大學物理教學中激發學生學習興趣的方法和體會*

趙新麗 張金波 吳永萍

(揚州大學物理科學與技術學院 江蘇 揚州 225002)

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師.”興趣是學生學習動機中最活躍、最現實并帶有強烈情感色彩的因素，是推動學生學習最實際的內部動力.有了興趣，便能產生積極的情感和學習的主動性，學習效率就高，興趣與學習相輔相成，互相促進[1,2].大學物理是高等院校培養學生的科學素養,提高學生分析問題和解決問題的能力、協調理論知識與提高動手能力的一門重要的且必修的公共基礎課.然而，在一些綜合性大學，很多農林、生命類專業的低年級學生一聽說大學還要學習物理，就望而生畏，叫苦連天，總是被逼無奈，不得已而學之.因此，激發、培養學生的學習興趣、調動他們的學習熱情，在物理課程教學中顯得尤為重要.

為克服學生對物理課程的畏難情緒，充分調動他們的學習積極性，把學習興趣真正轉化為積極的、主動的學習.筆者在多年從事為農林、生命類各專業的物理課授課過程中，針對不同的教學內容，選用了不同的教學方法來激發學生的學習興趣，介紹如下.

1 適時思路提示 激發求知欲望

思路提示，是指在自然科學的學習過程中，把科學家做出結論時的思路告訴學生的一種啟發式教學方法，運用思路提示不僅可以提高學生的創新思維能力，還可以激發學生的學習興趣[3].

在學生的初始印象中，物理是難學、難懂的一門課程，而且涉及的數學知識比較多，對于一些非物理專業特別是農林、生命類專業的學生，由于數學和物理基礎比較薄弱，學生在聽課過程中容易感覺枯燥、乏味.對于此類內容，筆者會適時插入相關理論背后的故事.通過簡要介紹理論創立者的生平及理論創立的過程，不僅可以活躍課堂氣氛，激發學生的學習興趣，同時，也可以深深地影響學生，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀[4].

如在講量子物理時，筆者在講課前先放映了一段紀錄片《愛因斯坦未竟之篇章》，該片記錄了愛因斯坦深信宇宙的本質是美麗簡單的，一定有一個統一理論能闡釋宇宙間所有的物理現象，在這份信念的支撐下，即使晚年臥病在床，他依舊孜孜不倦地推演計算著.遺憾的是，盡管愛因斯坦耗盡了后半生，但依舊沒有找到這樣的理論.正當愛因斯坦在尋找統一理論的道路上屢屢受挫的時候，一群年輕的科學家奪走了愛因斯坦的光芒，引領了物理的主流.他們創立了一個描述微觀世界的物理理論——量子力學.這個理論讓我們知道，微觀世界與我們肉眼看到的宏觀世界完全不同，它如此的神奇魔幻，超越了當時所有科幻作者的想像力.又如，在講述光在介質表面反射和折射時的偏振現象時，筆者講述了馬呂斯在研究方解石雙折射時，偶然發現一個像點消失了的故事.在講授X射線衍射時，筆者引入倫琴發現X射線的過程.其他物理學家的故事也被用于物理教學中，取得了較好的教學效果.

當然，在教學中應當注意對于學史的講述要少而精.如果是為講故事而講故事，容易分散學生的注意力，也達不到應有的教學效果.榜樣的力量是無窮的，科學家對科學不懈追求的精神,研究和解決問題的獨特方法以及他們的光輝業績，會使每一個有進取心的學生心向往之，進而激發他們的學習興趣，鼓舞他們的學習熱情.同時，那些創新思想、創新方法也激發學生學習物理的興趣和熱情.

2 列舉生活實例 展示實驗教學

在教學中，好的導語可以激發學生的求知欲和學習興趣，使他們產生學習的愿望和意向.為此，筆者把日常生活中的實例和實驗作為導語引入課堂教學，以激起學生的好奇心，使他們帶著濃厚的興趣認真上完整堂課.

首先，舉實例.在物理課程中，部分章節的知識與現實生活中的許多現象緊密聯系在一起，對于這類知識，筆者從舉實例入手創設問題，牢牢抓住學生的注意力.如在講“液體的表面現象”時，筆者以一些生活現象或生活實例為引子，作為整堂課的導語.如“荷花上的水珠呈球形”，“ 水黽能夠站在水面上”，“毛筆尖入水散開，出水聚合”，“靜脈注射或肌肉注射時要將針管中的氣體排除后再注射”，“旱田播種后要把地面壓緊”，“冬耕的目的”等.這些實例在現實生活中很常見，大多數學生有親身的體會.這樣，就很容易激起學生的好奇心，使他們產生對問題進行探究的想法，學習的主動性明顯提高，讓學生在不知不覺中把知識點牢固掌握.當然，這類例子還有很多，表1 是作者常舉的一些例子.

表1 部分章節中所舉的實例

續表

其次,把實驗引入課堂教學.借助實驗的直觀性，提高學生對物理定律及基本概念的理解.例如,在引入伯努利方程時，筆者取兩張白紙，平行放置，向兩張白紙中間吹氣，兩張紙吸到了一起.把這個簡單、易操作、占用時間少的小實驗搬上課堂.在學生看完整個實驗后，緊接著設疑激發學生展開思考,如何解釋上述現象呢？你通過本實驗可以得出的初步結論是什么？提出兩個問題，由此啟發學生得出結論即氣體流速越大，壓強越小.學生帶著探究“謎底”的迫切心情，心中充滿解決這些“為什么”的渴望，聽課的效率很高，這一節課顯得很輕松，效果很好.伯努利方程得出之后，引導學生應用這一理論對開始時的實驗現象進行解釋.又如，在表面現象一章中，表面張力這一概念很重要，講授時往往是先從微觀層面上說明表面分子受力不均衡，恒有指向液體內部的趨勢，緊接著從宏觀層面上指出表面張力是方向與液面相切、垂直作用于單位長度線段上的緊縮力.學生往往對這一轉換難以理解，成為教學中的難點.為幫助學生理解表面張力的存在和方向，筆者在課堂上放映了肥皂膜將鐵圈中的細棉線線圈拉圓的實驗視頻.

總之，采用上述兩種方法，把抽象的物理理論以生動活潑的形式引入課堂教學，有助于學生的理解，也更能抓住學生的注意力.

3 介紹科研前沿 凸顯實際應用

教學中筆者發現農林、生命類專業的大部分學生認為基礎物理課程與所學專業關系不大，在工作中用不到，因此，對該課程不夠重視.為了糾正這種錯誤想法，筆者在講授物理知識時，注意聯系與本專業的實際應用和研究前沿.

(1) 介紹實際應用.如在講授偶電層空間某點電勢的時候，筆者結合相關圖片，指出了解偶電層電勢的特點對生命科學有著重要的意義，因為動植物的細胞膜本身就是閉合的偶電層.細胞外空間的電勢變化在細胞通訊上有重要意義，在疾病診斷、抗逆性評價等方面都有著重要的應用價值.又如,在靜電場對電偶極子的作用一節，筆者講授了偶極相互作用，并指出這種作用廣泛存在于生物分子之中，在蛋白質分子的α螺旋結構、DNA的雙螺旋結構中大量存在的氫鍵就是偶極相互作用的典型例子.為了進一步拓展學生的視野，筆者還結合相關文獻，介紹了在21世紀，物理學將以主力軍的身份解決生物節律、細胞通訊和生命起源等重大生命科學難題[5].

(2) 介紹科學前沿.如在講完表面現象一章有關表面張力和接觸角的相關知識后，筆者講述了《Nature》雜志中的一篇文章[6].該文章介紹了水黽的疏水性腿.

圖1

從掃描電鏡照片來看(圖1) ，水黽的腿均勻地覆蓋著一層傾斜度大約為20°的微米級的剛毛，而每一根剛毛又含有納米級的溝槽，在微米級的剛毛和納米級的溝槽形成的空間中覆蓋著一層空氣，這使得它的腿具有超疏水性，與水的接觸角高達167.6°±4.4°.正是這個原因使水黽的腿即使在水面上壓出(4.38±0.20) mm 深的水窩也不會刺穿水面，單腿的最大支撐力為其總體重的15倍.這類前沿知識的介紹加深了學生對表面張力和接觸角等相關知識的理解，并使學生意識到即使最前沿的仿生學研究，采用的理論很多也是來源于物理的基礎知識.

總之，筆者通過綜合使用上述幾種教學方法，成功激發了學生學習物理的興趣并調動了他們的學習積極性，收到了較好的教學效果，還被評為最受歡迎的教師.但筆者也清醒地認識到，在物理教學中，上述方法的使用對激發學生學習興趣的作用是有限的.為使學生把學習興趣真正轉化為積極、主動的學習動力，還需要物理教師在日常教學過程中多學習、多積累、多總結，綜合運用多種教學方法和創新思維訓練技巧[7]，在大學物理和諧大課堂中[8]，努力探索更加有效的方法.

參考文獻

1 鮑鴻吉.物理教學與生活實際結合. 物理與工程,2010,20(3):3～4

2 冷美香,萬宗喜.培養學習興趣,提高教學質量.青島大學師范學院學報, 2001,18(2)：83～84

3 吳永萍，朱桂萍，朱海梅，張錫娟.加強創新思維訓練 促進創新能力發展.大學物理教育專刊,2008，20(5):11～15

4 蔡志凌.物理學史的教育功能.安徽師范大學學報(自然科學版),2003, 26(2):143～145

5 田秀桃.21世紀物理學的前沿及研究特點.科技信息(學術研究)， 2008(23):96～97

6 Gao X, Jiang L. Biophysics: Water-repellent legs of water striders. Nature, 2004, 432(4): 36

7 朱海梅，吳永萍. 巧用物理思想 培養創新思維. 物理通報，2011(9):14～17

8 吳永萍，韓玖榮，朱海梅，張錫娟. 構建大學物理和諧大課堂的教學嘗試. 物理通報，2012(2):18～20