農(nóng)業(yè)院校大學(xué)物理的自主探索式教學(xué)

[摘要]我國是農(nóng)業(yè)大國，合格農(nóng)業(yè)人才的培養(yǎng)關(guān)系到我國的長遠(yuǎn)發(fā)展。大學(xué)物理學(xué)是高等農(nóng)業(yè)院校重要的基礎(chǔ)課之一，但當(dāng)前農(nóng)科大學(xué)物理教學(xué)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為提高課堂教學(xué)效率，探索以學(xué)生自主探索為主的課堂教學(xué)模式，這改變了以往枯燥的課堂教學(xué)，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了課堂教學(xué)效率，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)人才的培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理；農(nóng)業(yè)院校；自主探索；教學(xué)方式；教學(xué)效率

[中圖分類號]G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-4634(2011)04-0065-03

高等農(nóng)業(yè)院校作為農(nóng)業(yè)人才的培養(yǎng)搖籃，無疑肩負(fù)著重要的歷史使命，如何培養(yǎng)出合格的農(nóng)業(yè)人才關(guān)系到我國的長遠(yuǎn)發(fā)展。大學(xué)物理學(xué)作為自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)，已越來越廣泛地應(yīng)用在農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)中。作為一門科學(xué)素質(zhì)課，它對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法、創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實際能力以及樹立科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀等，有著其他課程所不能替代的作用。然而隨著我國高等教育大眾化的推行，目前農(nóng)業(yè)院校的大學(xué)物理教學(xué)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：理論與實際脫節(jié)嚴(yán)重、教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方式落后，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不夠，課堂教學(xué)效率低下，未能充分發(fā)揮大學(xué)物理學(xué)應(yīng)有的優(yōu)越育人功能。如何改進(jìn)教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率應(yīng)是每個教師積極探索而又具有重要意義的問題。

1 農(nóng)業(yè)院校大學(xué)物理的教學(xué)現(xiàn)狀

物理學(xué)對農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展所起到的推動作用是不容忽視的，尤其是近代物理學(xué)中的聲學(xué)、激光、遙感、電子顯微鏡等高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)的結(jié)合直接推動了物理農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生，因其無污染、可持續(xù)發(fā)展等特點，成為了近年來農(nóng)業(yè)研究的熱點。由于農(nóng)業(yè)院校本身更傾向于應(yīng)用化學(xué)方法，物理課基本上處于從屬地位。以湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，農(nóng)科大學(xué)物理僅有36學(xué)時，實屬罕見。面對如此少的課時量，教師不得不大肆縮減教學(xué)內(nèi)容，只留下一些最基本的部分。近代物理及物理新技術(shù)在農(nóng)業(yè)、生物方面應(yīng)用的內(nèi)容幾乎從未提及，缺乏農(nóng)業(yè)院校最基本的特色。這樣，不但學(xué)生覺得收效甚微，而且各院系領(lǐng)導(dǎo)都覺得大學(xué)物理學(xué)與學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程關(guān)聯(lián)不大，因而愈發(fā)不重視大學(xué)物理課程。作為一門系統(tǒng)性和邏輯性都很強(qiáng)的學(xué)科，若課時量太少，學(xué)生只能學(xué)到支離破碎的物理學(xué)，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)熱情。長期以來我國在進(jìn)行農(nóng)業(yè)科技人才培養(yǎng)中，忽視了物理學(xué)的作用，使得很多的農(nóng)業(yè)科技工作者物理素質(zhì)不高，研究水平較低，這對提高我國農(nóng)業(yè)科技水平是很不利的。此外，教師習(xí)慣于按傳統(tǒng)的講授式進(jìn)行教學(xué)，只是教授學(xué)生簡單了解表象而不能由表及里，深入分析緣由。

2 傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足

傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以接受程式化的知識為導(dǎo)向，習(xí)慣于傳遞現(xiàn)成的知識，注重聚合性思維和形象性思維的培養(yǎng)。不可否認(rèn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式系統(tǒng)性強(qiáng)，邏輯性強(qiáng)，但傳統(tǒng)的教學(xué)方式過于強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，多采用直接“注入式”，課堂教學(xué)是教師的“一言堂”，老師照本宣科，把教學(xué)大綱規(guī)定的知識內(nèi)容機(jī)械地單方向灌輸給學(xué)生，如同“填鴨”，忽視了學(xué)生的主體地位。學(xué)生處于被動接受狀態(tài)，而對于學(xué)什么、學(xué)多少、如何學(xué)，完全由教師確定，課堂教學(xué)呆板、機(jī)械、單調(diào)，缺乏生氣和活力。學(xué)生學(xué)習(xí)的獨立性消失了，就很容易失去學(xué)習(xí)的興趣和積極性。這種教學(xué)方式培養(yǎng)出來的學(xué)生只會按部就班繼承前人的知識，而不會應(yīng)用知識來解決實際問題，缺乏創(chuàng)造性思維能力和解決實際問題的能力。這樣的教與學(xué)只是一種簡單的機(jī)械式疊加，不能相干疊加，更不能產(chǎn)生教與學(xué)的共鳴。時間一久，學(xué)生很容易產(chǎn)生疲勞和厭倦，教師越教，學(xué)生越不想學(xué)。總之，傳統(tǒng)教學(xué)的“教”不一定引起“學(xué)”，更不一定產(chǎn)生“會”。此外，傳統(tǒng)的教學(xué)重知識而輕能力，重理論而輕實踐。現(xiàn)代教育的目的不是單純的傳授知識，而更應(yīng)該注重能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，特別是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。顯然，這種教學(xué)方式不符合現(xiàn)代教育的本質(zhì)。

3 大學(xué)物理學(xué)的自主探索式教學(xué)

“教”是為了學(xué)生“學(xué)”，而“學(xué)”是為了使自己“會”，要使學(xué)生由“教”而“學(xué)”并最終“會”，則其主要目標(biāo)是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。教育心理學(xué)告訴人們，學(xué)習(xí)動機(jī)中最積極、最活躍的因素是學(xué)習(xí)的興趣和求知欲望，興趣和欲望是接受知識內(nèi)在心理特征和思維活動的基本條件。教師的教學(xué)方式是實現(xiàn)教學(xué)目的的關(guān)鍵，因此，需要改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式，探索出一套既能發(fā)揮教師引導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體作用，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的新型教學(xué)方式。

如何才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情?孔子說：“疑是思之始，學(xué)之端。”著名心理學(xué)家魯賓斯坦也說過，“思維通常是開始于疑問或問題，開始于矛盾”。學(xué)生只有對事物產(chǎn)生了好奇與疑問時，才能真正發(fā)自內(nèi)心的去探究它。這就需要教師根據(jù)學(xué)生的特點，在課堂教學(xué)中最大限度地調(diào)動學(xué)生的求知欲望。為此，探索出新穎的自主探索式教學(xué)，實現(xiàn)學(xué)生由“教”而“會”的飛躍。在教學(xué)實踐中，首先設(shè)計充滿生機(jī)的學(xué)習(xí)情境，將物理學(xué)與學(xué)生的生活相融合，教師從日常生活現(xiàn)象或?qū)I(yè)需求入手巧妙設(shè)疑，充分激發(fā)起學(xué)生的探疑興趣，誘導(dǎo)學(xué)生主動參與。在教師的引導(dǎo)下，以學(xué)生自主(互助)探索為主，點撥啟發(fā)學(xué)生利用已有的知識進(jìn)行分析推證，歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，理解各種生活現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由，最終教師適當(dāng)?shù)亟o予總結(jié)評價，指引學(xué)生利用新的知識進(jìn)行實踐運用，解釋相關(guān)的生活現(xiàn)象，如圖1所示。下面通過具體的教學(xué)實踐加以說明。

表面張力是農(nóng)學(xué)與生物學(xué)等專業(yè)都需要的一個非常重要的知識點，但該部分知識比較抽象，不好理解，是學(xué)生較難掌握的一個知識點。為此，在具體教學(xué)實踐中教師首先應(yīng)該根據(jù)生活現(xiàn)象設(shè)疑：為什么早晨的露珠呈現(xiàn)橢球狀?為什么肥皂膜里松弛的弦線在某一側(cè)皂膜被刺破后立即變張緊了?疑問一出，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣立即被調(diào)動起來，紛紛表述自己的見解。針對這些疑問，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的流體力學(xué)知識思考流體具有哪些特性?為什么流體可以呈現(xiàn)確定的形狀?膜中的弦線為什么會張緊?學(xué)生們可立即意會到有力的存在。那這個力是什么樣的力?是如何產(chǎn)生的?又如何表現(xiàn)出來?引導(dǎo)學(xué)生分析液體表面及其內(nèi)部分子的分布特征，而分子間又具有相互作用力，從而獲知液體表面分子的受力狀態(tài)。適時插入一段放慢了的視頻：繃緊的橡皮膜在釋放外力后逐漸收縮，引導(dǎo)學(xué)生據(jù)此展開聯(lián)想，很快就有學(xué)生意會到液體表面與橡皮膜的類似之處。因為受力不均勻，液體表面與橡皮膜一樣，具有收縮的趨勢。點撥學(xué)生認(rèn)識到液體表面在收縮過程中所表現(xiàn)出的作用力稱之為表面張力。啟發(fā)學(xué)生從能量的觀點來思考，由于液體的表面張力有使液體表面收縮到最小的趨勢，這樣分子間的勢能就會發(fā)生變化，在內(nèi)聚力的作用下，總是使表面積減小，即表面張力就是液體表面減小時所減小的表面自由能。這又說明了液體表面張力的影響因素，從而歸納出新的內(nèi)容——液體的表面張力及其影響因素。再適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐運用，用新知識來解釋前面的生活現(xiàn)象。同樣，這些生活現(xiàn)象又可從另一方面證明剛才的理論分析。通過這樣一種自主探索式的教學(xué)過程，牢牢吸引了學(xué)生的探疑興趣，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新的積極性，這樣，學(xué)生大多都能準(zhǔn)確掌握表面張力這個知識點。為了更進(jìn)一步加深鞏固，提高學(xué)生的應(yīng)用能力，還可根據(jù)學(xué)生的具體專業(yè)進(jìn)行適當(dāng)拓展，比如說在噴灑農(nóng)藥時，如何才能使植物盡快吸收?植物的根莖如何輸送養(yǎng)分等。

在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，只是將表面張力這樣一個知識點機(jī)械地傳授給學(xué)生，雖然學(xué)生也知道表面張力的存在，也知道影響表面張力的各種因素，但在實踐中時卻不會靈活運用。通過考核對比發(fā)現(xiàn)，對于簡單的識記或計算題目，大部分學(xué)生都能準(zhǔn)確地完成，但對于靈活一點的題目如要求學(xué)生根據(jù)相關(guān)知識解釋為什么通常人們看到小量筒的水面呈現(xiàn)下凹狀，但當(dāng)量筒里的水逐漸增多，液面最終呈現(xiàn)凸起狀這一類型題目時，很多學(xué)生就不會實際運用了。而在自主探索式教學(xué)過程中，學(xué)生已深刻地掌握了表面張力產(chǎn)生的緣由及其作用機(jī)制，因而幾乎都可對液面形狀的變化作出正確的解釋。

在教學(xué)過程中，教師不僅要善于“傳道、授業(yè)、解惑”，更要善于“激勵、喚醒、鼓舞”。通過自主探索式教學(xué)的實施，可有效激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生主動地學(xué)，從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃觿?chuàng)造知識，實現(xiàn)從“學(xué)會”到“會學(xué)”、從“學(xué)中做”到“做中學(xué)”的飛躍。這改變了以往波瀾不驚，暮氣沉沉的課堂氣氛，提高了課堂教學(xué)效率。而且在教學(xué)過程中將物理學(xué)與學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)及專業(yè)聯(lián)系起來，讓學(xué)生學(xué)習(xí)有活力的、充滿生機(jī)的物理學(xué)。將以往枯燥的課堂教學(xué)變成趣味盎然的知識轉(zhuǎn)換站，讓學(xué)生活學(xué)、活用，突出了物理思想體系對學(xué)生思維的影響。引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建相關(guān)物理模型，用物理學(xué)的語言、思維來分析解決問題，指引學(xué)生透視現(xiàn)象看本質(zhì)，抓住問題的關(guān)鍵所在，啟迪學(xué)生實現(xiàn)知識的遷移，從而真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)與思維能力，使其善于觀察、勤于思考、敏于分析。這樣，使教與學(xué)從簡單的機(jī)械疊加轉(zhuǎn)變?yōu)橄喔莎B加進(jìn)而產(chǎn)生教與學(xué)的共鳴，實現(xiàn)師生互動。

當(dāng)然，任何一種教學(xué)方式都有自身的不足之處，對于“自主探索”式教學(xué)也有很多需要注意的問題。首先，應(yīng)用“自主探索”式教學(xué)無疑提高了對教師的要求，需要教師對所授內(nèi)容精心設(shè)計，怎樣提出問題，如何引導(dǎo)學(xué)生去思考、分析，對于可能出現(xiàn)的錯誤答案如何去辨析，同時還需廣泛收集教學(xué)素材，拓展學(xué)生的知識面。只有當(dāng)教師具有相對豐富的知識時才能巧妙設(shè)疑，恰當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確思考。其次，應(yīng)用“自主探索”式教學(xué)需要較多的課時量，但在當(dāng)前大學(xué)物理課時量越來越少的情況下，難以對所有知識點都實行這樣的教學(xué)，只能精選重要的、難懂的知識點進(jìn)行特殊教學(xué)。最后，自主探索需要學(xué)生具有良好的基礎(chǔ)知識，能夠較好地跟上教師的引導(dǎo)而進(jìn)行思考，如若學(xué)生基礎(chǔ)較差不能跟上教師的引導(dǎo)，則教學(xué)效果并不理想。這些需要教師不斷完善進(jìn)取，充分發(fā)揮新這種穎教學(xué)方式的特點，做到揚長避短。鑒于農(nóng)業(yè)院校的特點，既然課時量被壓縮，教學(xué)內(nèi)容與其面面俱到，點到即止，學(xué)生收效甚微，還不如精選學(xué)生所需的重要知識點進(jìn)行重點講解，利用“自主探索”式教學(xué)，讓學(xué)生真正掌握相關(guān)知識，并成為自身的能力。這樣，不但可改變學(xué)生對上大學(xué)物理課學(xué)不到東西的感覺，改變大學(xué)物理課對專業(yè)課程用處不大的觀點，而且加強(qiáng)了對農(nóng)業(yè)人才物理素質(zhì)的培養(yǎng)，間接推動了我國農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步與發(fā)展。

4 小結(jié)

在大學(xué)物理教學(xué)過程中，必須摒棄以往教師主導(dǎo)一切的落后教學(xué)方式，而應(yīng)以學(xué)生為主體，充分實現(xiàn)師生互動。要充分激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，讓學(xué)生從傳統(tǒng)教學(xué)過程的束縛中解放出來，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，變知識接受者為知識創(chuàng)造者。通過“自主探索”式的教學(xué)，將生活實際與專業(yè)需求帶入了課堂，牢牢吸引住了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，并且充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，鍛煉了學(xué)生的探索創(chuàng)新能力，使其思維敏捷，善于思考，能夠利用已有知識建立合適的物理模型來解決實際問題，真正成為學(xué)習(xí)的主人。這樣，改變了以往大學(xué)物理教學(xué)過程中理論與實際應(yīng)用相脫離，教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的專業(yè)需求沒有緊密聯(lián)系起來的缺陷，使學(xué)生切實感受到有趣的、有用的物理學(xué)，并真正掌握物理學(xué)知識和科學(xué)思維的方法，從而真正實現(xiàn)大學(xué)物理學(xué)對人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

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