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摘要:
大學物理教學設計的理論基礎,是教師進行教學的基礎。設計教學的目的是為了讓學生能夠更好的學習,調動學生的學習主動性。教學理論知識主要來自于兩個方面,一是教師教學的實踐經驗,二是科學研究的理論成果。課堂教學的實施是重要的環節,在大學物理教學中,力學及電磁學兩部分是重點、難點,針對這兩部分教學,可以根據實際情況,結合教學內容選擇多種教學方法。
關鍵詞:
大學物理;有效教學;理論;實踐
一、大學物理有效教學的基礎理論
(一)認知建構主義
認知主義萌發于兒童認知發展理論,其強調學習者的內部認知過程。認知建構主義認為學習是一個意義構建的過程,其在傳統經驗與現實經驗兩者的打磨中形成,同時進一步地豐富、調整自己認知結構的過程。大學物理教學涉及到很多中學就已經涉及到的重要的概念、定律等,教師可以藉此對前概念進行深入,進一步引導學生將新概念內化到認知結構中。
(二)社會認知理論
社會認知理論是認知心理學與強化理論的結合,其強調學習者的期待和對相仿的經驗的認識,可以說社會認知理論是傳統行為主義與認知理論的紐帶。其認為行為、個體及環境三個方面都能夠對學習產生影響,個體通過一系列的行為學習,即注意榜樣—生成榜樣—觀察學得,這其中學習者一定要具有表現或抑制的動機。社會認知理論對大學物理有效教學有著十分重要的引導作用,教師可以將一些抽象、難懂的概念和定律進行講解之后,再輔以一些例題予以演示,從而學生對這個“榜樣”的過程有了全面地理解。
(三)情境學習理論
情境學習理論強調在學習過程中,個體與其他文化歷史情境的彼此配合,注重過程的有效性和真實性。情境學習理論指出,學習是社會性、實踐性的參與過程。當前,大學物理教學所面臨的問題是如何提高學生的知識遷移能力,當學生掌握了一道題的解決方法后,再做另一道與之相似的題目就無法解答,這很大程度上與知識點的情境相關。在這種情況下,要為學生創造一個良好的學習情境,從而提高學生的學習能力。
(四)學習動機理論
學習動機理論包括內部動機與外部動機。所謂內部動機是個體在活動中的感受所決定,外部動機是獎勵等所激發的動機。學習動機理論由無動機、外部學習動機及內部學習動機所建立的序列,其能夠有效激發個體的學習活動。在大學物理教學過程中,只要是形成了學習動機,那么其就能夠貫穿于個體的整個學習活動,學習動機影響學習效果,學習效果也影響學習動機,兩者相輔相成。
二、大學物理有效教學的實施
(一)變式教學
要想讓學生學以致用,將所掌握的物理概念靈活地解決實際問題,可以采用變式教學。以“質點運動的描述”為例,變式重點體現在“坐標維數變時物理量的定義式變化”、“情境變式下問題的求解”兩個方面。其重點、難點在于掌握描述運動的各個物理量并能熟練示解;消除非科學前概念對科學概念的負面影響。主要實施過程為:①創設情境、引入新課;②與學生討論分析,現實問題模型化,模型問題數學化;③不同空間維數下物理量的表達式;④已知各種不同的加速度表達式,示速度或運動方程;⑤情境變式教學,問題解決,知識遷移;⑥課堂小結并評價。教學要重視知識的情境性,比如教師可以以生活中的問題作為鋪墊,引出學習的新知識。將所學的知識應用于不同的問題情境中來求解現實問題,從而強調“變中的不變”,助推學生深入理解物理概念的本質。
(二)相似性教學
在大學物理教學的電磁場部分,對學生的微分運算能力有著很高的要求。在求解基本物理量中,磁場與電場有著很大的相似性,如質心求解、轉動慣量的求解過程,體現于圖形、侵害微元等。主要實施過程為:①創設情境,引入新課題;②微分及積分的數學模型;③庫侖定律及畢奧-莎伐爾定律;④老師講述載流圓線圈軸線上一點磁感應強度的求解過程;⑤學生求解帶電圓環軸線上一點的電場強度;⑥總結兩者之間的相似處和不同處;⑦電荷分布在面上,求解均勻帶電圓盤軸線上一點電場強度;求解磁感應強度;學生表述微積分求解電場和磁場的方法和思路,側重于兩者的相似點及不同點,以便能夠更好的掌握能量及環流。電場及磁場的相似性教學,需要對教材內容重組,其是通過學習思維發展來對教學內容予以整合。相似性教學利用圖像方法能夠直觀地反映微分積分的思想,能夠有效地幫助學生解決帶電體、載流體。
(三)主題教學
若是單擺教學在“線性諧振子”的研究層面停滯不前,就很大程度地阻止了學生認知能力的發展??梢哉f單擺運動是研究混沌運動的典范,在教學中引入非線性系統,能夠幫助瞄準科學探索的方向。主要實施過程為:①以多媒體展示單擺模型,導入新課題;②在允許的環境下施加一個阻力,研究單擺的運動;③施加一個周期性外力時,研究單擺的運動;④總結線性運動與非線性動力的特征。以單擺為主題,充分發揮了科學研究的基本思路及方法。在了解了簡單環境下物體的運動之后,慢慢將問題深入和提高。需要注意的是,不同因素要逐步添加,不能一擁而上。以單擺引出混沌,最大的價值在于能夠讓學生明白混沌現象的普遍性,其反映了在受近阻尼運動中的單擺、水龍頭緩慢滴水的花樣等,其實經典物理與現代物理十分接近。
三、結語
有效教學需要將教學理想轉化為教學理念,在教學實踐中中等教學理念。在大學物理教學中,有效教學具有整合的理論基礎,具有多維教學目標,教學內容設計呈現多樣性,教學方法應多元化。要想實現大學物理有效教學,首先要轉變教學觀念,確定正確的教學目標;其次要轉變課堂教學范式,實現師生角色轉換;再次需關注多元教學方法,注重教學的適度性。同時,有效不能流于形式,最重要的是質量的提升。
作者:孫皆宜 單位:唐山學院
參考文獻:
[1]高蘭香.大學物理有效教學的理論與實踐研究[D].華東師范大學,2011.
[2]常建宇.大學物理教學方法探討[D].大連理工大學,2012.