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摘要:
大学物理教学设计的理论基础,是教师进行教学的基础。设计教学的目的是为了让学生能够更好的学习,调动学生的学习主动性。教学理论知识主要来自于两个方面,一是教师教学的实践经验,二是科学研究的理论成果。课堂教学的实施是重要的环节,在大学物理教学中,力学及电磁学两部分是重点、难点,针对这两部分教学,可以根据实际情况,结合教学内容选择多种教学方法。
关键词:
大学物理;有效教学;理论;实践
一、大学物理有效教学的基础理论
(一)认知建构主义
认知主义萌发于儿童认知发展理论,其强调学习者的内部认知过程。认知建构主义认为学习是一个意义构建的过程,其在传统经验与现实经验两者的打磨中形成,同时进一步地丰富、调整自己认知结构的过程。大学物理教学涉及到很多中学就已经涉及到的重要的概念、定律等,教师可以藉此对前概念进行深入,进一步引导学生将新概念内化到认知结构中。
(二)社会认知理论
社会认知理论是认知心理学与强化理论的结合,其强调学习者的期待和对相仿的经验的认识,可以说社会认知理论是传统行为主义与认知理论的纽带。其认为行为、个体及环境三个方面都能够对学习产生影响,个体通过一系列的行为学习,即注意榜样—生成榜样—观察学得,这其中学习者一定要具有表现或抑制的动机。社会认知理论对大学物理有效教学有着十分重要的引导作用,教师可以将一些抽象、难懂的概念和定律进行讲解之后,再辅以一些例题予以演示,从而学生对这个“榜样”的过程有了全面地理解。
(三)情境学习理论
情境学习理论强调在学习过程中,个体与其他文化历史情境的彼此配合,注重过程的有效性和真实性。情境学习理论指出,学习是社会性、实践性的参与过程。当前,大学物理教学所面临的问题是如何提高学生的知识迁移能力,当学生掌握了一道题的解决方法后,再做另一道与之相似的题目就无法解答,这很大程度上与知识点的情境相关。在这种情况下,要为学生创造一个良好的学习情境,从而提高学生的学习能力。
(四)学习动机理论
学习动机理论包括内部动机与外部动机。所谓内部动机是个体在活动中的感受所决定,外部动机是奖励等所激发的动机。学习动机理论由无动机、外部学习动机及内部学习动机所建立的序列,其能够有效激发个体的学习活动。在大学物理教学过程中,只要是形成了学习动机,那么其就能够贯穿于个体的整个学习活动,学习动机影响学习效果,学习效果也影响学习动机,两者相辅相成。
二、大学物理有效教学的实施
(一)变式教学
要想让学生学以致用,将所掌握的物理概念灵活地解决实际问题,可以采用变式教学。以“质点运动的描述”为例,变式重点体现在“坐标维数变时物理量的定义式变化”、“情境变式下问题的求解”两个方面。其重点、难点在于掌握描述运动的各个物理量并能熟练示解;消除非科学前概念对科学概念的负面影响。主要实施过程为:①创设情境、引入新课;②与学生讨论分析,现实问题模型化,模型问题数学化;③不同空间维数下物理量的表达式;④已知各种不同的加速度表达式,示速度或运动方程;⑤情境变式教学,问题解决,知识迁移;⑥课堂小结并评价。教学要重视知识的情境性,比如教师可以以生活中的问题作为铺垫,引出学习的新知识。将所学的知识应用于不同的问题情境中来求解现实问题,从而强调“变中的不变”,助推学生深入理解物理概念的本质。
(二)相似性教学
在大学物理教学的电磁场部分,对学生的微分运算能力有着很高的要求。在求解基本物理量中,磁场与电场有着很大的相似性,如质心求解、转动惯量的求解过程,体现于图形、侵害微元等。主要实施过程为:①创设情境,引入新课题;②微分及积分的数学模型;③库仑定律及毕奥-莎伐尔定律;④老师讲述载流圆线圈轴线上一点磁感应强度的求解过程;⑤学生求解带电圆环轴线上一点的电场强度;⑥总结两者之间的相似处和不同处;⑦电荷分布在面上,求解均匀带电圆盘轴线上一点电场强度;求解磁感应强度;学生表述微积分求解电场和磁场的方法和思路,侧重于两者的相似点及不同点,以便能够更好的掌握能量及环流。电场及磁场的相似性教学,需要对教材内容重组,其是通过学习思维发展来对教学内容予以整合。相似性教学利用图像方法能够直观地反映微分积分的思想,能够有效地帮助学生解决带电体、载流体。
(三)主题教学
若是单摆教学在“线性谐振子”的研究层面停滞不前,就很大程度地阻止了学生认知能力的发展。可以说单摆运动是研究混沌运动的典范,在教学中引入非线性系统,能够帮助瞄准科学探索的方向。主要实施过程为:①以多媒体展示单摆模型,导入新课题;②在允许的环境下施加一个阻力,研究单摆的运动;③施加一个周期性外力时,研究单摆的运动;④总结线性运动与非线性动力的特征。以单摆为主题,充分发挥了科学研究的基本思路及方法。在了解了简单环境下物体的运动之后,慢慢将问题深入和提高。需要注意的是,不同因素要逐步添加,不能一拥而上。以单摆引出混沌,最大的价值在于能够让学生明白混沌现象的普遍性,其反映了在受近阻尼运动中的单摆、水龙头缓慢滴水的花样等,其实经典物理与现代物理十分接近。
三、结语
有效教学需要将教学理想转化为教学理念,在教学实践中中等教学理念。在大学物理教学中,有效教学具有整合的理论基础,具有多维教学目标,教学内容设计呈现多样性,教学方法应多元化。要想实现大学物理有效教学,首先要转变教学观念,确定正确的教学目标;其次要转变课堂教学范式,实现师生角色转换;再次需关注多元教学方法,注重教学的适度性。同时,有效不能流于形式,最重要的是质量的提升。
作者:孙皆宜 单位:唐山学院
参考文献:
[1]高兰香.大学物理有效教学的理论与实践研究[D].华东师范大学,2011.
[2]常建宇.大学物理教学方法探讨[D].大连理工大学,2012.