非物理专业普通物理教学方法的探讨

摘要：本文分析了生物系学生的不足，结合自身的教学体会，提出了几点对策。

关键词：普通物理；教学方法；非物理专业

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）38-0146-02

普通物理是工科专业的必修课，要求学生了解基本概念、基本理论。现在普遍存在一个奇怪的现象，很少有学生对普通物理感兴趣。他们觉得学习普通物理，就是为了应付考试，凑凑学分。出现这种现象的原因，是普通物理深奥难学，不像文史知识一样浅显易懂。上课的时候，只有极少数学生认真听讲，大部分学生不是昏昏欲睡就是看课外书。为了调动学生的学习积极性，笔者根据学生的特殊情况，采取了如下对策。

一、将物理学史引入课堂

普通物理对非物理专业的学生来说深奥难懂[1]，如果在教学过程中，讲授物理学史上科学家探索自然规律的故事，可以增加讲课的感染力，吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣，帮助学生透过现象抓住本质，既让学生知其然，更让学生知其所以然。物理学史不仅让学生学到相应的物理知识，加深对物理概念、物理规律的理解，还可以学到做人做事的能力。下面举两个例子

1.德布罗意的故事。德布罗意是法国物理学家，他从小就酷爱读书。中学时代显示出文学天赋，后在巴黎索邦大学学习历史，并获得历史学位。一次偶然的机会他听到实验物理学家的哥哥与人谈到关于光、辐射、量子性质等问题的讨论后，激起了学习物理的强烈兴趣，特别是他读了庞加莱的《科学的价值》等书后，转向研究理论物理学。从他哥哥那里德布罗意了解到普朗克和爱因斯坦关于量子方面的研究，进一步引起了他对物理学的极大兴趣。经过一翻思想斗争之后，德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划，选择了物理学的研究道路，并且希望通过物理学研究获得博士学位。经过多年的努力，他提出实物粒子也具有波粒二象性，成为波动力学的创始人，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一，于1929年获得诺贝尔物理学奖。德布罗意的故事告诉我们，做任何事情，只要努力、用心去学，都会取得巨大的成就。

2.相对论的故事。大家都知道相对论是爱因斯坦创立的，却不知荷兰科学家洛仑兹已经看到了相对论的曙光。洛伦兹是荷兰权威物理学家，比爱因斯坦年龄大，是个卓越的物理学家但比较保守。他虽推导出了洛仑兹变换式，却是为了维护牛顿的地位。当年麦克尔逊-莫雷实验结果让物理学家百思不得其解，很大程度上冲击了以太学说，光速不变的现象让许多人震惊，为了维护牛顿力学经典体系，洛仑兹通过简单的推理提出了著名的洛仑兹变换来“解释”这一现象——他的意思是：正是以太的存在才导致了在其中运动的物质收缩。可见他仍然没有否定以太的存在，还是在为牛顿辩护。由于牛顿在物理界的威望太大，洛伦兹始终不敢背叛他。这也就导致了洛仑兹与相对论擦肩而过的遗憾。但爱因斯坦不一样，他年轻，朝气蓬勃，敢于向任何一个权威挑战。洛伦兹变换公式被爱因斯坦引用，并给出了全新的解释——没有以太，只有光速不变。思想观念的不同导致了他们不同的结果。相对论创立的故事告诉学生，在科学的道路上不要迷信任何权威，不要有任何盲目崇拜，否则，只会固步自封，裹足不前。

笔者认为，在普通物理课堂中引入物理学史，不仅丰富了学生的课外知识，让学生知道物理学家探索自然规律的艰难，而且在了解物理学家故事的过程中慢慢地学习物理概念、物理规律。无论在对学生进行思想教育方面还是在提高课程的物理质量方面都起了积极的作用，这是物理教师在教学过程中把教书与育人结合起来的有效方式。

二、传统教学和多媒体教学相结合

非物理专业的课时有限，要在短短的一年之内上完普通物理课程，采用传统的“语言+板书”的形式势必很难完成任务。而如果采用多媒体技术，学生则不能很好地理解解题方法和解题思路。笔者根据实际情况采用两者相结合的方式[2]。对于难道高、需要计算推导的章节，采用传统的教学方式，用粉笔书写，步步为营，一步一步推导，争取让大部分学生听懂。而对于只需要理解物理概念、物理图像的地方，则采用现代多媒体技术，利用其丰富的声像、信息资源，增大教学信息量，同时可使授课形象、生动，便于学生理解。多媒体技术具有丰富的图形变换、动画演示等功能，动态的模拟和演示不仅能辅助学生对一些概念的理解，更能激发创新学习的兴趣。例如在“振动与波”这一章的学习中，可通过多媒体技术生动、形象地演示“匀速圆周运动的竖直投影运动是简谐振动”这一重要的概念。

总之，在大学物理教学中，我们要辩证地看待和分析多媒体技术与传统教学方法之间的关系，恰当地运用多媒体技术激发学生的学习兴趣和提高教学效率。对一些需要数学推导的内容，可以采用传统教学方式与多媒体技术相结合的方式，使传统教学与多媒体技术教学相辅相成，浑然一体，构筑独具特色的课堂教学结构模式，优化教学效果。

三、类比法

类比法，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。在物理教学中利用类比法[3]，可以使学生很好地理解物理概念，达到事半功倍的效果。

卢瑟福在研究原子结构时注意到原子与太阳系之间的相似性。首先，原子核的质量非常大，类似于太阳，核外电子的质量非常小，类似于地球的行星，它们占据的空间都非常小。其次，原子核与电子的引力为F=Kq1q2/r2，太阳与行星之间的作用力为F=Gm1m2/r2，分析发现K相当于G，m相当于q，它们都与距离的平方成反比。因此它们之间必然有某种相似性。在太空中，行星围绕太阳运行，因此卢瑟福大胆推测，原子系统中电子围绕原子核旋转。

四、结束语

笔者针对学生的特殊情况，采取以上对策，希望对非物理专业的普通物理教学有一定的帮助，把物理学的精髓和实质进一步发扬光大，使物理学在21世纪发挥更强更大的作用。

参考文献：

[1]申梓刚，潘立军.物理学史在大学物理教学中的应用[J].物理通报，2013，（10）：28-30.

[2]陈明通，翟秀云.大学物理教学方法与教学手段的探讨[J].教育探索，2007，（12）：64-65.

[3]徐杏华.类比法在力学教学中的运用[J].高等建筑教育，2004，（6）：48-50.

作者简介：陶智明，男，汉族，贵州省毕节学院理学院讲师，北京大学在读博士，研究方向：无线电物理。

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