圍繞培養學生思維能力設計教學流程*
——以流體的運動教學實踐為例

汪小剛

(浙江農林大學理學院 浙江 杭州 311300)

1 引言

在農林類高等院校中，大學物理是一門公共基礎課.通過該課程的教學，使生物、農林類等各專業的學生掌握必備的流體力學、表面現象、熱力學和光學等基本知識、基本理論，為今后學習其他專業基礎課和專業課打好基礎.但在實際的教學過程中，大學物理課程授課教師往往把基礎知識的簡單傳授作為課堂上唯一的任務，采用填鴨式灌輸的教學模式.這種傳統的教學模式使得學生處于被動接受知識的狀態，失去學習興趣和積極性，也不利于學生創造性思維能力和解決問題能力的培養[1].如何真正地在授課過程實現物理課程培養學生“思維能力和解決問題的能力”的作用，從教學方法上下功夫的同時，有必要首先對教學的內容和流程進行全面的設計.授課教師不僅僅只關注某一節內容的講解，而更應該根據知識點的歸類，從整體上進行把握.

下面以第一章“流體的運動”[2]為例，重點說明如何對教學的內容和流程進行全面設計，以求實現培養學生思維能力和解決問題能力的目的.

2 授課思路——步步設疑層層深入

首先應該根據知識點的歸類從整體上進行把握教學內容.如圖1所示，對“流體的運動”這一章在整體上進行了分析，授課思路確立為步步設疑、層層深入.同時，緊緊圍繞實現培養學生思維能力這一目標，步步設疑，層層深入的授課思路也將貫穿于在每堂課的教學實踐過程中.

圖1 教學內容的整體把握

根據教學內容和上述授課思路，這一章的教學重點被確定為：理想流體模型、連續性原理、伯努利方程、牛頓粘滯定律、湍流；教學難點有：粘滯系數、雷諾數、泊肅葉公式、斯托克斯定律.

3 教學策略的設計

在這一章的教學中，筆者設定的教學策略可以概括為以下幾點.

(1)培養思維能力是主旨.授課要求步步設疑，層層深入；從問題開始，到問題結束.

(2)潛移默化，注入科技英語.我校的大學物理課程目前不屬于雙語教學，但為了讓學生能夠初步接觸一些專業科技詞匯，在授課課件中，對每一章每一節的重要物理名詞都加上英文詞匯的標注.例如流線(stream line)，湍流(turbulent flow)等，又如采用英文介紹有關物理學家的生平事跡.

(3)聯系專業，拓展知識.在本章最后一節課還安排介紹了流體力學在食品加工貯藏中的應用，以及沉降分離和離心分離，拓展學生的知識面.

4 具體教學流程設計

在確立授課思路和教學策略的基礎上，圍繞具體的教學內容，對教學流程進行了精心的設計.在實際授課過程中采用的教學流程可以用下圖2表示.

圖2 課堂教學流程

首先通過知識點的回顧，設置疑問，采用啟發式的教學方法引入新課.以第三節“粘滯流體的流動”為例，一開始對前一次課的知識重點——連續性方程以及伯努利方程進行了簡短的回顧，接著提出問題：以上兩方程的確立都有一個條件——理想流體，即流體的不可壓縮、完全無粘滯力.而實際流體與理想流體當然不一樣，即具有粘滯性，那么如何比較實際流體的粘滯性？實際流體又將怎樣運動的？圖3為授課課件的截圖，通過以上問題，自然而然地引入新的內容——粘滯流體的流動.

教學流程的第三個環節——課堂展開的內容便是粘滯力和粘滯系數的介紹.課堂的展開其實就是對上述問題中第一個問題的回答.

圖3 課堂教學流程之引入課題

而第二個問題，即實際流體又將怎樣運動則是本節內容的深入.在演示實際流體運動的圖片之后，又采用設置疑問的方式加以引導，既然實際流體有層流和湍流兩種不同的形式，那么怎樣才能夠形成湍流呢？形成的條件可以具體計算么？由此，學生進入湍流和雷諾數的學習.在例題講解結束之后，理論聯系實際，介紹雷諾數在現實中，如風洞試驗等的重要作用.圖4為授課課件的部分截圖.

圖4 課堂教學流程之深入

課堂教學流程的第五個環節是小結.在對本節知識作簡要的總結后同樣的以問題結束：粘滯流體的運動具有怎樣的基本規律？這為引出第一章第4節的內容作了鋪墊.

單純的物理知識的教育只是初級的物理教學，而科學探索的物理教育則可以認為是高級物理教育[3].一般的教學流程設計最后的一個環節是小結.不過在我們的流程中，最后一個環節設置為知識拓展.其內容包括科學家和相關歷史的介紹，另外還有科學前沿介紹等.讓學生經過緊張的知識學習后放松心情，感受物理的人文氣息，提升學生對物理的好感.下課之前，除了布置作業之外，還增加了與授課內容相聯系的趣味小問題，寓教于樂，留有余味.圖5為該環節所使用的授課課件的部分截圖.

圖5 課堂教學流程之知識拓展

5 結束語

大學物理課程對培養大學生思維能力和解決問題的能力有著不可忽視的作用.除了進行教學方法的改革之外，從教學的內容和流程上進行全面的設計是首先要做的工作.精心設計教學流程，步步設疑，層層深入，最大程度地發揮大學物理課程培養學生思維能力的功能.

參考文獻

1 陳建軍，孺牛，譚佐軍，盧軍.農林類大學物理自主導學系統的研究.物理與工程,2008，18(5)：59

2 楊宏偉.物理學.北京：中國農業出版社,2010

3 宋峰，李川勇，王慧田.物理教學中讓學生感知科學探索過程，提高認知水平，培養物理思維能力.大學物理，2009，28(12)：43