摘 要:就近年來從事大學物理教學的體會,探討大學物理教學中若干問題,并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略,期望對改進大學物理教學,提高教學質(zhì)量能起到拋磚引玉的作用。
關(guān)鍵詞:大學物理 還原論 意識
中圖分類號:O441 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(c)-0204-01
物理學的基本觀點、思維方法已滲透到包括社會科學、人文科學在內(nèi)的各個學科、各個領(lǐng)域之中,從而成為各個學科的根基。目前國內(nèi)許多著名大學針對文科專業(yè)開展了文科物理教學工作。對理工科學生而言,大學物理課程是一門必修的公共基礎(chǔ)課。筆者收集了今年來在大學物理教學中遇到的一些問題并試探提出一些相應(yīng)的解決策略。
1 大學物理課程的定位
在課后交流中,每年來自不同院系的許多學生總是提出這樣的疑問:學習大學物理有什么用?和他們所學專業(yè)有什么聯(lián)系?可見,學生不知道大學物理課程的定位問題,這是從事物理教學工作者必須要正確回答的問題。否則,將傷害他們學習大學物理課程的興趣。物理學是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)運動最基本的形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學。其基本理論滲透在自然科學的一切領(lǐng)域,是自然科學和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。物理學所包括的經(jīng)典物理、近代物理及他們在科學技術(shù)上應(yīng)用的初步知識,是一切研究人員和工程技術(shù)人員所必備的。因此,大學物理課程所包含的基本理論、科學思維方式和研究方法,是每位理工科大學生必須掌握的,是學習其它后續(xù)課程的基礎(chǔ),對將來的工作和畢業(yè)后進一步學習新理論、新技術(shù)、不斷更新知識都有著深遠的影響。
2 物理學基本研究方法-還原論
物理學中有許多簡單的模型,如質(zhì)點、剛體、彈簧振子、孤立系統(tǒng)、理想氣體、平衡態(tài)、卡諾熱機等,有些同學可能懷疑這些簡單模型對研究復雜物理問題的意義。這就需要物理教學工作者讓學生明白并掌握物理學基本的研究方法-還原論。所謂的還原論,就是將世界分成許多小的部分,每一部分研究清楚了,最后摒起來,問題就可以得到解決。這個觀點是自然的,物理學家過去受到的是這個訓練,基本接受這一觀點,有很多著名的科學家都支持這個觀點,鼎鼎大名的愛因斯坦就講過:“物理學家的無尚考驗在于達到那些普適性的基本規(guī)律,再從它演繹出宇宙”。這可以說是愛因斯坦的雄心壯志,也是幾代物理學家抱有的看法,就是說如果我們把世界的基本規(guī)律搞清楚了,那么一切事情就自然解決。
3 大學物理知識的“導出”意識
俗話說:良好的開端是成功的一半。在講解新的教學內(nèi)容時,大5edfaf29e406db5983c14ce016120df9多數(shù)老師都非常重視導入問題。導入的作用是集中學生的注意力,激發(fā)興趣,喚起求知欲,啟迪學生積極思維,為取得良好的教學效果打好基礎(chǔ)。如今已有許多新的導入方法被提出,如溫故知新法、矛盾導入法、實驗導入法、故事導入法、問題導入法等。然而,在知識點、章節(jié)講完即結(jié)束,或接著講幾個例題就結(jié)束,絕大多數(shù)老師往往沒有導出意識。假如有學生對所學知識點需要進一步深入了解,不知如何從哪里開始。目前,教材中,針對某一章節(jié)結(jié)束后只有知識點小節(jié),沒有給出對知識點深入學習的具體課外參考資料。這就需要老師介紹相關(guān)且有一定深度的參考資料,指出參考書具體對應(yīng)的可能對學生感興趣的內(nèi)容。在課堂教學中,老師既能將學生引入所講解的知識點,又能將學生引出到課后想要學習的知識的海洋。通過這種方式,不僅可以逐步培養(yǎng)學生自主學習能力,提高學習效率,同時還能激發(fā)學生認真學習大學物理的熱情和興趣。
4 物理學中基本概念、原理及規(guī)律的類比意識
在課堂教學中,老師往往清楚地解釋基本概念,詳盡地推導出基本原理和規(guī)律,但缺乏一些相近基本概念原理及規(guī)律的類比意識。這樣老師往往感覺很“冤”,課堂上已經(jīng)講清楚,但是課后總是有很多學生還是搞不清楚,不會應(yīng)用。例如:在氣體動理論中,分子數(shù)密度被引入(N為總的分子數(shù);V為氣體分子的體積)。在高中學生也學過質(zhì)量密度這個概念(M為給定物體的總質(zhì)量)。前者指的是單位體積內(nèi)有多少個氣體分子;后者指的是單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量的多少。這兩個完全不同的概念滿足方程ρ=nm(m為某個分子的質(zhì)量)。此外,氫分子的平均平動動能與氫氣的平動動能,這兩個概念也容易混淆。前者指某個分子,而后者指給定量的總的氫分子的平均平動動能。這些概念如果不通過類比加以強調(diào),大多數(shù)同學往往容易混淆。物理學中有很多基本概念、原理及規(guī)律,因而在課堂教學中需要老師對一些相近基本概念原理及規(guī)律要有類比意識。
5 物理學與哲學
在氣體動理論知識的學習中,研究對象為什么是大量的氣體分子而不是單個分子呢?就單個分子而言它的行為是及其偶然的,而把大量分子看作一個整體,它的運動就有一定的規(guī)律性。必然性與偶然性屬于唯物辯證法的基本范疇。必然性是指客觀事物聯(lián)系和發(fā)展中合乎規(guī)律的、必然發(fā)生的、確定的趨勢,它是由事物內(nèi)部根本矛盾決定的。偶然性是事物發(fā)展中不確定的、可能這樣也可能那樣出現(xiàn)的趨勢,它決定于事物內(nèi)部非根本矛盾和外部原因。唯物辯證法認為:必然性與偶然性相互依存,必然性存在于偶然性之中,偶然性背后隱藏著必然性。因而將大量氣體分子看作一個整體進行研究,運用統(tǒng)計的方法找出一些普遍的規(guī)律??梢?,通過一些哲學原理來解釋物理學的相應(yīng)問題,可以達到事半功倍的效果。
6 結(jié)語
傳授物理,物理教學工作者必須首先做到悟物窮理。這里的“理”是萬物之理,即物質(zhì)運動之理論,或者說是物質(zhì)世界運動的最基本的規(guī)律。每當教學改革的呼聲高漲時,其他專業(yè)就要求壓縮物理課程學時,同時對大學物理教學提出眾多不同的要求。如何能嫻熟地駕馭教材,使大學物理課程教學既能適合理工科不同專業(yè)的需要,又能體現(xiàn)物理學科的特點,并不斷提高教學質(zhì)量,是擺在每一位從事大學物理教學工作者面前必須應(yīng)對的重要課題。
參考文獻
[1]李浙生.物理科學與認識論[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.
[2]龔斌,周雨青.大學物理問題式導入研究[J].物理與工程,2006.
[3]程守洙,江之詠.普通物理學[M].北京:高等教育出版社,1982.
[4]馬文蔚.物理學教程[M].北京:高等教育出版社,2006.