運用比較法促進大學(xué)物理教學(xué)

劉瓊　陳銀花

摘 要： “大學(xué)物理”是高等院校的一門重要基礎(chǔ)課程。本文是對教育部提出的“改進教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量”這一教改目標(biāo)的有益嘗試。我們從縱向的中學(xué)物理和大學(xué)物理的前后聯(lián)系及橫向的相似內(nèi)容相互比較兩個方面，探討了比較法在大學(xué)物理教學(xué)中的運用。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理 教學(xué)法 比較法

“大學(xué)物理”是高等院校的一門重要基礎(chǔ)課程。物理學(xué)不僅是除數(shù)學(xué)以外的其他理科和工科的基礎(chǔ)，而且對培養(yǎng)學(xué)生的理性思維習(xí)慣和提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)有重要作用[1]?！按髮W(xué)物理”課程一般開在大學(xué)一年級第二學(xué)期或者二年級第一學(xué)期。一方面，與中學(xué)物理相比，大學(xué)物理具有課時緊進度快，一節(jié)課知識點多的特點，不像中學(xué)物理一節(jié)課可以圍繞一兩個知識點細(xì)講。另一方面，很多非物理專業(yè)的學(xué)生中學(xué)階段沒有學(xué)好物理，對物理學(xué)習(xí)懷有畏懼心理。因此，如何幫助學(xué)生學(xué)好大學(xué)物理，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是大學(xué)物理教學(xué)的重點和難點。

恰當(dāng)運用比較法，既可以承前啟后，溫故知新，使學(xué)生很好地從中學(xué)物理學(xué)習(xí)過渡到大學(xué)物理學(xué)習(xí)，又可以降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，收到多方面效果。對于比較法的具體運用，我們可以從縱橫兩個方面著手。

一、從中學(xué)物理和大學(xué)物理前后聯(lián)系上縱向比較

首先，在緒論課上就指出大學(xué)物理和中學(xué)物理在教學(xué)和學(xué)習(xí)上的不同，使學(xué)生有足夠的心理準(zhǔn)備。中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容少，課時多，教師可以通過演示實驗引入教學(xué)內(nèi)容，全面細(xì)致地講解，針對性地提問，通過大量例題習(xí)題講解幫助學(xué)生鞏固和加深對教學(xué)內(nèi)容的理解與記憶。而大學(xué)物理內(nèi)容多，課時少，以物理思想和知識整體結(jié)構(gòu)講解為主。在課堂教學(xué)中，強調(diào)物理思想和方法的應(yīng)用，突出主要知識點，搭配少量典型例題，對于次要內(nèi)容簡單講解，一筆帶過。因此，大學(xué)物理學(xué)習(xí)非常強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、自覺完成課后習(xí)題，這樣才能把大學(xué)物理學(xué)好。具有一定的獨立學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，才是一個合格的大學(xué)生，這也是教材編寫的目的之一。

其次，大學(xué)物理和中學(xué)物理在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上類似，都包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)四個部分，只是大學(xué)物理多了近代物理，并且它所研究的物理概念和物理規(guī)律要深要廣得多，更具有廣泛性和普遍性。因此，在教學(xué)上，我們可以通過回顧簡單的中學(xué)物理概念引入更復(fù)雜的大學(xué)物理概念。一方面，先接觸到的是熟悉的中學(xué)物理內(nèi)容，學(xué)習(xí)起來比較快，也更容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，另一方面，我們要強調(diào)大學(xué)物理和中學(xué)物理的一個很大不同之處在于相對復(fù)雜的“變量物理”問題代替了相對簡單的“常量物理”問題[2]。例如，中學(xué)物理做功的定義是：△A=f△rcosθ，力所做的功等于力乘以沿著力的方向上的位移；對上面的公式引入微分和矢量點乘的概念，可以得到大學(xué)物理對做功的定義：dA=F·dr，變力在一段有限位移上的功A=F·dr。大學(xué)物理通過引入微積分對做功有了更準(zhǔn)確的定義，從而使得中學(xué)物理中難處理的變力做功問題得到解決。因此，微積分的運用在大學(xué)物理學(xué)習(xí)當(dāng)中占有重要地位，許多重要的物理概念和定律都是用微積分形式給出的。使學(xué)生熟練地掌握微積分原理和運算，將它和物理問題結(jié)合起來，跳出高中階段的思維模式，是每一個大學(xué)物理教師的責(zé)任。在例題和習(xí)題的講解當(dāng)中，教師也要緊扣這一點。在大學(xué)物理的例題和課后習(xí)題當(dāng)中，有很多是高中接觸過的題目，學(xué)生更習(xí)慣用高中方法求解。在講課當(dāng)中，我們可以把高中解題方法和大學(xué)微積分方法進行比較，對于簡單例題，高中方法和大學(xué)方法各有千秋，我們主要是熟悉微積分的解題思想和解題步驟。對于稍微復(fù)雜一些的例題，我們可以看到用高中方法做就比較困難，而用大學(xué)微積分方法則明顯更加簡便。而對于更加復(fù)雜的變量問題，高中方法就完全無法求解，只能用大學(xué)的微積分方法。因此，我們對于解題不能以求出答案為目的，而要求學(xué)生通過例題習(xí)題掌握微積分這一有用的數(shù)學(xué)工具。

二、從知識內(nèi)容和知識結(jié)構(gòu)上橫向比較

為不斷深化高等教育教學(xué)改革，全面提高高等教育質(zhì)量，2007年2月17日《教育部關(guān)于進一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》提出：“推進人才培養(yǎng)模式和機制改革，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。要采取各種措施，通過推進學(xué)分制、降低必修課比例、加大選修課比例、減少課堂講授時數(shù)等，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和空間，拓寬學(xué)生知識面，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，促進學(xué)生個性發(fā)展?！币环矫?，大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程課時數(shù)在不斷減少，另一方面，課程中涉及的各種結(jié)論太多太零散，不容易整體把握，怎樣在有限的課時里把大學(xué)物理講好是大學(xué)物理教學(xué)的一個難題。運用比較法，把同一篇章或者不同篇章內(nèi)的相似概念或者規(guī)律進行橫向比較，通過對相同點和不同點的對比，把各結(jié)論之間的聯(lián)系呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生對概念或規(guī)律掌握得更加透徹，能有效提高教學(xué)質(zhì)量。

而在不同的篇章之間的相互比較，例如，對比機械波和光波[4]，盡管二者在產(chǎn)生機理和傳播特性上有所不同，但它們的振動方程、波函數(shù)及干涉和衍射的特性上都具有相似性。在講述光的干涉和光的衍射時，結(jié)合機械波的內(nèi)容講，也能夠達到溫故知新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的目的。

在實際教學(xué)過程中，比較法可以貫穿大學(xué)物理教學(xué)的始末?？v向上，在引入新的物理概念和知識點的時候我們可以從熟悉的高中物理內(nèi)容著手，然后著重指出大學(xué)物理在概念或數(shù)學(xué)方法上拓展延伸的地方。從而使學(xué)生較快掌握新的物理知識，并理解大學(xué)物理和中學(xué)物理不同，使學(xué)生無論是思維還是學(xué)習(xí)方法上都盡快從中學(xué)物理過渡到大學(xué)物理。橫向上，通過列舉相似內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生運用比較法，找出它們的異同點，使學(xué)生能夠在較快地掌握新的物理知識的同時，增強分析問題和解決問題的能力。教學(xué)實踐證明，運用比較法，可以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。有助于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)提高學(xué)生的自學(xué)能力，改善教學(xué)效果。同時，是對教育部提出的通過改進教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量的一種有益嘗試，希望能夠通過拋磚引玉，推動大學(xué)物理教學(xué)。

參考文獻：

[1]張三慧.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000.

[2]朱其名，李耀俊.大學(xué)物理微積分思想與矢量思想教學(xué)淺談[J].中國西部科技，2011，10（17）：82-83.

[3]趙近芳.大學(xué)物理學(xué)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2008.

[4]邵佳妮，彭華.淺談比較法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].黃河科技大學(xué)學(xué)報，2008，10（4）：88-89.

基金項目：衡陽師范學(xué)院教改項目（JYKT201325）；教育部第一類特色專業(yè)建設(shè)項目（物理學(xué)，TS11635）。