大学物理教学中深入浅出的探索实践

大学物理教学中深入浅出的探索实践
【摘要】深入浅出的课堂教学是学生之期盼，是教师之追求。

本文结合大学物理的课程教学，从深入研究内容，让知识浅出；深入研究课程，让方法浅出；深入研究学生，让个性浅出三个方面探讨了如何实践深入浅出的教学。

【关键词】深入浅出；教学内容；教学方法
曾经有教育前辈将大学教师概括为四种[1]：（1）深入浅出型。

教师如果“深入”研究所讲授的课程，教学时呈现的就是“浅出”——能用浅显、生动的语言讲述深奥的内容”；（2）深入深出型。

教师对课程的研究很“深入”，对教学内容的理解也透彻，但呈现给学生的却是“高深莫测”；（3）浅入浅出型。

有的教师不认真研究教学内容，在教学上不投入精力，虽然是“浅入”甚至“不入”，但照样敢“出”，在课堂上将书本或ppt上的内容读一遍，完全没有自己的见解，纯粹是“照本宣科”；（4）浅入深出型。

教师对所讲授的课程研究的不深入，由于自己对所讲内容也不明白，在上课时只能用晦涩难懂的语言使简单的问题越来越深奥，这就是“深出”，到最后教师越讲越不知所云，学生越听越稀里糊涂。

因此我们说，深入浅出的教学滋味长，深入深出的话语雾气重，浅入浅出的课堂没发展，浅入深出的老师忽悠人。

很显然深入浅出的课堂教学是学生之期盼，是教师之追求。

要怎样才能做到深入浅出呢？我结合自己讲授的“大学物理”课程的教学实践谈谈体会，认为可以从以下三方面考虑：
1.深入研究理论，让知识浅出
华罗庚教授用怎样泡茶最省时间讲授统筹方法，连文化不高的工人都能一听就明白；爱因斯坦讲相对论，连他的司机都可以听懂，甚至可以绘声绘色地复述。

华罗庚、爱因斯坦都是大科学家，站在科学研究某领域的最前沿，他们能把最前沿的科学知识讲得几乎所有人都能接受。

这说明无论怎样抽象的理论都可以直观而浅显地表达出来，关键需要讲授者面对不同的对象提炼出合理的讲授方法。

物理学是整个自然科学的基础，物理学的思想方法和研究方法几乎应用于自然科学的每一个领域，同时物理学也是产生近代高新技术的主要源泉。

大学物理教学的主要目的就是要提高学生的科学素质，著名的德国物理学家劳厄（m.von laue）谈教育时说，重要的不是获得知识，而是发展思维能力。

我们知道，思维能力不能由传递──接受的。

方式由教师给予，只能靠学生在参与的过程中逐步形成和发展。

由于大学物理知识面广，数学处理比较复杂，学生不喜欢大学物理的现象比较普遍，甚至有“物理=无理”的说法。

作为教师，课堂教学的首要任务就是要激发学生的好奇心和求知欲，吸引学生参与到课堂教学中。

教师应该深入钻研教材，吃透物理原理，精心设计教案，将学生感觉抽象难懂的理论知识用大众化、生活化的案例反映出来。

例如：在讲授万有引力定律时，先播放发射人造卫星的视频，再切入正题；在讲授电磁学时，先讲回旋加速器，无线通信等。

牢牢吸引学生的注意力，激发学生去探求原理的欲望。

因此，我们在备课时努力钻研课程的教学内容和方法，以案例为线索安排授课方案。

比如在讲授牛顿运动定律时，就以“在悬崖边扔下石头听回声记下时间t，测量山崖高度”为案例，这在物理学上是一个比较简单的问题，我们希望通过这样一个简单的案例，循序渐进的求解，让同学们很轻松的学习物理问题用数学模型求解的方法。

首先，将问题理想化成石头的自由落体运动，用中学物理学过
h=112gt2的就能计算出山崖高度h1，用初等数学就可以得出一个粗略的答案；第二，除去地球吸引力外，还要考虑对石块下落影响最大的空气阻力。

根据流体力学知识，空气阻力正比于石块下落的速度，阻力系数k为常数，因而，由牛顿第二定律可得：
f=mdv1dt=mg-kv，这是一个一阶微分方程，再根据已知的初始条件就可进行求解得到，求解过程中需要用到高等数学的知识；第三，考虑人的反应时间，t=t1+t2，又得到了进一步的解h3；第四，考虑石块落地发出声音后，要考虑声速，也就是声音要经过一段传播时间才能传到人耳，t=t1+t2+t3，这样可以利用第二、三步的计算，还有声音传播速度的计算，建立一个方程组，求解后得到h4。

这样，通过一步步从理想化到越来越接近真实情况的假设，得到了越来越准确的结论，h1→h2→h3→h4。

如果我们一开始就考虑得非常细致、完整，有可能很多同学就无法建立数学模型，甚至放弃。

而这样一步一步由浅入深，大多数同学都很容易接受，感觉到物理学就在自己身边，自己也可以驾驭，而不是一门玄而又玄的抽象的课程。

2.深入研究课程，让方法浅出
物理学是高校理工科学生必须掌握的基础课程之一，却普遍存在大学物理课程难学难教的情况，分析原因主要有三：物理学的实用性不如专业课程，难以激发学生学习的积极性；大学物理课程偏重理论，许多内容抽象难懂，甚至有的学校没有相应的实验课程，教学和实验分离，难以激发学生学习的兴趣；传统的注入式教学方式制约了学生主观能动性的培养。

针对这种现状，为加强课堂教学的丰富性，我们制作了一些演示物理现象的flash动画、matlab/gui课件，辅助理论介绍和数学计算，使理论的讲授更生动、直观，学生易于理解、接受，激发学生的学习兴趣，调动学生的主观能动性。

例如，对于波动光学的经典的杨氏双缝干涉实验，编程制作了基于matlab的图形用户接口（graphical user interface，gui），如图1所示。

在gui界面上，通过调节3个滑动条，观察改变波长、屏缝间距、双缝间距对干涉条纹的影响。

增加波长，中央明纹位置不变，干涉条纹变得稀疏；增加屏缝间距，中央明纹位置不变，干涉条纹变得稀疏；增加双缝间距，中央明纹位置不变，干涉条纹变得密集；反之，则有相反的现象出现。

该仿真实验的显示结果可使同学们更直观的理解条纹间距。

△χ=dλ1d
图1 双缝干涉gui运行界面3.深入研究学生，让个性浅出
教师的主导作用和学生的主体地位在现行教学制度下，教师在教学中起支配作用、决定作用。

根据教学大纲和教材内容，由教师确
定教学方式、方法和进程，其结果和质量都是通过教师所组织的教学活动来实现的。

教师是教学活动的组织者，教学规律的体现者，思维活动的启发者。

如果教师不研究学生个体，只是简单地将学生分为好、中、差三类，好的给与关注，差的置之不理，授课不能面向全体学生，这样就不能把学生的主体作用很好地体现出来，肯定难以达到理想的教学效果。

提出教育目标分类学（布鲁姆分类学）的美国心理学家本杰明·布鲁姆（benjamin bloom）认为：学生成功地学习一门学科与他的情感特征有较高的相关[2]。

在教学中，教师要善于创设问题情境，根据学生实际设计一些不同层次的问题，鼓励学生各抒己见，畅所欲言，敢于对事物做出独立的判断，引导学生从不同侧面，以不同方式去思考问题，教师要对学生的思维过程进行引导，及时发现一些典型错误，引导学生去分析这些错误所导致的后果，并适时地出具科学的资料和正确的结论。

无论学生的判断离科学实际有多远，都要给予鼓励，教师在学生的充分表述之后，师生互动，生生互动，多向交流，使学生的思维更活跃、更开阔。

另外还要注意鼓励学生一题多解或多证，充分发挥学生的个性，让学生的思想相互渗透，智力相互激发。

逐步培养学生从单一思维向综合思维发展，让学生体验到独立思考的成就感，在成功中体验学习的乐趣。

由于一次又一次的成功，学习的愿望得到加强，成就动逐渐形成，学习的内驱力就会大大增强[2]。

学生的能力倾向差异只不过是一种学习速度的差异，而不是智能的差异，只要教师提供足够的时间和恰
当的帮助，大多数的学生都能达到教学目标，获得优异的成绩。

因此，教师的教学必须面向全体学生，对每一名学生负责，使所有的学生都尽可能达到教学要求。

在课下多与学生交流，了解学生的心声，进行个别辅导。

通过日积月累，不同层次的学生思维得到锻炼，潜能得到开发，个性得到发展。

总之，课上的“浅出”源于教师课前的“深入”。

深入浅出，体现了教师严谨的敬业精神、扎实的专业素养与灵活驾驭课堂的教学智慧。

我们推崇课前挖井、课上涌泉的做法，深入浅出的教学是全体教师的追求。

【参考文献】
[1]顾文亚，深入浅出话课堂，江苏教育研究[j]，2008.3
[2]洛林.安德森，布卢姆教育目标分类学[m]，北京：外语教学与研究出版社，2009.11浅。