民族地區師范院校“大學物理”的教學改革實踐

蘇立波，舒仕海

（興義民族師范學院，貴州 興義 562400）

1 “大學物理”課程教學現狀

“大學物理”是高校非物理類理工科專業的一門公共基礎課，也是師范院校化學專業學生的一門專業基礎課，內容包括力學、熱學、電磁學、光學和近代物理基礎，對學生的邏輯思維能力和數學運算能力要求很高。目前“大學物理”課程的教學仍然以教師傳授理論知識為主，留給學生思考的時間很少，不利于學生思維能力的發展。大一的學生還沉浸在考上大學的喜悅中，在心理上缺乏自我約束能力，一部分學生不會主動學習，存在課堂上不認真聽課、低頭玩手機、對課堂上講過的內容不及時復習、抄襲別人的作業等現象[1]。

2 “大學物理”課程教學改革措施及實例分析

“大學物理”課程對于培養學生的科學思維方式有重要意義，“大學物理”內容對化學專業學生后續課程的學習具有深遠影響。課堂教學是人才培養的主要方式，傳統的教學模式包括整頓紀律、復習舊課、講解新課、小節重點、布置作業5個環節。社會對應用型人才的需求不斷變化，傳統的教學模式暴露出以下弊端：教師只關心學生的分數，忽視了陶冶學生的情操、磨煉學生的意志、培養學生的能力。現代教學模式要求充分調動學生的主動性，使學生成為課堂的主人，既能夠鍛煉學生的語言表達能力，又可以使教師及時了解學生的思維動態，有針對性地為學生的學習進行指導。“大學物理”課程課時少、內容多，針對化學專業，教師應該重點講解熱學和電磁學，對力學和光學只進行簡單講解。“大學物理”課程是以微積分、微分方程和矢量運算為數學基礎的，教師在講授物理知識之前要先介紹相關的數學知識。

教師在上課前應該對教學內容有全面的認識和了解，把物理現象的演示和物理學家經歷的講授穿插在適當的地方。上課時，教師要把書本上的理論和生活中的現象聯系起來。在學習簡諧振動時，可以和學生參加的軍訓結合起來。在齊步行進中，全班學生都應該右手往前擺、左手往后擺；個別學生由于緊張，左右手的擺動是反步調的，這樣就形象地解釋了同相和反相的概念。在教學過程中，教師可以加入物理學家的逸聞趣事，培養學生善于觀察、勤于思考的科學精神。

以理想氣體壓強公式的教學為例：上課鈴響了，教師把手上的空礦泉水瓶蓋擰下來，問學生可不可以把瓶蓋倒著蓋上去？學生回答不可以。然后教師在空礦泉水瓶中注滿水，把瓶蓋倒過來放在瓶口上，再用手指按住瓶蓋把瓶口轉向下，放手后瓶蓋并沒有掉下來，學生們覺得十分神奇。

接下來教師向學生講述了“西伯利亞火車殺人奇案”：19世紀中葉，俄國為了加強對西伯利亞的統治，修筑了一條從莫斯科通往西伯利亞的鐵路。在鐵路開通的當天，沙皇親自乘坐首次列車沿途檢閱。當沙皇乘坐的火車快速駛過一個小站時，在鐵路邊列隊歡迎的7名鐵路員工全部被火車撞死了。這件事情被沙皇政府列為當時的頭號政治案件，但是警察調查了很久也沒有什么結果。后來還是請到了正在俄國工作的瑞士空氣動力學家伯努利，才弄清了案件的真相——是大氣壓強造成的。

緊接著教師向學生介紹了伯努利怎樣運用動量定理和統計假設推導出理想氣體的壓強公式[1]。

先建立一個邊長分別為l1，l2，l3的立方體容器模型，然后把氣體分子想象為微小的乒乓球。假設一個質量為m的氣體分子以水平速度vix撞擊器壁并以相同速度反彈回來，根據動量定理，氣體分子作用在器壁上的沖量為2mvix，兩側器壁之間的距離為l1，氣體分子要往返一次才能進行下一次撞擊，經過的距離為2l1，1 s內氣體分子撞擊器壁次數的公式為

假設容器中的氣體分子總數為N，分子之間頻繁地相互碰撞。教師可以用兩顆相同的玻璃珠進行演示：把兩本書并排放在桌面上，把玻璃珠夾在中間，隔開一定距離，然后用手指把一顆玻璃珠向另一顆玻璃珠彈去，隨著一聲清脆的撞擊聲，前面一顆玻璃珠被撞了出去，后面一顆玻璃珠卻停在那里。接著教師向學生解釋，雖然一個氣體分子不可能單獨在兩側器壁間飛行，但是動量可以傳遞。

N個分子對器壁沖擊力的公式為

產生壓強的公式為

平衡態下的理想氣體分子速度的公式為

由此得到理想氣體壓強的公式為

用理想氣體壓強公式可以對“西伯利亞火車殺人奇案”進行簡單的解釋：由于空氣在火車的帶動下產生了定向流動，鐵路員工身前的大氣壓強減小了，身后大氣壓強保持不變，身體前后的壓強差把他們推向了高速行駛的火車。

下課時教師給學生布置了一次課外物理小實驗競賽活動——看誰手中的礦泉水瓶蓋最后掉下來。競賽的結果同樣令教師驚詫不已，第一名的成績是46 min 23 s。

為了活躍課堂氣氛，激發學生的學習熱情，每節課教師用10 min作為提問時間，學生回答正確可以加分，回答錯誤不扣分，可以讓學生充分展現自我、彰顯個性。教師對學生的表現進行適當的鼓勵，可以進一步激發學生的學習興趣，使他們真正成為學習的主人。通過這種方式教師可以了解學生掌握知識和運用知識的能力，發現學習中存在的問題，對教學思路做出及時的調整，使教與學融為一體，從而提高課堂教學的效率[2]。

教師可以把與教材內容有關的物理學家排列出來，讓一名學生選擇一位物理學家的事跡為其他學生做介紹。為了講好這節課，學生會去查找資料，還會和其他學生進行討論，也會向教師請教，交際能力得到了提高，合作意識得到了增強。在教學活動中，學生體會到教師備課和講課的艱辛，教師也可以站在學生的角度來聽課，學生的心態變被動為主動，實現了課堂中“以學生為主體”的教學理念。

在課余時間里，為了發揮學生的研究潛能，教師讓學生選擇自己感興趣的演示實驗，完成小論文。通過查閱文獻資料，分析、歸納、整理后寫成論文，培養學生廣泛獲取知識、歸納整理知識、合理運用知識的能力。教師還可以讓學生自己動手設計制作與課程內容相關的演示實驗教具，參與教師科研課題研究，開展多種形式的物理競賽[3]。

3 結束語

上課是一種獨特的藝術形式，既是教師展現學術修養和運用表達能力的過程，又是學生接受科學知識和發展思維能力的過程。學習與應用相結合的教學方式幫助學生樹立起在學習中的主體意識，他們不斷地動腦筋、想問題，和教師一起攻克一個又一個難題，培養了學生主動獲取知識的能力，為教師和學生提供了互相學習、共同進步的教學環境。學習與應用是推動人類社會進步的階梯，教師把理論知識轉化成學生的實踐能力，這就是就學習與應用的升華。在教學活動中，學習和應用相結合不僅促進了教師教學水平的提升，同時還發展了學生學以致用的能力。