時間:2022-08-04 10:11:24
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大學物理機械振動總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:思維定式;正遷移;物理教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)37-0150-02
一、引言
思維定式即思維慣性,是指人們把在以往學習過程中已經掌握的思維活動經驗和思維規律應用到后續的學習活動中,經過多次反復使用形成的一種定型化的思維程序和模式。思維定式對學生的學習既能產生正遷移作用,又能產生負遷移作用。學生在掌握新概念、新規律時總是要利用已有的知識,使原本孤立的新概念、新規律同大腦里原有的認知結構中儲存的知識信息相聯系,以促進和加強對新概念、新規律的認識與理解。如在進行“機械振動概念的引入”教學時,教師利用教材,從日常生活的實例出發,選取彈簧振子、單擺、水中的浮沉子、不倒翁等為振動的物體,啟發學生抓住這些物體振動的共同特點——物體在中心位置兩側做往復運動,從而建立起機械振動的概念,形成正確的思維定式,為往后學習和理解簡諧運動打下了堅實的基礎。大學生在中學階段的學習過程中積累了許多解決問題的經驗和方法,那些方法對于解決中學物理問題大都是行之有效的。當他們進入大學后,仍然習慣套用中學時解決問題的方法去解決大學物理問題,其結果可想而知。因此,學生在學學物理過程中,若能正確地利用思維定式將會事半功倍,否則將事倍功半。
二、高中與大學物理教學和學習的特點
1.高中物理教學和學習的特點。高中學生的認知能力已基本成熟,其抽象思維能力有了很大提高,他們已經可以用推理的方式去思考和解決物理問題,具有了較強的探究性學習能力。為了高考,教師會給學生總結出各類物理問題的解決方法,使他們形成一種固定的思維模式。
2.大學物理教學和學習的特點。學生進入大學的初期,大都會經歷一段學習上的不適應時期。他們在學習上遠離了名目繁多的考試,獲得了更多的自由支配時間,這對于他們進行自主學習和研究性學習是非常有利的。就大學物理學科而言,其特點是教學內容多,課堂信息量大,注重推理、論證。上課時以教師講授為主,學生必須在課外花費很多時間自學才能理解教學內容。
三、思維定式對物理教學的作用
由思維定式引起的遷移可分為正遷移和負遷移兩種,一種是舊知識的學習能幫助和促進新知識的學習,這種遷移就是正遷移;另一種是舊知識的學習干擾或抑制新知識的學習,這種遷移就是負遷移。
1.思維定式的正遷移作用。在教學實踐中發現,由于思維定式的作用,學生在解決問題時通常會按照某種習慣的思路去考慮問題。當這種習慣思路與新問題的正確解決途徑一致時,思維定式將產生正遷移作用,促進問題得到快速解決。在大學物理教學過程中,可引導學生在解決物理問題時善于聯想高中時解決過的類似問題,通過分析對比,找出問題的共同點,學會舉一反三,從而找到解決問題的有效途徑,促進正遷移作用的形成。如教師在講授《力學》中運動學部分關于速度和加速度的定義時,可讓學生首先回憶一下高中物理中速度和加速度是怎樣定義的,教師只需講解在大學物理中速度的定義是v=■,學生聯想到高中物理中加速度a=■,模仿速度的定義方法不難得出加速度的定義為a=■=■。
2.思維定式的負遷移作用。思維定式是一種“以不變應萬變”的固定思維模式,它注重的是問題之間的相似性和不變性。因此,當遇到的新問題與過去解決過的舊問題的相似度較高時,在舊問題解決過程中形成的思維定式通常有助于新問題的順利解決;而當新問題與舊問題相比其差異十分明顯時,思維定式就會干擾,甚至阻礙新問題的解決。
大學生思維定式負遷移作用的具體表現是:不善于具體問題具體分析,常常用記憶替代思維;不注重物理概念和物理規律之間的聯系,總是孤立地看待物理現象和問題;不注重物理公式和物理規律的適用范圍;不善于多動腦子,發散思維能力欠缺;總想用中學物理中解決常量問題的方法去解決大學物理的變量,不習慣利用微積分求解有關變量問題。例如:一人手握啤酒瓶使其處于靜止狀態,當手的握力增大時,手和瓶之間的靜摩擦力是否改變?學生在學習滑動摩擦力時知道,滑動摩擦力隨著正壓力的變化而變化,這種概念在學生的頭腦中深深扎根,久而久之形成一種思維定式。當遇到靜摩擦力這樣的新問題時不假思索地照搬套用,從而想當然地得出“手和瓶之間的靜摩擦力增大”的錯誤結論。
四、消除思維定式負遷移作用的對策
1.強調物理問題中變量的概念。大學物理和高中物理的顯著差異使研究問題的深度和范圍不同,所使用的數學工具也不相同。高中物理研究的問題主要是常量,使用的數學工具主要是初等數學;而大學物理研究的大多是變量,使用的數學工具主要是高等數學。初學大學物理的學生很難適應這種變化,他們很難接受變量的概念,不善于用高等數學表達和分析物理問題,這也是他們學學物理的主要障礙之一。因此,在教學實踐中,教師要把變量的思想和處理變量問題的方法滲透到每節課的教學中。
2.注意物理規律的適用范圍。由于思維定式的作用,學生常常會犯經驗主義錯誤,忽視物理公式、定理的適用范圍,從而造成分析問題或解題的錯誤。物理概念、定理及公式都是在一定的條件下,通過對某類物理現象的歸納,或者對某些物理過程所具有的共性進行總結得出的,因此它們都有其適用范圍和成立的條件。在教學過程中,要注意向學生闡明物理公式、定理、定律的適用范圍和條件,防止學生將相對真理絕對化或者把局部經驗普遍化。
3.注重培養學生發散思維能力。發散思維又叫求異思維,是指從一個目標出發沿著不同的途徑去思考,不受常規約束,尋求變異,探求多種解決問題途徑的擴散式思維方式。在日常教學中,要引導學生遇到物理問題時進行多方位思考和論證,敢于沿著不同的方向去嘗試、探索,使他們的思維方式具有靈活性、廣闊性、深刻性和獨創性。在遇到一些物理問題時,學生習慣于利用公式去推導和演算得出結論,認為那樣做思路清晰,結構嚴謹;但有時若能引導他們換一條思路進行分析,也許能獲得意想不到的結果。比如有些問題如果借助圖像的變化規律進行分析、討論,反而能夠更簡捷、更快速地得出結果。另外,在上習題課時要精選典型例題,注重對學生進行一題多問、一題多變和一題多解的訓練,讓他們養成從多個角度思考問題和從多種途徑解決問題的習慣,使學生的發散思維能力不斷提高。
1.1學生基礎差,不重視作為本三院校的學生,高中物理基礎普遍比較薄弱,許多同學基礎概念及定律不清楚,給大學物理的學習造成了困難.另外,學生的高數基礎不扎實,無法在物理模型建立中靈活應用微積分等高數知識.再次,現在的學生學習功利性比較強,學生們主要把精力放在英語、計算機等考證科目,甚至一些校外的考證上,而對大學物理這門課程重視不夠.
1.2教師教學模式固定化教師上課大部分還是采用老式的教學法,以教師講授為主,照本宣科,致使學生覺得課上枯燥無味.另外,教師教學中教學大綱統一化,不同專業采用同一教學大綱,沒有專業特色,與學生專業課課程結合不夠緊密和充實,因此學生對大學物理課程興趣不夠.
1.3考評方式單一本校大學物理的考評方式基本是采用期末成績為主,平時出勤和作業為輔的的方式.學生學部分還是以應試為向導,學習被動,沒有深入領會到物理的奧妙.
2改革方向
為了解決教學中遇到的這些問題,針對獨立學院特色,大學物理改革可以從以下幾方面入手.
2.1不同專業區分對待,應制定不同的教學大綱大學物理涵蓋的內容是非常廣泛的,包括力學、熱學、電磁學、波動光學和近代物理等五篇,如果要全部授予學生,學時往往不夠,而且只授予學生點滴皮毛知識而已.教師應該深入各系進行調研,了解不同專業的需求.教學中做到心中有數,有針對性的授課.讓學生深刻認識到大學物理有本專業的特色,為他以后的專業課學習以及之后的工作有所準備.比如對于機械類專業,跟物理緊密相關的專業課程有“理論力學”“結構力學”“工程力學”等,對于他們大學物理教授時應重點放在力學和熱學篇章,如質點運動學、牛頓運動定律、功和能、動量、剛體定軸轉動、機械振動、熱學等.教師在授課時就應該多注重力學的分析和計算,并且多舉一些跟專業相關的例子,如飛輪、皮帶輪、滑輪的轉動問題,橋梁結構的承重、鋼架的頻率和周期等.而對于電子信息類專業,后續的專業課程里“電路分析”“電子技術”跟物理關聯較大,對于他們大學物理教授時應重點放在電磁學篇章,并多介紹相關的科研新進展,以增強學生對大學物理的興趣.同時,增設電磁波的知識點并將其作為重點介紹,為后續專業課程電磁場與電磁波做好準備.
2.2物理理論與實驗教學結合大學物理是一門實驗性的科學,很多物理定律都是實驗總結得到的.但是很多學校的大學物理理論課和實驗課是分開設置的兩門課,由不同的教研室不同的老師教授.這樣的教學就有可能使得理論和實驗相脫節.應該加強理論課和實驗課的統一,或者直接由同一部門來授課.有些比較復雜的實驗在實驗室操作,而有些儀器比較簡單的實驗可以直接搬到教室穿插在理論課上進行演示.建議可以學習麻省理工學院的WalterLewin教授在公開課《電和磁》課上的的授課方式,用直觀的實驗來演示復雜深刻的物理原理,使得課程具有啟發性和趣味性.比如,靜電屏蔽、光的偏振、駐波等都可以穿插在理論課上進行演示.這樣不僅可以化抽象為具體,學生親眼看到,甚至親自參與驗證,對定理的理解會更加深刻,同時可以提高學生的學習興趣,激發他們的科研興趣,培養創新意識.
2.3將物理理論和現實生活和社會實際結合起來物理學并不是一堆枯燥的定理和公式堆砌起來的學科,它反映的是自然界萬物的規律,是一門和生活息息相關的學科.物理課程改革要強調“從生活走向物理,從物理走向社會”,即注重與社會實際和生活實際相聯系.而物理教師就可以起到這個橋梁的作用,教師在上課時,要特別注意將物理內容和實際生活的應用聯系起來介紹,激發學生學習興趣.比如,講到渦流時,就可以舉電磁爐、渦流探傷、探測金屬(安檢、掃雷)等例子;講到角動量守恒定律的應用時,就可以舉跳水運動員空中翻轉、花樣滑冰運動員旋轉、舞蹈演員旋轉等例子;講到熱學循環時,就可以介紹冰箱、空調的工作原理等.把物理理論知識跟生活社會實際結合起來,學生能夠深切體會到物理是一門很有用的學科,變被動接受知識為主動學習.
2.4考評多樣化,注重素質教育對學生大學物理課程的考評單純采用平時作業和期末考試的形式的話,不能完全反映學生對物理知識的掌握和應用程度,這種考核方法不適應素質教育的要求.比較全面而科學的評價標準應該包括對知識的理解、應用和創新.教師可在傳統考核方式的基礎上增設其他比較開放、靈活的考核方式,比如李元杰推薦的數字物理教學方法??筛鶕W生專業特點在開學初開設一些小課題或者小應用公布給學生選做,學生可以自由組隊選題,也可以個人單獨選題.讓學生自己檢索資料、分析原理,并以科技論文或課件的形式在課上跟大家回報分享和討論,有些模型還可以做成動畫的形式演示出來給大家看.這樣不僅可以開闊學生的視野和思路,也能培養學生自學能力、科研能力和創新能力.這樣的考核方式還可以讓師生很好的互動起來,并讓學生充分參與到課堂教學上來,同時鍛煉了他們的團隊協作精神和社會實踐能力.課題的成果最終計入本門課程總成績中,教師評價的話也可以靈活一點,直接讓全班學生現場評分.
2.5成立物理興趣小組大學物理作為一門公共課,一般都是大班授課,很多學生有問題也很難全部在課上反應給老師,師生互動也會受到限制.為了解決這個問題,可以在班里或者整個學校內成立物理興趣小組,也可以建立相關的物理網站和論壇,大家可以聚在一起或者在論壇上討論問題,各抒己見.老師可以定期參與到興趣小組的討論中,并隨時到物理論壇上跟同學交流討論.同時還可以把課件、題庫、演示實驗、上課視頻、物理學史介紹等資料上傳到網上,還可以設置網上輔導、在線提問等模塊,以彌補課上教學課時的限制,同時擴充大家的視野,拉近師生距離.只有當學生和老師之間建立起個人的直接聯系的情況下———這時學生可以討論概念、思考問題和討論問題———才能達到最好的教學效果.
2.6承上啟下大學物理教學要做到承上啟下.所謂的承上,指的是要結合中學物理和高等數學的基礎.首先要讓學生理解大學物理不是中學物理的簡單重復,大學物理比中學物理要更加廣博,內容也更加深奧.教師在授課過程中,要與已經學過的中學物理內容聯系起來,進行比較和區別,引導學生應用新的思維,采用新的方法來解決大學物理問題.其次要讓學生明白高等數學與大學物理的密切聯系,在大學物理授課之前,都要先了解學生的高等數學基礎,對于高數基礎比較薄弱的,還要適當的給他們補習高數的知識,特別是矢量代數和微積分運算.大學物理教學也要做到啟下,即為學生后續的專業學習和工作服務,讓學生認識到大學物理的意義所在.
3結束語