大學物理有效教學的理論與實踐研究

摘 要：大學物理教學設計的理論基礎，是教師進行教學的基礎。設計教學的目的是為了讓學生能夠更好的學習，調動學生的學習主動性。教學理論知識主要來自于兩個方面，一是教師教學的實踐經驗，二是科學研究的理論成果。課堂教學的實施是重要的環節，在大學物理教學中，力學及電磁學兩部分是重點、難點，針對這兩部分教學，可以根據實際情況，結合教學內容選擇多種教學方法。

關鍵詞：大學物理；有效教學；理論；實踐

一、大學物理有效教學的基礎理論

（一）認知建構主義

認知主義萌發于兒童認知發展理論，其強調學習者的內部認知過程。認知建構主義認為學習是一個意義構建的過程，其在傳統經驗與現實經驗兩者的打磨中形成，同時進一步地豐富、調整自己認知結構的過程。大學物理教學涉及到很多中學就已經涉及到的重要的概念、定律等，教師可以藉此對前概念進行深入，進一步引導學生將新概念內化到認知結構中。

（二）社會認知理論

社會認知理論是認知心理學與強化理論的結合，其強調學習者的期待和對相仿的經驗的認識，可以說社會認知理論是傳統行為主義與認知理論的紐帶。其認為行為、個體及環境三個方面都能夠對學習產生影響，個體通過一系列的行為學習，即注意榜樣—生成榜樣—觀察學得，這其中學習者一定要具有表現或抑制的動機。社會認知理論對大學物理有效教學有著十分重要的引導作用，教師可以將一些抽象、難懂的概念和定律進行講解之后，再輔以一些例題予以演示，從而學生對這個“榜樣”的過程有了全面地理解。

（三）情境學習理論

情境學習理論強調在學習過程中，個體與其他文化歷史情境的彼此配合，注重過程的有效性和真實性。情境學習理論指出，學習是社會性、實踐性的參與過程。當前，大學物理教學所面臨的問題是如何提高學生的知識遷移能力，當學生掌握了一道題的解決方法后，再做另一道與之相似的題目就無法解答，這很大程度上與知識點的情境相關。在這種情況下，要為學生創造一個良好的學習情境，從而提高學生的學習能力。

（四）學習動機理論

學習動機理論包括內部動機與外部動機。所謂內部動機是個體在活動中的感受所決定，外部動機是獎勵等所激發的動機。學習動機理論由無動機、外部學習動機及內部學習動機所建立的序列，其能夠有效激發個體的學習活動。在大學物理教學過程中，只要是形成了學習動機，那么其就能夠貫穿于個體的整個學習活動，學習動機影響學習效果，學習效果也影響學習動機，兩者相輔相成。

二、大學物理有效教學的實施

（一）變式教學

要想讓學生學以致用，將所掌握的物理概念靈活地解決實際問題，可以采用變式教學。以“質點運動的描述”為例，變式重點體現在“坐標維數變時物理量的定義式變化”、“情境變式下問題的求解”兩個方面。其重點、難點在于掌握描述運動的各個物理量并能熟練示解；消除非科學前概念對科學概念的負面影響。主要實施過程為：①創設情境、引入新課；②與學生討論分析，現實問題模型化，模型問題數學化；③不同空間維數下物理量的表達式；④已知各種不同的加速度表達式，示速度或運動方程；⑤情境變式教學，問題解決，知識遷移；⑥課堂小結并評價。

教學要重視知識的情境性，比如教師可以以生活中的問題作為鋪墊，引出學習的新知識。將所學的知識應用于不同的問題情境中來求解現實問題，從而強調“變中的不變”，助推學生深入理解物理概念的本質。

（二）相似性教學

在大學物理教學的電磁場部分，對學生的微分運算能力有著很高的要求。在求解基本物理量中，磁場與電場有著很大的相似性，如質心求解、轉動慣量的求解過程，體現于圖形、侵害微元等。主要實施過程為：①創設情境，引入新課題；②微分及積分的數學模型；③庫侖定律及畢奧-莎伐爾定律；④老師講述載流圓線圈軸線上一點磁感應強度的求解過程；⑤學生求解帶電圓環軸線上一點的電場強度；⑥總結兩者之間的相似處和不同處；⑦電荷分布在面上，求解均勻帶電圓盤軸線上一點電場強度；求解磁感應強度；學生表述微積分求解電場和磁場的方法和思路，側重于兩者的相似點及不同點，以便能夠更好的掌握能量及環流。

電場及磁場的相似性教學，需要對教材內容重組，其是通過學習思維發展來對教學內容予以整合。相似性教學利用圖像方法能夠直觀地反映微分積分的思想，能夠有效地幫助學生解決帶電體、載流體。

（三）主題教學

若是單擺教學在“線性諧振子”的研究層面停滯不前，就很大程度地阻止了學生認知能力的發展。可以說單擺運動是研究混沌運動的典范，在教學中引入非線性系統，能夠幫助瞄準科學探索的方向。主要實施過程為：①以多媒體展示單擺模型，導入新課題；②在允許的環境下施加一個阻力，研究單擺的運動；③施加一個周期性外力時，研究單擺的運動；④總結線性運動與非線性動力的特征。

以單擺為主題，充分發揮了科學研究的基本思路及方法。在了解了簡單環境下物體的運動之后，慢慢將問題深入和提高。需要注意的是，不同因素要逐步添加，不能一擁而上。以單擺引出混沌，最大的價值在于能夠讓學生明白混沌現象的普遍性，其反映了在受近阻尼運動中的單擺、水龍頭緩慢滴水的花樣等，其實經典物理與現代物理十分接近。

三、結語

有效教學需要將教學理想轉化為教學理念，在教學實踐中中等教學理念。在大學物理教學中，有效教學具有整合的理論基礎，具有多維教學目標，教學內容設計呈現多樣性，教學方法應多元化。要想實現大學物理有效教學，首先要轉變教學觀念，確定正確的教學目標；其次要轉變課堂教學范式，實現師生角色轉換；再次需關注多元教學方法，注重教學的適度性。同時，有效不能流于形式，最重要的是質量的提升。

參考文獻：

[1] 高蘭香.大學物理有效教學的理論與實踐研究[D].華東師范大學，2011.

[2] 常建宇.大學物理教學方法探討[D].大連理工大學，2012.

作者簡介：

孫皆宜（1962-），女，河北唐山人，本科，教授，唐山學院基礎部教師，主要研究方向：物理學。