大学物理论文范例6篇

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大学物理论文

大学物理论文范文1

20世纪后半叶,物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上,以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科,如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等,都得到极大发展.与此同时,科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科和边缘学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移,促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶,新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集,综合性极高,如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等,都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关,其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高,处于科学技术的前沿,近几年来的局部战争向人们展示,现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就,如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明,在科学技术发展的进程中,物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的,在20世纪是处于主导地位的,而且毫无疑问,21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位,它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课,它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础,另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法,这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理,不仅对学生在校学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识,都将发生深远的影响.物理课的这一作用,特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此,目前实施的教学内容,主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲,工科大学生的物理基础较薄弱,物理知识面也较窄,特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容,工科一般专业在后续课中多不再涉及,而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的,有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲,大学物理课内容“老的多、新的少”.因此,更新内容,加强现代物理和现代工程技术有关知识,特别是有关基础知识,是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的,也是很困难的,不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用,应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度,与研究教学内容改革的同时,还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础),同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识,扩大学生的知识面,在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少,只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小,改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.(一)课程教学内容改革,应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下,进一步精选经典物理内容,突出教学内容及能力培养,避免过分强调系统性和严密性等,在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分,加强量子力学和统计物理基础知识,以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题,这部分内容应侧重物理原理,而不要停留在科普水平上,上述三部分内容的讲授学时,分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法,不追求数学严密性,不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来,有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明,把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式,在计算机上把图、文、声、像集成在一起,提高教学内容的表现力和感染力,能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动,使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时,这也为教学研究提供了有力工具,为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上,加大这方面的资金投人,多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日,中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便,物理教育工作者应充分利用这一有利条件,从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验,使大家受益.

大学物理论文范文2

1.1认知冲突理论基础

错误演示法以认知冲突理论为基础,认知冲突是指学生的原有认知结构与所学新知识之间无法包容的矛盾,最早由美国心理学家费斯汀格提出.教学中利用学生的认知冲突,既能激起学生激烈的思维振荡,又会催生出乐于学习的积极情感.错误演示法就是在教学过程中通过外界的人为因素,利用错误演示,来激发学生的认知矛盾,意在引起学生的有意注意,调动学生的认知内驱力,促进学生积极、高效地优化物理实验的认知结构.

1.2错误概念转变的理论基础

除上述之外,错误演示法还建立在概念转变的理论基础上,了解了学生的错误概念是实现概念转变的前提.教师首先应该在态度上关注学生学习科学概念之前存在的错误概念,从而了解学生头脑中存在的错误概念.然后提出错误概念,对错误概念进行转换,创设“冲突情境”是一种非常有效的教学方式,能有效地优化学生的认知结构.创设“冲突情境”主要针对一些学生容易产生错误概念的教学内容展开.概念转变教学就是一种立足于学生的已有认识,使学生的错误概念向科学概念转变的教学,概念转变教学过程就是认知冲突的引发及其解决的过程.本文运用错误演示法,就是希望利用学生的错误概念,创设冲突情境,然后进行概念转变教学的过程.有别于其他的教学方法,它往往是从反面作为知识点的切入口,对学生有较高的能力要求.所以错误的设计往往是只服务于课堂上重点、难点的突破,切勿任意的展开、无限制的延伸.因此,在用错误演示法进行教学时,笔者是在实验教学中较为关键、重点的地方设计,而非从头到尾都是纠正演示,希望能在关键知识点教学中提高效果.

1.3问题的提出

在大学物理实验课,关于实验步骤与注意事项的讲授中,如果按照实验的操作步骤逐一讲授,学生的错误概念转化较少,认知冲突不明显,如果通过错误演示,然后纠正的方法讲授,增加了学生的认知冲突.然而这种错误演示的方法,相对过去的逐一按步骤讲授,能否使学生对知识掌握得更明显?能否使学生对知识掌握的情感更强烈?本文期望通过这两种不同讲授方式对比,得出初步的探索.

2研究对象的选定与处理

本文以华南师范大学物理与电信工程学院的大一新生作为研究对象,选取大一新生作为实验研究对象,是因为大一新生都是第一次上大学物理实验课,基本排除了因上大学实验课后,导致的个体差异,从而提高实验结果的可信度.本次实验研究中,随机选取了140人作为实验对象,分为两个组,每组70人.在进行教学实验研究前,每组的男女比例、整体教学氛围、任课教师等基本相同.尽最大的可能控制实验前的无关变量,提高实验的内部效度。实验组在讲授实验步骤和注意问题时,采用错误演示的方法教学,对照组还是进行传统实验步骤的实验教学方法.实验组和对照组所接受的教学内容都是初次接触,均为完全不知道的情况,并且在实验过程中没有对任何一组的学生进行实验的强化处理,均为相同的实验操作情境.教授的内容均为普通实验的“物体密度的测量”,整体教案一致,只是在其中有关物理天平的使用方面,运用了两种不同的教学方法.

3教学方法的实施与应用

笔者选取的课题是大学普通物理实验“物体密度的测量”.在学生自主实验前,我们常常需要简要地介绍实验的操作规范和操作方法.本实验所需要用到的主要仪器是天平,首先调节好天平,才能进行液体或固体密度的测量,天平调节的细节体现了学生对实验操作的规范程度.对于刚入学的大学生而言,中学阶段大部分学生较少甚至没有接触过较为精密的物理天平,如何正确使用物理天平成为大学新生较为普遍的易错点.笔者通过两种教学方法来讲解天平的使用,将学生分为对照组和实验组,具体教学方法如下.对照组:笔者将物理天平放置在讲台上,按正确步骤为该组学生演示天平使用.首先,调节天平的底脚螺丝,让水准仪气泡到中央;其次,调节游码,使得游码到零刻度;再次,调节物理天平的平衡螺母,让天平的指针竖直向下;演示完毕之后,课堂继续进行,对有关测量密度的原理进行讲解.实验组:同样,笔者将物理天平放置在讲台上,但演示步骤与对照组学生不同.首先,调节物理天平的平衡螺母,让天平的指针竖直向下;其次,调节游码,使得游码到零刻度;再次,调节天平的底脚螺丝,让水准仪气泡到中央;最后,口头告诉学生该操作步骤有误,正确步骤应该是反过来的;之后,课堂继续进行,对有关测量密度的原理进行讲解.

4应用SPSS软件进行实证研究

4.1实验组与对照组学生知识掌握的自我认同的对比

本文通过命制问题,当堂测试,“关于天平使用的注意方面,您觉得自己得到了收获吗?”设置4个不同的选项。利用SPSS软件,将选项中的“非常同意”、“比较同意”、“不同意”、“非常不同意”4种不同程度依次设置为“4”、“3”、“2”、“1”,其中,组别1为对照组,组别2为实验组,录入数据如表3.此类情况多采用秩和检验,即利用非参数检验,这里采用的是两独立样本的非参数检验,继续对两个样本进行Mann-WhitneyU检验,即判别两个独立样本所属的总体均值是否相同。其中,在表4中,组1为对照组,组2为实验组,对照组的平均秩次为51.65,实验组的平均秩次为72.74,Z值为-3.789,相伴概率为0.0,明显小于显著水平0.05,可以认为应该拒绝零假设,认为两组之间的均值存在显著差异.这说明错误演示法对学生的知识情感的认可程度产生了影响,两种教学方法之间是有显著性差异的.综上数据,可以得出结论,在错误演示法讲授天平使用时,对比传统教学,更能提高学生对知识掌握的自我认同感,一定程度上提高了学生对学习的情感.

4.2实验组与对照组学生知识点掌握的对比

关于学生知识点掌握的情况,为了避免设置无关题目降低对该研究的可靠性,针对性地就天平使用的操作步骤这个最相关的知识点,命制了有关操作步骤的测试题目,探索两组学生通过两种不同的方法教学后,对这个知识点的重视情况及掌握的程度,进行了当堂问卷测试,“在天平调节时,应最先调节哪个呢?”同样,利用SPSS软件,将本题选项中的正确答案设置为“1”,其他3个错误答案均设置为“0”,其中,组别1为对照组,组别2为实验组,录入数据如表6.利用非参数检验,这里继续采用的是两独立样本的非参数检验,对两个样本进行Mann-WhitneyU检验,即判别两个独立样本所属的总体均值是否相同。同样的,在表7中,组1为对照组,组2为实验组,对照组的平均秩次为55.66,实验组的平均秩次为67.20,Z值为-2.317,相伴概率为0.021,小于显著水平0.05,可以认为应该拒绝零假设,认为两组之间的均值存在显著差异.综上数据,可以得出结论,在错误演示法讲授天平使用时,对比传统教学,更能提高学生对实验操作步骤的记忆及对知识点的掌握,能较为有效地突出实验的重点,并引起学生的注意.

4.3实验组与对照组学生对实验整体印象的对比

为了能够进一步分析学生对实验整体印象的情况,笔者还设置了一道开放题,“本实验,您觉得天平调节应该注意哪些方面?”通过统计得到如表9所示结果.从表中可以明显看出,虽然错误演示法的被测人数略小于传统演示法,但涉及天平水平的答案却超出传统演示法,在错误演示法中回答天平水平的人数占59.6%,大于传统演示法的36.9%,也进一步补充验证了上述研究结果.将难点采用错误演示法教学时,学生的印象会深刻,能更好地把重点内容作为重点来记忆.

5结论

大学物理论文范文3

关键词:人文教育 物理学史 环境保护 教师素养

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0212-01

朱永新教授在《中国的教育缺什么?》一文中曾深刻地指出:“中国教育缺人文关怀……在培养人才的时候,越来越注重人才的政治、经济价值,而忽视了人本身的存在价值。”大家越来越多地把人作为一个工具,而不是把人当作人,以致现在人多处于“信仰真空”地带并伴随很多负面社会现象丛生。今天我们所倡导的“人文”,它具有更适合于现代人类共同利益的内涵,坚守道义和责任,向往真善美,尊重人,爱护人并爱护和关心人类的文化。

当前院校的学生年龄多属“90后”,这代人成长环境相对优越,社会环境却相对复杂。他们追求高物质的生活享受,很多人把游遍天下山水,吃遍天下美食当成自己生活的目标。在教育工作者看来他们失去了远大的理想,失去了自己的文化根基,变得心情浮躁,没有责任心。而责任和理想这些概念又都可归属于人文层面,我们在教学活动中应根据自身学科的特点,多给予学生人文关怀,帮助学生成为具有深厚人文素养的人。

物理教学具有大量人文教育的素材,教学中应善于发现总结并加以利用。

1 利用物理学史丰富学生的哲学认识,增强人文关怀

物理规律本身就充满了辩证哲学,在人类探知物理规律的过程同样充满辩证哲学。在对学生进行树立辩证唯物主义世界观教育时,物理学史提供了生动且丰富的素材。所以,将物理学史的哲学原理引入课堂,在教学过程中,引导学生利用辩证唯物主义思想分析阐述一些抽象的物理概念,这样可以在激发学生学习兴趣的基础上培养科学的世界观,达到教育教育的目的。

例如波粒二象性理论,该理论以及其发展史就可以作为辩证思想的生动教材。人类直到17世纪,才在长时间探索光本性之后形成微粒说和波动说两种对立说法。因为当时的实验找不到有力的证据,并且威望崇高的牛顿也支持微粒说,所以微粒说统治了光学领域一百多年。一直到杨氏双缝干涉实验成功,建立惠更波斯动理论,法拉第发现偏振光,才在磁场中发现了旋转,揭秘了光核电的内部联系,麦克斯韦提出电磁说建立电磁理论,赫兹的实验也确定了存在电磁波,光的波动说得到空前的完善发展,光的微粒说被逼成死路。

然而,正像辩证法所告诉我们的那样,事物的发展不是直线式的而是波浪式、螺旋式地向前发展,矛盾双方在一定条件下又相互转化。恰恰是在把光的波动说推向顶峰的赫兹实验中,意外地发现了光电效应现象。进一步实验研究发现,波动说在光电效应规律中遇到了无法逾越的障碍。事物走向了反面,微粒说又抬头了。这时爱因斯坦运用普朗克的原始的量子理论提出了光子说,解释了光电效应规律,并进一步科学地把光的微粒说和波动说归纳总结为对立统一的波粒二象性,在多位科学家的努力下使宏观上对立的波动性和粒子性在微观世界中得到了很好的统一。

物理学史告诉我们,波粒二象性理论的发展过程是一个辩证的否定过程,矛盾着的两个方面在一定条件下可以相互转化,物理学史的引入,可以使科学的内容和思想内容有机结合,把物理规律的学习上升为科学的世界观和方法论的学习,在物理教学中产生积极的效果。

2 利用与社会生活联系密切的内容,突出人文意义

例如关爱环境已是不容忽视的问题。随着社会发展人类需求增多,人与环境自然已出现不和谐迹象。物理课程学习过程中,存在很多与环境相关的知识,教学过程中应该及时挖掘这些知识含有的环保教育意义,与学生一起讨论学习,提高学生环境保护意识,培养学生对人类自身生存的终极关怀。

举例:地球大气中为何没有氦气和氢气而富含氮气和氧气(出自王国栋《大学物理学》气体动理论一章)

按照方均根速率公式计算氦原子和氮气分子在20℃时的方均根速率,会得到:

地球表面的逃逸速度为11.2 km/s,以上结果中氦原子的方均根速率约为此逃逸速度的1/8,而氢气分子的方均根速率约为此逃逸速度的1/6.现在知道宇宙中原始的化学成分大部分是氢气(约占总质量的3/4)和氦(约占总质量的1/4),正是由于相当数目的He原子H2分子的方均根速率超过了逃逸速率,它们不断逃逸,如今地球大气中就几乎没有氢气和氦气了。氮气和氧气分子的方均根速率只有逃逸速率的1/25,这些气体分子逃逸的可能性就很小了,于是地球大气中今天就保留了大量的氮气和氧气。

扩展:在30亿年前,地球大气中CO2浓度比现在高10倍,而O2的浓度大约只有现在的千分之一。随着绿色植物的产生进化,植物通过光合作用有效地吸收CO2而放出O2,使大气中氧气的浓度迅速增加,CO2浓度大量减少,经过几十亿年的演化形成适合人类居住的大气环境,因此,大气中较低的CO2浓度是大自然长期进化的结果,我们应倡导低碳生活保护环境。

教学中要有意识地进行渗透和延伸,不失时机的把物理知识的学习和环境保护的教育有机结合起来,把环境保护教育作为一项德育目标去实施,使得学生们关爱自己、关爱生命、关爱社会和自然。

3 利用教师的人格魅力陶冶学生人文性情

3.1 教师的学术之美

学术美指教师身上所散发的学者气息而非匠气。努力做一个学者型专家型教师,不仅要精通本专业的知识,还要有广博的其他学科知识,同时具备教育学心理学的知识,另外还要时刻关注本学科及教育领域的前沿动向。教师不仅教书育人,同时也是教育研究者。教师的论文、教学设计、学术讲座、公开课的展示、课题研究、实验的开展无不透出学术之美,学生自然感受到一种学术氛围,对学生进行着“润物细无声”的人格教育。

3.2 高尚的职业道德

教师应该把教学作为自己终生努力的事业,而不仅仅是谋生的职业。把教学作为事业来追求,才会产生努力的欲望,工作的热情,远大的目标,才会对学生、教学活动、校园投注自己的兴趣和爱心。实践证明,许多学生会受到教师对某事物热爱的感染,由此选定人生的目标,形成对生活的理解和态度。因此教师在教学活动中既要美其道又要慎其行,为人师表谨记于心。

4 结语

学生人文素养的形成是一个长期、复杂的过程,影响因素还有很多,在教学过程中,教师要善于抓住合适的时机,遵循物理教学原则,综合运用各种方法,适时适量的在教学过程中渗透人文精神的教育,使学生的科学素养和人文素养有机结合,既要防止单纯进行知识教学,忽视思想教育的倾向,又要反对脱离教材内容,把思想教育变成空洞说教的做法。

参考文献

[1] 朱永新.中国的教育缺什么[J].中国校外教育理论,2007(1).

大学物理论文范文4

1.教学模式固定化,与专业脱节

大学物理作为一门基础课程,人们往往强调它的基础性,而忽视了不同专业学生对物理内容的不同需求。教学中按照多年来形成的固定模式,对不同专业的学生采用统一的教学大纲和同一个授课标准。同时,由于大学物理自身理论性较强,与专业课程结合不紧密,致使学生对物理课的学习经常感到枯燥无味,提升不了学学物理的兴趣,甚至出现大学物理“无用论”。

2.教学学时有限,教学内容广泛

“高等院校非物理类专业基础物理课程教学指导委员会”专门制定和了《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》。其中建议完成大学物理核心内容所需的最低学时数为126学时。实际情况是大多数非重点院校的培养计划增加了专业课的学时,将作为基础课的大学物理学时做了一系列调整,达不到126学时的最低标准。为了完成教学大纲规定的全部内容,教师往往照本宣科,很难对知识点的应用进行详细的剖析和展开。

3.考评方式相对单一

长久以来,大学物理的考核基本上是采用期末考试成绩为主,出勤率及课后作业完成情况为辅的方式。这种考核方式无法提高学生自主学习的兴趣,多数学生往往是处于考试压力之下被动学习,抱着60分万岁的想法,考前临时抱佛脚,只要过关就万事大吉。因此,单一的考评方式并不能真正反映一个学生对知识的掌握和应用程度。

二、教学改革的方向与途径

1.加强大学物理任课教师与专业教师的沟通交流

[2]目前,大学物理任课教师都只接受过系统的物理专业教育,对其他专业的知识了解程度还不够。因此,物理授课教师应深入专业院(系)进行调研,与专业课教师针对学科交叉知识点进行充分沟通交流,了解专业需求。教师平时要加强对与物理联系紧密的专业知识的学习,提高专业能力和知识水平。教学中做到心中有数,有针对性地授课,缩短学生与大学物理间的距离,使得学生不再畏惧物理课程。

2.归并教学方向,调整教学内容

由于学时的限制,在保证“必须、够用”为度的前提下,有必要根据不同专业的需求调整教学内容,压缩与专业相关度小的章节的学时,适当增加与专业衔接紧密章节的学时。在平时教学中突出重点,充分利用学生对专业知识的渴望来提高对物理的兴趣,从而增强学习物理的动力和信心,提高教学效果。大学物理的教学内容涵盖了力学、热学、电磁学、波动光学和近代物理五篇,各部分内容在不同专业中应用的类型和深度是有差异的。根据不同专业对物理知识的需求,形成几个主要教学方向:对力学知识要求较多的土木和机械类、对电磁学要求较多的计算机与电子信息类以及对热学知识要求较多的材料和热能类。在保证基本物理教学要求的前提下,根据以上几个教学方向对物理知识要求侧重点的不同,对教学内容进行调节。此外,对不同专业同一个教学内容的深度和教学方法也要有所区分,与专业课程衔接紧密的知识点要进行突出和引申。

3.当调整传统的考评方式,对学生的学习进行更综合的评价

[3]在传统的以期末成绩为主,以出勤率及课后作业完成情况为辅的评价方式的基础上,适当增加对课堂表现和课后知识应用等方面的考核。比如,让学生撰写一两篇物理知识在本专业中的应用或物理知识和本专业课程的关系等相关的学习体会或读书报告。鼓励学生自己搜集资料,增加学习的主动性。同时在文章的撰写过程中不仅可以加深学生对物理理论知识的理解,还能使学生对于物理与本专业的关系有更深层面的认识,改变他们对物理学习的茫然,消除无用的看法。

三、大学物理教学内容和教学方法改革实证

1.土木和机械类专业

土木和机械类专业与物理紧密相关的课程有“理论力学”、“结构力学”和“材料力学”等,涉及的知识点主要有:质点运动学、牛顿运动定律、功和能、冲量和动量、刚体定轴转动和机械振动等。教师在讲授时,除了讲授教材中的经典物理知识之外,重点讲授土木和机械类专业用到的物理知识。在知识与技能的运用上强调物理应用意识的培养,培养学生用物理知识解决实际问题的意识与能力。但是,鉴于土木和机械类专业存在的局部差异,对此大类内的讲授侧重点也可以有所区分。例如:机械专业学生经常遇到飞轮、皮带轮、滑轮等的转动问题,需要较多的刚体知识。因此,在刚体定轴转动的教学中,无论是内容讲解还是习题设置,都应与专业应用相联系,让学生切实感受到学好大学物理与学好专业课是相辅相承、相互促进的关系。在大学物理教学中,阻尼振动和受迫振动是选讲内容,而对于土木类专业学生来讲,这部分内容在结构力学中计算刚架的频率和周期中有重要应用,应进行重点讲授。同时在传授知识的同时,对于土木类专业的学生更应注重力学的分析和计算方法,为他们后续的专业课程的学习提供有益的帮助。

2.计算机与电子信息类专业

计算机与电子信息类专业所开设的“电路分析”、“电磁场”、“电子技术”等课程与物理密切相关,相关知识点主要包括:静电场和稳恒电场、稳恒磁场、电磁感应、电磁场和电磁波等。大学物理中的电磁场主要强调电磁场的描述、场与场源的相互作用、矢量场的基本规律,这些都是电子信息科学的理论基础。对计算机和电子信息类专业的学生应偏重于对电磁学的讲解及其相关科研新进展的介绍,以便增强学生对大学物理的认可程度,激发学学物理的兴趣,并在学习专业课之前培养出良好的状态。电磁波是信息传播的重要手段,是电子信息类专业理论的重要基础知识,但是在以往大学物理教学中经常作为选讲内容,改革后应该将其列为重点。在讲解这部分知识的时候,利用多媒体或者模型演示向学生展示电磁的产生、传播过程,介绍产生的原理以及在现实生活中的应用,让学生感受到所学物理理论知识与工程实践及本专业的基础知识的联系,激发学生的积极性和主动性。

3.材料和热能类专业

材料和热能类专业开设“物理化学”、“材料物理性能”和“高分子物理”等课程与物理联系紧密,涉及到的知识点主要包括:平衡态、理想气体状态方程、功、热量、内能、定压热容、定容热容、热力学第一定律及应用、热力学第二定律、卡诺循环、可逆与不可逆过程等。因此,对材料和热能类专业学生教学应侧重于热学部分。热学中的熵函数和熵增原理通常是选讲内容,一般仅作为介绍性知识,但是在材料和热能类专业中它的作用显得尤为重要,需要将内容做相应的扩充并结合专业中可能遇到的实例来讲授,为学生的“物理化学”等后续专业课的学习做好铺垫。另外,对材料类专业学生讲授大学物理时,还需要引入有关光学的近代部分,如:光子的能量问题。因为在设计材料时,经常需要考虑材料对光的适应能力。

四、结语

大学物理论文范文5

多媒体技术在教学中的应用改变了教师以粉笔和黑板为主要教学媒介的单调模式,图文并茂、声像俱佳、表现形式多样化,深受广大师生欢迎。

(一)信息量大,教学效率高。大学物理课程中有大量的公式、图形,如果仅靠手写,会耗费大量的教学时间,而且在合班教学时,教师较多手写的内容不易被所有学生看清,这都会影响到教学效率。多媒体教学中,教师备课时将要讲的知识点事先做好课件,可以在课堂上节省出较多的时间,这些时间可以用来讲解原理、公式的发现和推导过程。多媒体授课形式直观、有效,能够调动学生的学习兴趣,可以培养学生的科学思维方式,传授知识的效果更好。

(二)直观、生动,便于学生理解抽象的物理概念。物理课中有很多难以直接感知的概念和运动过程,例如:气体分子速率分布、电磁波的产生和传播、狭义相对论等,学生对这些物理模型仅凭想象很难理解。多媒体教学能够将这些概念和运动过程用模拟的图像、动画等多种方式表现出来,这样使学生能够直观、生动的去感知物理现象和物理内涵,再由表及里,由感性认识上升到理性认识,从而加深学生对物理模型的理解。另外,物理是以实验为主的学科,利用多媒体技术,可以将一些经典的实验过程做成演示课件,紧密配合课堂教学内容进行演示,对物理理论知识的教学有积极促进作用。

(三)多媒体课堂互动性强。学生参与教学活动能够提升学习的主动性,多媒体教学可以实现互动式教学。当讲解完某一知识点后,教师可以提出问题让大家分析、讨论,当教师总结时,可以将已讲过的相关内容用多媒体课件再次演示,在这个过程中,加深了学生对知识点的理解,同时教师也知道了学生对知识点的掌握情况,因地制宜地调整教学节奏。针对一些难懂的知识点,可以根据多媒体课件反复演示、讲解,以免学生因不理解而造成兴趣低落。

(四)有助于学生了解物理学的发展历程和物理学在本学科中的作用。利用多媒体技术,能够更多地演示物理学的发展历程和相关的物理学家图片、视频等,这有助于学生了解物理学的发展脉络。也可以介绍一些当前的研究特点,尤其是物理学和本专业学科的交叉领域的研究特点,这样不仅能拓宽学生的物理视野,同时还能使学生对专业、学科有一个综合的理性认识,也就是对物理学的重要性有了理性的认识,从而提高学习积极性。

二、大学物理多媒体教学实例

多媒体技术在教学中具有上述优势,可如何将多媒体技术优势与具体的物理教学结合起来?我们以光的粒子性为例进行探讨。光的粒子性在《大学物理》的近代物理基础部分,《原子物理学》、《固体物理学》和《半导体物理》的量子物理部分,以及《量子力学》均有体现,是大学阶段很重要的物理概念。因为光具有粒子性,所以当光照射到金属表面时,电子从金属表面逸出,称为光电子。这部分知识比较抽象,为了加深学生的认知和理解,可以将光电效应的原理和现实生活中的应用利用多媒体课件展示给学生。利用光电效应开发的光控继电器,如图1所示,其原理是:当光照在光电管上,光电管电路中产生光电流,经过放大器放大,使电磁铁M磁化,而把衔铁N吸住。当光电管上没有光照时,光电管电路中没有电流,电磁铁就把衔铁放开,将衔铁和控制机构相连接,就可以进行自动控制了。这种光控继电器可以用于自动控制,如自动计数、自动报警、自动跟踪等设备。在课堂上,展示给学生示意图,并让学生对光控继电器的这些应用展开探讨,拉近物理理论和现实生活的距离,同时让学生认识到物理的重要性,从而提高学生的学习兴趣。

三、多媒体教学应注意的事项

多媒体教学虽然有诸多优势,但在教学过程中也碰到了一些问题。任何事物都具有两面性,因此我们也不能过分夸大多媒体教学的作用。以下结合多年教学经验,谈一下多媒体教学过程中应注意的问题。

(一)教研室群策群力开发高质量的多媒体课件。课件的质量影响着多媒体教学的效果,如果不结合教学实际,仅仅是网上复制、粘贴制作而成的课件,其教学效果难以保证。针对这一问题,我院应用物理教研室各位老师在素材的收集和编排上融入了集体的智慧,针对每个章节、每个演示内容都做到精益求精。课件在教学使用中,我们还不断收集学生对课件的意见和建议,而后进行推敲、修改。制作课件要摒弃一劳永逸的态度,应该紧跟学生的特点和时代的特征,不断的优化和完善课件内容,从而使其作用发挥到最大。

(二)把握好教学节奏。多媒体课件的使用,使教师部分摆脱了手书的辛苦,但也出现了一些老师讲课速度过快,或者仅仅照着课件读出来等现象,这非但不能提高教学质量,而且还会造成学生的学习兴趣低落。[3]对此,教师应该清醒地认识到,多媒体只是辅助教学工具,不是万能的,只有对知识系统、详细的讲解和剖析,才能够使学生听到关键内容。教师备课时对课件内容要烂熟于心,授课时可以以课件为提纲,实现课件页面与知识点讲解的有机对接,游刃有余地组织教学,并且根据学生的掌握情况,适当调整、安排进度。

(三)多媒体教学应与传统教学有机结合。如果过分强调教学手段现代化的作用,只能导致教学重“形式”轻“效果”。从本质上讲,多媒体教学和传统教学只是不同的教学形式,并不对立。[4]尤其是对于大学物理教学,里面有很多重要公式,如果仅靠课件的展示,学生很难理解公式的推导过程,这时传统教学的优势就体现出来了。教师将公式的详细推导过程逐步书写出来,学生在了解公式推演过程的同时,能够加深对公式的理解。对于部分例题,采用传统的教学方法,循序渐进地书写出每一步的推导过程,同样也可以提高学生的科学思维能力。所以,在大学物理教学过程中,应将多媒体教学与传统教学巧妙地结合起来,交替使用,才能真正提高教学效果。

四、结束语

大学物理论文范文6

(一)学生发散思维的培养

发散思维是创新思维的核心部分,解决问题的过程是发散——集合——发散的循环过程。大学物理实验教学是一种基于创新思维框架下的由发散到集合,再由集合到发散的循环过程,通过培养学生的发散思维,从而达到培养学生创新能力的目的。例如:学生在进行固体密度的测量实验时,就要考虑到该固体是否规则,在液体中的悬浮状况,是否溶于液体等,因此,在多种可能的情况下,学生就要探索不同的实验方法,调动发散思维,从而实现掌握知识,提升自身的创新思维能力。

(二)实验过程是学生发散思维的训练过程

物理实验是围绕一个既定的问题开展的,学生需要调动自身的多种思维能力,运用各种思维方法,例如:综合、分析等,只有这样,才能真正的实现实验目的。在这个过程中,学生的逻辑思维得到了训练。例如:在进行“偏振现象”研究实验时,要求学生设计出各种光路,使之产生不同的偏振光,进而观察不同条件下的实验现象,并进行相互对比。实验前,学生要根据自身掌握的知识,进行科学的假设,做好实验设计;实验过程中,一步步进行验证。类似的实验探究活动能够帮助学生有效的将逻辑思维融入其中,并提升学生的科学探究能力和创新思维能力。

(三)学生在物理实验中提出质疑,进而提升批判思维能力

传统的“一言堂”很大程度上抹杀了学生的批判思维能力,新课改中明确提出,要积极培养学生的创新能力,而批判思维的形成,恰恰是创新能力培养的关键环节。因此,教师在实验教学过程中,理应鼓励学生提出质疑,并带着质疑在实验中加以批判、验证。例如在进行钠光灯波长测量时,有些学生发现测量值与理论值不相符,在深入研究后,发现钠光是由双黄线构成的,即两种波长的混合值,并受到实验环境的影响。学生在物理实验中提出质疑,进而提升了批判思维能力。

(四)学生在物理现象分析过程中形成直觉思维能力

很多物理实验现象需要认真观察才能捕捉到,因此物理实验不仅要求学生掌握好时间,具备逻辑推理能力,还要具备一定的分析预见能力。例如伽利略首先直觉地判断“重物先落地”是错误的,然后通过一次次的实验,得出物体的落地速度不因重量而改变的结论,了亚里士多德“重物先落地”的说法。

二、大学物理实验教学存在的主要问题

(一)教学设备单一,实验仪器高度集成,学生的动手能力受到制约

物理实验仪器的技术含量越来越高,实验仪器高度集成,很多实验步骤都无需学生动手,这样会使学生的动手机会越来越少,动手能力提升缓慢。机械的实验操作,也很难让学生对各种实验原理和设计方法有所了解,更别说创新了。

(二)教学内容陈旧,内容较多

目前物理实验教学内容多是以验证性实验为主,而培养学生创新思维的综合性、设计性实验相对较少,并且在实验教材中,对实验的原理、方法甚至实验数据的处理方案都一一列出,学生做实验的任务就是机械操作,并得出已经知道的实验结果。这样的实验,对于学生巩固所学知识有很大帮助,但对分析能力、设计能力、创新能力的培养却是意义不大,甚至会使学生养成懒惰、不善于动脑的习惯。

(三)教学模式落后

一直以来,物理实验的教学模式多是沿袭传统教学模式。学生被动接受教师“无微不至”的讲解,然后按部就班地顺利完成实验。看似一片“和谐景象”,但是真正的教学目的却没有达到。随着教学改革的不断推进,这种教学模式已经显得落后。

(四)实验教学过程限制颇多

由于实验教科书的指导相当详细,教师只要监督学生一步步完成实验即可,因此在实验教学过程中,教师仅起到了“监工”的作用,而教师的引导作用却无从体现,学生也无法发挥创新能力,甚至还受到教师的诸多束缚,例如:当提出异议时,教师会认为学生不听话(书中已经写得清清楚楚,偏要提出不同意见),并认为是故意找茬。另外,由于实验课时较少,教师力争在有限的时间内完成大量的实验教学工作,也有意压缩学生探究、验证质疑的时间,从而导致学生的实验效果看似显著,实则问题颇多。

(五)实验室缺乏创新环境

高校的实验室往往定时开放,并且很多实验内容也未能面向全体学生(主要指本科生)。学生的很多创新思想不是因缺少实验仪器,就是因仪器使用受限而被扼杀在摇篮里。另外,实验室在师资力量上,也存在严重不足,很多教师多年都未获得过继续深造的机会,自身的专业知识和教学理念仍停留在多年前。这样培养学生的创新能力便很难达到良好的效果。

三、大学物理实验教学改革

(一)改革实验课程体系,培养学生创新思维能力

根据物理实验自身的研究方法和规律,建立从易到难、由单一到综合,循序渐进、逐步提高的大学物理实验课程教学体系。在大学物理实验课程教学体系中,重视实验选修课的设置,满足人才培养的需要,给学生创设创新活动的空间。增加设计性、综合性实验的比例。鼓励学生灵活运用分析、归纳、判断等思维方法,在头脑中形成直觉和想象,构思实验方案,培养学生创新思维能力。

(二)开放物理教学实验室,提高实验经费投入

实验室要面向全体学生开放,时间也不局限于上课期间。从设备的安全及使用效率考虑,可指定专门教师指导和管理,但不能扼杀学生实验的积极性。学生如需动用贵重仪器,可征得管理教师同意后进行。随着物理实验要求的提高,高校应加大物理实验经费的投入,并做到专款专用,同时还要预留出更新设备的资金。另外,高校还应该注意仪器设备的科学使用,提高设备的使用效率,尤其是一些大型仪器设备。

(三)更新理念,增强创新意识

创新不是一时的凭空捏造,而是要具备创新意识和相关的知识储备。由于教师在培养学生的创新意识方面起着引领作用,因此作为教师,首先应具备创新教育的理念,并应用到教学中去,才能正确引导学生创新学习;其次应加强创新知识的学习,具备精深的专业知识和宽泛的综合知识,掌握社会文化、科技发展的新动向,注重对新理论、新技术和新信息的了解,并将这些知识融入到大学物理实验教学中去,才能引导学生把知识学活,有效地培养学生的创新能力。

(四)注重培养学生实验方法,促进学生创新潜力的发挥

要将科学发展史贯穿于大学物理实验教学中,注重科学思想发展史的教育。例如:在电磁感应实验中,介绍法拉第在仔细分析电流的磁效应基础上,认为电流既然能产生磁场,反过来磁场也应该能产生电流,因此提出了磁能生电的假说。尽管在实验中经历了无数次的失败,但他信念坚定,最终发现了电磁感应现象,让学生感受科学探索的艰辛历程,把学生融入到科学家的思维情境和发明创造的氛围中,促使学生将自身的学习和人类社会的发展有机结合起来,更加积极主动地吸收人类社会的先进思想。同时科学家的创新思维方法又可以从方法论上指导学生的学习,使学生主动地从不同视角创造性地思考问题,从而有利于培养学生的创新意识,挖掘学生的创新潜力,提高学生的创新能力。

(五)利用信息技术,开拓创新思维空间