時間:2022-09-30 06:08:55
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【關鍵詞】大學物理;小結課
大學物理是高等學校理工科專業開設的一門重要的基礎課程。開設物理課程,一方面是為了讓學生系統地學習物理基礎,另一方面要讓學生體會科學的思維方式和研究問題的方法。[1]
目前大學物理課程主要包括理論課和實驗課,其中理論課常見的課型是以理論講授課和習題課為主。通過講授課程,可以保證教學計劃順利進行,完成基本教學進度;通過習題課,可以鞏固所學內容,并且可以進一步拓展應用,同時達到為學生答疑解惑的目的。除了傳統的課型以外,我們認為,根據大學物理課程的特點,在每一大部分內容結束之后,應該結合授課內容開設一次小結課,針對所學部分進行總結和梳理。
1 小結課的重要意義
在傳統課型模式下增添小結課的意義在于:首先,大學物理課程總共可以分為力學、熱學、電磁學、光學以及近代物理幾大部分,在每部分內容結束之后,可以對所學內容進行梳理和總結,體現整體知識體系的層次和結構,通過歸納和總結,可以理出一條主線,突出重點。其次,小結課開設在不同部分之間,在總結已學內容的同時,也可以引出與下部分內容的關系,可以起到承上啟下的作用。最后,通過小結課的整理和歸納,會整體加深學生對該部分內容的印象,對知識體系和思維方法都有全新和深刻的認識,從而達到強化的目的。
所以,小結課是大學物理課程中必不可少的重要環節。但是小結課只是單一的羅列知識點,只是對之前所學內容的重復,反倒弱化了小結課的重要性。所以對如何更高效的上好小結課、如何充分發揮小結課的作用提出了新的要求。
2 小結課要“結”的內容
2.1 知識層面
首先,在總結和梳理該部分知識點的過程中,要體現出層次和結構,讓“散”的知識點構成體系,形成框架,讓學生在把握主線的基礎上,更直觀、清晰的掌握各個知識點以及他們之間的聯系。
例如在完成質點動力學的學習之后,我們對質點動力學中涉及的知識點梳理成一下框架圖:
經過這樣的總結和梳理,讓所有知識點都串成線、連成網,即直觀又高效,同時又主題明確、突出重點,讓學生們在小結課之后,最基本要達到對知識點有整體把握的目的。
另外,在相關聯的內容部分之間,還要總結各部分間的聯系,體現知識的連貫性。例如,在總結剛體動力學知識點的同時,可類比質點動力學的知識點,經過整理發現,在描述質點運動中的物理量有質量、速度、動量、力,力和動量的變化之間遵循動量定理;描述剛體定軸轉動中的物理量有轉動慣量、角速度、角動量、合外力矩,力矩和角動量的變化之間滿足角動量定理。這些物理量在描述各自運動中的地位相當,它們相互之間的關系可以進行類比。這種抓住各部分之間聯系的總結歸納方式,可以讓知識點形成更大的“網”。
2.2 方法層面
在總結歸納的過程中,不僅要梳理知識點,還要強調學習過程中涉及到的主要研究方法,讓學生了解在處理同一類問題中,可以采用相同的解決方法,從而達到知識和方法的遷移。
例如,在研究的問題中,需要把研究對象從運動系統中隔離出來,對每一個研究對象單獨分析受力和運動情況,進一步分析各部分間相互作用的時候,我們可以采用隔離物體法[2]。一般在處理質點動力學和剛體動力學過程中常用隔離法。
此外,對于研究的對象,沒辦法直接分析對象整體所滿足的規律,可以“化整為零”,將待處理的問題分解為許多微小的、遵循相同規律的“元過程”,通過對“元過程”的分析,從而達到解決整體問題的目的。這種從部分到整體的思維方法,就是我們常說的微元法。在處理諸如變力做功、質點系所滿足的規律、連續帶電體場強等物理問題過程中,都會體現微元法的思想。
常見的方法還有類比法。所謂類比法就是把所研究的對象或未知的事物,與已知的對象或熟悉的事物對比,依據兩個對象之間存在著的某種類似或相似的關系,從已知對象具有的某種性質,推出未知對象具有相應性質的方法[2]。例如我們在學習剛體力學的過程中,大部分物理量和物理規律都可以類比質點力學的內容。同樣類比的方法,還可以遷移到電學和磁學部分。讓學生掌握類比的方法,可以在已有的理論基礎上,更深刻、更高效的理解新概念和新理論。
除了隔離法、微元法和類比法以外,常見的方法還有歸納法、解析法、統計法等等,通過對各部分內容涉及到的方法進行歸納總結,有助于培養學生科學的思維方式和提升學生獨立解決問題的能力。
2.3 能力層面
除了知識體系和研究方法以外,還要“結”出學生在研究問題過程中應具備的能力。
例如,要讓學生了解發現問題的重要性,提出問題往往比回答問題更困難,在發現問題的基礎上,才能深入分析問題,從而達到解決問題的目的。再比如,處理實際問題過程中,要讓學生體會建模的思想,總結歸納出如何通過從實際問題中,拋開一些次要矛盾,抓住主要特征,建立合理的物理模型的科學思想,再結合模型遵循的物理規律,建立正確的數學模型,最后通過解模以達到研究實際問題的目的。
3 結語
通過開設小結課,在知識層面上,可以加深學生對所學知識體系的印象,體會知識的連貫性,掌握其前后聯系,并且了解更多的拓展應用,讓學生在總結和梳理之后,對知識體系有整體的把握和全面的認識,達到強化所學內容的重點和難點的目的;在方法層面上,針對性的總結各部分處理問題的方法,讓學生學會“舉一反三”,通過方法遷移,從而達到知識遷移的目的;在能力層面上,通過對知識和方法的總結,要讓學生體會發現問題到分析問題最后解決問題的過程,強調建模、解模的思想,讓學生形成嚴謹、細心、客觀的科學態度,以此培養學生自主學習的能力和獨立處理問題的能力。在小結課實際教學過程中,除了以教師為主的形式,也可以在教師把握內容主線、強調重點的基礎上,以學生為主體,讓學生積極的參與到小結課的教學活動中來,使小結課的作用得以充分發揮。
參考文獻:
【關鍵詞】微課;大學物理;嵌入式教學;選題
微課是指時間在十分鐘左右以內,內容短小且高效集中的講述或解決教學難點或重點的短課程。微課具有內容精、時間短、移動性、便于傳播和成本低等特征,即可以作為課程的一部分,也可以作為輔助教學資源。
大學物理是一門理論性比較強的基礎學科,是理工科學生進入大學后的必修科目。傳統大學物理課堂教學主要依賴教師的板書講解和分析,或者結合多媒體教學模式,但由于物理學理論本身的抽象性和復雜性,使得較大篇幅的講解很難吸引學生長時間的注意力。而隨著互聯網技術和移動終端的快速發展和應用普及化,新的微課教學模式因其便宜且簡短的特性正受到教學理論研究者、教師和學生的廣泛關注和重視。
本文主要針對大學物理教學本身的特點,并將微課視作課堂教學前后的重要支撐和輔助力量,對微課的選題及可行性進行深入而細致的分析。
1 大學物理教學分析
大學物理的主要內容包括了力學、熱學、靜電場、穩恒磁場、電磁場理論和近代物理基礎,所涉及的概念、模型、定律、數學、思想、科學史都相當龐雜,也都無法一一在課堂教學中全部呈現,但它們對初學者理解和把握大學物理的內在規律和科學精神都是不可或缺的。大學物理課堂教學有其使命和條理性,但很少對某個知識點的歷史背景和相關物理學家做出充分的解說;某些知識點的近現展在教材中一般只被略微提及,但并不被初學者所注意;大學物理經常用到的數學技巧如微元法帶有一定的技巧性,而大學物理教材常將之歸于數學,而并不考慮數學思想和方法如何在大學物理中的應用。
2 大學物理微課選題及分析
憑借微課教學,大學物理教學的以上缺憾可以一定程度上得到彌補。
2.1 大學物理中比較富于思想性的知識點
大學物理作為一門基礎理論課,其概念和定理、定律都具有一定的抽象性,對于初學者而言,在理解和應用上都有很大難度,而概念、定律在物理教學中起到基礎性的作用。例如牛頓力學中的絕對時空觀念,既作為牛頓力學的邏輯前提,又為日后狹義相對論的時空觀做鋪墊;又如麥克斯韋提出位移電流概念對電磁對稱性的考慮和分析,也可以在此引申到磁單子假說。
2.2 大學物理中典型題的分析及求解過程
在學學物理中必不可少的一個環節便是習題練習,教師可以在每一章選取幾道典型的例題、習題做細致的分析和講解,以期學生可以以此類推觸類旁通。
2.3 大學物理知識點的系統化梳理
在大學物理中結束每一章的學習時,教師有必要將本章知識整理有脈絡的知識系統,有助于學生形成合理的知識框架。
2.4 大學物理相關知識點的前沿發展
由于教學的課時所限,相關物理知識的大量前沿發展并不能都在課堂教學中展開,但其對培養學生對物理的重視和興趣極其重要。如陀螺在定位導航中的應用、物質的磁性和超導體的磁現象、納米材料的超疏水性等等。
2.5 工業或生活中現象分析與探討
工業以及生活中有大量有趣的物理現象,這些現象對學生領會物理學相關知識和原理很有幫助。如演示二維駐波的克拉尼圖案,如墻上兩個掛鐘的鎖頻現象等等,可以借助這些現象對大學物理中的理想模型及相關方法進行深化和啟發。
2.6 相關物理學家和物理學史的介紹
由于課堂教學內容的局限,并沒有充裕的時間對物理學家生平和物理學相關領域的歷史發展做比較充分的講解,而重要物理學家的人和事本身又對物理學的發展起著關鍵性的作用。物理學史主要側重于對于同一個問題不同物理學家的探索和研究,而對物理學家的介紹則側重于其人生的履歷和大事件,這些故事性的內容可以激發學生對大學物理的感性認知。
2.7 大學物理中相關的數學知識和技巧
大學物理的學習和解題過程中涉及到大量的數學知識和技巧,但是大學物理中的數學又和純粹的數學有所區別,更側重于技巧和應用。如機械振動一章的旋轉矢量法、剛體定軸轉動中進動和章動的方向等等。
3 大學物理微課實踐中應當注意的問題
3.1 微課教學應處于輔助課堂教學的地位
大學物理教學內容的系統性和連貫性,決定了微課視頻選題和互動上的局限性,也決定了并非所有大學物理知識都適合處理為微課模式。微課教學是為了學生更好的回歸課堂,更好的領會和理解物理的認知模式和思想方法。
3.2 微課視頻中的講解應輕松活潑且點到為止
微課中的講解應不同于課堂講解,因為學生進入“微課堂”本身是自由的,并不能被嚴格約束在其中,所以如何使學生感興趣便顯得非常重要。語言上的活潑是為了拉近與學生的距離,而點到為止是為了啟發更進一步的思考。
4 總結
綜上可見,微課可以在大學物理教學中發揮更多的支撐或輔助功效。大學物理微課可以激發學生學學物理的興趣和熱情,也可以加強課堂教學中對教學重點難點的理解。通過適當的微課選題,將大大改善大學物理的教學效果,為理工科學生學習后續課程奠定良好的基礎。
【⒖嘉南住
[1]唐艷妮,徐軍,羅積軍,等.微課在大學物理實驗教學中的應用探索[J].物理與工程,2014(7).
【關鍵詞】翻轉課堂 大學物理實驗教學 問題 策略
一、“翻轉課堂”的含義
“翻轉課堂”的英文名稱為“flipped classroom”,它在2007年由美國一高中的兩名教師首先應用于課堂。這兩名教師錄制好相關教學視頻并要求學生課前在家觀看視頻進行預習,然后第二天在課堂中進行練習與討論。這種建立在多媒體和互聯網基礎上的新型教學模式是傳統課堂教學的進步,它首先激發了學生主動學習的興趣,讓學生的被動學習變為主動求知;其次,學生的學習過程不僅僅是聽老師講解,同時增加了自我思考的過程,讓學生有充足的時間去發現問題;再次,“翻轉課堂”優化了課堂教學時間,使其充分應用于討論和解決問題,并讓教師和學生的交流最大化,增加了師生互動、學生討論環節,從而提高了學生理解問題的能力,提升了課堂的教學效果。
二、大學物理實驗教學存在的問題
大學物理實驗課程作為理工科院校的一門必修課程,是檢驗學生知識掌握程度和提高學生實踐能力的重要課程。但目前大學物理實驗教學存在許多困難和瓶頸。
(一)教學方法單一
雖然大學物理實驗課程中包含學生親自動手操作練習,但在教學階段還是以老師“教”、學生“聽”為主。老師首先要告訴學生此次實驗的實驗內容、實驗目的、實驗原理,并詳細闡述如何使用相關的實驗儀器及如何記錄和處理實驗數據。有些實驗的教學甚至需要老師親自示范全部實驗過程,并需要時間進行詳細的講解。學生只需要聽老師的講授,無須過多思考,按照老師示范的步驟依次完成實驗即可,甚至抄寫一些實驗數據就算完成了實驗操作。學生在這種“喂食”的授課條件下,沒有鍛煉到自身的學習能力和動手能力,更沒有啟發出學生的創新思維和解決問題的思維。
(二)重視程度低
大多數學生認為,實驗課即是完成實驗報告,因此在上課前不會去預習實驗的目的和相關原理;在做實驗的過程中態度不積極,思維模式單一,不去分析實驗現象,而是被動地依照步驟完成實驗而已。此外,實驗報告的填寫也存在抄襲的現象。
(三)缺少與時俱進、新穎的實驗
學生的學習興趣需要教學手段和內容去激發。目前的大學物理實驗課程中,有許多實驗已經延續了多年,且與現實聯系并不緊密,缺乏新穎的實驗,而現今的學生們思維比較活躍,接觸新知較快,這就更需要能夠吸引他們的實驗課程設置來提高學生們的學習積極性和學習熱情。
三、將“翻轉課堂”應用于大學物理實驗教學
(一) 課前預習階段
1.制作微課視頻?!胺D課堂”的一大特色就是制作微課視頻。這一方式應用于大學物理實驗教學,恰好可以將教師演示實驗的過程放置在微課視頻中,學生們可以通過網絡觀看視頻,自行控制播放進度,在遇到有問題的地方可以重復觀看,也可以查閱資料后再回看。學生不僅自主學習了實驗目的、實驗內容,還可以記錄下有問題的地方,課上再向老師提問。
2.知識點預習。教師可以在視頻中提出相關知識點,也可以通過課件或文檔的形式羅列出本節實驗涉及的基礎知識,要求學生進行預習,在教材中尋求答案。
(二)課堂教學
1.快速測評。教師針對本節實驗內容,準備一份卷子進行知識點和實驗操作基礎知識的快速測評。此過程旨在強化實驗的基礎和重點,學生答卷的過程即是知識強化的過程。預習效果較好的學生,可以進一步掌握本節實驗的重難點;預習效果不盡理想的學生,也可以查缺補漏,為下一步實驗做準備。
2.實驗操作。在實驗操作階段,教師無須再進行實驗展示,只強調重難點即可,學生按照實驗要求獨立完成實驗。做實驗是一個科學探索的過程,需要自由輕松的學習氛圍。經過課前的預習和觀看視頻,學生們已經對實驗內容有了初步了解,在進行實際操作時也能有一定自信,這樣的心理狀態及準備條件有助于學生專注于實驗本身,專注于發現問題、解決問題。
3.總結、反饋。教師要注意觀察學生在實驗過程中存在的問題,并將問題歸納總結,讓學生對實驗內容進行討論并提出問題,教師集中解答。
(三)課后作業
理工科學生通常思維比較活躍,也更注重知識的應用性。在進行了課前預習、課堂測評、操作及討論過程后,學生們已經完全能夠掌握實驗內容和相關的知識點,課后作業的設置應以開放性、討論性、實用性為主,學生分小組進行分工合作,共同完成作業。
四、“翻轉課堂”的實施策略
(一) 教師需要掌握現代化教學手段
教師需要熟練掌握制作課件、視頻的方法,根據學生特點制作適合學生觀看的微課視頻。制作視頻的難點在于,不能把傳統的授課過程錄制在視頻中直接播放,而是要把微課設計得巧妙,深入淺出,有助于學生自學;同時在視頻中加入一些問題,可以讓學生暫停播放并進行思考。
(二)教師需要有效地組織課堂
微課視頻制作成功僅是“翻轉課堂”成功的一部分,由于學生已經充分進行預習,教師更需要在課堂上有效地組織學生學習,不能讓學生覺得在課上無事可做。這就需要教師具備更加全面的知識面和精心準備,在課上認真觀察學生的表現,幫助、鼓勵學生完成實驗。在總結階段,教師要根據學生做實驗時出現的問題,提出建議和思考題。
(三)建立評價機制
根據“翻轉課堂”的特點,制定合理的評價機制,調動學生自主學習的積極性,提高學生發現問題、解決問題的能力,發展學生相互交流討論的能力。
總而言之,“翻轉課堂”旨在轉換傳統的被動學習模式,讓學生主動地參與到教學活動中,并鼓勵學生積極思考,最終培養出基礎知識扎實、動手能力強,有思想、有主見、有創新能力的復合型人才。
【參考文獻】
[1]張渝江.翻轉課堂變革[J].中國信息技術教育,2012(10):118-121.
大學物理是獨立學院工科專業一門非常重要的公共必修基礎課,目的是為學生學習專業課程打下堅實基礎。學學物理不僅有利于提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。而且在鍛煉學生的思維能力,培養學生樹立科學的世界觀和創新意識等方面,具有其他課程不能替代的重要作用。然而,大學物理理論知識抽象難懂,又受到課時、儀器等因素的影響制約,很多學生對學學物理失去了興趣。相比之下,獨立學院的學生基礎差底子薄,更是對物理不感興趣,甚至放棄。但是,獨立學院主要培養創新型和應用性本科人才[1-2],這就要求教師在教學過程中不僅要向學生傳授知識,更要注重培養學生運用知識的能力和實踐創新能力。目前,從生源看,獨立學院絕大多數學生自主學習能力較差、理論基礎薄弱;從課程設置看,許多獨立學院的大學物理課程基本上是照搬母體理工科大學物理課程的設置,存在著理論性偏強而應用性不夠、深度難度偏大而實踐課時偏少等問題。這種精英教育模式,與獨立學院應用型人才培養模式相距甚遠[3]。因此,獨立學院要體現專業型、應用型、創新型的教育,大學物理教學模式改革勢在必行[4]。
2獨立學院建立大學物理網絡試題庫的必要性
以同濟大學浙江學院為例,不少學生對學學物理不感興趣,他們普遍認為大學物理難懂、難學,學習抓不住重點,最終導致專業課程學習難度增大。這一問題引起了高校教育教學工作者的重視。針對上述狀況,如何讓學生認識到網絡環境下大學物理自主學習的必要性與可行性,并讓學生充分利用“大學物理網絡試題庫”中的資源高效地開展大學物理自主學習,提高自身大學物理學習的質量和效率,便成為一個值得研究的重要課題。本文結合教學工作實際,主要從發展網絡教學平臺、建立網絡試題庫以及如何利用網絡教與學三個方面系統分析了如何激發學生對大學物理的學習興趣,有效開展大學物理教學,以及如何提高學生的自主學習能力,并充分利用“大學物理網絡試題庫”找到與自己專業相關的知識模塊,及時加強鞏固、反饋給任課教師。希望本文對于提高獨立學院大學物理教學質量,培養學生自主學習能力具有一定的借鑒意義。
2.1課堂教學方式的改革與創新,網絡教學平臺的發展
隨著現代信息化技術的發展,大學物理教學也呈現了現代化的教學技術手段,例如多媒體教學、網絡教學等。大學物理理論知識相對枯燥難懂,而網絡、多媒體技術以其特有的圖片、音樂和動畫給學生帶來較強的感官刺激,如今,將多媒體應用到大學物理教學已經起到活躍物理教學的作用。而隨著計算機網絡技術的迅猛發展,大量信息資源生動形象地展現在教師和學生的眼前,如何利用這些資源為教學和學生自主學習服務,是目前研究的重點。為此,全國各所高校都積極主動的建立網絡教學平臺,以實現數字化校園,國內的校園數字化建設近年來更是迅猛發展。同濟大學浙江學院也積極推進數字化校園建設,針對大學物理教學,已經建立了“大學物理教學網”這樣的數字化教學平臺,為教師和學生提供了學習、答疑、討論以及作業處理等教學過程的支持工具。網絡平臺就像一個紐帶,將教師和學生緊密聯系在一起。
2.2在網絡平臺建立大學物理試題庫
國內的一些高校已經開始在網絡教學平臺建立起“大學物理網絡試題庫”,甚至有的學校已經建成并投入使用。這樣的一個題庫不僅涵蓋了大學物理的所有知識點,而且分模塊分層次設置題型。學生能夠根據自身情況選擇不同模塊、不同的知識點進行學習以及檢測,并能及時將測試結果反饋給任課教師,同時教師也可以根據反饋結果有所側重的進行知識點講解,分層次解答。從而實現“學”促進“教”,同時“教”又有方向性、目的性的指導“學”的教學相長模式。其次,現代化電子設備例如智能手機、平板電腦等,可以實現隨時隨地從題庫中獲取資源,做到隨時可夯實基礎,吸引學生的注意力,提高學生學學物理的興趣。一個開放的、高效的、安全的智能化網絡教學平臺,使得大學物理各種教學資源能夠實現統一的管理和合理的利用。而“大學物理網絡試題庫”就是一種現代網絡技術與傳統教學相結合的全新教學手段。具體來說,工科大學物理理論覆蓋面廣,內容復雜,涵蓋了力、熱、光、電、磁等諸多內容。然而對于獨立學院的學生來說,遺忘周期短,整理和貫穿前后知識的能力較薄弱,學習過程就顯得困難重重[5]。而獨立學院的辦學層次介于普通高校和專科(高職)中間位置,應面向市場,合理定位,最終把人才培養目標確定為應用型人才和創新型人才。因此,可根據不同專業學生的后續專業課程而有所側重。比如,建筑專業和土木專業對力學部分內容要求較高,而電氣和通信專業的學生就應該重點學電磁學以及導體等部分內容。針對獨立學院建立的“大學物理網絡試題庫”要做到難易層次化,知識點模塊化以及目標清晰化。要做到每一章內容都有夯實基礎部分,主要以物理概念、定律、定理為主的一些填空和選擇型題目??梢宰寣W生輕松自如地在手機上完成,并達到概念、定律、定理清晰化;每一章也要設置提高部分內容,也以選擇填空為主,學生可根據自身情況,及周圍環境靈活選擇。其次,建立力、熱、光、電、磁等知識點模塊,可供不同專業學生根據本專業后續課程的需求側重學習及提高。再次,建立成套期中期末測驗試題,以基礎題和低難度題為主,可供學生選擇自測。對于同濟大學浙江學院的大學物理教學來說,上學期的課程沒有期中考試,這樣學習周期長,學生負擔較重,教師也不能及時知道學生的學習情況,處在模糊教學的狀態。如果大學物理試題庫建成并投入使用,就可以選擇一套中期試題,讓學生在規定的時間內完成,教師也可及時得到反饋,從而得到學生的學習情況。當然,基礎試題也可以作為平時作業布置給學生,對于時刻離不開手機的學生來說,不妨讓學生通過手機來完成作業。
2.3恰當處理網絡“教”與“學”的關系
在知識爆炸式增長的時代,計算機網絡中的信息資源具有海量性、生動形象性、開放性、交互性等特點。計算機網絡技術的迅猛發展也為教師與學生開展網絡教學和自主學習創造了良好的物質條件,更為教師教學提供了另一種途徑,可以實現遠程授課、答疑甚至在線探討。在網絡環境下自主學習更有利于學生轉變傳統的學習觀念,激發學習熱情,提高自主學習的質量和效率。雖然網絡提供了方便、快捷地獲取知識的途徑,提供了大量形象的圖片和生動的錄像,也能快速得到復雜運算的結果,但也讓很多學生養成只識圖不看文字、不動筆計算,作業直接從網上下載答案等毛病,導致了學生思想僵化,想象力匱乏。這種現象也成為網絡“教”與“學”急需要解決的問題之一[6]。這就要求當代高校教師不僅具有較高的網絡技能,還要認真研究教學的思路與方法,除擁有過硬的專業能力外,還需注重物理學中的人文主義精神培養。比如,講些物理學家的小故事、小插曲可以吸引學生,激發學生興趣。挖掘物理學的文化內涵,也能培養學生的科學能力、創造能力,提高科學鑒賞力。對意志、性格、品德等非智力因素的培養也非常有益。借助物理學史的框架去講授大學物理正與素質教育觀和現代大學物理的教學目標相一致[7]。這樣才能在應用先進的授課手段過程中,避免產生思想僵化、想象力匱乏等問題。
3總結
多媒體技術在教學中的應用改變了教師以粉筆和黑板為主要教學媒介的單調模式,圖文并茂、聲像俱佳、表現形式多樣化,深受廣大師生歡迎。
(一)信息量大,教學效率高。大學物理課程中有大量的公式、圖形,如果僅靠手寫,會耗費大量的教學時間,而且在合班教學時,教師較多手寫的內容不易被所有學生看清,這都會影響到教學效率。多媒體教學中,教師備課時將要講的知識點事先做好課件,可以在課堂上節省出較多的時間,這些時間可以用來講解原理、公式的發現和推導過程。多媒體授課形式直觀、有效,能夠調動學生的學習興趣,可以培養學生的科學思維方式,傳授知識的效果更好。
(二)直觀、生動,便于學生理解抽象的物理概念。物理課中有很多難以直接感知的概念和運動過程,例如:氣體分子速率分布、電磁波的產生和傳播、狹義相對論等,學生對這些物理模型僅憑想象很難理解。多媒體教學能夠將這些概念和運動過程用模擬的圖像、動畫等多種方式表現出來,這樣使學生能夠直觀、生動的去感知物理現象和物理內涵,再由表及里,由感性認識上升到理性認識,從而加深學生對物理模型的理解。另外,物理是以實驗為主的學科,利用多媒體技術,可以將一些經典的實驗過程做成演示課件,緊密配合課堂教學內容進行演示,對物理理論知識的教學有積極促進作用。
(三)多媒體課堂互動性強。學生參與教學活動能夠提升學習的主動性,多媒體教學可以實現互動式教學。當講解完某一知識點后,教師可以提出問題讓大家分析、討論,當教師總結時,可以將已講過的相關內容用多媒體課件再次演示,在這個過程中,加深了學生對知識點的理解,同時教師也知道了學生對知識點的掌握情況,因地制宜地調整教學節奏。針對一些難懂的知識點,可以根據多媒體課件反復演示、講解,以免學生因不理解而造成興趣低落。
(四)有助于學生了解物理學的發展歷程和物理學在本學科中的作用。利用多媒體技術,能夠更多地演示物理學的發展歷程和相關的物理學家圖片、視頻等,這有助于學生了解物理學的發展脈絡。也可以介紹一些當前的研究特點,尤其是物理學和本專業學科的交叉領域的研究特點,這樣不僅能拓寬學生的物理視野,同時還能使學生對專業、學科有一個綜合的理性認識,也就是對物理學的重要性有了理性的認識,從而提高學習積極性。
二、大學物理多媒體教學實例
多媒體技術在教學中具有上述優勢,可如何將多媒體技術優勢與具體的物理教學結合起來?我們以光的粒子性為例進行探討。光的粒子性在《大學物理》的近代物理基礎部分,《原子物理學》、《固體物理學》和《半導體物理》的量子物理部分,以及《量子力學》均有體現,是大學階段很重要的物理概念。因為光具有粒子性,所以當光照射到金屬表面時,電子從金屬表面逸出,稱為光電子。這部分知識比較抽象,為了加深學生的認知和理解,可以將光電效應的原理和現實生活中的應用利用多媒體課件展示給學生。利用光電效應開發的光控繼電器,如圖1所示,其原理是:當光照在光電管上,光電管電路中產生光電流,經過放大器放大,使電磁鐵M磁化,而把銜鐵N吸住。當光電管上沒有光照時,光電管電路中沒有電流,電磁鐵就把銜鐵放開,將銜鐵和控制機構相連接,就可以進行自動控制了。這種光控繼電器可以用于自動控制,如自動計數、自動報警、自動跟蹤等設備。在課堂上,展示給學生示意圖,并讓學生對光控繼電器的這些應用展開探討,拉近物理理論和現實生活的距離,同時讓學生認識到物理的重要性,從而提高學生的學習興趣。
三、多媒體教學應注意的事項
多媒體教學雖然有諸多優勢,但在教學過程中也碰到了一些問題。任何事物都具有兩面性,因此我們也不能過分夸大多媒體教學的作用。以下結合多年教學經驗,談一下多媒體教學過程中應注意的問題。
(一)教研室群策群力開發高質量的多媒體課件。課件的質量影響著多媒體教學的效果,如果不結合教學實際,僅僅是網上復制、粘貼制作而成的課件,其教學效果難以保證。針對這一問題,我院應用物理教研室各位老師在素材的收集和編排上融入了集體的智慧,針對每個章節、每個演示內容都做到精益求精。課件在教學使用中,我們還不斷收集學生對課件的意見和建議,而后進行推敲、修改。制作課件要摒棄一勞永逸的態度,應該緊跟學生的特點和時代的特征,不斷的優化和完善課件內容,從而使其作用發揮到最大。
(二)把握好教學節奏。多媒體課件的使用,使教師部分擺脫了手書的辛苦,但也出現了一些老師講課速度過快,或者僅僅照著課件讀出來等現象,這非但不能提高教學質量,而且還會造成學生的學習興趣低落。[3]對此,教師應該清醒地認識到,多媒體只是輔助教學工具,不是萬能的,只有對知識系統、詳細的講解和剖析,才能夠使學生聽到關鍵內容。教師備課時對課件內容要爛熟于心,授課時可以以課件為提綱,實現課件頁面與知識點講解的有機對接,游刃有余地組織教學,并且根據學生的掌握情況,適當調整、安排進度。
(三)多媒體教學應與傳統教學有機結合。如果過分強調教學手段現代化的作用,只能導致教學重“形式”輕“效果”。從本質上講,多媒體教學和傳統教學只是不同的教學形式,并不對立。[4]尤其是對于大學物理教學,里面有很多重要公式,如果僅靠課件的展示,學生很難理解公式的推導過程,這時傳統教學的優勢就體現出來了。教師將公式的詳細推導過程逐步書寫出來,學生在了解公式推演過程的同時,能夠加深對公式的理解。對于部分例題,采用傳統的教學方法,循序漸進地書寫出每一步的推導過程,同樣也可以提高學生的科學思維能力。所以,在大學物理教學過程中,應將多媒體教學與傳統教學巧妙地結合起來,交替使用,才能真正提高教學效果。
四、結束語
關鍵詞:多媒體教學;物理實驗課程
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599?。?012) 19-0000-02
多媒體是在計算機系統中,組合兩種或兩種以上媒體的一種人機交互式信息交流和傳播媒體。使用的媒體包括文字、圖片、照片、聲音、動畫和影片,以及程式所提供的互動功能。由于其具有多種媒體綜合的特質,使得意識表達更加直觀、明了,將此種技術應用到大學物理實驗課程當中,使得原來難懂的課程變得利于理解的同時,增加了生動性和趣味性,課堂氣氛格外活躍,深受學生的喜愛。
1 將多媒體技術融入到大學物理實驗課程的意義
科學技術的發展,是離不開知識作為理論基礎的。大學校園作為培育高端技術人才的搖籃起著不可低估的作用。物理學科是一門復雜的學科,大學的物理課程會將理論、公理、定理、原理等內容貫穿學習內容始終,使物理專業課程的學習變得十分枯燥乏味,容易使學生失去學習的興趣。物理實驗教學課,雖然增加了學生的親手操作、實踐過程,一定程度上可以提升學生的興趣,但是多種客觀因素造成教學仍存在“死角”,相當多一部分理論無法通過“實踐”的過程被學生們吸收。具體表現:(1)受課時少的限制,物理實驗課也只能由學生按照老師指導或者教材上的內容,“按指令,做指定步驟”操作,這種實驗課程往往無法擺脫于形式,缺乏學生的個人“真刀真槍的實戰演練”。而物理實驗內容往往是若干個理論融會貫通到一起,想真正掌握到理論知識的精髓,應該靠的是學生通過實驗個人總結積累而成,而絕不是靠老師的傳授。(2)很多院校存在教學設備陳舊,實驗用具不齊備等問題。在學生按小組為單位進行實驗時,由于組員人數多,造成個別組員操作,多數組員觀看的局面。致使物理實驗課從最初開設的的“動手實驗”初衷而演變成了“聚集觀?!钡慕Y果。(3)另有一些實驗,因操作所需的用具價格昂貴,在操作過程中極易損壞的問題,由于教學經費有限,這類實驗,往往由老師動手,學生觀看。由此,大學物理實驗課程失去了其存在的意義,學習效果自然達不到理想程度。基于以上幾點現狀,將新的教學模式融入大學物理實驗課程勢在必行。將多媒體技術應用到大學物理實驗課程中,解決這些難題和困惑將易如反掌。
2 多媒體技術在大學物理實驗課程中的實際應用
(1)利用多媒體制作模擬實驗的效果。對于一些理論課上學習內容復雜不利用理解,且客觀上無法通過真實的實驗課程實踐,可以借助于多媒體進行系統編輯處理,在課件中添加聲效、影像、FLASH動畫配以文字,制作出一個模擬仿真的實驗課件。一方面,激發了學生的學習熱情,增強了課堂的活躍氣氛;另一方面,通過仿真模擬實驗,讓學生們通過表現豐富的畫面,將抽象化的認識過程轉化為直觀、立體的熟悉過程。對于步驟繁多,耗時較長,知識點集中的實驗,可通過老師實地演練,并制成視頻課件方式向學生傳授,一方面節省了占用更多的實驗時間,另一方面,通過影像慢放,或重復播放,加深學生的記憶。此種方向一樣可以達到授課目的。還有一種,由于學院的實驗設備、用具實在無法滿足實驗需要的情況,同樣可以使用這種方法來解決。多媒體實驗課件的應用,可滿足學生們實時對實驗課程的預習和復習的需要。模擬仿真實驗,對物質的物理變化和理論知識有了形象化的表述,物理專業知識變得不再難懂。制作精良的課件,對無法實現的實驗過程有了完美的再現,讓學生從學習“死角”的迷茫中走出來。同時,避免了實驗過程中,由于失誤造成的教學儀器損壞,一定程度上節約了教學實驗經費。多媒體系統的應用,使物理實驗課變得前所未有的生動、有趣。(2)教學中電子課件的輔助作用。物理實驗課堂的講解,一直以來,都是延用由老師課前備課,準備大量的教案的方式。教師需要絞盡腦汁對復雜的實驗的各個關鍵過程,逐字逐句的推敲,選用哪些文字、語言的形式來表達,盡管準備的很充分,對于一些知識難點的傳授,實際效果還是不甚理想。有了電子課件的輔助,難題迎刃而解。好的課件需要有很好的表現力、感染力還有較強的演示功能。多媒體的特點是使學生通過生動、形象的感受來體會物理變化的內在規律和特點。只有經過反復修改、精心制作的課件,才能達到這種效果。在制作電子課件的初始階段,老師根據物理實驗教學課件的知識點,選擇適當的表達方式來展示。然后再通過系統軟件將課件制成電子教案,將混淆易錯的知識點配以繪圖,表格,文字,聲音,批注等進行對比分析講解,這樣,課件內容既突出了教學內容本身,也提高了課件的可觀賞性,增強了科學教育意義。一個制作精良、內容豐富的課件可以多次用于課程教授使用,減少了教師反復多次的手工教案的制作,提高了老師的備課工作效率。另外,還減少了課堂上教師的大量板書內容,節省了大量的上課有效時間。實際工作當中,還可以將這類課件通上傳到互聯網,供學生日常學習使用,另一方面,利于教師之間交互學習彼此先進的教學方案,為更好的制作電子課件奠定了堅實的學習實踐基礎。3.通過多媒體進行網絡教學輔導。大學物理實驗是一門技術含量較高,難度較大的課程。日常許多課堂的內容,學生無法當堂吸收。以往,學生有疑問,都要等到課間休息的間隙,以不耽誤下一節課的情況下,在有效的時間里解決的。實際上,幾分鐘的時間是很難滿足所有學生的答疑需要的。國內很多院校如今已經開通了校園網,全系學生均可以在網上互學互助,同時,學生向老師提出的問題,經過老師解答后,問題的解答已經實現了信息共享。完全改變了原有的學生重復提問,老師無數次解答的教學輔導模式??焖俚男畔鬟f,解決了學生實時提高的難題,同時也縮短了師生們的心理距離。大學物理實驗多媒體網絡教學的應用,老師可以把最新的科技信息與所傳授的課程相鏈接,并加以延伸,這樣,加快了物理實驗課程知識水平的更新,使學生畢業后走入社會的知識水平與工作內容相銜接。對于因故無法參加重要課程學習,以及與其他課程相沖突的情況,有了多媒體網絡教學的幫助,可以更好的自主安排學習時間,不必再為缺課而煩惱。通過物理實驗課程的預習——學習——復習是對學好大學物理實驗課程的最佳過程。而檢測這學生的學習程度的最有效辦法就是課后作業及測試。通過網絡課后作業以及測試,可以使學生輕松了解知識的掌握程度。通過系統軟件對答題準確度的分析,找出知識點的遺漏,為為學生制定學習計劃提供了有力的依據。
3 有利于大學實驗教學管理方面的需要
每逢期末考試結束,判卷工作將耗用老師大把的時間與精力。利用多媒體技術,進行網上答題,網上判卷,就將這一繁重的工作變得簡單、高效。利用數據分析軟件,將學生的成績按照各知識點,平均分值等數據信息進行匯總分析,將結果分布于校園網絡。此舉,一方面,可以使學生了解,自己在本學期的學習中,專業化學習的成果,另一方面,便于教師對本學期教學質量進行總結,了解學生普遍存在的知識“空白”以及“死角”,并指導老師在下一學期的教學任務和方向。
4 結束語
如前所述,多媒體運用到大學物理實驗課程當中,為學生提供了輕松、愉快的學習方式的同時,也提高了知識掌握程度。對于教師,不僅使教學方式、方法有了完美的提升,也提高了教師的工作效率。在未來,應該繼續探索多媒體技術更多功能方面的運用,將大學物理實驗課程做到最好,實現為我國培養出新一代科學技術接班人的美好愿望。
參考文獻:
[關鍵詞]MOOC;多媒體;演示實驗
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.22.173
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)22-0-01
21世紀是一個信息化的時代,科學技術的迅猛發展,尤其是信息技術日趨成熟,對我們的工作和生活產生了巨大影響,人們獲取知識的途徑也越來越多。近十年來,大規模在線課程“MOOC”像教育史上的一場數字海嘯一樣給我國教育界帶來了前所未有的震撼。因MOOC課程具有授課教師平均水平高、能滿足個性化學習、低成本投入以及全程參與教學活動等突出優勢,已經在國內外網絡教學范圍內掀起在線課程建設熱潮。作為大學物理授課教師,也要適應新形勢,接受新挑戰。
1 教學改革措施
1.1 引入MOOC教學模式
和傳統課堂教學模式相比較,MOOC教學模式在以下三個方面具有顯著的優勢。首先,MOOC課程的授課教師都是名校名師,教學水平高,對知識點深度、廣度的認識深刻,課件形式簡單但內容豐富;按照15~20分鐘左右的時長編排視頻,每次視頻均為一個完整知識點的教學過程。學習者可以選擇在自己最高效的時間進行學習,可以反復觀看視頻直到理解掌握為止。其次,MOOC可以通過大型開放式網絡,使用客觀、自動化的線上學習評價系統(如隨堂測試等),實現與學習者的互動與回應。學習者可以自我管理學習進度,采取自動批改、相互批改、小組合作等方式完成線上學習評價。第三,當MOOC課程建設完善后,可以借助MOOC教學平臺在學習者學習過程的各個環節進行大數據分析,使教師能隨時掌握每個學生的學習狀況,并通過開放式網絡及時提供反饋指導和學習資源,使得師生之間、學生之間的交流互動快速而便捷。
MOOC課程教學模式將在“物理知識點傳授”功能上發揮高水平教學、個性化學習等優勢。物理教育本就是一場文化活動,課堂教學在保證使學生掌握物理知識的同時,也要保證物理文化的延續。物理知識點的傳授側重科學知識的傳輸,物理文化的傳授則應強調物理學的歷史性、整體性、思想性以及人文性,全面體現物理學的社會價值觀。知識點的傳授可為分析問題、解決問題提供具體辦法,而物理文化的傳輸則有助于學生科學思維習慣的養成,建立科學的價值觀,培養探索精神,形成健康、高尚的人格。從這個意義上說,物理文化的教育價值更為內在、更為能動、更為持久。
1.2 多媒體與板書的合理結合
在計算機和網絡普及的今天,教學課堂上PPT課件已經成了授課過程中不可或缺的資料。誠然,PPT課件具有很多與生俱來的優點:信息量大、內容豐富、及文字、圖像、動畫、視頻于一體,給學生以感官上的刺激。但是,PPT容易忽略細節,學生來不及做筆記,而內容像看電影一樣一掃而過,對于大多數學生來說,印象不深,前后內容不連貫,不利于教學過程的繼續。因此,在使用PPT的過程中,不能忽略傳統板書的作用。板書是教師在課堂上自由發揮的領地。根據教學過程的需要,將貫穿每次課的主要公式和概念有序合理的寫到黑板上,便于學生理解、記憶,分清重點、難點,對主要內容一目了然。對每一堂課,我們都要合理設計,靈活的使用PPT和板書,取利棄弊、各展所長、互為補充。
1.3 演示實驗
PPT上的動畫和視頻可以在一定程度上拓寬視野,加深對物理現象和規律的理解。但這些素材都是提前錄制好的,有些實驗不身臨其境,是很難觸及本質的,印象也不深刻。因此,我們在教學過程中開放了演示實驗室,讓學生親自動手,體會物理帶給我們的樂趣。著名的物理教師Cliff Swartz說過:“沒有演示的物理課猶如沒有食物的晚餐?!蓖ㄟ^參與演示實驗,學生融會貫通“物”與“理”,將物理內化為自身經驗的一部分,對大學物理的學習也產生了更大興趣。在學生參與的過程中我們還做了調查問卷,調查結果為:97 %的學生喜歡物理課開設演示實驗;96%的學生通過演示實驗增強了學習興趣或加深了對知識的理解和掌握。包裝1302的雷雪梅說:“在演示實驗中我收獲了很多,明白了以前在物理課上沒有理解透徹的知識。我更加深刻的體會到了物理的真實性,更加感慨物理在我們的生活中無處不在,處處皆真理?!鄙?302的李燕說:“在這次的演示實驗課中,我學到了很多在平時的學習中學不到的東西,而且增加了我對物理學習的興趣?!笨傊?,大部分學生都在參與演示實驗的過程中有所收獲。
1.4 通過知識點整合,加強物理思維的培養
物理課堂教學,應該讓學生掌握物理思維模式。MOOC課程的以獨立知識點為講授重點,能發揮其對不同學習者的個性化需求。同時,因為每個知識點自成獨立體系,可對知識點所涉及的物理學研究方法進行具體、深入探討和講述。我們也注意到,某個具體的物理規律的獲得,都對應具體的研究方法。也就是說,MOOC教學模式可以很好的傳授物理學的研究方法。但物理思維并不等同于物理方法,它蘊含在物理方法中并扎根于人的思維習慣中。只有對獨立知識點進行整合,才能找到解決不同類問題時的定式思維習慣,讓物理思維成為科學思維模式,潛移默化的影響學習者的思考問題的方式。
2 結 語
為適應教育信息化進程的不斷發展,我們要更新教學觀念,在實踐過程中不斷探索適應新形勢的教學手段。同時,教師還要不斷充實自己,提高自己的業務能力??傊?,我們要選擇切實有效的教學手段,提高教學質量,為人才的培養和學校的發展貢獻我們的力量。