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摘 要:军校大学物理教学应以教授物理思想方法为主线,提高学员的学习兴趣,培养学员发现、解决问题的能力;充分利用多媒体技术,发展学员思维能力,以促进学员的个性发展和创新能力的提高。
关键词:大学物理教学;创新思维能力
创新是一个民族进步的灵魂,是军队保持旺盛战斗力的不竭动力。创新也是科学研究的灵魂,是信息时代对教育工作的核心要求。作为一名军校教员 就大学物理教学层面而言,如何培养学员的创新精神、创新意识和创新能力呢?
1 以教授物理思想方法为主线,提高学员的学习兴趣
物理思想是物理学的精髓,每一个模型,每一种假设无不体现着精妙的物理思想。利用物理思想进行教学,无异于把物理学中最本质的东西传授给学员,让学员身临其境地感受物理学的魅力,从而激发学员的学习兴趣。学员对物理思想掌握的程度,将直接影响其对物理现象的思考和理解,也势必影响其对整个物理学的理解。因此,只有把物理思想传授给学员,让学员逐步利用这些思想观察身边的世界,解决身边的问题,才会使学员受益终生。教学中,应抓住重点,尽可能多地感性讲解,避免繁琐的数学推导。
1.1由点到面法
例如在讲完质点的概念后有目的地自问自答。问:质点在现实中存不存在? 如果不存在为什么还要研究质点? 答:第一,根据物理学史,牛顿根据开普勒三大定律,推导出了万有引力定律,但当时无法解释为什么能够把物体看做是只有质量而可以忽略其体积的这种想法,直到他发明了微积分,从数学上证明了实心球体可以等效地看做其质量位于质心而不考虑其形状的点——质点。质点的提出包含着微积分的发明和应用,体现了数学和物理是不可分割的。第二,能否在处理问题时把物体看做是质点,体现了抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的思想。第三,质点的提出包含了解决复杂问题时的一种思路,即由简到繁、由一般到特殊、由点到面的循序渐进的思想方法。质点中包含的这些思想是物理学中解决问题的最根本的方法。
1.2间接法
学习了光的干涉,强调杨氏双缝干涉实验是把人眼无法观察到的干涉现象转化到人眼可以观察到的稳定的干涉图样,利用这种方法间接地测量了光的波长。
1.3类比法
德布罗意通过对物质粒子和光子类比,提出物质波的假设。[1]麦克斯韦把光波与电磁波作比较,得到光是电磁波的正确论断。
物理学中精妙的方法还有很多,始终贯穿在物理学的每一个角落,我们在教学中注意方法引导,强调解决问题最重要的是思想方法,使学员逐渐习惯运用这些方法解决身边的物理问题。这样既能提高学员学习物理的兴趣,又有利于培养和提高他们分析和解决实际问题的能力,为学员创新思维能力的培养奠定基础。
2 着重培养学员发现、解决问题的能力
在有限的课堂教学中,要使学员不仅学到基本的物理原理,而且还能了解物理新技术的应用前景,为今后的学习、工作中能够独立运用物理知识解决问题打下基础。为了达到这个目标,我们可以从以下两个方面进行尝试。
2.1通过事例启发
通过日常生活中的事例,启发学员利用物理知识解释一些问题。如:杂技中的平衡是刚体力学的核心问题;车灯上安装的偏振片是利用偏振原理做成的;而车窗上的薄膜就是增透膜的一个实际应用,等等。这些最简单的物理原理的应用,让学员真切感受到了物理知识的应用就在我们身边。
2.2培养发散型思维
我们在强调基础的同时,鼓励学员突破传统思维模式,敢于对现有理论提出质疑,从不同角度看问题,进行创造性思维的训练。例如在学习多普勒效应之后,有意识地引导学员质疑是否存在反多普勒效应的现象? 在谈到光在各向同性介质表面产生反射和折射时,质疑是否会发生折射光线与入射光线在法线同侧的现象,即“左手现象”。[2]
教学中还可运用以下几种物理思维训练手段来提高学员的发散性思维能力:1)一题多解,探索简捷、新颖的解题途径,提高多方位、多角度灵活解决问题的能力。如解决简谐振动问题的公式法、图像法与旋转矢量法;2)一题多变,或运用变式,引导学员尽可能多地认识物理事物的各种形态,养成从不同角度、不同方面分析物理问题的习惯通过这些思想的引导,让学员知道新的观点思路也许就在自己身边,由此增强学员学习的主动性,学员应用物理知识创新的意识也得到了明显的提高,为今后的科研工作打下了一定的基础。[3]
2.3注重学科渗透
针对不同专业学员,增加相应的物理方面的知识,如对计算机专业的学员可以结合电磁学、光学的教学,分析光盘、磁盘的读写原理及鼠标定位工作原理等;而对电子专业的学员,可应用电磁感应、涡电流等知识,分析现在的电磁灶等的工作原理,使学员切实感受物理学与其他各学科的密切联系,从而开阔视野,启迪思维。
3充分利用多媒体技术,发展学员的思维能力
在大学物理教学中应用多媒体技术不仅可以提高大学物理的教学质量和教学效率,对学员创新思维能力的培养也有极其重要的作用。[4]
3.1多媒体应用可帮助学员提高物理思维能力
多媒体能将具体的形象展示给学员,能够帮助学员建立起清晰的物理意境,使抽象的物理知识和形象的物理现象联系起来,从而提高物理思维能力,为创新思维能力的培养铺设平台。
3.2多媒体技术可用于实验模拟与仿真
物理课程中有些实验在一般实验室环境下很难完成,而利用计算机模拟、仿真理想状态,可以很好地展示。还有一些实验在常规实验室根本无法做,如原子物理中的小粒子散射实验、隧道扫描显微镜等,利用多媒体电脑制作这类实验的动画,可以为物理实验教学和培养学员实验能力提供崭新的平台,促进学员观察能力、实验能力和创新思维能力的发展。
3.3利用多媒体技术可以开阔思维视野
由于受到教学时数的限制,对于学员应该了解的物理前沿,由于内容涉及范围面较广、较深,利用粉笔教学很难达到理想的教学效果,因此可利用多媒体进行放映观看,从感性方面加以认识,以开拓学员知识面,培养学员的创新思维能力。
创造性思维是高级的思维活动,这种思维能力的提高是一个渐进的过程,提高创造性思维能力的途径与手段有很多,本文难以一一列举。但对大学物理教师来说,只要充分发挥物理学科的特色与优势,坚持以教授物理思想方法为主线,坚持多問,多变的教学方法,持之以恒地训练学员的创造性思维能力,提高其思维品质,就一定能进一步挖掘出学员的创造潜力。
参考文献
[1] 程守洙.普通物理学(上册)[M].高等教育出版社,2006.
[2] 张三慧.大学物理学[M].清华大学出版社,2003.
[3] 张晚云.浅谈大学物理教学中创新思维与能力的培养。高等教育研究学报2011.3。34卷第1期:70-72页
[4] 万明芳.大学物理:多媒体教学的思考[J].理工高教研究,2005.3.
(作者单位:武警工程大学基础部)
关键词:大学物理教学;创新思维能力
创新是一个民族进步的灵魂,是军队保持旺盛战斗力的不竭动力。创新也是科学研究的灵魂,是信息时代对教育工作的核心要求。作为一名军校教员 就大学物理教学层面而言,如何培养学员的创新精神、创新意识和创新能力呢?
1 以教授物理思想方法为主线,提高学员的学习兴趣
物理思想是物理学的精髓,每一个模型,每一种假设无不体现着精妙的物理思想。利用物理思想进行教学,无异于把物理学中最本质的东西传授给学员,让学员身临其境地感受物理学的魅力,从而激发学员的学习兴趣。学员对物理思想掌握的程度,将直接影响其对物理现象的思考和理解,也势必影响其对整个物理学的理解。因此,只有把物理思想传授给学员,让学员逐步利用这些思想观察身边的世界,解决身边的问题,才会使学员受益终生。教学中,应抓住重点,尽可能多地感性讲解,避免繁琐的数学推导。
1.1由点到面法
例如在讲完质点的概念后有目的地自问自答。问:质点在现实中存不存在? 如果不存在为什么还要研究质点? 答:第一,根据物理学史,牛顿根据开普勒三大定律,推导出了万有引力定律,但当时无法解释为什么能够把物体看做是只有质量而可以忽略其体积的这种想法,直到他发明了微积分,从数学上证明了实心球体可以等效地看做其质量位于质心而不考虑其形状的点——质点。质点的提出包含着微积分的发明和应用,体现了数学和物理是不可分割的。第二,能否在处理问题时把物体看做是质点,体现了抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的思想。第三,质点的提出包含了解决复杂问题时的一种思路,即由简到繁、由一般到特殊、由点到面的循序渐进的思想方法。质点中包含的这些思想是物理学中解决问题的最根本的方法。
1.2间接法
学习了光的干涉,强调杨氏双缝干涉实验是把人眼无法观察到的干涉现象转化到人眼可以观察到的稳定的干涉图样,利用这种方法间接地测量了光的波长。
1.3类比法
德布罗意通过对物质粒子和光子类比,提出物质波的假设。[1]麦克斯韦把光波与电磁波作比较,得到光是电磁波的正确论断。
物理学中精妙的方法还有很多,始终贯穿在物理学的每一个角落,我们在教学中注意方法引导,强调解决问题最重要的是思想方法,使学员逐渐习惯运用这些方法解决身边的物理问题。这样既能提高学员学习物理的兴趣,又有利于培养和提高他们分析和解决实际问题的能力,为学员创新思维能力的培养奠定基础。
2 着重培养学员发现、解决问题的能力
在有限的课堂教学中,要使学员不仅学到基本的物理原理,而且还能了解物理新技术的应用前景,为今后的学习、工作中能够独立运用物理知识解决问题打下基础。为了达到这个目标,我们可以从以下两个方面进行尝试。
2.1通过事例启发
通过日常生活中的事例,启发学员利用物理知识解释一些问题。如:杂技中的平衡是刚体力学的核心问题;车灯上安装的偏振片是利用偏振原理做成的;而车窗上的薄膜就是增透膜的一个实际应用,等等。这些最简单的物理原理的应用,让学员真切感受到了物理知识的应用就在我们身边。
2.2培养发散型思维
我们在强调基础的同时,鼓励学员突破传统思维模式,敢于对现有理论提出质疑,从不同角度看问题,进行创造性思维的训练。例如在学习多普勒效应之后,有意识地引导学员质疑是否存在反多普勒效应的现象? 在谈到光在各向同性介质表面产生反射和折射时,质疑是否会发生折射光线与入射光线在法线同侧的现象,即“左手现象”。[2]
教学中还可运用以下几种物理思维训练手段来提高学员的发散性思维能力:1)一题多解,探索简捷、新颖的解题途径,提高多方位、多角度灵活解决问题的能力。如解决简谐振动问题的公式法、图像法与旋转矢量法;2)一题多变,或运用变式,引导学员尽可能多地认识物理事物的各种形态,养成从不同角度、不同方面分析物理问题的习惯通过这些思想的引导,让学员知道新的观点思路也许就在自己身边,由此增强学员学习的主动性,学员应用物理知识创新的意识也得到了明显的提高,为今后的科研工作打下了一定的基础。[3]
2.3注重学科渗透
针对不同专业学员,增加相应的物理方面的知识,如对计算机专业的学员可以结合电磁学、光学的教学,分析光盘、磁盘的读写原理及鼠标定位工作原理等;而对电子专业的学员,可应用电磁感应、涡电流等知识,分析现在的电磁灶等的工作原理,使学员切实感受物理学与其他各学科的密切联系,从而开阔视野,启迪思维。
3充分利用多媒体技术,发展学员的思维能力
在大学物理教学中应用多媒体技术不仅可以提高大学物理的教学质量和教学效率,对学员创新思维能力的培养也有极其重要的作用。[4]
3.1多媒体应用可帮助学员提高物理思维能力
多媒体能将具体的形象展示给学员,能够帮助学员建立起清晰的物理意境,使抽象的物理知识和形象的物理现象联系起来,从而提高物理思维能力,为创新思维能力的培养铺设平台。
3.2多媒体技术可用于实验模拟与仿真
物理课程中有些实验在一般实验室环境下很难完成,而利用计算机模拟、仿真理想状态,可以很好地展示。还有一些实验在常规实验室根本无法做,如原子物理中的小粒子散射实验、隧道扫描显微镜等,利用多媒体电脑制作这类实验的动画,可以为物理实验教学和培养学员实验能力提供崭新的平台,促进学员观察能力、实验能力和创新思维能力的发展。
3.3利用多媒体技术可以开阔思维视野
由于受到教学时数的限制,对于学员应该了解的物理前沿,由于内容涉及范围面较广、较深,利用粉笔教学很难达到理想的教学效果,因此可利用多媒体进行放映观看,从感性方面加以认识,以开拓学员知识面,培养学员的创新思维能力。
创造性思维是高级的思维活动,这种思维能力的提高是一个渐进的过程,提高创造性思维能力的途径与手段有很多,本文难以一一列举。但对大学物理教师来说,只要充分发挥物理学科的特色与优势,坚持以教授物理思想方法为主线,坚持多問,多变的教学方法,持之以恒地训练学员的创造性思维能力,提高其思维品质,就一定能进一步挖掘出学员的创造潜力。
参考文献
[1] 程守洙.普通物理学(上册)[M].高等教育出版社,2006.
[2] 张三慧.大学物理学[M].清华大学出版社,2003.
[3] 张晚云.浅谈大学物理教学中创新思维与能力的培养。高等教育研究学报2011.3。34卷第1期:70-72页
[4] 万明芳.大学物理:多媒体教学的思考[J].理工高教研究,2005.3.
(作者单位:武警工程大学基础部)