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“普通物理”教学改革的几个热点
作者：万 勇 王 美
关键词：教育理念；物理教学
“普通物理”是理工科学习专业知识的基础，是构成学生科学素养的重要组成部分。为了将“普通物理”教学与素质教育有机地结合起来，适应社会发展对物理教育改革的要求，近几年国内的许多高校都对“普通物理”教学进行了改革，如物理教学内容改革、多媒体教学、双语教学等，这些教学改革极大地推进了“普通物理”教学的发展。
我校在“普通物理”教学改革开始，就把课程改革的目的定为：根据物理教育学和课堂教学设计的有关原理，改革和完善物理教学的内容和方式，充分发挥多媒体在“普通物理”教学中的作用，以提高学生学习“普通物理”的兴趣和积极性，有效地提高学生的学习能力，进而提高学生的科学素质。随着教学改革的深入，我们不断学习和吸收其他院校的改革经验，并将“普通物理”改革的重点归结为教学理念改革、教学内容改革、教学方法改革和教学手段改革等几个方面。
一、教育理念的改革
随着素质教育与创新教育的加强，有些传统的“普通物理”教育理念，已不适合教学改革的需要。主要表现在教师只注重“教”而忽略了学生的“学”。教师在教学过程中以自己为中心，只注意传授知识，不分析学生的认知和心理特点，不注意调动学生的学习兴趣和积极思考，常常照本宣科和满堂灌，忽略了学生的学习过程分析和能力培养。因此，更新教育观念是“普通物理”教学改革的首要任务。教师要注意心理学、教育学知识的学习，建立“以学生为中心”和“素质教育”为核心的教育理念。
1．教师要分析学生的认知和心理特点，从分析学生的认知实际出发，注意激发学生的学习兴趣，启发学生积极思维，运用科学探究过程和方法来培养学生的能力。教师不仅要认真分析教学大纲和教材，还应该了解学生在物理学习中认知水平、认知方式等方面的差异，找出适合其个性差异的物理学习方法。
2．分析物理教学过程的特点，在教学中提倡科学的教学设计。在物理教学中，重视现代的物理基本概念、知识结构和物理方法的学习，注意消除学生思维定势的影响，以促进学生迁移能力的提高。根据大纲和教材，教师每节课教学要求有明确的教学目标，复习提问、讲授新知识、巩固练习、总结新知识等教学要尽量完整。在教学中采用多媒体，要符合媒体的使用规律。教学的重点、难点认真分析要透彻，应注意因材施教、及时提问、讲练结合，及时反馈等教学原则的采用。
3．积极学习和研究“掌握学习”、“探究学习”或“问题教学法”等教学模式，并尝试着在物理教学中采用。这些教学方法可以更有效地激发学生学习物理的兴趣，增加强学生在课堂教学的参与程度，提高学生独立获取物理知识的能力，提高学生科学思考的能力和解决物理问题的能力，培养学生从事科学事业的必须具备的科学素质、创新精神和科学美感，为学生以后的学习奠定良好的基础。
二、教学内容的改革
要把“普通物理”教学与素质教育结合起来，必须使学生在系统地学习物理基础知识同时，形成良好的物理知识结构，学习物理学中的科学思想和研究方法，培养其科学精神和科学观念。以提高学生的学习主动性，改善学生的知识结构，发展学生的学习能力和探索创新能力，这就要在“普通物理”教学中注意以下几方面的内容：
1．注意与中学物理的联系与区别。在实际教学中，许多老师感觉到“普通物理”中力学的开头部分与中学物理有重复，学生容易厌学或误认为物理很容易学。而由于中学物理学习中思维定势的影响，学生对三维空间、矢量计算、变量的微积分等内容不易掌握，教师必須重视这些问题。在内容的衔接上要避免与中学重复，力学的重点应从牛顿定律转移到三个守恒定律及其成立的条件，突出相对运动、刚体模型、矢量计算和微积分的运用。热学中一定要给学生建立起大量粒子组成系统的统计研究方法，要强调热力学第二定律的重要意义等，适当增加近代物理学的内容，在机械波部分引入孤立波的思想；在讲光电效应时，简述多光子吸收和电离的基本观点；在讲氢原子的能级时，简述一下虚能级的思想；在讲狭义相对论的时空观时，概述一下超光速的讨论；在讲原子的波尔模型时，提一提薛定谔、狄拉克的根的研究等。这些内容的插入，不仅可以增加教学内容的新颖性，也加强了课堂教学的学术气氛。
2．注重物理学方法教育，并适当增加物理学史的内容。学科间的科学研究方法是相互联系的。物理学的观察、实验、模型方法等一般方法，光谱分析、干涉等特殊方法其他学科都有不同程度的应用。物理研究由“提出问题一形成假设一研究假设一形成结论”的一般科学研究程序，对学生其他学科的学习和研究具有重要的指导意义。而物理学发展史，不仅包含着物理概念、规律的发展和变迁的过程，也包含着牛顿、爱因斯坦和许多物理学家的动人故事，反映出科学家们的创新、求实、刻苦、合作、奉献精神。教师在讲课时，注意有机地加入物理学史的内容，让学生了解物理研究的过程和科学探索的曲折，学习科学家的执著追求、认真探索的精神，可以激发学生的学习兴趣和探索科学真理的精神，
3．有机讲授物理在当代科技、生活中的应用。航天飞机、超声波、核磁共振、激光、等离子体、新型能源、新材料等现代科技都与“普通物理”基础知识有关，把物理基础知识与当代科技联系起来，可以使学生认识到基础知识的重要性。而现实生活中有许多物理现象，如高压输电节能、家电的工作原理、地球的自转等都是很好的物理现象，在教学中有机地讲授，容易激发学生的学习兴趣，也符合“理论联系实际”的教学原则。
物理教学有时还可以根据“时事”和专业进行教学。生活中经常发生一些与物理相关的科学性事件或热点问题，如温室效应、臭氧层破坏、磁悬浮列车、太阳黑斑、宇宙的形成等。有机地讲授相关内容，可以拓宽学生的知识面，激发学生的学习兴趣。同时，理工科的专业很多，在系统讲授物理知识的同时，不同的专业讲授的重点也不同。如在机械专业多讲授刚体内容，在电子专业多讲授电磁场理论，在化工专业多讲分子与原子物理等方面的知识，以适应“厚基础、宽口径”、“同一性与多样性相结合”的教学原则。
三、教学方法和模式改革
传统“普通物理”教学具有知识体系严谨、讲究逻辑推理等很多优点，也具有教学方法古板，讲授不够生动形象等缺点。于是掌握学习、启发式教学、讨论式教学和开放式教学等多种教学方法，多媒体教学多种教学手段应运而生。
1．教学方法改革，如掌握学习、启发式教学等教学方法，不是否定物理知识的讲授。但是物理知识的讲授，不能“满堂灌”和“一言堂”，要给学生思考和练习的时间，要让学生由被动的听讲变为积极地思考。教师无论采取何种教学方法，都要“以学生为中心”，要让绝大多数同学掌握所讲授的物理内容。不仅注意知识的传授，更注意学生能力的培养，最大限度地激发学生的潜能。习题课或讨论课应在教师的指导下，以学生的讨论、交流为主，有条件的学校还可以开展讲座、探索实验、撰写物理小论文和参加物理课题研究等活动，因材施教，发展学生的个性和兴趣，提高其学习物理的积极性和主动性。
2．积极采用多媒体教学，把传统教学与现代媒体结合起来。多媒体教学是物理教学改革的一个重要方面，我校的“普通物理”授课都采用多媒体进行教学。电子教案的显示规范、清晰，物理内容的动画演示生动、有趣，电子课件可以放在校园网上供学生自学，这些都是多媒体和网络教学的优点。但是，在多媒体教学过程中，多媒体课件呈现的大量物理信息，如何同教师的讲授配合，师生间如何实时展开交流，都是教师要解决的问题，这就要求充分发挥教师的主导作用。再如，不考虑多媒体课件的呈现方式和时机，容易超出学生的信息接受能力，不利于学生积极思考，所以必须借鉴传统的板书、教学经验，克服这些问题。
3．增加演示实验，把实验教学与仿真、模拟实验相结合。实验是物理学的基础。在物理教学中，首先要增加演示实验，我校要求实物演示实验不能少于30个，并且开放演示实验室，让学生自己动手做实验、观察现象、思考问题，同时，开设了力学、电学、光学等仿真试验，并对无法实际进行的多个实验，如激光测距、傅里叶红外吸收光谱等进行仿真和模拟。学生实验中，还开设了研究性实验，让学生自己设计实验方案，学生们在实验研究中表现十分踊跃，不少学生的设计很有创意，有效地培养了学生的实验能力、自主探索能力。
[责任编辑：文和平]
万 勇，青岛大学理学院物理系教研室主任，副教授；王 美，青岛大学理学院物理系讲师。