新時代大學物理課程教學思考

時間:2022-10-15 09:13:10

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新時代大學物理課程教學思考

摘要:在新時代中國特色社會主義教育事業中,高校要持續深化教育教學改革。本研究以南京信息工程大學為例,對新時代大學物理課程教學的特點、內容、改革方法進行分析,探討南京信息工程大學新時代大學物理教學過程中對教學內容和教學方法的改進和優化措施,以提升大學物理課程的教學效果。

關鍵詞:新時代;大學物理教學;教學改革

黨的報告指出,在新時代中國特色社會主義偉大進程中,教育事業必須處于優先位置,要深化教育教學改革,加快教育教學現代化,辦好人民滿意的教育。大學物理課程作為理工類本科專業的必修公共基礎課程,不僅包含了較為全面且系統的基本物理學知識,而且能夠培養理工科專業學生的科學素養和創新能力。隨著新時代互聯網技術和科學技術的高速發展,大學物理課堂教學的模式和方法在不斷改進,這給承擔大學物理課程教學的教師帶來新的挑戰。提升大學物理課堂的教學效果是高校和教師的共同目標。本研究結合南京信息工程大學大學物理課程教學方面的實踐探索,探討大學物理課程教學在新時展中的特點以及在教學內容和教學方法等方面的改革創新。

一、新時代大學物理課程教學的特點

(一)廣泛運用互聯網技術。現階段,在線課程的學習已經廣泛開展,各種微課、慕課或翻轉課堂等教學形式讓學生目不暇接,而大學物理課程的學習也不例外。鑒于大學物理課程自身的基礎性特征,幾乎所有理工科專業的學生都要進行學習。因此,大學物理課程的教學任務繁重。互聯網在線課程的教學形式可以在一定程度上降低大學物理課程任課教師的工作強度,提升教學效率。互聯網在線課程具有內容豐富、主題突出和使用方便等優勢,不受時間和空間的約束,且可以重復觀看。盡管當前在線課程的教學形式存在諸多優勢,但是大學物理課堂教學無法被在線課程完全取代。事實上,將互聯網技術與傳統課堂教學進行有效地融合,能夠讓學生對大學物理課程的學習產生新的動力。(二)大學物理“新”知識的延拓。當前科學技術的發展已經超出人們的想象,在新時代背景下,大學物理課堂教學需要將物理學的基本知識進行“新”的延拓,以激發學生的學習興趣。現有信息傳播技術非常便捷,人們對物理學基本知識的檢索和了解也很方便,因此教師如何讓學生對基本物理學的知識有積極主動學習和探索的欲望是關鍵,大學物理“新”知識的延拓必不可少。大部分承擔大學物理課程教學的教師都具有博士學位,因而對“新”知識的敏感性比較強。對大學物理“新”知識的延拓能夠刺激學生的求知欲,讓物理學的基本知識能夠“活”起來或“動”起來,進一步提高學生對大學物理基本知識的認識和理解。

二、新時代大學物理課程教學內容的優化

雖然大學物理課程是理工科專業學生的公共基礎課程,但是針對不同類型的人才培養,其教學內容需要進行一定的優化。首先,針對應用型人才的培養目標,要明確大學物理課程在其培養體系中的地位。應用型人才要在工程實踐中具有分析和解決問題的能力,因此大學物理課程的建設要著眼于培養學生分析和解決現實問題的能力。其次,設置符合應用型人才培養目標的大學物理課程體系。除加強基本原理和基本方法的理解外,教師在教學內容上要聯系實際,補充基本原理或理論的應用實例或應用領域,同時注重將理論與實際相結合,并將大學物理課程的實踐檢驗作為重要的組成部分。第一,筆者以費馬原理為例來闡述教學內容的優化,從而滿足應用型人才的培養要求。費馬原理闡述光線傳播的基本規律,是大學物理課程中的一個重要原理,其核心內涵是光沿著光程為極值的路徑進行傳播。在大學物理課程教學過程中,通常分析或求解的光線傳播過程及其幾何現象是在二維平面內,且僅能定性地認識費馬原理的物理含義。這會使學生形成一定程度的思維定式,對后續光學成像應用的理解產生一定的困惑。因此,教師將費馬原理拓展到三維空間中,利用空間幾何關系、坐標向量及向量點乘與叉乘等基本數學關系,升華費馬原理的一般性特征。這樣的過程可以引導學生對費馬原理形成一般性認識,然后結合將筷子插入水中的實例,說明費馬原理在光線傳播過程中的理論特點。此外,教師要進一步利用費馬原理計算三維空間反射光線的位置,探討費馬原理在理想成像和變折射率材料中的應用,將基本原理與實踐相結合,以適應應用型人才的培養目標。第二,以學校的專業特色為例來闡述教學內容的優化。南京信息工程大學有著“中國氣象人才搖籃”的美譽,學校在大學物理課程教學內容的優化過程中,將基本的物理學原理融入大氣科學的應用中,開辟了“氣象物語”專欄,如對大氣動力學、流體力學、大氣熱力學、大氣電磁學、大氣光學與大氣輻射學等基本專業術語進行闡釋,并與基本物理學內容相對應。這些充分體現了大學物理課程基本知識在氣象學領域的基礎地位,具有鮮明的氣象特色,不僅能讓學生學習基本的物理學理論,還能將學生所了解的物理學與大氣科學知識相互融合,進一步加深他們對物理學知識的理解。當然,對于其他具有相應專業特色的院校,這種大學物理課程教學內容的優化思路是值得借鑒的,但需要進一步特色化和本校化。在新時工科大學物理課程教學過程中,教學內容要適應當前社會的發展,以培養社會需求的人才為基本目標,將理論與實際相結合,科學合理地優化大學物理課程的知識結構。

三、新時代大學物理課程教學方法的改進

相比于傳統大學物理課程教學手段的單一和枯燥,新時代大學物理課程的教學方法更加豐富多樣。授課教師由課堂教學內容的灌輸者逐步轉變為課堂教學的組織者和幫助者,學生正由被動接受者逐步轉變為主動學習者。二者角色的變化,促使授課教師不斷改進大學物理課程的教學方法。大學物理課程作為一個基礎課程,其重要性不言而喻,教師應當思考如何改進教學方法。大學物理課程中有很多重要的基本概念和理論,其背后都有相應的數學模型或思想。在大學物理課程教學過程中,教師需要指導學生從數學的角度理解相應的物理含義,以加深對基本物理知識的認識。這種“數學—物理含義”相結合的思考方法,可以幫助學生先從抽象的數字去認識,再由其包含的物理含義進行具象思考。這樣的往復式思考既有助于學生認識物理知識,又加深他們對理論的理解。教師在大學物理課程教學過程中要適時地提示“數學—物理含義”往復式的思考方式,幫助學生學會這樣一種思考方式,為其后續學習更加復雜、深層次的知識養成良好的思考學習習慣。在新時代大學物理課程教學中,教師可以充分利用大學物理在線課程的優勢,但不能完全依賴它,否則就缺少了學生與教師的交流與互動,無法激發學生形成思想的火花。教師要積極倡導學生進行自主學習和發散性學習,在信息如此發達的今天,讓學生主動去探索與之相關的新知識。同時,教師要調整自身在大學物理課程教學中的定位,放平心態與學生交流,一同進行探究式學習,并進行合理有益的引導。此外,由于部分學生自身的知識結構體系和視野還不夠寬闊,教師需要利用自己豐富的物理學知識引導學生進行開放性學習。此外,在新時代大學物理課程教學中,教師要啟發或引導學生去調研物理學大師的逸聞趣事,了解一個基本原理或理論產生的背景,抱著一種崇敬的心態去探訪物理學大師的過往,這樣可以形成一種物理學大師偶像效應。一個偉大的時代,必然是一個大師輩出的時代,若某個物理學大師能夠成為學生的偶像或榜樣,那么學生對物理學求知和探索的欲望會變得更加強烈。大學物理課程的基本概念和基本原理在一定時期內會保持不變,但是大學物理課程的教學不會一成不變,尤其是在新時代教育進程中。對大學物理課程任課教師而言,需要在新時代教育教學進程中求變求新,只有充分認識到新時代大學物理課程教學的鮮明特征,才能在大學物理課程教學中對教學內容和教學方法進行改進和優化,進而提升大學物理課程的教學效果。

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作者:葉井飛 陳玉林 趙德林 單位:南京信息工程大學