1 物理教学中创设问题情境
1.1 问题情景
所谓问题情境, 指的是具有一定难度, 需要学生努力克服, 而又是学生力所能及的学习情境。通过问题情境的创设, 使学生明确探究的目标, 给思维以方向;同时产生强烈的研究解决欲望, 给思维以动力;通过对问题情境的解决, 给思维以创新;最重要的, 通过问题情境的创设, 可以激发学生学习的积极性和主动性。在实际教学中, 教师提出问题, 就等于是创设了一种类似科学研究的情境和途径, 让学生通过自己的思维和实践去获取知识。在大学物理研究性教学中, 我们提出的问题往往基于某个物理概念、物理定律、物理定理, 希望通过问题引导着学生在相关领域收集、了解问题所指的材料, 起到培养学生探究问题的意识、解决问题的能力的作用。在教学中, 我们常常设置这样的问题情境, 而且我们希望学生把每个问题当成是一个个小课题, 这样便于激发他们的求知欲望。
1.2 创设问题情境的原则
创设问题情境, 要把握以下几个原则。
1.2.1 实践性原则
由于学生基础相差较大, 水平悬殊, 问题太难, 使基础差的学生吃不消, 问题太简单, 则会使基础好的学生吃不饱。实践性原则是指从实际出发, 能够因地制宜地设计问题, 使学生能自然地融入到教学当中, 而不需要做过多的预先安排。这是与建构主义学习观相符合的。建构主义认为:教学设计不仅应考虑到教学目标分析, 还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题。设计的问题要具有可行性和可操作性, 能在实践中准确到位。
1.2.2 活动性原则
学生思维能力敏捷, 再加上大学生具有较大的个性差别, 这就要求我们在设计问题时, 要注意活动性原则。即:设计的问题要具有动态性、自由性和灵敏性等特征, 这是让学生在教学过程中始终兴趣盎然、不感到枯燥乏味的有力保证。教学设计的活动性和实践性是属于同一层面而非同一内容的问题, 实践性强调的是问题要联系个体的生活、经验和知识的实际, 活动性则重视问题的机动灵活、适应功能。
1.2.3 目的性原则
学生由于基础相差较大, 对物理兴趣不足, 不能立即进入课堂教学状态之中。所以教师在提出问题的同时一定要把所要探究的目的告知学生, 因为没有全局在胸, 是不会真正下出一着好棋的。切不可只有教师心中有一定目的, 而让学生在不清楚探究的目标和方向的条件下进行盲目的“探究”。而且学生知道了明确的探究目的, 有助于形成积极主动的学习态度。有了明确的目标, 学生要解决一个明确的问题, 得出一个准确的结论。一种说法认为研究性教学重过程而不重结果, 这种说法是片面的, 在现实中也是行不通的。学生探究的能力只能在一个一个的问题的不断探索和解决中得到培养和提高。经过亲身体验和探索得来的结论, 学生印象会更深刻, 也才会加以应用。
2 选择思维方法
物理学反映了人们对周围世界的认识, 是人类智慧的结晶, 思维能力在物理学的研究中起着重大作用, 不论物理观念的建立, 物理规律的发现, 还是物理基础理论的创立和突破, 都离不开思维。一般认为, 思维是人们对客观事物间接的、能动的反映过程。思维能力是人们在感性认识的基础上, 通过大脑的一系列抽象的、形象的及灵感活动而获得对事物本质和规律的认识能力。物理学家运用比较、分析、综合、归纳和演绎等基本思维方法进行物理学研究, 结合物理学科特点, 就形成了模型法、理想实验法、类比推理法、假说法等科学方法, 可以说, 这些科学研究方法是思维方法在物理学中的具体表现形式。在大学物理研究性教学中, 当学生面对物理问题时, 我们要求学生能够运用学过的物理学的思维方法进行分析。当学生在运用这些方法的同时, 其实就是在进行一种科学探究的过程。在我们的研究性教学中, 我们最常用, 也是学生最易于掌握的是以下的几种思维方法。
2.1 理想方法
理想方法是在物理教学中通过想象建立模型和进行实验的方法, 理想方法又分为理想模型和理想实验。理想模型法是非常常用的方法。因为客观世界中物体间的相互作用相当复杂, 进行物理研究时我们不可能面面俱到。所以需要在分析和研究物理现象时, 忽略物理过程中的次要因素, 抓住主要矛盾而抽象出一个物理模型, 即为理想模型。例如:质点、点电荷、理想气体等都是理想模型。为了把错综复杂的物理现象提炼成物理模型, 必须在客观实验的基础上对各种事实和材料进行分析、综合、比较、概括和抽象推理, 这一过程是创造性的科学思维过程。一个物理模型的建立大都应用了抽象思维、形象思维和直觉思维等科学思维方法, 所以在教学中适当的让学生学习建立模型的方法, 可以培养学生的想象力和创造力, 进而降低学习难度。从这一点来看, 对学生来讲是非常适合的, 因为在问卷调查中有近50%的学生认为大学物理难学。
2.2 类比方法
类比是一种逻辑推理形式, 应用两种物理现象和物理规律之间的相似或相同, 而推查其它方面也相似或相同的方法, 即为类比方法。在研究性教学中, 类比方法可以帮助学生理解较为复杂的实验和深难的物理知识, 还可以加深学生的记忆。由于类比是两种事物的某些方面的相同或相似, 不能保证在所有方面都一一相同或相似, 所以学生在类比的同时对所类比的两个对象将会有更为本质的了解, 而物理教学的要求便是抓住本质。
大学物理教与学的难点在电磁学, 电磁学的难点在于静电场。而静电场之后的稳恒磁场的学习则相对容易些, 原因是稳恒磁场中的物理概念、定义、定理、定律与静电场有许多类似之处, 所以讲到磁场时, 常常将之与电场进行下面这样的类比。
2.3 假说方法
假说是物理学发展的基本形式, 也是物理学研究问题的一种重要方法。所谓假说, 就是物理学研究者在观察和实验的基础上, 根据物理原理和事实, 通过物理思维加工, 对未知的物理现象或过程的本质、规律所作的一种假定性的说明或解释。在物理学发展史上, 许多物理规律最初都是以假说的形式出现的, 然后经过实验或理论的论证其正确性。在研究性教学中, 让学生学会使用假说的方法有助于学生对物理学有更为深刻的认识。
例如, 关于热的本质的争论, 16世纪以后, 人们曾提出许多假说, 总的来讲可分为“热的运动说”和“热质说”。由于当时热的运动的观点尚缺乏足够的实验根据, 只是用它能够对摩擦生热等热现象作简单的推测性的解释, 所以还不能成为科学理论。直到后来许多学者先后在分子运动论方面做了大量工作, 才明确的提出了热是分子运动的表现, 使流行了100年的热质学最终被彻底抛弃。
摘要：大学物理是大学理工科学生最重要的基础学科之一, 大学物理教学中实施研究性教学有利于培养学生的研究能力和创新能力, 是培养高素质人才的有益措施。本文对大学物理教学中实施研究性教学进行了研究。
关键词：大学物理,研究性教学,问题情境
参考文献
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[2] 刘诚杰.在大学物理教学中开展研究性学习的探索[J].物理与工程, 2005 (2) .