全面引入数字化技术,推进基础物理教学的现代化
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现代化教育技术在物理教学中的应用随着科技的发展,现代化教育技术在各个领域都得到了广泛的应用,尤其是在教育领域。
现代化教育技术的快速发展为教学提供了更加丰富、多样化、高效的工具和手段。
在物理教学中,现代化教育技术也得到了广泛的应用,并取得了不错的效果。
接下来,我们将从几个方面探讨现代化教育技术在物理教学中的应用。
一、数字化教学资源的应用数字化教学资源是指使用数字化技术对教学所产生的资料进行数字化处理,变成电子化的学习资源,如课件、视频、模拟实验、动画等。
数字化教学资源具有内容丰富、形式多样、适应性强等特点,在物理教学中也得到了广泛的应用。
例如,教师可以制作丰富的课件,通过多媒体方式向学生展示物理原理,让学生通过动画、图片、视频等多种形式加深对物理知识的理解和记忆。
同时,数字化教学资源的互动性也大大加强了学习效果。
学生可以通过电子化实验平台进行虚拟实验,了解实验过程,掌握实验技能,提高实验操作能力,同时也保障了学生的安全。
数字化教学资源的应用,使物理教学不再受时空限制,具有更加广阔的教学空间和更加丰富的教学资源,为物理教学提供了有力的帮助。
二、智能化教育辅助工具的应用智能化教育辅助工具是指利用计算机科学、人工智能等技术,研发出的面向物理教育的智能化教育软件、硬件等工具。
在物理教学中,智能化教育辅助工具的应用有利于提高学生的学习效率和学习质量。
例如,虚拟实验室软件可以对物理实验进行模拟,让学生在虚拟环境中进行实验,在实验中自由探索,加深对物理原理的理解。
智能化教育辅助工具可以为学生提供个性化的学习路径和服务,通过不断记录学生的学习数据和行为数据,智能辅助软件可以根据学生的学习习惯、兴趣、水平等因素,推荐最适合的教育资源和教育方案,提高学生对物理学习的主动性和积极性。
三、移动化教学应用的推广移动化教学应用是指利用移动设备,如智能手机、平板电脑等实现物理教育的教学应用。
在这个信息化的时代中,移动网络的普及和移动设备的普及,使得学生可以随时随地进行学习,加强学习的时效性和有效性。
现代信息技术在初中物理教学中的运用随着信息技术的不断发展,现代教育也逐渐走向信息化教学。
在初中物理教学中,如何有效地运用现代信息技术,提高学生的学习兴趣和教学效果,成为了当前物理教师们亟待解决的问题。
本文将就现代信息技术在初中物理教学中的运用进行探讨,并提出一些有效的教学方法和建议。
一、多媒体教学多媒体教学是一种将文字、图片、声音、视频等多种媒体形式结合起来,通过电脑或投影仪等设备进行展示,从而更加生动直观地向学生传达知识的教学方法。
在初中物理教学中,可以运用多媒体教学手段,呈现物理实验过程、物理现象、物理规律等内容,让学生通过视听的方式更好地理解和掌握相关知识。
多媒体教学还可以激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性。
在学习光学知识时,可以通过播放光学实验视频,让学生在观看实验过程中深入理解光的反射、折射等现象,加深对光学知识的理解。
二、模拟实验现代信息技术为物理教学提供了模拟实验的新途径。
传统的物理实验需要繁琐的器材布置与实验步骤,不仅耗时又费力,还有一定的安全隐患。
而模拟实验则可以通过计算机软件模拟出实验过程与结果,让学生在电脑上完成物理实验。
这不仅节省了实验设备和实验场地,而且还能够确保实验的安全性,同时也方便了学生的观察与记录。
在学习力学知识时,可以通过计算机模拟物体的运动轨迹,让学生通过对比实验数据,观察物体受力情况,深入理解力学规律。
三、数字化教材随着信息技术的发展,数字化教材已经逐渐成为了一种趋势。
数字化教材不仅能够让教师根据教学需要进行灵活调整,还可以让学生在不同时间、不同地点进行随时随地的学习。
在初中物理教学中,教师可以通过数字化教材向学生传达物理知识,让学生在课堂上更轻松地跟随教师的教学,同时还可以让学生在课外进行自主学习。
在学习电磁知识时,可以通过数字化教材让学生进行电磁场仿真实验,让学生通过实验数据观察电磁场的变化规律,深入理解电磁学知识。
四、网络资源互联网是信息化时代不可或缺的一部分,网络资源的丰富性也为物理教学提供了很多便利。
数字化资源在初中物理教学中的应用在今数字技术、互联网广泛普及的高度文明社会中,数字化资源为初中物理的现代化教学提供了更加优质的教学资源,同时也为学生提供了更高更广阔的发展空间,因而使得初中物理教学质量的稳步提高和学生学习能力、学习素养得到有效提升提供了最坚实的保障。
利用网上资源丰富而且多样的特点,以互联网为基础来培养学生的确立目标、捕获消息、处理消息、总结归纳等方面的技能来适应这个信息爆炸的时代。
一、运用数字化资源创设教学意境,增加学生对物理学习的兴趣物理实验是物理教学中必不可少的一个组分,并且培养学生在物理实验方面的能力也是物理教学的重要任务,同时也能够让学对物理产生浓厚的兴趣。
在初中物理的教学过程中,教师应牢牢抓住课本内容,结合互联网模拟实验来创设一个教学意境,让同学们能够亲身经历,从而让学生通过不断地思考探索、深入分析,从中获取更多的知识,也提升了自己的能力,也能够提高了物理教学的教学质量。
例如,在光的色散实验中,教师可以灵活地运用多媒体软件,实验过程如下:运用虚拟三棱镜,将一道阳光穿过三棱镜,在虚拟白色屏幕上展示出了七种不同颜色的色光,并且不同颜色的光线折射角度也不一样。
通过这样生动形象地向同学们展示了光的色散,能够吸引学生们的注意力,增加他们的光的知识的渴求,也培养了他们仔细观察的能力。
为了充分的利用丰富的互联网教学资源,教师也可以a适当地导入一些新鲜、有趣的热门事件在教学视频中,这样就能够让原本枯燥的物理教学课堂变得生动活泼了,也让充满好奇心的同学们更加积极、主动地参与到课堂学习中去。
利用互联网教学资源容量大、内容丰富且多样,为学生更好地学习营造一个良好的氛围,带领学生们进入相应的情境中去,这样有利于让激发学生学习物理兴趣,激发他们积极思考,还能够让学生们更加容易接受新知识的同时,也巩固了基础。
例如,在《物体直线运动》的章节时,运用雅典奥运会刘翔百米跨栏冲刺的视频作为导入,听着现场那高昂的欢呼声,让原本沉闷的课堂活跃了起来,也使得课堂质量提升了不少。
数字化手段在初中物理教学中的应用2020年度四川省社科规划课题《信息化媒介技术推动的供给侧结构性改革对民族地区教育均衡发展的影响研究》(批准号:SC20B066)子课题《初中物理教学中应用数字化教学资源的实践研究》(批准号:JKSK20201014)摘要:在人工智能、大数据与区块链等新技术的基础上,对于教育教学领域也产生了重要影响,教育信息化从1.0时代进入教育信息化2.0时代。
新时期的初中物理教学中,为了更好提升物理实验教学效果,帮助民族地区的学生更好掌握物理知识,需要应用数字化手段实施教学。
在明确初中物理数字化教学的构成与特点基础上,通过生动导入课程教学、开展数字化的实验、数字化的习题检测、辅助学生课后复习等,更好突出数字化手段教学的优势,提高初中物理教学效果。
新课改背景下的初中物理教学中,教师可以根据教学现状落实以上策略,可以更好提升物理课程教学效果,培养学生物理学科核心素养。
关键词:数字化手段;信息技术;初中物理;自主学习;师生互动信息技术融入到教育教学中,全国各地的中小学纷纷开建多媒体教室,完善了学校的硬件环境,为实现教育现代化提供了更大的可能。
但是,由于不同地区的经济与社会发展水平不同,偏远地区和民族地区的学校仍然存在师资力量不佳的情况,这些学校的学生依然无法享受到优质教育资源,无法实现教育均衡发展,不利于教育公平。
在信息化媒介技术推动下,民族地区教育教学中,可以运用数字化教学资源,更好开展各类实践活动。
比如,成都七中通过远程直播教育方式,为西部民族地区的学校提供了优质的教育资源。
初中物理教学中,通过运用数字化手段,可以更好实施物理实验教学,将习题数字化,更好让学生掌握初中物理实验,巩固物理知识,形成物理高效课堂。
1.明确初中物理数字化教学的构成与特点信息技术与物理学科有机融合中,形成了数字化教学,需要运用多样的数字化教学资源与工具。
新时期的数字化教学与过去的物理多媒体有所不同,它是在人工智能、大数据、区域链等新技术背景下,由计算机、数据采集器和其他配套的设备组成,运用配套的系统软件和实验教具,能够更好采集数据、处理数据等。
高中物理课堂教学中数字化教学模式的探究与应用【摘要】数字化教学模式是当今教育领域的一个研究热点,将这种模式引入高中物理课堂教学,可以对于提高教学效果有着积极影响。
数字化教学模式在高中物理课堂中的应用,将传统的教师授课方式转变为学生自主学习模式。
是当今信息科技发展的必然产物,通过电子课本和多媒体资源的应用,能够激发学生的学习兴趣,提高学习效果,加强师生互动。
本论文以高中物理课堂教学中数字化教学模式的探究与应用为研究对象,通过对数字化教学模式的分类和应用模式的探究,结合物理课堂教学的实际情况,探讨数字化教学模式在高中物理教学中的具体应用和推广效果,以期为今后物理课堂的数字化教学提供借鉴和参考。
【关键词】:数字化教学模式,应用效果一、数字化教学模式的优点和缺点高中物理课程是一个极其重要的课程,这一学科不仅是学生们未来进入科技行业不可缺少的基础学科,也有助于学生们形成科学思维,培养科学素养。
数字化教学模式的应用和探究能够更好地推动高中物理课堂教学的发展,提高教学效果,进一步提高学生物理学科的学习兴趣和能力。
其优点和缺点分别是:数字化教学模式具备多样化和交互性等多种特点,提高了学习体验和效果。
但数字化教学模式与传统教学模式相比还存在着一些缺点,如需要标准化的制定与网速等方面的限制,这一技术的应用也需要教师对于数字化学习平台有着较为熟悉的掌握技能。
数字化教学模式已经逐渐在高中教育中得到推广,同时对于物理教育领域而言,数字化教学模式也具有很好的应用前景。
比如可以利用数字化软件和多媒体设备,通过模拟实验等方式提供更加生动形象的观察体验,使学生更加深入地理解和记忆物理概念和规律。
因此,推广数字化教学模式对于高中物理教育的增强教学实力,提高学生的学习兴趣和素质,是十分必要的。
二、数字化教学模式在高中物理课堂的应用数字化教学模式被广泛应用于高中物理课堂教学中。
通过数字化教学模式,可以更加方便的存储、呈现物理教学的各种知识点,同时能够实现学生与老师间的多种交互式的教学内容,以及更精确的在线互动作业和课堂测验。
数字化实验在物理教学中应用的实践与思考天津市红桥区五爱道风光里55号红桥教育中心孙鸿毅摘要:随着国家新一轮课程教材改革的推进,数字化实验室进入课堂,打造出信息技术与物理教学整合的新型教学模式。
数字化实验以传感器和计算机为基础,结合传统的实验仪器,将实验数据采集之后用计算机进行分析处理,通过数据图表和图象展示现象、揭示规律。
从2005年10月起我们将传感器引入高中物理教学,经过一年的探索,分别在力、热、电三方面选取典型课例进行了实践。
本文试从教研员的角度,就引领老师们进行实践课例的探索,提出数字化实验室应用的方式、效果和值得注意的问题,以与同行切磋和研讨。
关键词:传感器探究教学教师水平学生能力一、问题的提出随着全球信息化的飞速发展,加速推进了我国教育现代化的步伐,教育的信息化是教育现代化的重要特征之一。
《基础教育课程改革纲要(试行)》指出:“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合,逐步实现教学内容的呈现方式,学生的学习方式,教师的教学方式和师生互动方式的变革,充分发挥信息技术的优势,为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
”2004年11月在湖南召开的全国第六届物理青年教师教学大赛上,上海和深圳选手将数字化实验室引入比赛现场,让我第一次看到数字化实验的方式和效果,亲身感受了信息技术与物理教学整合的新型教学模式。
关注、引领物理教学的前沿是教研员的责任,2005年3月起,在我区教研活动中用录象课、请传感器公司来人示范等方式广泛宣传数字化实验,进一步激发了老师们实验的热情。
从2005年10月起引领老师们将传感器应用于高中物理教学的教改实验中。
二、对数字化实验设备和结果的简介(如图1)1.传感器:数字化实验的核心部件。
“感”将物理量转化成电信号;“传”将电信号传递到数据采集器装置和计算机平台。
教学中常用的传感器包括力传感器、位移传感器、热传感器、电流电压传感器、光传感器、声传感器等等,图中是一个位移传感器。
数字化学习资源的开发及应用研究以大学物理课程为中心一、本文概述随着信息技术的迅猛发展,数字化学习资源在教学领域的应用日益广泛,已成为教育改革和发展的重要推动力。
大学物理课程作为高等教育的基础学科,其教学资源的数字化开发与应用尤为重要。
本文旨在探讨数字化学习资源的开发及其在大学物理课程中的应用,以期为高等教育质量的提升和教学方式的创新提供有益的参考。
本文首先将对数字化学习资源的基本概念、特点及其在教育领域的应用进行概述,明确研究背景与意义。
接着,将详细介绍数字化学习资源的开发过程,包括资源开发的理论基础、技术支持、内容选择与组织等方面。
在此基础上,本文将重点分析数字化学习资源在大学物理课程中的应用案例,探讨其在教学效果、学习方式变革以及师生互动等方面的积极作用。
本文还将对数字化学习资源在大学物理课程应用中所面临的挑战与问题进行深入剖析,如资源质量参差不齐、技术应用门槛高、教师信息素养不足等。
针对这些问题,本文将提出相应的对策与建议,以期促进数字化学习资源在大学物理课程中的有效应用与持续发展。
通过本文的研究,我们期望能够为数字化学习资源在大学物理课程及其他高等教育领域的应用提供有益的启示与借鉴,推动高等教育信息化水平的不断提升,为培养更多具有创新精神和实践能力的高素质人才做出贡献。
二、数字化学习资源的基本理论数字化学习资源,是指经过数字化处理,可以在多媒体计算机或网络环境下运行的,用于学习或教学的一切资源。
这些资源包括数字化的文字、图像、音频、视频、动画等多媒体元素,以及由这些元素组合而成的电子教材、课件、网络课程、题库、虚拟实验室等。
数字化学习资源的基本理论主要包括以下几个方面:建构主义学习理论:建构主义认为,学习是学生主动建构知识的过程,而非被动接受知识的过程。
数字化学习资源通过提供丰富的学习材料和交互工具,支持学生的自主学习和协作学习,有助于学生在建构知识的过程中形成自己的理解和认知。
认知灵活性理论:认知灵活性理论认为,学习应适应不同的认知风格和学习需求。
课程篇一、中学物理教材对数字化实验的拓展在新课程理念的指导下,伴随信息教育技术的快速发展,数字化教学在课堂中发挥的优势也日渐显著。
信息技术与物理教学整合的新型教学模式,使一些物理现象展现得更加直观具体,学生更加容易接受,能够更好地达到教学目的。
其中传感器在物理信息化教学的过程中起着举足轻重的作用,笔者翻阅日照市所使用的物理课本(2013年人教版物理课本)八年级上下册和九年级全一册的教材用书,共22章,发现其中数字化教学的章节有5章,占比22.7%。
分别是八年级上册第1章第4节运动的快慢,这节中拓展讲解了位置传感器;第2章第2节声音的特性这节,出现了示波器;第3章第1节温度出现了热电偶温度计;八年级下册第9章第4节出现了气体压强传感器;九年级第13章第3节出现了温度传感器。
其中传感器利用最多,共出现3次,占比60%。
本文将详细阐述传感器在第13章第3节比热容这一节实验教学中的应用,展现信息技术在物理实验中的优势。
二、利用传感器比较不同物质的吸热情况,以水和食用色拉油为例(一)分析教材中学物理中“比热容”这一节通过实验探究认识物体在温度变化时吸收或放出热量的能力,即研究物质的比热容。
学生通过“比较不同物质吸热的情况”这个实验,进行探究性实验,通过对实验现象的分析,发现物理规律并形成概念,是这节课的重点和难点。
验器材分别有:两个相同规格的电加热器、温度计、烧杯、水和食用油等。
水食用油具体实验操作过程如下,利用两个相同规格的电加热器分别加热质量相同的水和食用油(电热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可认为液体每秒吸收的热量相同),使它们升高相同的温度。
学生使用温度计采集液体温度数据,使用秒表测量时间,并记录实验数据。
分析采集的实验数据,加热质量相等的水和食用油使其升高相同温度时,加热时间不同,水需要加热的时间更长,说明水吸收的热量更多。
实验结果表明,不同物质在质量相等、升高温度相同时,吸收热量不同。
物理教学中重视数字化技术作者:胥成兵来源:《中学生数理化·教与学》2014年第03期数字化技术是近年来十分常见的教学辅助手段,它不仅能够创设良好的教学氛围,而且能够让很多教学要点得以简化,这对于提升课堂教学效率是有很大帮助的。
下面结合初中物理教学过程谈谈数字化技术在初中物理教学中的应用。
一、利用数字化技术创设教学情境数字化技术在初中物理教学中一直以来都有着很好的应用,其中一个最典型的应用就是能够创设良好的教学情境。
在初中物理教学中,学生会接触到各种物理概念及物理定律,很多知识点都是较为抽象不太容易理解,这些内容往往也是教学的难点所在。
对于这样的教学内容,如果能够借助有效的手段将知识要点以直观的形式展现给学生,不仅能够迅速降低学生在理解上存在的障碍,让学生领会到相应的原理,还能够很大程度提升课堂教学效率。
例如,在讲“光是沿直线传播”时,我先借助数字化技术给学生播放一段短片,短片中呈现了本世纪第一次出现日全食的景象,画面十分美丽壮观。
学生在观察这个情境时都非常投入,紧接着我提问:地球上为什么会产生这种现象?从这个画面中能够反应出什么物理原理呢?我的提问已经给予学生一定程度的指引,学生在思索这些问题时自然会想到光的传播路径和传播模式,有了这个生动的画面情境做依据,当我讲述“光是沿直线传播”时,他们会更容易理解。
只有看到了这个过程,才能够让学生对于定律更为信服,在记忆时也会印象更深。
二、利用数字化技术让物理知识更直观数字化技术在物理课程中的应用,不仅能够为物理教学创造良好的教学情境,而且在某种程度上能够让物理知识在呈现模式上更为直观,这将能够加深学生的理解与记忆。
数字化技术能够模拟各种教学情境,能够将很多静态过程以动态的方式呈现,能够让抽象的内容变得具体而直观,这就很大程度降低了学生在理解上的难度,让物理教学更为高效。
例如,在讲“液体的压强”时,需要向学生介绍“连通器”,虽说“连通器”原理在生活中随处可见,但对于这个装置,学生从来没有真正接触过,想要让这个装置的原理很好地被学生理解与接受,这是有一定难度的。
省级教学成果奖推荐书附件成果名称:大学物理CCBP体系的研究与实践目录1、《大学物理CCBP体系的研究与实践》成果总结2、成果支撑材料目录网址:/course2008/cg11.htm“大学物理CCBP体系的研究与实践”成果总结“大学物理CCBP体系的研究与实践”教学研究成果是以安徽省教育厅2005年批准的“大学物理CCBP体系的研究与实践”项目为基础,结合我校的实际情况,对大学物理的教学内容、教学方法、教学手段进行改革实践。
现就本课题所取得的成果汇报如下:一、课题执行情况本课题自2005年开题以来,课题组一直紧紧围绕主要建设内容开展工作,至2007年12月份已经圆满完成了课题全部任务,具体情况如下:1、根据大学物理CCBP教学体系的要求编写了教学大纲和教学计划。
2、精选了华中科技大学李元杰教授编写的《大学物理(CCBP)》的作为CCBP大学物理教材,并结合专业的特点编写有特色的讲稿和教案。
3、考虑到我校专业特点和学生的情况,课题组从2005年开始遴选计算机专业作为CCBP大学物理课程教学改革试点专业,并选择了相同专业的另外两个班级作为参照。
在试点班改变传统的教学模式,将CCBP引入到大学物理课程教学中,打破传统《大学物理》教材按照力、热、电、光、原、近代物理的顺序编排,突出物理本质、物理思想,特别是物理方法,引入计算机数值计算和模拟技术等研究工具,引导学生如何充分利用计算机的数值处理功能,将复杂的物理方程,特别是现代物理学的微分、积分方程以及非线性问题的转变为计算机处理,建立起一套完整的物理问题的计算机算法,引导学生自己独立编写求解物理方程的计算机程序,将物理方程的求解过程交给计算机进行处理。
使得学生从纯理论的推导转变到利用计算机解决实际问题,得到了较好的锻炼。
经过两年的试点,我们发现试点班的同学利用计算机处理实际问题的能力明显比非试点班同学要强。
从2007年开始推广到电子信息科学技术和自动化专业,普遍受到学生的欢迎。
4、建立了一支具有结构合理、教学经验丰富的师资队伍。
本课题组现主要人员中硕士学历以上比例达60%以上,具有高级技术职称的人数达到50%。
逐步建立起一支职称分布合理、年龄结构适当,能满足二十一世纪本课程人才培养要求的高水平的教师队伍。
5、积极开展教学和科学研究,科研教学相互促进,课题组成员在教学过程中充分发挥计算机在物理教学过程中的作用,编制了大量的程序,建立了一套大学物理计算机程序处理系统,促进了教学质量的提高。
6、将课题研究做为学生毕业论文选题,锻炼了学生的科研能力。
课题组成员从2005年开始将部分研究内容作为学生毕业论文选题,先后有30余人选了相关的研究课题作为毕业论文选题,其中有10余人的毕业论文获得了校优秀毕业论文,有1人在国家级杂志发表论文。
7、购臵和开发了大量供学生研究性学习的资源。
为学生提供了Java学件、Flash动画、C学件、C++课件和avi数字化小电影,总数达千余种,提供研究性学习的平台——学生用计算机模拟软件平台,编写了100多道研究性学习习题,与传统习题大不一样,没有统一答案,有较大的知识拓展与转移空间,体现知识的整体结构。
二、改革思路众所周知,大学物理是理工科各专业学生必修基础课程之一,但长期以来由于其内容多、课时少、学习难度大,因此大学物理教学过程中如何解决学时少内容多的矛盾?如何处理经典与近代的关系?如何从单一传授知识向传授知识、方法和思想三者并重的教育思想转变?如何提高学生的素质与能力?如何在新教材上有所创新?这些问题一直困扰着广大从事大学物理的教学人员,我们对这些问题的处理总体思路是:(1)改革原《大学物理》教材,便其内容适应跨世纪人材培养的要求,创立一个全新的CCBP模式。
(2)改变传统的以传授知识为中心的教材体系,建立一个传授知识、思想、方法三者并重的新体系。
(3)探讨将计算机全面深入引进物理教学的方式及旨在提高素质能力的综合训练。
(4)正确对待继承与发展、正确处理好经典物理与现代物理的关系,经典重在提高,现代重在立稳。
(5)勇于创新,开阔思路,力争做到四个突破:即教学思想要有突破、方式要有突破、内容要有突破、体系要有突破。
(6)既要有先进性,又要注重可行性,特别是学生的可接受性。
三、几点体会教学改革的中心问题是教学现代化,而教学现代化应包含教学内容的现代化、教学手段的现代化和教学思想与观念的现代化。
要真正实现教学现代化,教学思想和观念的转变是首要的。
教学思想与观念的现代化涉及许多方面,下面是我们在本次课题研究过程中的几点体会:1、要实现从单一传授知识向传授知识、思想、方法三者并重的观念的转变我国传统的基础物理教学都围绕着传授和学习知识这个中心,而在启发学生思维及创新和培养学生处理实际问题的能力方面或重视不够或落不到实处。
一般教学中,教师们很少向学生系统介绍物理学的基本研究方法和基本思维方法,那些充满理论物理中的大量光辉的物理思想在基础物理中却所见无几。
人们常讲教学要授之以渔,不能只授之以鱼,这个道理大家都容易接受,但具体如何去实现却长期得不到解决。
我们的体会是:教学中要授以学生必要的基础知识,这是不容臵疑的,但不能只强调知识点的系统性、完整性、严密性,而忽视传授那些重要的物理思想、方法及工具,忽视培养学生自己去获取知识的能力,其实后者应该是教学中更为重要的目的。
当今正处于信息时代,知识增长迅猛,严格地讲教师不可能在百余学时的教学中,把所有的物理基础知识毫不遗漏地都讲完。
我们在教学过程中始终贯彻以物理研究方法为主线,彻底改造传统教学内容和教学顺序,并将其建立在现代信息科学技术的平台上。
他把教师系统提要的讲授,和自己自主学习、问题研究、论文写作等有机穿插在整个课程的教学过程之中。
突出方法的应用,整体概念与整体思维,促使学生产生创新思想,并通过对具体问题的处理,训练学生的科学综合能力与素质,强化对学生探索未知能力的训练。
2、要实现从重教轻学向以教为导以学为主的观念的转变我国传统的教学模式有其自身的优点,但必须承认也有许多弱点。
新中国成立半个多世纪,高等教育发展是十分迅速的,特别是改革开放以来,发展速度更是惊人,但为什么培养不出一个诺贝尔奖获得者? 其中原因当然是多方面的,但是传统的培养模式及教学观念不利于学生的创新思维与能力的发展,应该是一个重要的原因。
我们绝大多数的学生从小学到大学,都是老师手把手地教,基本训练也是大量重复地做一些学院式的习题。
一旦离开老师,在学生自己独立地解决实际问题、获取新知识、研究新问题时都会感到困难。
因为在传统的教学环节中,缺乏对学生这方面的系统训练。
因此,在制定教学现代化的方案时,首先要实现教学思想和观念的两个转变,否则教学改革只能停留在内容的增减或重组这一层面上。
3、将基础物理教学与创新教育相结合现行教学中,一些传统的教学模式、教学方法只偏重书本知识的传授,而忽视学生的思维训练,显然,这对学生创造性的培养是十分不利的。
因此,我们将“在大学基础物理教学中,如何培养学生的创新精神,启迪学生的创新思维,开发学生的创新潜能”作为重点研究与实践的课题,进行了一些探索和尝试。
(1)、结合基础物理教学,介绍现代高新科技成果的创新思维及其物理基础我们认为,将学生引入一个富于现代、前沿及创新气息的学习天地中,对于开发学生的创新思维,激发学生的创新欲望,是十分有益的。
因此,在教材里,教学光盘中以及课堂教学时,我们介绍了多个获诺贝尔奖的物理学成就以及一些现代高新技术成果。
特别强调它们的创新内容及其与基础物理知识的联系。
这些内容包括:金属低温超导的BCS理论(1972获诺贝尔物理学奖),创新思想是:电子通过晶格振动为媒介而产生成对机制,电子对的形成,完成了费密子(电子)向玻色子(电子对)的转变,电子对是一个准粒子,其形成使电子的统计性质发生变化(产生相变)。
原子囚禁(1997获诺贝尔物理学奖),创新思维是:①MOT模型。
磁光囚禁,非均匀磁场使塞曼分裂随空间而异,形成囚禁优势辐射压环境。
②VSCPT模型。
存在与光子无相互作用的原子与光子耦合的相干叠加态。
整数量子霍尔效应(1985获诺贝尔物理学奖),创新思维:参杂使分裂的简并态能级构成二类: 一类是在原朗道能级处未移动的态,构成扩展态是一个可传导电流的态;另一类则是偏离朗道能级的局域化态,它是一个绝缘态,与电流无关。
结果导致电阻(电导)的台阶效应。
量子隧道效应实验与理论(1973获诺贝尔物理学奖),基础物理知识:⑴固体能带;⑵量子隧道。
创新思维:量子隧道效应器件、量子阱、超晶格、约瑟夫森结 超导量子干涉仪SQUID。
不需加油的全球航行飞机的设计。
创新思想动力与滑翔飞行交替进行、低空动力加速、高空惯性滑翔。
基础物理:利用惯性。
通过上述内容的介绍,使学生们看到:世界上各种大大小小的创新无不与物理学的基本原理及对称性、稳定性、等效性等基本思想有密切联系。
这样学生不仅仅学到了书本上的理论知识,同时也了解到,伟大科学家们的智慧及创新思路的源泉就是基础物理。
创新便有了原动力。
(2)加强素质能力的训练基础训练:围绕基础,兼顾不同学校不同层次学生;提高训练:重在提高,少直问直答式,多应用理解式;综合训练:(创新)专题综合,方法综合,思想综合,每章后有综合性总结。
对每一章内容、方法、思想作综合性总结,图表式的总结。
学生尽管学了许多物理定律、知识和概念,但遇上一些实际问题并不会去求解。
学生做了不少的练习和习题,为什么遇到实际问题不会求解呢?因为传统教材上的练习与习题基本上与实际问题相差甚远。
传统中的习题只是为了训练学生的基本运算技能,并通过运算加深对物理定律及概念的理解。
总之,归结到一点,传统教材是以传授知识为主的。
即便是习题训练也是为传授知识这一主要目标服务的,而忽视了培养学生处理实际问题的素质及能力。
所以,我们认为大学物理改革首先就要实现从单一传授知识向传授知识、方法和思想三者并重的教育思想转变。
综合训练就是为了提高学生处理实际问题的能力。
(3)物理学的基本理论与研究方法对科学思维的启迪规则运动的研究方法:对称性法;矢量空间法;能量法。
通过扩展对称性介绍分形物理。
随机运动的研究方法:统计平均法;二项式分布等。
混沌运动的研究方法:通过典型问题,在相空间分析、讨论,用计算机进行处理。
通过对这些物理研究方法的介绍,有利于加强学生科学思维能力的训练。
4、本科基础课教学如何开展研究性教学,提倡研究式的学习方法,充分调动学生的思维本科基础课的研究性教学,就是通过贯彻科研引入教学过程经典理念的以基于研究的教学方式。
探索性是研究性教学的基础,没有探索性就没有研究性教学。
我们认为首先是科学研究方法的创新,在教学过程中我们以物理学的方法包括现代信息科学技术的方法重组教学内容,并在方法的运用中力图培养学生的物理思想、科学研究的精神,促进学生从学习向研究过渡。