非物理專業(yè)普通物理教學方法的探討論文
普通物理是工科專業(yè)的必修課，要求學生了解基本概念、基本理論�，F(xiàn)在普遍存在一個奇怪的現(xiàn)象，很少有學生對普通物理感興趣。他們覺得學習普通物理，就是為了應付考試，湊湊學分。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，是普通物理深奧難學，不像文史知識一樣淺顯易懂。上課的時候，只有極少數(shù)學生認真聽講，大部分學生不是昏昏欲睡就是看課外書。為了調(diào)動學生的學習積極性，筆者根據(jù)學生的特殊情況，采取了如下對策。
一、將物理學史引入課堂
普通物理對非物理專業(yè)的學生來說深奧難懂[1]，如果在教學過程中，講授物理學史上科學家探索自然規(guī)律的故事，可以增加講課的感染力，吸引學生的注意力，提高學生的學習興趣，幫助學生透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)，既讓學生知其然，更讓學生知其所以然。物理學史不僅讓學生學到相應的物理知識，加深對物理概念、物理規(guī)律的理解，還可以學到做人做事的能力。下面舉兩個例子
1.德布羅意的故事。德布羅意是法國物理學家，他從小就酷愛讀書。中學時代顯示出文學天賦，后在巴黎索邦大學學習歷史，并獲得歷史學位。一次偶然的機會他聽到實驗物理學家的哥哥與人談到關(guān)于光、輻射、量子性質(zhì)等問題的討論后，激起了學習物理的強烈興趣，特別是他讀了龐加萊的《科學的價值》等書后，轉(zhuǎn)向研究理論物理學。從他哥哥那里德布羅意了解到普朗克和愛因斯坦關(guān)于量子方面的研究，進一步引起了他對物理學的極大興趣。經(jīng)過一翻思想斗爭之后，德布羅意終于放棄了已決定的研究法國歷史的計劃，選擇了物理學的研究道路，并且希望通過物理學研究獲得博士學位。經(jīng)過多年的努力，他提出實物粒子也具有波粒二象性，成為波動力學的創(chuàng)始人，物質(zhì)波理論的創(chuàng)立者，量子力學的奠基人之一，于1929年獲得諾貝爾物理學獎。德布羅意的故事告訴我們，做任何事情，只要努力、用心去學，都會取得巨大的成就。
2.相對論的故事。大家都知道相對論是愛因斯坦創(chuàng)立的，卻不知荷蘭科學家洛侖茲已經(jīng)看到了相對論的曙光。洛倫茲是荷蘭權(quán)威物理學家，比愛因斯坦年齡大，是個卓越的物理學家但比較保守。他雖推導出了洛侖茲變換式，卻是為了維護牛頓的地位。當年麥克爾遜-莫雷實驗結(jié)果讓物理學家百思不得其解，很大程度上沖擊了以太學說，光速不變的現(xiàn)象讓許多人震驚，為了維護牛頓力學經(jīng)典體系，洛侖茲通過簡單的推理提出了著名的洛侖茲變換來“解釋”這一現(xiàn)象――他的意思是：正是以太的存在才導致了在其中運動的物質(zhì)收縮�？梢娝匀粵]有否定以太的存在，還是在為牛頓辯護。由于牛頓在物理界的威望太大，洛倫茲始終不敢背叛他。這也就導致了洛侖茲與相對論擦肩而過的遺憾。但愛因斯坦不一樣，他年輕，朝氣蓬勃，敢于向任何一個權(quán)威挑戰(zhàn)。洛倫茲變換公式被愛因斯坦引用，并給出了全新的解釋――沒有以太，只有光速不變。思想觀念的不同導致了他們不同的結(jié)果。相對論創(chuàng)立的故事告訴學生，在科學的道路上不要迷信任何權(quán)威，不要有任何盲目崇拜，否則，只會固步自封，裹足不前。
筆者認為，在普通物理課堂中引入物理學史，不僅豐富了學生的課外知識，讓學生知道物理學家探索自然規(guī)律的艱難，而且在了解物理學家故事的過程中慢慢地學習物理概念、物理規(guī)律。無論在對學生進行思想教育方面還是在提高課程的物理質(zhì)量方面都起了積極的作用，這是物理教師在教學過程中把教書與育人結(jié)合起來的有效方式。
二、傳統(tǒng)教學和多媒體教學相結(jié)合
非物理專業(yè)的課時有限，要在短短的一年之內(nèi)上完普通物理課程，采用傳統(tǒng)的“語言+板書”的形式勢必很難完成任務。而如果采用多媒體技術(shù)，學生則不能很好地理解解題方法和解題思路。筆者根據(jù)實際情況采用兩者相結(jié)合的方式[2]。對于難道高、需要計算推導的章節(jié)，采用傳統(tǒng)的教學方式，用粉筆書寫，步步為營，一步一步推導，爭取讓大部分學生聽懂。而對于只需要理解物理概念、物理圖像的地方，則采用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，利用其豐富的聲像、信息資源，增大教學信息量，同時可使授課形象、生動，便于學生理解。多媒體技術(shù)具有豐富的圖形變換、動畫演示等功能，動態(tài)的模擬和演示不僅能輔助學生對一些概念的理解，更能激發(fā)創(chuàng)新學習的興趣。例如在“振動與波”這一章的.學習中，可通過多媒體技術(shù)生動、形象地演示“勻速圓周運動的豎直投影運動是簡諧振動”這一重要的概念。
總之，在大學物理教學中，我們要辯證地看待和分析多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學方法之間的關(guān)系，恰當?shù)剡\用多媒體技術(shù)激發(fā)學生的學習興趣和提高教學效率。對一些需要數(shù)學推導的內(nèi)容，可以采用傳統(tǒng)教學方式與多媒體技術(shù)相結(jié)合的方式，使傳統(tǒng)教學與多媒體技術(shù)教學相輔相成，渾然一體，構(gòu)筑獨具特色的課堂教學結(jié)構(gòu)模式，優(yōu)化教學效果。
三、類比法
類比法，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法。在物理教學中利用類比法[3]，可以使學生很好地理解物理概念，達到事半功倍的效果。
盧瑟福在研究原子結(jié)構(gòu)時注意到原子與太陽系之間的相似性。首先，原子核的質(zhì)量非常大，類似于太陽，核外電子的質(zhì)量非常小，類似于地球的行星，它們占據(jù)的空間都非常小。其次，原子核與電子的引力為F=Kq1q2/r2，太陽與行星之間的作用力為F=Gm1m2/r2，分析發(fā)現(xiàn)K相當于G，m相當于q，它們都與距離的平方成反比。因此它們之間必然有某種相似性。在太空中，行星圍繞太陽運行，因此盧瑟福大膽推測，原子系統(tǒng)中電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。
四、結(jié)束語
筆者針對學生的特殊情況，采取以上對策，希望對非物理專業(yè)的普通物理教學有一定的幫助，把物理學的精髓和實質(zhì)進一步發(fā)揚光大，使物理學在21世紀發(fā)揮更強更大的作用。
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