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应用物理学范文1
（安徽建筑大学数理学院，安徽 合肥 230601)
【摘要】本文针对安徽建筑大学应用物理学专业特点，围绕培养创新型人才的培养理念，并结合本专业现有的实验教学资源，对应用物理学专业实验教学体系的设计和改革进行了实践和探索。
关键词 应用物理；创新型人才；实验教学
Educational Reform and Practice of Experiment of Applied Physics Specialty
YU Jiang-ying HUANG Kai
(School of Mathematics & Physics, Anhui Jianzhu University, Hefei Anhui 230601, China)
【Abstract】Based on the characteristics of applied physics subject in Anhui Jianzhu University, we focused on the cultivation philosophy to cultivate innovative talents, and combined with the conditions of the current experiment teaching in the university, then we carried out the study and practice on innovation and design of experiment teaching system of applied physics specialty.
【Key words】Applied physics; Innovative talents; Experimental teaching
0 引言
应用物理学专业在大多数理工科高校几乎都有开设；而依据各个学校的学科优势和特色，该专业的方向设置均有所区别。从2004年开始，我校新开设了应用物理学专业，该专业的主要目标是为了培养具备建筑物理环境和建筑节能所需的材料物理和相关检测技术基础知识、掌握各种建筑材料的声、光、热性能、了解相关环境的设计与检测技术的工程技术或研发人才。
根据我校应用物理学专业培养目标，专业实验课程教学是该专业教学活动中的重要环节之一。“实验教学”不仅是对理论课程的验证、补充和拓展，而且在培养学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力等诸多方面发挥着重要的作用。因此，为实现创新型人才培养的目标，有必要针对应用物理学专业的特点，对当前的实验教学体系进行改革创新。
1 实验教学体系的设计
目前应用物理学专业的实验课程体系中基础物理实验偏多；涉及现代物理在工程技术方面应用实验，以及体现专业特色的专业方向实验较少。实验教学方面，通常采用填灌式、验证式的传统教学方法；这种只注重套路的教学方法，使得学生在实验过程中仅仅是个被动参与者，学生的动手实践能力没能得到应有的训练，严重阻碍了学生的创新积极性。此外，一些地方工科院校因新设专业方向在师资、实验室建设等方面的资源紧缺，可能会导致实验教学体系落后理论课程体系的建设，甚至很多涉及专业方向的实验项目无法运行，这些都严重制约了学科专业的发展。安徽建筑大学应用物理学专业以建筑物理环境、建筑节能设计和检测方向的专业实验室为平台，在推行教学科研一体化的实验教学体系改革做了一些有益的探索。
专业基础实验方面，对原有的力学实验进行了部分删减，弱化了原子物理实验，增加了部分声、光、热检测方面的基础实验。
针对专业实验课程进行系统化和模块化设计，将近代物理实验、专业特色实验、课程实验统筹安排，重新整合、优化。以建筑物理环境材料物理性能表征和建筑节能检测为主线，按实验课程内容的关联性划分模块，如材料制备、结构形貌表征、光学性能检测、热学性能检测、电磁性能检测等模块。论证审定各个模块包含的实验内容，并将专业培养计划中“实验”课程的学分细化到每个模块。
依据专业应用方向设计创新性实验课题，如“半导体氧化物光/气/热敏传感器的研制”，课题涵盖了几乎所有的实验模块内容，并将近代物理实验课程，以及半导体物理，纳米材料与技术、传热学、光电检测技术、传感器原理等理论课的课程实验融合在一起。同时，为避免实验课题过于宽泛和繁杂，确保实验的可行性和科学性，我们在此大实验课题下细化出系列实验子课题；比如研究不同半导体材料，测试不同的物理性能如光、电、热性能，以及制作光敏、气敏、热敏等不同类型传感器件。课题在充分融合实验教学计划内容（如X射线衍射、光导、热电效应、声光效应、以及数据处理软件的应用等）的基础上，形成了基于实验教学、科技创新、毕业设计为一体的实验课程体系。
2 实验教学模式的探索与创新
教师通过物理实验中心网站拟题并规定选题人数，不设纯理论模拟计算课题，且拟定的课题中需详细注明课题内容所涉及的实验模块。实验课题经过系部和实验中心的审核后，学生通过网站注册选题，采取导师负责制，一个课题可设多个导师。此外，考虑到逐年增加的学生数量、相对紧缺的实验教学资源、以及导师制对实验教师科研能力、时间、精力的高要求，实验教学体系的改革创新采取渐进式推进：从最初选取20%学生到现在的60%，历经四年多的试点和实践，教学科研一体化的教学模式在培养学生动手实践能力和科研创新能力方面逐步显示出其优越性。
3 保障体系和评价体系的完善
为了保证我校应用物理学专业实验教学改革的科学性，我们建立了一套有效的管理和评价机制。首先，依据专业培养目标，修改和完善现有的实验教学大纲，适当增大综合性、设计性和创新性实验的比重，体现创新性应用人才的教学特点。根据新的实验教学大纲，科学编写实验讲义，尤其是增设一些与专业特色相关的实验项目讲义的编写，使实验教学规范化。其次，我们建立了实验室网站，针对设计性和创新性实验项目，教师可以在网站提交实验项目名称和规定选题人数，学生可以申请选题；实验场所和实验仪器在正常的教学计划时间外，实行开放运行，采取用前预约，用后登记。最后，我们改变一次教学实验一个成绩的传统考核，采用多元化考核方式，通过文献查阅、论证答辩、实验设计、综合操作、数据处理和实验成果答辩几个部分来全面评测学生的实践操作能力和分析应用能力。
参考文献
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应用物理学范文2
1既有培养方案存在的问题
我校对于该专业方向曾经制定了 2009 和 2012 版的培养方案,对比两个方案,我们发现其中变化不大。从光伏产业发展情况看 2009 版培养方案是符合当时光伏产业发展特点的, 当时光伏产业高速发展,对相关人才的需求可以说是不计成本和代价的,且当时国内开设有相关专业的高校少之又少,因此 2009 版的培养方案处于摸索阶段,实际是基于传统物理+部分光伏知识的结果。而 2012 版培养方案修订实际是在 2011 年,对于 2012 年出现的巨大变化始料未及。 按照此两种培养方案,在教学中,我们看到对于学生日后所从事的光伏产业的相关知识储备不足,而传统物理知识过多,造成该方向教学质量明显下降。
学生毕业后对要从事的行业了解甚少,这一点在我们带学生去企业实习中已经有所反应。 为了改善该方向教学现状,我们在课堂上作出了种种努力,例如降低教学难度等,加大光伏知识的讲解,但是受制于专业建设的设计,教学依然没有得到太大改变。
众所周知,专业培养方案的制定要找准本校人才培养定位,充分发挥自身的人才培养特色,注重人才培养的行业企业背景,强调人才培养模式的改革创新。 2009 版和 2012 版的培养方案在培养目标、培养要求、毕业标准等基本的方案内容上问题不大,但是对于专业建设的设计需要做调整。 为了帮助学生更好地适应光伏方向,我们试图在光伏产业特点、新形势下机遇与挑战的基础上,结合专业培养目标,在本校实际情况下,研究专业建设的设置,从而使教学质量得到实际意义上的提高,使学生能够从容面对将来的就业。
专业建设, 即一个专业所设置的课程相互间的分工与配合构成的。 专业建设是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。而且,一个专业要具有区别于其他专业的培养方向和业务范围,就应有自己独立的专业建设。 光伏方向的课程划分为通识教育平台课程、学科专业基础课程、专业(方向)课程、集中实践环节和课外实践环节五个方面。
2012 版的培养方案中 ,公共基础教育平台 、学科基础平台 、专业教育平台、 选修课程、 集中实践与第二课堂占总学分的比例分别为35.59%,22.03%,13.84%,14.41%,11.86%和 2.26%, 从中可以看出对于具体光伏方向的选修课程只占到了总学分的 14.41%, 这对于学生的成长和就业是不利的。而基础课程(包括公共基础教育平台、学科基础平台、专业教育平台)其比例高达 71.46%,两者相比较,可以明显看出对于相关光伏产业的知识传授是偏少的。
应用物理学(光伏方向)作为一个面向产业发展,为产业提供人才的专业,其专业发展应该紧密联系光伏产业发展方向,把握产业发展的特点。 例如国家允许私人发电并网,其中私人发电很大一部分就是家庭光伏发电,这就要涉及到太阳能建筑一体化、太阳能光伏发电系统等课程,而在我校应用物理学(光伏方向)专业的专业建设中并没有相关的课程。
因此,对于应用物理学(光伏方向)专业的专业建设,要体现产业特点、发展趋势,唯有这样学生才能够增加基本技能的锻炼,培养学生创新精神和实践能力,达到提高人才培养质量的目的。
2专业建议的几点思考
2.1 一条主线
结合应用物理学专业特点和徐州作为新能源发展较好地区的优势,我们提出"科教结合"、"校企结合"(协鑫集团、海润光伏、艾德太阳能等)一条主线,坚持四年实践教学不断线,通过构建实验、实习、创新实践三大硬件平台,构筑课程体系框架,校企联合编写特色教材、开设学科思维意识讲座以及在学分基础上探索创新学分等手段,保证实践教学的规范性、科学性、目的性的有序长效开展。
2.2 平台建设
融合我院拥有的太阳能驱动 LED 照明系统工程技术研究中心、薄膜太阳能电池工程技术研究中心、 徐州市光电工程重点实验室、徐州市新型电池材料重点实验室等资源,强力打造功能集约、开放充分、高效共享的实践教学基地,力争实现教学、实习教学和创新实践教学的三大教学平台,且三大平台相辅相成。
2.3 课程设置
除保障通识通修的基本科目,例如思政课、外语课、高数课之外,将剩余学分分成学科基础、学科基础选修、专业发展选修、就业发展选修等课程类型,现实目的多样性的分层次、模块化的课程体系构架。
2.4 实践模拟
以企业对员工的要求来培养学生,将今后学生面临的工作任务转化成彼此独立又相互联系的项目化的教学是当前新形势下探索专业建设改革新的核心。具体来说,就是选取典型的企业任务作为载体,以学生出发点,同时根据工作任务的性质,工作工程的顺序和学生已有的通识基础进行教学设计、安排教学活动,实现理论教学与实践教学的结合、能力培养与工作岗位对接的目的。
例如江苏省提出要大力发展分布式光伏发电系统, 以此实际需求,把能够独立完成光伏发电系统安装与维护的技术人才作为培养目标,围绕这个实际目标,将教学过程分为三大类:
(1)项目申请
作为受政策影响较大的产业,光伏企业很大一部分市场直接来源于政府,因此与政府打交道必不可少,类似申请书,项目书的书写必不可少,因此要求学生要具备相关的知识。我校已经决定在 2015 级学生中开设《
大学语文》,这对该部分的教学是一个很好的补充。同时应该鼓励学生,选修文学院开设的《应用文写作》等相关的公选课程,加强该方面的锻炼。 (2)项目执行
项目申请到后,就涉及到项目的执行。 这当中包含了光伏组件的选择、控制器、逆变器、防雷接地系统、流量监控等的选择,为了更好地服务学生, 我们目前已经开设 《光伏材料》、《硅片晶控技术与加工工艺》、《光伏发电系统的设计与施工》、《光电子技术》、《材料物理与化学》、《光纤技术及应用》、《电子材料与器件测试技术》等课程,但是应该清楚看到要完成这个任务,学生还应该选修《太阳能建筑一体化技术与应用》、《材料、制备工艺及检测》、《太阳能光伏发电技术》等课程充实学生的知识水平。
(3)项目运营
众所周知,我国大部分的光伏电站的发展,都存在重建设和轻管理的问题,如果不重视运营管理,会造成较大的安全隐患;组件不注意清洁维护,严重影响发电效率;反之,加强运营管理,则可以保证设备及人身安全、减少业主经济损失;获得更高的发电量,提高经济效益;良好的运营维护管理可以有效的减缓组件的衰减及系统效率的降低速度。 所以这些运营管理对今后的电站投保以及电站交易有重要意义。 而这部分内容在当前的人才培养方案中没有得到体现,虽然我们也意识到这个问题的严重性。 例如我院 2014 年 12 月 8 日与协鑫新能源运营管理有限公司签订了合作协议,其中一个重要内容就是让学生去其运营的电站协作运营管理。但是应该在培养方案适当加一些类似的课程,以及请协鑫公司等相关公司帮忙共同编写相关的教材,使得学生能够更好地适应未来的工作。
3拓展实验室功能
围绕学生充分就业这样一个中心问题,构建以模拟工作任务为核心的实验室管理体系,在实验室运行过程中,除保障基本实验外,应该鼓励学生实现自主管理,注重过程的运行模式,坚持项目制度,注重过程管理。以江苏省大学生物理竞赛、节能减排大赛、大学生"挑战杯"学术/创业竞赛、点子设计大赛等科技竞赛为纲,鼓励学生积极参赛,自组团队,自定题目;同时通过专家会诊把脉等措施,赋予实验室学生实习的消化功能,培养学生自主解决实际问题的能力。
4学生对行业的热爱
应用物理学范文3
【关键词】高中物理教学 微元思想 解题应用
在高中物理教学中，很多时候由于解题思维和方向的单一导致出现思路受阻或者陷入死角的情况，这时，适时的改变解题策略，吸收其他学科有效的解题思想可以打破这种局面。微元思想作为数学解题的重要思路，在高中物理解题中也同样起到了重要作用，因而在高中物理教学中被广泛应用。
一、高中物理教学中微元思想应用的理论分析
在高中物理的电磁感应专题的教学中，学生所要研究的物理对象也就是研究过程中涉及到的物理模型，并不是理想化的常理中的物理模型，无法直接应用物理学的法拉第电磁感应定律来解决问题，这个时候就会出现解题思维受阻，再继续按照这个思路思考就会出现单循环的无解，只有适时的转变解题方向和思路，才能打破这种局面。运用高等数学中常用的解决问题的思想也就是微元思想来进行分解和转化，将之变为若干小块再进行解决效果会更好。
微元思想是将解题和教学中所要研究的对象或者是研究过程中涉及到的具体的物理模块分解成多个微小的部分，从而将非理想化的、不合常理的研究对象（研究过程中物理模块）转变为理想化了的传统物理模型，接着再利用所掌握的传统常规的解题方法进行解答。
微元思想旨在通过分解超出常识判断范围的物理研究对象，来简化和还原题目本身。在高中物理教学中，直线式的思维有些时候会束缚学生的思考和学习力，微元思想的渗透恰恰做到了有效引导学生在遇到非常规题目的时候，能够有效转化陌生困难的题目为熟悉的、传统的物理研究对象，然后再运用熟悉的解题方法解决，这样可以准确高效地完成教学任务，提升教学效果和解题效率。
二、高中物理教学中微元思想的应用的实践意义
首先，高中物理教学中微元思想的应用有助于学生不同学习思路之间的融合和转化。
高中物理教学核心目标是引导学生高效地自主学习。繁重的课业任务，只有进行高效地学习，才能实现物理学习效果的最大化。因而，高中物理教学需要传授学生正确高效的解题思路和方法，加强思维和逻辑训练。微元思想将物理学传统解题思路无法直观解决的问题进行适当分解和转化，组成不同的部分，然后在利用物理学解题方式解决。微元思想在高中物理教学中的应用，有力丰富和扩展了学生的学习和解题能力，加深了对物理学内容的理解和掌握，巩固了教学效果。
其次，高中物理教学中微元思想的应用可以使学生深刻理解和掌握物理规律和内容、以及从部分到整体的分析和解题方法。
微元思想主张的是将整体的、抽象的物理题目分解转化成为很多细小的、详细的部分，然后在正确地分析和研究之后，最终找到解决办法。这种解题思路有助于培养学生深入理解物理学知识的学习习惯，有效培养学生学习的灵活性，掌握从部分到整体的物理学分析和解题方法。在物理学的瞬时速度、曲线运动速度方向、匀变速直线运动的位移、重力做功、变力做功、第二宇宙速度、正弦式交流电峰值等问题的教学研究上，都会起到很大的指导和帮助作用，教学效果显著。
再次，高中物理教学中微元思想的应用加强了学生将各科知识融会贯通的能力。
微元思想的广泛应用使学生对于物理学的分析和解题的理解有所转变，物理学的学习和解题并不是单一的学科问题，可以借鉴和应用到其他相关学科的知识和思想来丰富解题思路。在日常的物理学习中，要善于发现和丰富自己的思维模式和逻辑系统，善于总结相关联的学习方法，提高自身的学习效率，加深对于物理知识的理解和掌握。
最后，高中物理教学中微元思想的应用有效提升了解题的效率和正确度。
微元思想的运用可以保证学生在解决整体问题的时候形成连贯的思路和认知过程，保证学生在分解的详细了解各个环节涉及的物理知识，同时可以有效提升解题效率，将整体进行分解再一一击破，保证解题的正确度和完整性。这样的教学训练可以有效提升教学效果，强化学生学习知识的能力。
三、结束语。
高中物理教学旨在培养学生高效的物理学习力和分析解决问题的能力。在物理学习中学生容易出现思路受阻或者解题瓶颈，无法顺利完成学习，这时，适时地转换思路，运用微元思想将整体地研究对象转化和分解成为很多细小的部分，在针对每一部分按照熟悉的解题方法解决，可以在有效加深学生的分析能力，大大提升学生的学习力，实现高中物理课堂教学效果的最大化。
由此可见，高中物理教学中微元思想的应用对物理学教学效果的提升以及学生能力的完善都起到了至关重要的作用，应该在高中物理教学中确保微元思想能够正确广泛地应用。
参考文献
［1］徐卫华.“微元”思想在中学物理教学中的应用［J］.教育实践与研究(B).2011年08期.
应用物理学范文4
关键词：应用型人才；大学物理；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0109-02
地方本科高校培养应用型人才是中国经济与社会发展的需要。当前，国家建设和区域社会发展需要地方高校培养大批不同类型、不同层次和不同规格的高素质应用型人才[1]，河套学院作为地方本科高校，培养应用型人才是不可推卸的责任，这就要求各专业从传统的培养模式向应用型人才培养模式转变，同时所有的课程都应该体现“应用”，加强实践教学。大学物理是理工科专业非常重要的一门专业基础课，为了更好地适应应用型人才培养模式，这几年不断地在加大实践力度，调整理论和实践比例。但在具体教学过程中还存在一些问题，下面对其进行分析，并提出几点改革意见。
一、大学物理教育现状的分析
目前大学物理教学中存在的问题，主要表现在以下几个方面。
1.学生基础较差，学习动力不够。从大的环境来讲，在高等教育大众化的进程中，招生规模扩大，一大批基础较差，学习能力、自觉性均较差的学生被招进来。从根源上分析原因的话，物理课程的教育在中学阶段就已经存在很多问题，为了高考分数，过分注重题海战术，淡化了一些基本概念、定律和定理的深度理解和应用，物理本来的意义和重要性被忽略。在基础知识还没吃透的情况下做题，学生难免对很多题型都一知半解甚至不会解，久而久之，学生会在心理上受挫，失去信心，会认为物理课很难得分。另外，现在的高考制度把物理、化学和生物三门课合在一起，出一份试卷，这些促使大部分学生放弃难学的物理学而选择较容易得分的化学和生物两门课。这些问题都会不可避免地被新生带到大学中，而这样的学生往往是应用型大学新生的主体，他们对大学物理课程的重要性认识不足，普遍认为物理难学，缺乏学习兴趣，学习动力不足[2]。
2.各专业制定的大学物理教学总课时，教学内容不科学、不统一。我们学院理工科专业较多，每个专业对物理学的要求不太一样，教学内容和课时有所差异是应当的，但是目前各专业的大学物理课时完全由各系老师根据本专业和学生的实际情况自行确定，而且课时一直在减少。众所周知，物理学内容庞大、分支多，既有完整的理论知识体系，又有重要的实践环节，如果课时过少，很难保证物理学体系的完整，无法展开教学。因此，以这样的方式确定课时比较随意，不具备科学依据。导致这种局面的原因大概有两个方面，一是各系老师和大学物理老师间缺少沟通，不清楚各自的需求；二是虽然大学物理是一门专业基础课，但面对各个专业，又很难牵强地把物理内容与后续专业课程一一相对应，且对相当一部分学生来说又是很难学的一门课[3]。所以老师和学生都认为物理学是可有可无的一门专业基础课。面对这些问题，物理老师应该做些工作。
二、大学物理教学改革的几点建议
大学物理教学改革是必然的，但改革的思路和方向，需要依据和原则来支撑。这里说的大学物理教学改革是为了更好地适应应用型人才培养模式，所以首先要考虑的是，大学物理教学怎样体现“应用型”。关于这一点，文献[3]中陈述得很准确，我们的观点是突出物理学思想在一切知识、哲学、世界观等方面的应用，应用物理学思想去指导学习、工作和整个人生。通过大学物理学教育，帮助学生建立基本科学观念和思维方式，提高学生分析问题和解决问题的能力。总之要体现“应用”两个字。
在这样的一个认识基础上，提出以下几点改革建议。
1.强化基础知识，拓宽教学内容，体现“应用”。
（1）从学生实际情况和专业需要出发，强化基础知识，拓宽教学内容。学生基础普遍较差，学习兴趣不高，动力不足，面对这样一群学生，认为大学物理应该向纵深方向发展，内容越深越好、越专越好，这样的观点已经不适用。首先，考虑到学生的实际情况，应该加强基础知识部分，但不是所有的经典物理学内容都要讲，根据专业需要，选择性地加强。其次，不应该局限于传统的教学大纲，只讲经典物理学的部分，内容上有很多和中学重复的地方，虽然研究的对象以及所使用的数学工具和中学不同，但这点足以让学生对大学物理失去兴趣和新鲜感。因此应根据专业需要，拓宽物理知识面，适当增加一些近代物理W和现代物理学知识。例如，对称与守恒、混沌、熵与信息、耗散结构理论等，这些知识不仅给学生带来新鲜感，还会给学生传递新的物理学思想。（2）物理知识需要常识化，贴近实际，体现“应用”。在讲课的过程中，不能把物理理论讲得高深莫测，让学生摸不着头绪，感觉离他们很远。物理学中有很多经典的理论，都是用来揭示自然界中存在的真理。物理学既是科学又是哲学，物理学离我们的生活并不远，它的很多结论可以应用到日常生活中解释一些现象，比如，流体力学的伯努利方程，此方程虽然是在理想情况下得到的，但可以解释很多流体有关的现象，像飞机起飞的原理，两艘平行行驶的船靠近会发生碰撞的现象，还有喷雾器和球赛中旋转球的威力大，等等。再比如，能量是物理学的一个核心词，小到微观粒子，大到天体，世间万物都离不开的一个物理量，任何过程中全部参与者的总能量在此过程中始终保持不变。也就是说，能量不能被创造或消灭。能量可以转化，也可以传输，然而其总量永远相同，这就是属于科学中最可靠最普遍规律之列的能量守恒定律[4，5]。像这种定律普遍到适用于任何现象，通过这些定律可以把物理知识渗透到学生生活的方方面面，对学生起到潜移默化的作用，影响他们的生活和学习方式。
另外，学生学学物理不要误以为，解“习题”的过程就是应用过程，课后习题都是人为设置情境，给出明确的条件，经过演算之后得出唯一的解，离实际情况还很远，没有一点应用的价值。因此，学生应该把精力放在那些物理概念、定律和方法的理解和应用上。比如，物理学对其他科学，如化学、生命科学、地学、经济学的影响；物理学与技术，如医学、材料科学、核武器、信息产业的关系及其在技术中的应用，老师也要特别强调物理知识在现代高新技术中的应用。
2.兼各专业对物理学的共同要求和特殊要求，确定总学时和教学内容。考虑到目前理工科各专业确定大学物理课时和教学内容上存在的问题，组织一些大学物理老师深入各系，和专业老师进行交流，了解各专业人才培养的目的、要求、学生情况和后续专业课的一些内容，以及每个专业对大学物理的需求，综合各专业对大学物理教学内容的共同要求和特殊要求，确定各专业的大学物理课时和教学内容。在今后的工作中，着手完成这项工作，制定适合不同专业要求、不同层次学生需求的大学物理课程教学体系。
三、结束语
社会与经济在不断发展，需要的人才也越来越多样化，不仅需要一大批拔尖的创新人才，更需要数以亿计的高素质劳动者和数以千万计的专门人才，这千万计的专门人才就是指应用型人才[6]。大学物理是非物理类理工科大学生的一门重要的基础课，为了使其能够更好地适应应用型人才培养模式，本文从强化基础知识，拓宽教学内容，体现“应用”以及从各专业需求出发确定课时和教学内容等几个方面谈了几点改革意见。
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A Study of College Physics Teaching in Applied Talents Cultivation Mode
WANG Bai-yin-qi-qi-ge，JIA Dong-yi
（Electromechanical Engineering Dept of Hetao College， Bayannur，Inner Mongolia 015000，China）
应用物理学范文5
为了提高民族素质，由应试教育向素质教育转化，在物理学的教学中，不但要学到知识，更要得到能力的提高。故此教师不应是传统授业、解惑，而应该有目的、有计划地培养其学习方法，培养自我汲取知识的内部能力。这种方法与能力的获得，其主要渠道就是在“探究学习”为模式的教学之中。
一、在教学中，通过把握过程而获得物理知识
“探究学习”的第一个特点是“学生自主地抓住自然的事物、现象，通过探究自然的过程而获得知识。”①这就是说，在教学中，教师要把握好“知识”与“过程”的关系，这二者究竟谁为重点的问题，是传统教育与“探究学习”的区别，所以在教学中正视探究自然的过程，将其列为重点，要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的，必须注意以下几点：
1．要善于通过实验来探究自然过程
在物理学中，许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。所以对于实验的宏观现象，对于实验中数据的变化，要善分析，要透过现象看到本质；通过数据的变化来抽象出概念或规则，所以探究实验的过程，往往就是获得知识的过程。例如，密度的概念对初中生也是很抽象的，利用不同质量的同种物质，与相应体积数值，通过实验可以求出其密度大小，若结合实验，中学生是不难理解密度概念的。又例如在串、并联电路中，对于总压和分压的关系，设有实验来学习也是很抽象的，若通过仪器的数据变化来分析，就容易理解了。
2．要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程
许多物理学的规则、公式，都是运用已学过的旧知识在具体的条件下，通过数学的严密推导而得出结论，这又是一个学习的重点，所涉及为两大方面：其一为逻辑推理方式；其二为思维的方法。例如，力学中的动能：EK＝12mV2我们不仅要知道其表达式，更应知晓其推导过程：外力F对物体做的功W＝FS，如果用EK表示物体的动能，则有，EK＝FS，根据牛顿第二定律F＝ma和运动学公式V2＝2as，可得：EK＝FS＝maV22a＝12mV2
二、在教学中，教师要有目的的培养学生从事物理研究的能力
“探究学习”的第二特点是“旨在培养学生从事研究的必要的探究能力”。②这种物理学科的探究能力，主要包括学科的学习方略，思维方法和正迁移的能力。
1．学科的学习方略
物理学是以实验为基础的学科，所以该学科的主要学习方略就是自然科学的认识论和方法论的统一。
从自然科学认识论来看，主要是从感性到理性，从形象到抽象的认识过程。坚持实践认识再实践再认识的认识论。从方法论来看，就是坚持理论与实践的统一，其方法要有序可寻，循序渐进。整个方略将由（1）观察（2）实验（3）控制条件（4）测量（5）记录（6）数据处理和解释（7）分类（8）抽象、推理（9）发现规律性（10）模型化（11）提出假说（12）验证假说等诸环节组成。其整体有机的综合一体则是学习物理的过程，为第一问题的最高的概括。所以笔者建议，在教学过程中，教与学都要遵循这一方略和过程来进行。
2．思维方法探究
问题的思维方法主要包括以下几点：（1）学会系统思维，掌握发现知识的内在规律的能力；（2）学会逆向思维，掌握从反面分析问题的排除能力；（3）学会概括思维，掌握综合能力；（4）学会辩证思维，掌握全面考虑问题的能力；（5）学会顿悟思维，掌握直觉的能力；（6）学会发散思维，掌握多角度着手处理问题的能力。
3．关于迁移问题
这些问题是将已学过的旧知在一定条件下应用的问题，主要是学习者认知结构水平与思维方法的结合问题。这两点解决得好，利用条件，就能实现具体情境中的正迁移。
三、在物理教学中要认真地教好概念和学好概念
“探究学习”的第三个特点是“旨在有效地形成认识自然之基椽—科学概念。”③这一点说明了概念学习的意义，它是认识和理解事物的基矗所以在物理教学中要重视概念的教与学。概念是同类事物本质的属性的特性。它是知识的单体，有人也称其为知识的细胞，所以学习一切学科，真正的认识自然，必须从概念学习做起。对概念的学习，要注意三点：
1．正确地形成概念在科学中概念的形成又通过抽取特征和将具体事例归类而得到发展。学习概念的形成过程，亦复如此。这种方法利用正例与反例的比较、归类，最后才能形成概念。
2．学会概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性。外延又是概念本身的应用范围。
3．注意到概念的同化，找出概念的隶属关系。这就是注意好某些概念的上、下位和并列关系，这样才能从概念出发，学会规则学习，乃至高级规则学习。四、在物理教学中要培养积极学习、探索物理学奥妙的个性品格“探究学习”第四个特点是“培养探究未知世界的积极态度。”④“这种探究态度和积极性，只能在自主地抓取自然事物、现象的探究活动中逐步培养。”⑤这种个性的品格或积极的态度，在我国学者看来，属于外智力因素，在西方学者看来，属于情感目标范畴。
智力因素对认知学习有着积极的促进作用，虽不能直接参与同化，但起到了动力作用。其目标又分为“接受”、“反映”、“价值化”、“组织”和“体系性格化”五个层次。初中生是不易达到较高的层次的，一般达到“价值化”就很不错了。高中生又能达到“组织”、“性格化”的层次。情感目标的达成，离不开认知学习，即在自主地抓住自然事物、现象的探究活动中才能形成。所以情感目标的达成要从认知学习开始。离开这一点、谈什么学科态度的培养都是一句空话。为此，教者要提高教学质量，唤起学生希望的火花和自信又是十分重要的，它是培养情感目标的良好起点。
上述正是“探究学习”特点在物理学科的贯彻与落实，这种贯彻与落实是符合现代教学改革的要求的，是现科教学应有的模式。
应用物理学范文6
大学物理是全国高等院校理工科的必修课，“微课”是一种新兴且发展迅速的一种学习模式。本文分析了大学物理教学中存在的诸多问题，和“微课”模式的特点。从而进一步提出几种将“微课”引入大学物理教学的类型和模式。
关键词：
大学物理；微课；结合
0引言
随着社会学习、生活节奏的加快，“微”已应用于各领域，如微电影、微小说、微系统、微信、微话等．在教育教学领域，学习方式、学习资源亦受到“微时代”的影响，相应出现了微学习、微内容、微课程、微视频等[1]。其中“微课”以其“主题突出，指向明确；资源多样，情景真实；短小精悍，使用方便；半结构化，易于扩充”[2]的特点发展最为迅速。大学物理作为是一门重要的基础学科，是自然科学的基础。也是所有理、工、医学生的必修课。其覆盖面广，知识信息量大，对学生的思维、方法等方面的训练都有着举足轻重的作用。针对大学物理在传统教学中存在的问题和难题，分析“微课”的自身特点，结合各学校开设课程的情况，将“微课”模式和传统大学物理的教学更好地结合起来，从而解决大学物理教学中现存的问题，是一项必要且意义巨大的工作。
1“微课”的特点
“微课”（Microlecture）这个概念最早是由美国新墨西哥州圣胡安学院的戴维?彭罗斯（DavidPenrose）于2008年秋提出，他把微课程称为“知识脉冲”（KnowledgeBurst）。在我国最早引用这个概念的是胡铁生，他将微课定位为传统课堂学习的一种补充与拓展资源。2011年后，国内在微课实践上展开了广泛的尝试和研究。[3]微课的教学要以教学大纲为基础，考虑教学的实际情况，将教学内容设计、制作成相关教学视频。教师可以针对教学中的某个知识点或者教学的环节来设计教学过程、开展教学活动。在微课中，教师可以将各种资源整合在一起，甚至可以增加教学互动和反思，以及学生练习的环节，使教学变得更加有效、丰富。微课这种教学方式不同于传统教学，有着自己独特的优势。微课首先主题非常突出，有针对性。其次，微课教学情景化强，有利于学生的理解和接受。再次，微课传播途径比较广，既可以使用于课堂，也可以用于网上自主学习，学习时间灵活。最后，微课教学有利于教学反馈，包括学生的学习效果，同行专家的相互交流以及教师的自我反思。
2大学物理教学存在的问题
2.1信息量大和学时有限的矛盾
大学物理作为一门重要的基础学科，其教学内容涉及广泛，其中还涉及丰富的思想、方法和手段，良好掌握大学物理课程是理工科学生后续专业知识学习的基础。但是就现状而言，许多学校都在一定程度上减少了大学物理课程的学时分配。例如目前我校的大学物理分为两类，其中学时最多的为96学时，最少的为48学时。而在仅有的48学时中，教学内容涉及了物理学中的力学、电磁学、光学、量子物理、相对论等多方面内容。在有限的学时内把所有知识的体系讲清楚，讲明白，并与此同时进行物理思想和物理方法的教学，这对于高校物理教师来说无疑是“巧妇难为无米之炊”，面对这样的状况，在教学中许多教
2.2高中物理模块化选择与大学物理统一授课之间的矛盾
2004年我国在几个省份开始试行《普通高中物理课程标准》实验版，拉开了高中教学改革的序幕。之后该课程标准推广到全国，并且新课程教材也随之问世。高中物理新课程教材在要求学生掌握科学知识的同时，更加强调培养学生的科学相素养和科学态度。这次的教学改革，高中物理新课程教材对于物理的知识体系改动较大，在原有的课程体系中，物理学的结构是相对完整的，对于大学物理中设计的电磁学、力学、热学、光学、原子物理等知识都有所涉猎。但是，新课程标准中物理学知识被分为必修和选修两部分，其中力学和电磁学为必修课程，而其他内容改为选修模块，各学校可以依据自身特点选修相应版块。由于不同学校选修的模块不同，造成了不同学生对于不同模块的掌握程度不同，也就是基础不同。学生原有知识体系的不平衡给大学物理的教学带来了困难。由于高校教师对于高中物理了解匮乏，加之前面阐述的课时的限制，大部分的物理教师没有足够的课堂时间去照顾高中没有选修某部分模块的学生基础薄弱的状况，仍然会按照原有的教学设计和进度进行教学。这对于许多高中阶段没有选择该内容模块的学生来说，学习跨度太大，从而造成了学习的困难和学习效果欠佳。学生在高中阶段适应了教师带着、帮着学习的方式，离开教师的拐杖之后自我的学习能力较差。当他们面对学习困难的时候容易产生畏难情绪，又无法寻求相应引导和帮助，便容易放弃学习。相反，如果教师在课堂上为基础薄弱同学补充太多知识点，对于高中选修过该模块的学生来说，相当于二次学习，容易造成学生没有兴趣，产生懈怠情绪。
2.3学生拓展视野的需求与教学内容陈旧之间的矛盾
相对于高中物理的教学改革，大学物理缺乏改革和创新，教学内容陈旧。在大学物理中，力、热、电、光、近代等几部分内容相对独立，教材中各部分缺少关联和交叉，使知识应用叉，不能适应现在知识大融合、学科交叉的现状。并且大学物理理论性较强，大量的数学推导使学生感到枯燥乏味，而对于知识在生活、科技前沿中的应用这些学生感兴趣的内容却由于学时问题无法过多涉及。因此改革教学内容，改革大学物理教材，改革教学模式，增加现代物理学知识，增加各知识模块的交叉，使学生对物理产生兴趣，对物理应用有所了解都是大学物理需要解决的问题。
3“微课”与大学物理相结合的几种类型
结合以上分析，笔者认真研究了微课与大学物理教学相结合方法，在发挥微课特点的同时，提高大学物理的教学质量和效果。根据微课在大学物理教学中发挥的作用不同，笔者将微课分为以下几种类型。
3.1引入类
我们都知道物理学是一种螺旋式学习结构，也就是说学生在高中和大学阶段所学的物理只在一定程度上会有重复。但是虽然知识具有重复性，但是从本质上来说大学物理的难度要远远高于高中物理，学生需要从具体的、简单的、连续的物理思维转换到抽象的、复杂的、微积分的思维。也就是说学生需要面对思维和学习方法的改变。在这个过程中，学生需要经历一个困难，甚至有些痛苦的过程。这时候需要学生有足够的兴趣和动力，才能跨越这个阶段，尽快使用大学物理的学习。因此调动学生的学习兴趣，是获得良好教学效果的关键。例如，在“角动量守恒”的教学中，可以设计一个微课引入短片，将神舟飞船上“太空陀螺”实验的展示和“常平架回转仪”、“茹科夫斯基转椅”等相关视频，通过精巧的设计制作成微课短片，可以起到引起学生学习兴趣的作用。
3.2知识补充类
笔者对一些大学一年级学学物理的学生进行了访谈。主要问题涉及高中的模块化学习是否对大学物理的学习产生一些影响。大部分学生表示会有一些障碍，比如有些别人已经学习过的知识，可是自己完全没有学过，在学习中对心理的影响非常大，容易急躁。例如力学中的动量，热学中的分子运动理论在大学物理中都是非常重要的知识，可有些学生在高中完全没有接触过该模块。教师为了照顾大部分学生的基础和教学进度，不可能对该部分内容进行过多的介绍。面对这些情况，学生们希望有一定的资源可以提供给他们进行预习和知识补充。因此针对每一章的内容和知识基础，制作成相关微课视频放到学习网站上，可以给学生提供良好的补充知识的平台和工具。
3.3知识扩展类
前面提到，由于学时的限制，大学物理课堂上已经删减了许多知识节点。因此更没有过多的课上时间介绍物理学史之类的相关内容以及相关知识点在现代科技中的应用。但是单调的知识点教学已经远远不能满足学生的学习需求，对于培养学生良好的物理思想和现代视野也不利。例如，在光学这一章中有一段非常重要的物理学史的内容，那就是“波动说”和“微粒说”两种观点的辩论。这是一个漫长、波折的过程，这个过程对于学生体会科学的艰辛非常有意义。首先，牛顿领衔的“微粒说”占据着绝对的主导地位，但是由于后来人们发现的衍射现象，是“波动说”占据了优势。可是，当光电效应现象被发现，人们又陷入了深深的困惑。直到普朗克和爱因斯坦的量子说和光子说问世，解释了光的波粒二象性，这个争论才算结束。这一过程不仅仅体现了光的本质，同时也体现了科学前进的艰难以及物理学家挑战传统的勇气和追求真理的坚持。所以将该部分内容制作成相关微课视频，上传至大学物理学习网站以方便学生的知识拓展是非常有必要的。再比如，在相对论一章中有利用迈克尔逊干涉仪证明“以太”并不存在的实验介绍。这部分内容与2016年初发现“引力波”的激光干涉引力波天文台的原理非常相像。因此在介绍迈克尔逊干涉仪的基础上，适当的介绍引力波的发现原理能够极大的激发学生的学习兴趣，扩展学生的知识面。制作相关的微课视频，为学生的后续自主学习提供素材就显得尤为重要。
3.4重点类
针对大学物理中的重点、难点进行微课视频的设计、制作，利用视频的优势简练、清晰、生动的讲解知识点。该类微课既可以在课堂上结合传统教学使用，也可以上传至相关网站以便学生复习巩固。例如“角动量守恒定律”是大学物理教学中的一个非常重要的知识点，由于高中物理并没有涉及转动的内容，学生只学习过动量守恒。因此这是一个重点也是一个难点。在讲解过程中由于“角动量守恒”在“动量守恒”之后进行学习，因此可以通过类比的方法推导其内容和形式。这个知识点非常适合制作成微课视频，一方面因为其推导简单，另一方面该知识点应用非常广泛，例如子弹飞行、直升机双螺旋桨设计、常平架回转仪等等。这些都可以通过大量的动画、视频体现，以方便学生的理解和掌握。
4结束语
微课可以很好地辅助大学物理教学。但是如何选择微课题材、如何设计制作出优良品质的微课、如何把握传统教学和微课的关系等内容都是需要我们进一步研究的内容。发扬微课的优势，发现微课教学中容易存在的问题，是一个漫长又需要付出足够耐心的工作，还需要物理工作者进行不懈的研究和努力。
作者：霍飒 单位：大连大学物理科学与技术学院
参考文献
[1]祝智庭，贺斌.智慧教育：教育信息化的新境界[J].电化教育研究，2012(12)：5-13.
