提升大學(xué)物理課堂教學(xué)質(zhì)量

張燕飛

【摘 要】為了提高教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)同一教學(xué)內(nèi)容的不同專業(yè)進(jìn)行不同的課堂設(shè)計(jì)。用不同的方法推導(dǎo)了自動(dòng)化專業(yè)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的光柵方程，總結(jié)出如何實(shí)現(xiàn)同課異構(gòu)的思路。教師要精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)生好奇心，同時(shí)教師要不斷完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】同課異構(gòu);自動(dòng)化;光電信息科學(xué)與工程;光柵方程

中圖分類號(hào)： O4-4;G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）02-0094-003

【Abstract】In order to improve the quality of teaching， different classroom designs for the same content in different majors was produced.For example，derivation of Grating Equation of automation major and optoelectronic information science and engineering major was carried out by different methods，which pictured how to realize the isomerism of the same course.Teacher should design classroom teaching links carefully，improve students' learning initiative，stimulate students' curiosity，and constantly improve their knowledge structure.

【Key words】Isomerism;Automation;Optoelectronic information science and engineering;Grating equation

隨著課程建設(shè)的改革，以前那種拿著一套教科書(shū)、相同的參考資料千篇一律的上課思路已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適合發(fā)展的需要，每個(gè)班級(jí)上課一樣，每年也沒(méi)有大變化，老師上的沒(méi)有激情，學(xué)生聽(tīng)的感覺(jué)不到重點(diǎn)，這種上課方式?jīng)]有為學(xué)生的后繼學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，教師自己的教學(xué)水平也得不到提高。因此，同課異構(gòu)的教學(xué)改革在高等教育中的呼聲近幾年越來(lái)越響[1，2]。同課異構(gòu)一般是對(duì)公共課來(lái)說(shuō)，不同的班級(jí)上相同的課程，同一節(jié)課的內(nèi)容，根據(jù)不同的專業(yè)，不同的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)的不同上課方式，即相同的內(nèi)容，不同的上課結(jié)構(gòu)[3，4]。

大學(xué)物理課程是理工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課，根據(jù)不同的專業(yè)要求不同，課時(shí)不同，講授的主要內(nèi)容，側(cè)重點(diǎn)也不同。對(duì)于相同的教學(xué)內(nèi)容，筆者們就需要根據(jù)專業(yè)發(fā)展不同，根據(jù)學(xué)生實(shí)際，現(xiàn)有的教學(xué)條件和老師自身的特點(diǎn)，用學(xué)生更能接受的思路來(lái)講授課程，進(jìn)行不同的教學(xué)設(shè)計(jì)。

以光柵方程為例，光柵方程推出這個(gè)知識(shí)點(diǎn)理論繁雜，計(jì)算枯燥。這使得大學(xué)生在學(xué)習(xí)光柵衍射的過(guò)程中存在較大的障礙，學(xué)生總體掌握的情況不佳。開(kāi)始教課時(shí)，筆者按部就班的根據(jù)公式積分計(jì)算求導(dǎo)得到光柵方程，發(fā)現(xiàn)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)抓不住重點(diǎn)，被一堆理論計(jì)算難住了，到最后不知道光柵方程的重要性，導(dǎo)致學(xué)生既不能很好的理解推導(dǎo)過(guò)程，也不能熟悉其理論精髓和實(shí)際應(yīng)用。因此，筆者對(duì)光柵方程的推出進(jìn)行了不同的教學(xué)設(shè)計(jì)。

由此引導(dǎo)學(xué)生設(shè)想：如果有三條縫、四條縫甚至N條縫時(shí)，觀察到底是什么樣子的圖形？以觀察四個(gè)條件為例，思考每相鄰狹縫間的光程差，在近軸情況下，兩縫的光程差是相領(lǐng)狹縫間的光程差dsin？茲，由光柵結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，相隔的狹縫間光程差為dsin？茲的倍數(shù)，如果相領(lǐng)狹縫間的光程差dsin？茲為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即dsin？茲=k？姿（k=0，±1，±2，……），那么所有的狹縫間彼此的光程差都是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，在觀察點(diǎn)P肯定就是亮條紋，顯然，這就是光柵方程：

dsin？茲=k？姿（k=0，±1，±2，……）。

在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，突出了光柵應(yīng)用的實(shí)質(zhì)，通過(guò)類比延伸，將多縫干涉和雙縫干涉自然的統(tǒng)一起來(lái)，推導(dǎo)得出光柵方程。由于跳過(guò)了繁瑣的高等數(shù)學(xué)運(yùn)算，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。

方案二：是對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的設(shè)計(jì)，該專業(yè)學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)需要掌握更多知識(shí)。因此利用簡(jiǎn)諧振動(dòng)來(lái)入手講解分析。

引用簡(jiǎn)諧振動(dòng)中的知識(shí)點(diǎn)，兩個(gè)同頻率同振幅的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的疊加的拓展，多個(gè)同頻率同振幅的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的疊加，如是三個(gè)同頻率同振幅同相位差的簡(jiǎn)諧振動(dòng)疊加，透過(guò)光柵的每一條狹縫的光可以理解為同頻率同振幅的，相鄰狹縫的位相差都是相同的，即ΔΦ=2kπδ/？姿（k=0，±1，±2，……），ΔΦ為相鄰狹縫的位相差，δ為對(duì)應(yīng)相鄰狹縫的光程差。設(shè)x=x1+x2+x3[5]，如圖1所示。

以此類推，由旋轉(zhuǎn)矢量合成圖，學(xué)生自然而然的知道了光柵方程，既沒(méi)有大量枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，學(xué)生又能更深入的理解光振動(dòng)合成的本質(zhì)。

通過(guò)這一個(gè)課題的多次教學(xué)和反思，筆者覺(jué)得大學(xué)物理老師要把同一內(nèi)容在不同專業(yè)上出新意并努力在同課異構(gòu)教學(xué)中促進(jìn)自身的專業(yè)發(fā)展，有以下幾個(gè)方面值得關(guān)注。

第一，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。教學(xué)是相輔相成的活動(dòng)過(guò)程，教師在教學(xué)過(guò)程中不能滿堂灌，不要以教師的眼光、理解力和知識(shí)面去看待問(wèn)題，引入新課時(shí)，要從學(xué)生的角度來(lái)思考。面對(duì)新知識(shí)，學(xué)生的疑惑在哪里，他們不懂得在哪里，會(huì)卡在哪里？教師要與學(xué)生多交流，成為學(xué)生的良師益友，而不是為了完成教學(xué)任務(wù)，站在講臺(tái)上夸夸其談，而應(yīng)該和學(xué)生充分交流，解其疑惑，讓學(xué)生思考激發(fā)他們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。作為教師，關(guān)注的點(diǎn)應(yīng)該是學(xué)生懂了什么知識(shí)，而不是講了什么知識(shí)。

第二，備課要充分，一定要針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)備課。不同的專業(yè)有著不同的要求，不同專業(yè)的學(xué)生具備不同的知識(shí)結(jié)構(gòu)。就如前面例子，如果用旋轉(zhuǎn)矢量法給自動(dòng)化專業(yè)講，他們可能就會(huì)更糊涂了，因?yàn)樗麄兒苌儆眯D(zhuǎn)矢量的思路來(lái)理解，而且光柵他們應(yīng)用不多，只是需要知道基本原理就可以了。但對(duì)光信息專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們對(duì)振動(dòng)波動(dòng)思路會(huì)清楚，他們的專業(yè)就是研究光的有關(guān)知識(shí)，所以，接受起來(lái)非常容易，而且更進(jìn)一步理解了波的干涉本性。

第三，需要精心設(shè)計(jì)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，注重教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，追求課堂教學(xué)的節(jié)奏美。一堂課不能總是重點(diǎn)，而應(yīng)該是重點(diǎn)和非重點(diǎn)相結(jié)合，讓學(xué)生的頭腦在緊張中有松弛。要做到這點(diǎn)并不容易，一堂課重點(diǎn)多了，學(xué)生聽(tīng)累了，效率肯定不好。而課堂也不能總是松散的氣氛，如何把握好一堂課的節(jié)奏這是教師設(shè)計(jì)課堂時(shí)需要思考的問(wèn)題。如何活躍課堂的氣氛，大學(xué)物理偏理論，如果一直講理論肯定死氣沉沉，因此，要多多的閱讀物理學(xué)史，物理學(xué)家趣事，還要多多擴(kuò)散理論與對(duì)應(yīng)專業(yè)的知識(shí)應(yīng)用，這樣課堂氛圍才會(huì)助于學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生喜歡物理，喜歡自己的專業(yè)。因此，作為教師自己，要多閱讀，多吸收知識(shí)，才有可能讓自己的課堂生動(dòng)有趣。

【參考文獻(xiàn)】

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