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摘要:基于當前大學物理教學的現狀和存在的問題,舉例說明了多媒體教學和板書教學各自的優勢和局限,為了滿足人才培養的要求,應將兩種方式結合起來,具體分析特定的知識點采用哪種方式更好,從而優化教學結構,提高教學效率。
關鍵詞:大學物理;多媒體教學;板書教學
一大學物理教學的現狀及存在的問題
《大學物理》作為高校理工科學生的一門必修基礎課,具有重要的作用。它旨在培養學生的科學和邏輯思維能力、創新探索的精神和從事科學研究的能力。因此,其教學效果直接影響到學生對后續專業課程的學習及應用,進而影響到學校人才培養的質量。由于大學物理包含力學、熱學、電磁學、光學、原子物理、量子力學等部分,涉及知識面廣,而高校的大學物理教學課時卻普遍偏少,學生接受起來較困難,往往跟不上教學的節奏。另外,大學物理課程中經常會遇到公式的推導及微積分的運算,這對學生的數學能力有一定的要求,也使得部分學生覺得枯燥乏味。然而,基于大學物理課程的重要性,迫切需要探索提高教學質量的教學方法及措施,以滿足社會對人才的需求。如果僅使用多媒體進行教學,則往往使教師形成“PPT…依賴癥”,從而使學生的思維過程被“課件流程”取代。另外,在學生人數較多的多媒體教師進行授課時,往往教室光線較暗,教室空氣流通性不好,從而使學生精神狀態受到影響,容易產生困意。而且學生眼睛長時間盯著大屏幕上的字和圖片,容易產生視覺疲勞[1]。還有同學認為課后可以拷貝老師的課件,因此對課堂的重視程度降低,也很少再有學生能夠認真的記筆記。同時,有的教師在制作多媒體課件時,照搬教材或網絡中的文字,從而導致PPT中邏輯性差,可讀性差,大段大段的文字,圖像、和動畫等使用也不夠恰當,這種多媒體演示的效果反而不如傳統教學中板書講解的教學效果。而傳統教學時間、地點固定,教師在規定的時間地點完成教學內容,而在這個過程中,黑板是教學的主要媒介,在視覺上,黑板白字很容易會讓學生感到枯燥,在聽覺上只有教師講課的聲音,不能很好的調動學生的學習興趣,對于知識的接收相對比較被動,不利于創新型思維的培養。由于板書的設計需要耗費大量的時間精力,翻閱很多的書籍,在書寫的過程中也耗時耗力,導致教學過程緩慢,跟多媒體教學相比,在相同時間內講解的內容相對較少,不能很好的滿足大學物理課時較少,授課內容較多的特點。因此,多媒體演示教學與傳統的板書教學各有優勢和局限,在教學方式上也可以互補,我們可以借助多媒體教學來增強教學的趣味性,豐富教學內容,發揮板書教學重點突出,條例清晰的優勢,將兩者結合起來,探尋適合不同知識點的不同教學手段,因地制宜,才能達到事半功倍的效果。
二多媒體演示教學的優勢與局限
多媒體教學是利用計算機、投影儀和網絡等媒體輔助授課的一種教學方式,具有直觀性、形象性、生動性,在教學過程中,根據教學目標和教學對象的不同特點,通過教學設計,將公式、文字、照片、插圖、視頻、動畫等信息有機結合起來,增加了課堂的趣味性,將教學內容生動形象地展示出來,使學生加深對物理概念、物理規律的認識和理解。因此,在信息技術迅速發展的今天,多媒體教學逐漸成為現代化的教育模式,它使知識接受更加方便,為學校教育教學注入了新鮮的血液,帶來了新的發展契機[2]。同時,遠程教學等新型教學模式的興起,也為我們提供了更廣闊的學習平臺。接下來我們將舉例說明在大學物理課程中使用多媒體教學的優勢。
(一)彈簧振子的簡諧運動
在講授簡諧振動的章節時,先給學生介紹什么是簡諧運動,也就是“物體運動時,如果離開平衡位置的位移(或角位移)按余弦函數(或正弦函數)的規律隨時間變化,這種運動稱為簡諧運動。[3]”但是,僅憑這樣的文字描述,學生很難理解什么是簡諧運動,這時就可以結合彈簧振子的模型進行教學。使用PPT展示彈簧振子的各個組成部分,并逐一講解,接下來將彈簧振子在平衡位置附近的循環往復的運動用動畫的形式演示給學生看,讓學生有一個直觀的認識,比口頭講述其運動更形象,更能加深理解。
(二)典型系統的電場線和磁感線
電場線和磁感線都是為了形象的研究電場和磁場所引入的假象的線,雖然他們不是實際空間中存在的物質,卻能很好的反映電場和磁場的性質,因此,研究它們也非常有必要。比如,電場線和磁感線能夠很好地反映電場和磁場的大小和方向,電場線或磁感線某點的切線方向代表著該點電場或者磁場的方向,其疏密程度反映了電場和磁場的大小??梢杂肞PT給學生展示正電荷、負電荷、電偶極子的電場線以及載流直導線、載流圓線圈、載流螺線管的磁感線,使學生掌握典型系統的電場線或磁感線的分布特點和規律。此時,使用圖片的形式進行展示,一方面可以節省教師在黑板上畫電場線和磁感線的時間,另一方面還可以減少由于手工畫圖的不規范對學生的誤導,對教學效果有積極地促進作用。
(三)光的干涉及衍射圖樣
在講解光的雙縫干涉、薄膜干涉、單縫夫瑯禾費衍射、圓孔夫瑯禾費衍射、光柵衍射等章節時,很重要的一部分內容是掌握各個干涉及衍射圖樣的特點。此時用多媒體的圖片結合動畫和視頻的展示能讓學生直觀的看到圖樣的形狀及特點,以及白光照射時其不同顏色的光波的分布,這是傳統的口頭描述和在黑板上作圖所不能比擬的。
三板書教學的優勢與局限
在我國,在課堂上使用板書教學已有超過一百五十年的歷史。經過教師對教材的仔細研讀,將教學要點、難點和概括大綱以公式、文字、圖表等形式呈現在黑板上形成板書。教師邊講邊畫,將不需要保留的部分隨講隨擦,需要保留的部分長時間保留在黑板一角,方便學生做筆記。無論時代如何變遷,板書始終與教師、學生、課堂緊密結合在一起,是教師基本功的體現[4]。即使在多媒體技術迅速發展的今天,板書教學始終在大學物理的教學中占有一席之地。下面我們將舉例說明板書教學的優勢和局限。
(一)靜電場的高斯定理的應用
靜電場的高斯定理的表述為:“在靜電場中,通過任一閉合曲面的E通量,等于該曲面內電荷量的代數和除以ɛ0”。高斯定理的一個很重要的應用是用來求特殊體系的電場強度的分布。在講解例題的過程中發現,學生對怎么選取一個適當的高斯面,以及在不同情況下高斯面內到底包含多少電荷感覺很困難。如果僅僅是利用PPT將過程快速的放一遍,學生并不能理解,這時就需要教師利用傳統的“粉筆+黑板”模式,將不同情況下的高斯面清晰的畫在黑板上,并引導學生去計算不同高斯面內的總電荷量,最后代入高斯定理的公式,求出不同情況下的電場強度分布。這樣能讓學生按照解題的步驟有條不紊的進行,整個流程熟悉之后,再遇到類似的題型就不會感覺無從下手了。
(二)穩恒磁場的安培環路定理的應用
穩恒磁場的安培環路定理的表述為:“在磁場中,沿任何閉合曲線B矢量的線積分(B矢量的環流),等于真空中的磁導率乘以穿過以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各恒定電流的代數和”[3]。此定理的一個重要應用則是求特定情況下的磁感應強度的分布,其步驟為:先選擇一個合適的積分回路并規定它的正方向,接下來計算此回路所包含的恒定電流的代數和,最后代入穩恒磁場的安培環路定理的表達式進行求解。同樣的,教師如利用板書的形式將此步驟條分縷析地講解給學生聽,會收到很好的教學效果。
四多媒體演示和板書教學的結合
綜上所述,在大學物理的教學過程中,對于適合以圖片、動畫的形式展示的部分可以用多媒體教學,而對于涉及復雜計算和推導的部分還是要用傳統的板書形式進行教學。因此,在整個大學物理的教學過程中,不能簡單的只用一種模式進行教學,而要根據實際情況將多媒體演示和板書教學結合起來[5]。放置PPT投影屏幕的時候,可以在旁邊留有一塊黑板備用,在用多媒體授課的同時,需要進一步解釋推導的內容就可以以板書的形式在黑板上講授,這樣兩種方式的結合既能提高學生的興趣,又能把重點難點清晰的顯示在黑板上,方便學生做筆記以及課后的復習。
參考文獻
[1]熊青玲,程衍富.大學物理多媒體教學的實踐與思考[J].物理與工程,2008(03):58-59.
[2]謝宇霞.多媒體教學的輔助作用及發展趨勢[J].實驗科學與技術,2012,10(06):94-95+177.
[3]程守洙,江之永.普通物理學[M].第六版.北京:高等教育出版社,2006.12.
[4]郭曉光.多媒體教學與板書教學的再認識[J].中國教育學刊,2014(02):71-74.
[5]馬志慶,趙文華.“大學物理”在線課程教學研究與實踐[J].教育現代化,2018,5(36):325-326+354.
作者:張婷婷 單位:淮陰師范學院物理與電子電氣工程學院