段里,要求同学们把握基本概念,基本规律和基本解题方法与技巧。

第二阶段:

按知识块(力学、热学、电磁学、光学、原子物理、物理实验)进行小综合复习练习,时间上第二年三月到四月,大约需要二个月,这个阶段主要针对物理学中的几个分支(力学、热学、电磁学、光学、原子物理)进行小综合复习,复习的重点是在本知识块内进行基本概念及其相互关系的分析与理解,基本规律在小综合运用。因此,在这一阶段要求同学们能正确辨析各知识内的基本概念及其相互关系,总结小范围内综合问题的解题方法与技巧,初步培养分析问题和解决问题的能力。

第三阶段:

进行大综合(包括理科综合和学科内综合)复习练习,时间为第二年五月至六月,这一阶段主要针对物理学科各个知识点间和理、化、生各学科之间知识点进行大综合复习练习,复习的重点是进行重要概念及相互关系的辨析、重要规律的应用,因此,在这一阶段里,要求同学们进一步总结解题的方法与技巧,培养分析和解决综合、复杂问题的能力。

二、复习方法

在制定好复习计划后,就要选定科学的、适合本人具体情况的复习方法,而且要根据不同的复习阶段确定不同的复习方法:

第一阶段:

以章或相关章节为单元复习时,首先要求同学们自己分析、归纳本单元知识结构网络,并在老师的指导下进一步充实、完整、使之系统化。其次,要对本单元的基本概念及其相互关系进行辨析,对本单元的典型问题及其分析方法进行有针对性的分析与归纳,并着重总结解题方法与技巧,然后对本章知识点进行针对性练习,但练习题不宜过多,应精选练习题,不能搞题海战术,最后要根据练习中和考试中出现的问题进行有针对性的分析和小结。

第二阶段:

本阶段可根据各知识块的特点,将有关内容分为几个专题,进行专题复习,着重进行思维方法与解题技巧的练习。

第三阶段:

本阶段主要是练习知识的大综合,较为复杂问题的分析方法,并将整个物理知识分为几个重要大专题,着重练习某些重要规律的应用,或某些重要的解题方法。如:动能定理及其在解题中的应用、变力做功问题的分析方法、极值问题的分析方法、临界问题的分析方法、假设法解题技巧等等。

本阶段要突出练习同学们的思维能力、分析问题的能力。具体方法有进行一题多解、一题多变、多题一解等方法,在本阶段要进行大综合模拟考的套题练习,试题要求在难度、覆盖面上均接近高考或达到高考的要求。

三、处理好几个关系

高考物理总复习中要处理好以下几个关系:

(一)“考纲”与“教纲”的关系

“考纲”即“考试说明”,它是高考复习的纲领;而“教纲”即“教学大纲”,它是中学物理教学的纲领,两者有相同的地方,也有不同之处,在高考总复习备考时,应以“考纲”为准。

(二)课本与复习资料的关系

目前,各种高考复习资料很多,往往会造成你以复习资料代替课本的现象,这是大错特错的,将会直接影响复习效果,因此,在复习备考时,应以课本为本,充分发挥课本的主导作用,并选择适合本人具体情况的复习料辅复习,有利于提高复习效果。

(三)点与面的关系

在高考复习备考时,既要抓住本学科的重要知识点,也要全面、系统、完整地复习所有必考的知识点,要做到重点突出、覆盖面广。只有这样做,才能达到复习的效果。

(四)基础与能力的关系

在高考总复习中,要处理好与能力的关系,非凡是在第一阶段的复习过程中,重点是复习基本概念、基本规律及其应用,基本解题方法与技巧等基础知识,只有在打好基础的前提下,才能逐步提高自己的分析问题和解决问题的能力,假如忽视基础知识,专门做难题、怪题,是达不到培养能力的目的的。

四、要培养的几种能力

(一)加强信息迁移问题的练习,提高阅读能力、理解能力和分析问题的能力。

信息迁移问题一般都是给出一段文字或图片信息,要求通过阅读该信息去回答或解决一些物理问题,信息迁移问题着重考查学生临场阅读,提取信息和进行信息加工、处理,以及灵活运动基本知识分析和解决问题的能力,如:给出有关磁悬浮列车的文字资料和图片,要求学生通过阅读资料,去回答和分析有关磁悬浮列车的问题。

(二)加强科技应用问题的练习,提高运用物理知识去分析和解决实际问题的能力。

科技应用问题一般都是运用物理科学知识、原理和方法去解决生活、生产科学技术中的实际问题,如:用物理科学技术原理去分析和解决我国在实施的“南水北调”“西电东送”“西气东输”几大重点工程中有关问题。

(三)加强实验技能练习,提高实验能力。

物理是一门以实验为基础的学科,物理实验技能的练习是高考物理复习的重要组成部分,通过以下几个方面的练习可以提高实验技能:

1、对基本仪器使用的练习

物理实验要通过各种基本仪器来完成,因此,只有熟练把握各种基本仪器的构造原理、使用方法和注重事项,才能做好各种实验,并提高实验技能。

如:要把握各种电表、游标卡尺、螺旋测微器、弹簧秤等仪器的原理、使用方法和注重事项。

2、注重联系实际进行操作的练习

物理实验中的实验操作技能是很重要的实验技能,加强这方面的练习,有助于提高实验技能。

3、加强物理实验思想、原理、方法与技巧的练习

物理实验思维、原理、方法与技巧是衡量学生实验能力的核心,如:伏安法测电阻实验中对实验条件的控制方法(滑动变阻器的接法)、实验误差的控制方法(电流表的内、外接)、作图时对个别点的舍弃、图线的“曲化直“(验证牛顿第二定律时画图象)等等,只有加强这方面的练习,才能提高实验能力。

4、加强设计性实验的练习,培养学生创新思维能力和实验能力

物理设计性实验,是要求学生根据给出的实验仪器,按要求设计出实验的原理、方法、步骤,最后得出实验结论:或只给出实验课题,由学生自选仪器、自己设计实验原理、方法与步骤,得出实验结论,这就要求学生具有较强的创造性思维能力和综合分析能力及实验技能与技巧。

如:在电学实验中,要求测电源的电动势和内电阻,自己设计方案,自选器材进行实验,看谁设计的方案多(有十几种方案),哪种方案最佳?通过这样的练习,可培养创新思维能力和实验能力。

(四)加强创新思维练习,提高创新思维能力

创新思维题是近几年高考物理试题或理科综合能力测试题中考查学生能否寻求独特而新奇的,并具备社会价值的思维方法解决尚无先例的问题的能力,这些题大多数属于开放性的实际应用题,创新思维的主要成份是发散性思维和集中性思维。所谓发散性思维是一种不依常规,寻求尽可能多种多样的答案的思维,它具有流畅性、变通性和独创性的特点;而集中性思维则是依据已有的信息和各种设想,朝着问题解决的方向求得最佳方案和结果的思维操作过程,发散性思维以寻求解决问题的各种可能性为主,而集中性思维则在这些可能的途径中选择和比较出最优的解决方案,两者相互联系,缺一不可。

1、类比推导法

将已知或新给出的原理、知识或方法横向类推到类似的新情境中去,以解决新问题或得出新知识,即已知(或新知A)类推新知(或新知B),其要害在找好横向类比迁移的“参照点“。

2、逆向思维法

物理学中有些问题按常规正向思维分析不方便,此时可改变思维方向,由正向思维改为逆向思维,就能使问题迎刃而解,如光学中的光路可逆原理,匀减速运动倒过来考虑就变为匀加速运动等。

3、等效思维法

物理学中的问题,有时直接分析有困难,此时,可用效果相同的模型来等效代换,使问题便于分析解决,如:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,力的分解与合成等。

(五)加强学科交*渗透练习,提高综合分析问题能力

物理科学与化学、生物、地理学等有着密切的联系,如:热学与化学之间,光学与生物之间,天体运动与地理之间都有较好较强的联系,还有“南水北调”“西电东送”“西气东输”“青藏铁路”“贫铀弹风波”等问题都是物理与其他学科综合渗透的问题,加强这方面的练习,就能够提高综合分析问题的能力。

总之,在高考物理复习中,加强上述几个方面的练习,可培养创新思维能力,提高分析和解决问题的能力。

中学物理新课改研究

一、转变教育思想

国家教委副主任柳斌同志讲过,教育思想的转变,是用好教材,提高义务教育质量的前提。传统教育观念和教学方式的“惯性”极大,致使有的教师“穿新鞋,走老路”,喜欢用应试教育的眼光审视现行教材,结果是既不适应,又不放心,害怕现行教材降低了难度,影响教学质量,影响升学率。可见,只要在观念上真正完成了由应试教育向素质教育的转变,跟上教学大纲和教材的改革步伐,面向全体学生,注重全面发展,现行教材的使用必将既能减轻学生的过重负担,培养出四化建设需要的各类高素质人才。

二、掌握教学要求和教材特点

1.生动活泼,简明轻快,图文并茂

现行教材用一些生动有趣的现象、故事、实验引入课题说明概念,能激发学生的学习兴趣。现行教材一般是按提出问题、分析问题和解决问题,节前带问号,节后设“想想忆忆”,章后总结“学到了什么”。编排灵活,不似以往那么刻板。

2.教学内容的编排顺序调整合理

现行教材的编排是由常见的简单易学的运动、声、热、光等物理现象到力学的基本概念和规律,然后学习抽象概括程度较高的电学和能的基本知识,符合由浅入深、先易后难的认知规律。

3.体现了学生是学习的主体

从“致同学们”“引言”,到各章中的演示实验、学生随堂实验、“想想议议”和“学到了什么”等内容,教材总是企图更换课堂教学形式,促使学生多动脑、多开口,在课堂上保持积极主动的主体状态。

4.教材难度明显降低

现行教材对有些知识的处理,只要求“知其然”,不需非要“知其所以然”。学生的学习负担减轻了,知识面也有所拓宽。

5.加强了物理实验的教学作用

现行大纲要求“初中物理教学要以观察、实验为基幢教材中的各类实验和实验性习题明显增多,感性认识的积累有助于抽象逻辑思维能力的培养,有助于学生养成尊重事实、勤于动手和按科学办事的良好习惯。

三、传统的教学方法必须改革

教学方法脱离不开教育观念和教学目的。素质教育旨在“面向全体”和“全面发展”,课堂教学不仅要传授物理知识,而且要培养学生的各种能力。传统的教学方法较陈旧,不适应现行教材的特点。现行教材编者的用心良苦,突出了物理知识的趣味性,旨在创造意境,激发学生的学习兴趣,使他们轻松愉快地自觉学习,教学方法应该体现这个意图;现行教材知识面广,伸缩性大,目的是要面向全体,适应不同程度的学生,教学中一定要对所有学生一视同仁。上述种种,宏观上属教学方法的范畴,教学中非如此不可,当因人、因教学内容而异,应该是百花开放,各显其能。但是,具体教法不能与基本教学原则相违背,否则又会走上应试教育的老路。对学生的能力培养比单纯地传授知识更重要,较强的能力受益终身,而有些物理概念和规律知道即可,对过深的科学道理的理解,今后随年龄增长和知识积累,自然会“水到渠成”。

总之,在基础课程改革中,教师要克服过去应试教育的影响,要克服对教材过分的依赖性,避免把教材当作“圣经”,充分研究新的课程标准,教活新的教材。

大学物理与中学物理衔接研究

1高中物理新旧教材的比较

选作比较分析的新教材是《普通高中课程标准实验物理教科书》,此教材是2004年人民教育出版社出版;旧教材是《全日制普通高级中学物理教科书(必修)》,此教材是经全国中小学教材审定委员会2002年审查通过,人民教育出版社出版.

1.1整体结构

模块式的结构设计是高中物理课程变化最为突出的特点,新的高中物理课程由12个模块构成,其中物理l和物理2为共同必修模块,其他为选修模块.学生在学习2个共同必修模块后,可以在选修1、选修2和选修3系列中任选一个模块学习[6-9].

1.2教学内容

新教材较之旧教材主要有三方面的变化:(1)章节顺序不同.例如:旧教材第一册章节顺序是“力”、“直线运动”、“牛顿运动定律”、“物体的平衡”;而新教材必修一是“运动的描述”、“匀变速直线运动的研究”、“相互作用”、“牛顿运动定律”.这种顺序安排使学生感到困难的受力分析内容移到运动学之后,此时学生的学习能力已经有所提高,难度相对降低.(2)新教材按知识内容整合模块化.如旧教材第二册中的电磁场单独构成选修3-1、3-2模块;旧教材第二册分子热运动、能量守恒、固体、液体和汽体构成选修3-3模块;旧教材第二册中的动量守恒和第三册中的近代物理部分构成选修3-5模块;新教材把机械波由第二册移到选修3-4模块,并把几种形式相同而实质不同的波动——机械波、电磁波和光波进行类比,有利于学生加深对波的理解.(3)删旧增新.新教材在系统地介绍物理基本知识的同时,删减了一些“难、偏、旧”的知识,新加了与实际联系比较大的内容.如选修3-1中增加了“逻辑电路与自动控制”;选修3-2增加了“传感器及其应用”等.

1.3教学要求

高中实行学分制,选修内容不要求学生全部都进行学习.知识结构上以定性分析为主,定量分析为辅,省去复杂的公式推导和数学计算.如在选修3-3中,对理想气体状态方程也没有了定量计算;在选修3-5中,仅仅对动量和冲量有要求定量计算,其他内容都只是要求定性了解.新的高中物理课程在结构上更重视共同基础,同时体现课程的选择性,针对学生的兴趣与能力,设计供学生选择的选修模块,以满足学生的不同学习要求,促进学生自主学习,并对旧教材进行了删减.这些变化在一定程度上影响了物理知识的系统性和连续性,这直接导致了学生进入大学后在物理知识基础上存在差异,进而在大学物理教学过程中出现中学物理与大学物理知识衔接问题.如有关动量的内容从必修移到了选修模块3-5,没有选修3-5的学生就会觉得质点力学这部分内容比较难学[6-9].

2大学物理与高中物理知识点的比较与衔接处理

要做好大学物理与中学物理的顺利衔接,首先要了解中学物理教学内容和教学情况.哪些知识是要求学生熟练掌握的,而哪些内容只要求了解,以及大学中出现的知识点在中学学到了什么程度,尤其要正确处理好与高中物理的关系,使大学物理教学内容有适当的深广度,尽量避免内容的重复或知识跨度太大.

2.1针对高中“重复知识点”,提高教学内容起点,做到有继承有发扬

力学是大学新生入学后首先学习的内容,对于这部分内容,高中接触的知识点很多,如质点、参考系、加速度、牛顿定律、功、动能定理等;电磁学中,高中接触的知识点也很多,如电场强度、电势、磁感应强度、电磁感应等.对这些熟悉的知识点,要提高教学内容起点,重视物理学的思想、研究方法和基本精神[10-13].如对加速度的讲解,大学物理与中学物理是有区别的,中学教材加速度的定义为:tvaΔΔ=,加速度是矢量,在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反.而大学教材中:质点在运动时,速度的大小和方向都可能变化,因此引入加速度这个物理量来描述速度的变化.质点在Δt时间内由A点运动到B点,速度由Av变为Bv,速度增量为BAΔv=vv,则质点的平均加速度定义为平均加速度只能粗略描述Δt时间内质点速度的变化情况,如同讨论速度时的情况类似,当把Δt0时,平均加速度的极限值叫做瞬时加速度。加速度概念的讲解,大学与中学有较大的不同,微分极限思想的运用使概念的引入更严谨,这正是微分思想和极限思想的精髓之处,通过微分极限思想顺理成章地将平均加速度迁移到简单的瞬时加速度,从而在思维上形成一个系统框架,就是如何将“平均”的问题迁移到“瞬时”的问题上.大学物理从质点运动学到刚体转动,从功到能,从电场到磁场,都要用到微分极限思想来定义物理量,所以要尽快地让学生理解和掌握微分思想.

2.2针对高中“未学知识点”,重在建立信心

对于高中物理未提及的知识点,在大学物理教学中,要结合学生的原有知识结构,在此基础上找到新旧知识间的联系,从而减少学生的畏惧心理,使学生建立学好大学知识的信心.由于选修3-5属于可选内容,对中学没有选修此内容的学生来说,开始学习刚体、角动量、角动量守恒等概念,一时难以适应,认为大学物理难学.因此,对这部分内容,大学物理课应该降低难度,可以通过增加演示实验、播放视频等教学方法,提高学生的学习兴趣,提高自主学习的能力.如在讲角动量守恒一节时,先播放一段花样滑冰运动员的视频,让学生观察滑冰运动员肢体的变化,并设置疑问,当讲解结束时引导学生解释这一现象.通过这一过程,不仅活跃了课堂气氛,也增加了学生的兴趣[14-15].高中物理与大学物理是先行课与后续课的关系,只有大学教学和中学教学加强了联系和沟通,做好衔接教育,才能使物理的教学更具现代化气息,更能理论联系到实际.大学物理教师要深入了解中学物理《新课标》的要求,在教学内容、教学方法和教学要求等方面做好衔接和发扬.

作者:王乐新 朱文霞 单位:黑龙江八一农垦大学理学院

中学物理与大学物理论文

1中学物理和大学物理的不同

1.1研究对象的不同对于研究对象,中学物理一般只讨论自然现象中的简单问题如一维问题,而大学物理讨论的是二维、三维甚至多维等复杂问题。比如对于力学内容,中学力学只研究加速度为恒矢量的质点的运动学和动力学问题,而大学力学则还要研究加速度变化时的质点的运动学和动力学问题,中学力学只研究质点的运动问题,而大学物理力学还要研究刚体的运动学、动力学问题,从研究对象上看更广更趋于一般化。中学物理仅对宏观简单特殊规律作一般性的认识和了解就够了,而大学物理则要进一步研究物质运动的理论本质,要运用数理统计的方法得出自然界一般性的普适规律,更上升了一个理论的高度。

1.2研究方法的不同中学物理因研究对象简单,数学知识基础少,所以研究方法基本是归纳法,讨论的规律基本上是从物理现象出发,通过简单实验总结出来的简单规律,比如中学物理力学中得出动量定理、动能定理的时候都是实验归纳法得出的,并且涉及的力基本是恒定的,只讲恒力的冲量、恒力的功,平均冲力等,在电磁学中只介绍匀强磁场、匀强电场的规律等。而大学物理与自然实际就更接近了,要讨论变力的冲量、变力所做的功、非均匀磁场、电场,而研究这些复杂问题所用工具主要是高等数学的微积分思想、矢量代数,通过数学推导演绎的方法结合物理概念得出物理规律,即大学物理讲的规律比中学物理的规律又上升了一个理论的高度。

1.3教学内容和教学进度的不同从教学内容来讲,中学物理量少,概念、原理、规律简单,对物理基本概念和基本定律只有初步浅层的认识,而大学物理涉及的知识量大,概念、原理多且相对复杂,对物理基本规律和物理基本定律要求更多的是掌握其本质和内涵。从教学进度上讲,中学物理讲的较慢,每个概念,每个公式,每个原理教师会进行全面详细讲解,每一个知识点教师都会讲透讲精,讲课重点放在解题技巧的应试训练上,教师会给学生总结题型,归纳方法,并督促学生为了高考不断学习,学生的学习大多是跟着教师按部就班。而大学物理教学内容量大,而教学时数非常有限,进度快,教师讲课一般都只着重把握知识整体框架,讲清思路,注重理论性、系统性,不象中学那样讲得精细全面。对于解题方法有总结归纳,但习题课的次数较少,学生运用所学知识解决问题的能力较弱,对习惯于被安排、缺乏学习主动性的中学生,就很难在短时间内适应大学教学过程。

1.4学生学习方法的不同中学生一般课前不预习,课后也很少翻阅知识辅导书,只要课堂上跟着老师听课,课余时间除了完成老师布置的作业外,就是作大量的习题,实行题海战术,重复熟练程度高,认为学好物理的标准就是多做题,解难题,学生自主接受新知识的能力较差,不善于提问题,对教师的依赖性较强。而大学生必须做到课前预习,带着问题去听课,课堂上抓住重点、难点,做好课堂笔记,课后要翻阅大量课外资料,对所学知识要融会贯通,及时复习总结,做的题目不在多,而在精,要学会自学,善于提出问题,要有比较强的学习主体意识。中学物理由于数学知识的欠缺,很多物理概念、规律都是直接给出,没有经过推导,这就决定了中学生接受物理知识的方式主要靠记忆,而大学由于有了高等数学、矢量代数、数理统计等工具,物理概念、物理规律大多可以做详尽的推理,因而大学物理学习概念更注重概念的理解和掌握,物理过程的分析和论证。

2如何做好大学物理和中学物理教学的衔接

2.1循序渐进,适当放慢教学进度学生已习惯于中学教学慢节奏,少容量,讲练结合的教学方法,若一开始就进行快节奏,大容量的教学,学生一下子不能适应,这不仅影响了大学物理的教学效果,同时也会挫伤学生学习物理的积极性。所以,我们在教学过程中最初应适当放慢教学进度,使学生逐渐适应,慢慢逐步进入正常的教学进度,从而达到让学生适应大学的教学进度,学会大学的学习方法。

2.2通过物理绪论课灌输大学物理的重要性大学教师应充分考虑大学物理和中学物理的区别,从一开始就让学生明白大学物理和中学物理在研究对象、研究内容、学习方法等方面有许多的不同,让学生知道大学物理不是中学物理的简单重复。同时我们在绪论课中,应介绍物理学的发展历史、物理学的发展现状和物理学的发展的未来展望,从而引起学生学习物理学的兴趣,另外对理工科学生来说,可以适当地给他们介绍物理学和自己未来的专业的联系,以提高他们学习物理的积极性,例如对我们纺织专业的学生,可适当介绍量子力学与纺织材料等、质点、刚体力学与纺织机械方面的关系。同时还应强调,大学物理的基础学科性质,学习大学物理不仅仅服务于后续的专业知识,更重要的是学会一种思维的方法、学习方法以及研究问题的方法。

2.3从中学物理内容过渡导入大学物理课题在教学内容方面,很多大学物理知识是在中学物理内容基础上的提高,教师在物理教学时应简要复习中学教材内容,使学生对所学过的内容做一个简单回忆,随后指出中学物理知识的局限性或特殊性,从而比较自然地引入内容,使学生顺利地从中学物理知识过渡到大学物理知识的学习。要做到这一点,必须了解和研究中学物理教材内容,比如直线运动,中学研究了匀加速或匀减速直线运动,但加速度变化时的直线运动该如何考虑呢?比如圆周运动,中学研究的是匀速圆周运动的规律,但当速率变化时,圆周运动的规律又是如何呢?恒力的冲量的定义式和恒力做功的公式中学里都学过,变力的冲量和变力所作的做功又如何计算呢?这样中学内容过渡导入的话学生会很容易从已学过的知识比较顺利地过渡到大学知识。

2.4从学习方法和课后练习上进行衔接大学物理教学由于学时和教学内容的限制,老师不会像中学物理教学中对于一个知识点作详细讲解,所以对于大学物理的学习需要学生查阅其他的相关参考书,看看不同的学者对该问题的研究角度、研究深度和研究方法,从而使自己对此知识点有全方位的理解,真正转化为自己的知识。在课后练习上,求解大学物理中的习题时尽量运用大学物理思维方法,有些教材中的习题,完全能用中学物理知识就可以求解,但这样的话起不到巩固所学新知识的作用,所以对于此类型题可以不做或少做,尽量选做必须用大学物理的新方法才能求解的题,或者含有大学物理的新知识的题型,以达到通过做作业来巩固所学的新知识、新方法的目的。综上所述,我们只有努力探索大学物理与中学物理的衔接问题,使学生顺利进行从中学物理到大学物理的思维转变,才能从根本上提高大学物理的教学质量。

作者:宋晓丽单位:太原理工大学轻纺工程学院

大学物理与中学物理的衔接探索

【摘要】经济的快速发展对科学技术提出了更高的要求,经验表明学生在校时对大学物理知识的掌握情况很大程度上会影响到其他专业课程的学习效果。而很多学生在学习大学物理时不能很快、较好地适应大学物理课程的学习,尤其是在民办本科院校中,这种现象尤为明显,本文通过调查问卷对这一问题进行了探索,并提出了解决这一问题的对策。

【关键词】民办本科;大学物理;中学物理;课程衔接

0引言

在人类社会的发展历程中,物理学作为自然科学的基础以不可替代的地位推动着科学技术的发展。而物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具[1]。在高校中,大学物理课程也是理工科学生必修的一门公共基础课,是学生接受科学素养训练的开端。经济的快速发展对科学技术提出了更高的要求,经验表明学生在校时对大学物理知识的掌握情况很大程度上会影响到其他专业课程的学习效果。而很多学生在学习大学物理时仍旧保留着从前中学生的特点,不能很快、较好地适应大学物理课程的学习[2],尤其是在民办本科院校中,这种现象尤为明显。学生对知识的掌握程度较差且不能达到能力目标,因而如何促进学生更好地对知识进行衔接,是摆在一线教师面前不可回避的问题[3]。

1问卷调查及结果分析

为了更好地了解学生的学习特点及知识掌握情况,我们对我校11个非物理理工科专业学生进行了问卷调查。共发放问卷490份,回收490份,有效问卷485份。从表1可以看出,学生入学时的成绩主要集中在66-67分之间,还有一部分学生的成绩在及格以下,总体上看学生物理基础相对较为薄弱。从表2中可以看出,较中学时期学生的预习情况有大幅的下降,大部分学生都没有养成课前预习的习惯。表3中,有近一半的学生对课程内容理解理解困难。多数学生反映大学物理的内容较中学比较信息量要大的多,且对数学的要求更高,导致其在应用时出现了有思路但求解困难的现象。另外,掌握程度稍好的学生普遍觉得大学物理教学中公式推导较多,应用例子较少。表4中可以看出,学生对大学物理这门课程与后续课程的关系及未来工作时的关系认识不清楚,更有少部分学生认为没有任何联系,导致学生对课程的不重视。但对高年级学生进行的调查表明,在后续课程上认为有关联的人数增多。另外,从以往教学来看,学生还存在对各部分知识的理解不能从过去的思维方式转换到大学物理的学习思维方式,因而在学习时出现用初等数学解决大学物理实际问题的情况。

2民办本科院校大学物理与中学物理衔接的对策

2.1强强、改善学生课前预习状况

调查中发现,预习情况好的学生在课堂听课、期末考试中均有较好的表现。预习作为课程伊始在中学、大学衔接上有着较为重要的作用,是扭转大学物理学习恶性循环的突破口,且是学生容易忽视的薄弱环节。解决这一问题时,我们主要采用课前预留相关知识简答题,且在课上收取的强制法、改变教学模式、先导材料给予以及观看微课等方法。

2.2教学内容改革

针对学生认为的内容较难、不清楚专业课之间联系的问题,我们对教学内容进行了整合,根据不同专业对内容进行了侧重。例如对机械工程专业更侧重于力学部分的讲解和训练,而对电子信息类专业则更侧重对电学、光学部分的讲解和训练。同时,对内容进行简化,简推导重应用。

2.3教学模式改革

改革传统的“现将后学”到“先学后讲”,并在部分章节采用翻转课堂以提高学生学习积极性。为了帮助学生“先学”我们编制了与课节配套的预习材料。学生通过对预习材料的阅读,将已有知识与以后学习的知识联系起来,另外同期给出课后练习题,部分程度好的学生在预习时便可以有针对性地学习,从而达到有的放矢,逐步适应大学物理的学习。

3结语

从调查中可以看出学生在进入大学后仍旧沿用他们在中学时的学习习惯,而大学物理较中学物理在内容上、思维方式上都有所变化,极易出现适应不良的情况。在解决这一问题时,要注意培养学生的预习习惯。内容改革也要注重不同专业上的侧重,在教学上也要注重逐渐从“先讲后学”转为“先学后讲”,使学生能尽快适应大学物理的学习,顺利实现大学物理与中学物理的衔接.

【参考文献】

[1]袁晓丽.工科专业课堂教学改革浅析[J].中国冶金教育,2009,4.

[2]吴钦,周雨青,丁萍,陈泽中.浅谈大学物理与中学物理的衔接[J].高等工程教育研究,2012,3.

[3]张春华,范仰才.应用型人才培养模式下的工科大学物理教学改革探索[J].物理与工程,2012,4.

作者:杨兆海 丛广宇 程丹 孙国辉 单位:长春光华学院基础部

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快捷分类:教育
国际刊号:1001-0610
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创刊时间:1989
发行周期:双月刊
期刊开本:A4
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