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關(guān)鍵詞 半導(dǎo)體物理學(xué) 課程探索
中圖分類號:G642.421 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2016)02-0001-01
信息技術(shù)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù),隨著半導(dǎo)體和集成電路的迅猛發(fā)展,微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到電子信息學(xué)科的各個領(lǐng)域,電子、通信、控制等諸多學(xué)科都融合了微電子科學(xué)的基礎(chǔ)知識?!栋雽?dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)的理論基礎(chǔ),是電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果以及學(xué)生未來的就業(yè)和發(fā)展。但是,《半導(dǎo)體物理學(xué)》具有理論性強、教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容更新慢等特點,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在一定的難度。因此,本文從課堂教學(xué)實踐出發(fā),針對目前教學(xué)過程中存在的問題與不足,對微電子專業(yè)的《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程進行探索。
一、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置
重慶郵電大學(xué)采用的教材為電子工業(yè)出版社劉恩科主編的《半導(dǎo)體物理學(xué)》,該教材具有知識體系完善、涉及知識點多、理論推導(dǎo)復(fù)雜、學(xué)科交叉性強等特點,需要學(xué)生有扎實的固體物理、量子力學(xué)、統(tǒng)計物理以及數(shù)學(xué)物理方法等多門前置學(xué)科的基礎(chǔ)知識。另外,我們開設(shè)的學(xué)生對象為微電子相近專業(yè)的學(xué)生,因而在課程內(nèi)容設(shè)置時有必要考慮學(xué)生知識水平及其知識結(jié)構(gòu)等問題。雖然微電子學(xué)相近專業(yè)開設(shè)了大學(xué)物理等課程,但是大部分專業(yè)未開設(shè)量子力學(xué)、固體物理及熱力學(xué)統(tǒng)計物理等前置課程,學(xué)生缺少相應(yīng)的背景知識。因此,我們在《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程內(nèi)容設(shè)置上,需要將部分量子力學(xué)、固體物理學(xué)及統(tǒng)計物理學(xué)等相關(guān)知識融合貫穿在教學(xué)中,避免學(xué)生在認識上產(chǎn)生跳躍。
從內(nèi)容上,依據(jù)課程大綱《半導(dǎo)體物理學(xué)》主要分為兩大部分,前半部分著重介紹半導(dǎo)體的電子狀態(tài)及對應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu),電子有效質(zhì)量、雜質(zhì)和缺陷能級、載流子的統(tǒng)計分布,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與非平衡載流子,在此基礎(chǔ)上進一步闡述了費米能級、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念;后半部分對典型的半導(dǎo)體元器件及其性能進行了深入分析。基于以上分析,半導(dǎo)體物理課程對授課教師要求較高,需要教師采用多樣化的教學(xué)手段,優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容,注重理論推導(dǎo)與結(jié)論同相關(guān)電子元器件的實際相結(jié)合,使學(xué)生較好地理解并掌握相關(guān)知識。
二、教學(xué)方法與教學(xué)手段
為了讓學(xué)生能較好地掌握《半導(dǎo)體物理學(xué)》中涉及的理論及模型,需要采用多樣化的教學(xué)方法和手段。基于《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程的特點,在傳統(tǒng)黑板板書基礎(chǔ)上,充分利用PPT、Flash等多媒體軟件,實物模型等多種信息化教學(xué)手段,模擬微觀過程,使教學(xué)信息具體化,邏輯思維形象化,增強教學(xué)的直觀性和主動性,從而達到提高課堂教學(xué)質(zhì)量的目的。
三、考核方式的改革
為了客觀地評價教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量,改革考核方式是十分必要的。針對《半導(dǎo)體物理學(xué)》課程特點,對考核方式作如下嘗試:(1)在授課過程中,針對課程的某些重點知識點,設(shè)計幾個小題目,進行課堂討論,從而增強學(xué)生上課積極性及獨立思考能力;(2)學(xué)期末提交針對課程總結(jié)的課程論文,使學(xué)生在對課程有更深入了解的同時激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造積極性。
《半導(dǎo)體物理學(xué)》是微電子技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。要實現(xiàn)《半導(dǎo)體物理學(xué)》這門課的全面深入的改革,還有待與同仁一道共同努力。
參考文獻:
[1]湯乃云.微電子專業(yè)“半導(dǎo)體物理”教學(xué)改革的探索[J].中國電力教育,2012,(13).
原子物理學(xué)是研究原子結(jié)構(gòu)、運動規(guī)律及相互作用的學(xué)科,是物理學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程,也是核類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,上承經(jīng)典物理學(xué),下接量子力學(xué)和原子核物理等重要課程。相比經(jīng)典物理學(xué)課程原子物理學(xué)有很大差別,首先,原子物理學(xué)課程不像普通物理學(xué)課程從基本物理概念和物理規(guī)律出發(fā)進行嚴密的理論運算推導(dǎo)得到更普遍的基礎(chǔ)理論,而是遵循從實踐出發(fā)―理論模型建立―實踐檢驗的認識過程,應(yīng)用更多的是總結(jié)、歸納的方法;其次,研究對象是微觀體系,而學(xué)生對微觀現(xiàn)象缺乏直觀的感性認識。正是由于這些差異,大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺原子物理學(xué)知識點凌亂,理不清頭緒,導(dǎo)致不能鞏固和深化所學(xué)知識。因此,在教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生把握課程主線,認識原子運動規(guī)律,形成新概念,進而培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、思維能力、研究能力等成為原子物理學(xué)教學(xué)中需要探討的問題。本文針對褚圣麟先生教材《原子物理學(xué)》的教學(xué)淺談個人教學(xué)過程中的認識。
1 學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)
學(xué)習(xí)興趣指一個人對學(xué)習(xí)的一種積極的認識傾向與情緒狀態(tài)。學(xué)生對某一學(xué)科有興趣,就會持續(xù)地專心致志地鉆研它,從而提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)興趣既是學(xué)習(xí)的原因,又是學(xué)習(xí)的結(jié)果。由此,培養(yǎng)學(xué)生最初的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到樂趣,由被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)、好學(xué)、樂學(xué),在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力過程中具有重要的意義。如何培養(yǎng)學(xué)生對原子物理學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,筆者從教學(xué)實踐中總結(jié)如下幾個方面。
1.1 結(jié)合物理學(xué)史增強學(xué)習(xí)內(nèi)容的趣味性
原子物理發(fā)展史料豐富,若將史料運用于原子物理教學(xué)中,將起到事半功倍的效果。在授課中將原子物理學(xué)發(fā)展史融入知識的傳授可增強學(xué)習(xí)的趣味性。如電子發(fā)現(xiàn)最早進行試驗的并不是湯姆遜,試驗結(jié)果最精確的也不是湯姆遜,但湯姆遜是第一個敢于突破常規(guī)認識而提出新粒子是電子的人,這一簡介讓學(xué)生明白科學(xué)研究中要尊重科學(xué)事實,敢于突破傳統(tǒng)認識;講述量子化概念提出時介紹普朗克為解釋黑體輻射提出量子化概念的歷程,由于這一嶄新理論與經(jīng)典理論的沖突,普朗克本人也不是特別堅決,此后他曾試圖放棄量子論,用經(jīng)典物理學(xué)方法重新解決黑體輻射問題,但均未成功,讓學(xué)生認識科學(xué)發(fā)展中開創(chuàng)性革新的不易??梢哉f原子物理的發(fā)展中,充滿對已有思想觀念的顛覆和新思想的建立,這些都需要科學(xué)懷疑和批判精神,充分說明科學(xué)無絕對權(quán)威,科學(xué)懷疑精神和獨立思考是科學(xué)進步的動力。通過物理學(xué)史的介紹,能在課堂上吸引學(xué)生的注意,使課堂氣氛活躍,激發(fā)學(xué)生對原子物理學(xué)的興趣,在輕松快樂的氛圍中學(xué)習(xí),同時學(xué)習(xí)科學(xué)的批判精神,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
1.2 結(jié)合課程內(nèi)容介紹原子物理學(xué)中的難題激發(fā)學(xué)生鉆研興趣
好奇心和探索欲望是科學(xué)研究的原動力,在教學(xué)中通過介紹課本中出現(xiàn)而尚未完全認識明白的物理概念、物理問題,能極大激發(fā)學(xué)生的認識和探索欲望,教師可引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)問題的研究現(xiàn)狀進行調(diào)研并匯報,在這一過程中既能促進學(xué)生了解學(xué)科的研究前沿,也能使學(xué)生加深對基本物理概念、原理的認識,同時有助于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和初步的科研能力。在原子物理學(xué)教材中有不少世界性的難題,如,在索末菲橢圓軌道理論和相對論效應(yīng)中提出的精細結(jié)構(gòu)常數(shù)所包含的物理含義、數(shù)值為什么剛好約為1/137;為解釋光譜精細結(jié)構(gòu)產(chǎn)生而引人的電子自旋的概念人們是否已經(jīng)完全認識清楚等,這些問題在教學(xué)中可充分利用,調(diào)動學(xué)生的探索欲望,激發(fā)學(xué)生的鉆研興趣。
1.3 結(jié)合物理學(xué)發(fā)展前沿介紹激發(fā)學(xué)生研究興趣
原子是從宏觀到微觀的第一個層次,物質(zhì)世界各個層次的結(jié)構(gòu)和運動變化相互聯(lián)系、相互影響,很多其他重要學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展以原子物理為基礎(chǔ),在課程教學(xué)中結(jié)合課程內(nèi)容穿插原子物理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的交叉及原子物理學(xué)發(fā)展的前沿介紹,可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和鉆研熱情。如講述α粒子散射實驗時,介紹原子碰撞研究方法已經(jīng)發(fā)展成為一個重要的研究方向,涉及各種基本粒子與原子和分子碰撞的物理過程等;講述激光原理時,介紹激光技術(shù)的發(fā)展及其對原子物理學(xué)發(fā)展的促進,介紹我國激光領(lǐng)域研究的國際地位等。學(xué)科前沿的介紹能幫助學(xué)生認識學(xué)習(xí)本學(xué)科的社會意義及其與個人的關(guān)系,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的社會責(zé)任感。
2 把握課程主線
原子物理學(xué)的內(nèi)容不像經(jīng)典物理學(xué)具有嚴密的邏輯體系,因此在教學(xué)中拎?課程的主線有助于學(xué)生系統(tǒng)的掌握課程的知識內(nèi)容。對原子結(jié)構(gòu)的認識發(fā)展,課程以光譜分析法為主線:從原子光譜規(guī)律出發(fā),原子光譜規(guī)律的變化可以反映出原子內(nèi)部能級的特點,進而探究原子內(nèi)部的作用及其規(guī)律。對原子內(nèi)部作用的認識,課程以量子力學(xué)中的角動量概念為主線:從玻爾氫原子理論的角動量量子化假設(shè)的提出,到單電子的軌道角動量與自旋角動量的耦合解釋精細結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生,及兩個電子體系的LS耦合和JJ耦合等,并進一步明確角動量與磁矩概念的對應(yīng),角動量耦合的本質(zhì)是粒子間電磁相互作用,自旋和軌道運動的相互作用引起原子能級的分裂和塞曼效應(yīng)能級分裂在本質(zhì)上是相同的。
3 講清基本概念
歷史悠久的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式普遍采用板書的方式,近年來,這種教學(xué)模式常常與啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)相結(jié)合,達到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生思辯能力的效果。這種教學(xué)模式能使上課教學(xué)內(nèi)容條理清晰,重點突出,便于課堂的復(fù)習(xí)與總結(jié),在教學(xué)過程中發(fā)揮中重要作用。但是,在這一種教學(xué)模式中,由于在板書過程中需要大量的時間,特別是一些圖形、圖表等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的板書,導(dǎo)致上課講授內(nèi)容太少,跟不上上課內(nèi)容增加的步伐,同時,由于板書浪費了太多的時間,從而導(dǎo)致與學(xué)生的互動與交流減少,導(dǎo)致上課效率降低,不利于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,幻燈片、投影儀、計算機、以及相對應(yīng)的各種教學(xué)軟件相繼研發(fā)出來并在高校中廣泛使用,這些設(shè)備和相對應(yīng)軟件結(jié)合,能夠?qū)D畫、文字、語言、可視電影、動畫等有效結(jié)合,從而導(dǎo)致上課內(nèi)容生動、有趣,而且導(dǎo)致上課的知識容量增加;同時,能節(jié)省大量由于板書浪費的時間,進而導(dǎo)致上課時能騰出更多的時間來和學(xué)生交流和溝通,從而導(dǎo)致上課效率大大提高。
目前,多媒體教學(xué)模式已經(jīng)在高校中大量應(yīng)用,大有完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)模式的趨勢。誠然,合理使用多媒體教學(xué),確實可以大大大學(xué)物理的教學(xué)效率。研究表明,合理利用現(xiàn)代化教學(xué)媒體,能使學(xué)生學(xué)到比目前多三倍的知識。但是,現(xiàn)在的高校教學(xué)中,很多老師過度依賴多媒體教學(xué),忽略傳統(tǒng)教學(xué)以及板書的作用,板書隨意書寫,有的老師甚至一節(jié)課沒有一個字符板書在黑板上,僅僅照PPT過一遍。
經(jīng)過一段時間實踐表明,完全利用多媒體教學(xué),忽略傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式,教學(xué)效果并不明顯,甚至?xí)驌魧W(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,主要表現(xiàn)在教學(xué)速度過快,前面的還沒聽懂,后面的新知識就來了;從而導(dǎo)致雖然上課的內(nèi)容豐富了,但是學(xué)生對知識點的掌握不扎實;或者前面的只是剛剛掌握好,過一會兒后就忘記了。在本期的大學(xué)物理教學(xué)過程中,我們對傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體技術(shù)的結(jié)合進行了多種模式的探索,我們的探索表明,在大學(xué)物理的教學(xué)中,要把每節(jié)課的重點,特別是公式、定理、定律等詳細地列舉在黑板上,特別是一些重要公式的推理過程能在黑板上詳細地帶領(lǐng)學(xué)生一起推一遍,這對公式的理解特別有用。同時,每節(jié)課的重點知識板書到黑板上之后,在本節(jié)課中一定要保持不被抹掉,以便學(xué)生在后面新知識的學(xué)習(xí)時忘記前面學(xué)的知識點時能及時回過頭來隨時復(fù)習(xí)。而對于一些具體的例題、模型、物理實驗、歷史物理典故等可以通過多媒體展示出來,以豐富上課內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過傳統(tǒng)上課模式和多媒體技術(shù)的有效結(jié)合,經(jīng)過一段時間的時間后,學(xué)生的反饋很好,包括對大學(xué)物理知識的理解,對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)熱情等有了顯著提高。
二、基礎(chǔ)知識的傳授與前沿科學(xué)研究探討相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)造能力
長期以來,中國的傳統(tǒng)的教育以“傳道、授業(yè)、解惑”為主,特別注重于知識的傳遞與記憶,注重于知識的理解。在大學(xué)物理教育方面也傳承了許多歷史積累下來的慣性思維,例如基本公式、基本定義的講解,然后大量題型的訓(xùn)練。誠然,這些訓(xùn)練對于大學(xué)物理基礎(chǔ)知識的理解和鞏固,對于培養(yǎng)學(xué)生扎實的大學(xué)物理功底有著非常重要的意義。然而,在當代社會,除了要培養(yǎng)學(xué)生扎實的基本功外,還需要特別注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。對大學(xué)生進行創(chuàng)新思維的培養(yǎng)的途徑有很多,而在大學(xué)物理教學(xué)中把大學(xué)物理與科技前沿相結(jié)合,把反映當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和新的科學(xué)思想引入大學(xué)物理課堂,同時,老師在自身的科研經(jīng)歷和研究過程中鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參與,這對培養(yǎng)學(xué)生的思辯能力、帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,特別對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,有著非常重要的現(xiàn)實意義。
從2010年秋季開始,我們在機械設(shè)計制造及其自動化、汽車服務(wù)工程、信息與計算科學(xué)、物流工程、生物工程、高分子、林產(chǎn)化工等各理工科專業(yè)的教學(xué)中將最新的科研動態(tài)滲透到相關(guān)的大學(xué)物理知識教學(xué)中,例如,在講到《大學(xué)物理》第16章量子力學(xué)基礎(chǔ)時,我們把最新的前沿科學(xué)低維結(jié)構(gòu)中量子熱導(dǎo)、量子電導(dǎo)知識滲透到其中,并將我們正在進行的科學(xué)研究,包括目前低維量子體系中熱、電輸運需要解決的理論問題、我們的研究方法、研究內(nèi)容、正在主持的課題介紹給大家,同時,把正在研究的問題中急需解決的關(guān)鍵核心問題介紹給大家,引導(dǎo)學(xué)生思考,在這些問題的引導(dǎo)下,開展撰寫“小論文”的教學(xué)課外活動,引導(dǎo)學(xué)生開展第二課堂。通過學(xué)生課后查資料,自主參與調(diào)研,主導(dǎo)思索,把自己的想法和構(gòu)建的解決方案在一段時間后集中在課堂討論。通過這種教學(xué)模式的實踐,結(jié)果表明,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了提高,激發(fā)了學(xué)生對新知識的求知欲,特別是通過這種與前沿科學(xué)研究相結(jié)合的教學(xué)模式,提高了學(xué)生研究問題、解決問題的能力,從而提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力。
三、結(jié)束語
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理;教學(xué)改革;教學(xué)效果
作者簡介:劉德偉(1979-),男,河南濮陽人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,講師;李濤(1977-),男,河南淮陽人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,講師。(河南 鄭州 450002)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)34-0085-02
半導(dǎo)體物理是半導(dǎo)體科學(xué)的理論基礎(chǔ),是電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)效果以及學(xué)生未來的就業(yè)和發(fā)展。然而,由于半導(dǎo)體物理的學(xué)科性很強,理論較為深奧,涉及知識點多,理論推導(dǎo)繁瑣,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中存在一定的難度。因此,授課教師必須在充分理解半導(dǎo)體物理,熟悉半導(dǎo)體工藝和集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實際中存在的問題,優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)手段,探索教學(xué)改革措施,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高半導(dǎo)體物理課程的教學(xué)質(zhì)量。
一、半導(dǎo)體物理課程特點及教學(xué)中存在的主要問題
鄭州輕工業(yè)學(xué)院采用的教材為劉恩科主編的《半導(dǎo)體物理學(xué)》(第七版,電子工業(yè)出版社),該教材是電子科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)精品教材。[1]結(jié)合教材特點與教學(xué)實踐,半導(dǎo)體物理課程教學(xué)過程中存在的主要問題與不足[2]可歸納如下:
1.教材內(nèi)容知識點多,理論性強
半導(dǎo)體物理課程前五章為理論基礎(chǔ)部分,主要講述了半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)、雜質(zhì)和缺陷能級、載流子的統(tǒng)計分布、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與非平衡載流子,在此基礎(chǔ)上闡述了電子有效質(zhì)量、費米能級、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念;分析了狀態(tài)密度、分布函數(shù)、載流子濃度以及遷移率與雜質(zhì)濃度、溫度的關(guān)系。課程涉及理論知識較深,易混淆知識點較多,數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)復(fù)雜,很多基本概念及數(shù)學(xué)公式要求學(xué)生掌握量子力學(xué)、固體物理、熱力學(xué)統(tǒng)計物理和高等數(shù)學(xué)等多門基礎(chǔ)學(xué)科的理論知識。因此,學(xué)生在前期學(xué)習(xí)中,在相關(guān)知識點上難以銜接,對相關(guān)理論的掌握存在一定困難。
2.傳統(tǒng)教學(xué)模式難以理論聯(lián)系實際
半導(dǎo)體物理課程后八章主要介紹了半導(dǎo)體基本器件的結(jié)構(gòu)與性能,半導(dǎo)體的光、電、熱、磁等基本性質(zhì)。如pn結(jié)電流電壓特性及電容、擊穿電壓與隧道效應(yīng)、肖特基接觸與歐姆接觸;半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)、表面電場對pn結(jié)性能的影響;半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體激光器等。由于這部分內(nèi)容主要闡述半導(dǎo)體的實際應(yīng)用,僅僅從課本上學(xué)習(xí)相關(guān)知識,難以理論聯(lián)系實際,對于沒有接觸過半導(dǎo)體制備工藝的學(xué)生而言,就會覺得內(nèi)容枯燥,課堂乏味。
3.教材內(nèi)容無法追蹤科技前沿
現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)日新月異,發(fā)展迅速,例如在半導(dǎo)體照明、半導(dǎo)體激光器、探測器、太陽能電池等領(lǐng)域都獲得了重大研究成果,研究領(lǐng)域不斷拓展,新的理論不斷涌現(xiàn),與化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物等學(xué)科之間的交叉和滲透越來越強,極大地豐富了半導(dǎo)體物理的教學(xué)內(nèi)容。而半導(dǎo)體物理教材內(nèi)容的更新相對較慢,因此,如何在有限的課時內(nèi)既要講授教材內(nèi)容,又要穿插相關(guān)科技前沿是一個值得深入探討的問題。
二、半導(dǎo)體物理課程教學(xué)改革措施
基于以上分析,半導(dǎo)體物理課程對授課教師要求較高,如何在有限的課堂教學(xué)過程中將大量的知識講解清楚,需要教師積極探索新的教學(xué)模式,針對課程特點與教學(xué)現(xiàn)狀,通過不斷實踐克服存在的問題與不足,采用多樣化的教學(xué)手段,優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容,狠抓教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生較好地理解并掌握相關(guān)知識,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。[3]
1.優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容
由于現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展極為迅速,研究方向不斷拓展,相關(guān)知識更新較快。因此,授課教師應(yīng)與時俱進,關(guān)注科技前沿與研究熱點,合理安排教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)其它課程的教學(xué)內(nèi)容,在保持課程知識結(jié)構(gòu)與整體系統(tǒng)性的同時,對教學(xué)內(nèi)容進行合理取舍,壓縮與其他課程重疊的內(nèi)容,刪除教材中相對陳舊的知識,密切跟蹤科技前沿與研究熱點,適當增加新的理論,補充重要的半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展史,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。例如壓縮教材中第一章固體物理課程已經(jīng)詳細講解過的能帶理論內(nèi)容,將授課時間由原來的8學(xué)時壓縮至6學(xué)時;在講解半導(dǎo)體光學(xué)特性時,結(jié)合半導(dǎo)體光電子學(xué)的研究前沿,增加該部分內(nèi)容所涉及的研究領(lǐng)域與最新技術(shù),如半導(dǎo)體超晶格、量子阱等方面的內(nèi)容;在講述MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性時,補充C-V特性的研究意義,介紹半導(dǎo)體表面特性對集成芯片性能的影響,鼓勵學(xué)生查閱總結(jié)利用C-V特性研究半導(dǎo)體表面的方法;在講授半導(dǎo)體元器件的結(jié)構(gòu)及性能時,適當補充半導(dǎo)體器件的制備工藝,播放一些半導(dǎo)體器件的制備視頻,讓學(xué)生結(jié)合某種半導(dǎo)體器件分析其結(jié)構(gòu)與性能;在講解半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)時,先讓學(xué)生了解pn結(jié)種類,然后對比同質(zhì)結(jié)與異質(zhì)結(jié)的異同,最后讓學(xué)生掌握異質(zhì)結(jié)的電流電壓特性,通過增加半導(dǎo)體激光器的發(fā)展史,即從第一支同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器只能在低溫下發(fā)射脈沖激光到現(xiàn)在的異質(zhì)結(jié)激光器的優(yōu)異性能,讓學(xué)生充分認識到半導(dǎo)體物理是現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ),是科技創(chuàng)新的力量源泉。通過介紹科技前沿與研究熱點,指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻,擴大學(xué)生的知識面,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性。
2.突出重點,分化難點,強調(diào)基本概念與物理模型
半導(dǎo)體物理課程涉及到的基本概念和物理模型較多,僅憑教材中的定義理解這些概念和模型,學(xué)生很難完全掌握。在講解深奧的物理模型時,教師應(yīng)運用恰當?shù)念惐?,通過生動形象的事例對比分析,加深學(xué)生對物理模型的理解,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如教材中半導(dǎo)體載流子濃度的計算既是難點又是重點,學(xué)習(xí)中涉及到狀態(tài)密度、玻爾茲曼分布函數(shù)、費密分布函數(shù)以及載流子濃度等為較容易混淆的概念。為了幫助學(xué)生理解,教師可以通過教學(xué)樓里面的學(xué)生人數(shù)與半導(dǎo)體中的電子數(shù)目進行類比:不同樓層的教室對應(yīng)不同的能帶,教室座位數(shù)對應(yīng)能態(tài)的數(shù)目,教室的學(xué)生人數(shù)就相當于半導(dǎo)體中的電子數(shù)目,這樣,計算半導(dǎo)體電子濃度的問題就與計算教室單位空間內(nèi)學(xué)生人數(shù)的問題非常類似。通過這種生動形象的類比,學(xué)生很容易明白半導(dǎo)體中的能態(tài)密度就相當于教室單位空間的座位數(shù),而半導(dǎo)體中的電子在能級上的占據(jù)幾率就對應(yīng)于教室內(nèi)學(xué)生的入座情況。半導(dǎo)體中的電子在能級上的占據(jù)概率需要滿足波爾茲曼分布函數(shù)或費米分布函數(shù),而分布函數(shù)的確定取決于費米能級的位置,當分布函數(shù)確定后,單位能量間隔內(nèi)的電子數(shù)目就可以通過簡單的微積分計算出來。
另外,半導(dǎo)體物理課程中理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)上的近似處理較多,繁瑣的公式推導(dǎo)增加了學(xué)生對物理模型的理解。如果教師在教學(xué)過程中能適當?shù)匕盐锢砟P秃凸酵茖?dǎo)分開,正確處理兩者之間的關(guān)系,分別從物理和數(shù)學(xué)兩方面尋找攻克這些難點的途徑,使學(xué)生在徹底理解物理模型的基礎(chǔ)上掌握理論推導(dǎo)。例如教材中有關(guān)n型半導(dǎo)體載流子濃度的內(nèi)容安排如下:首先根據(jù)雜質(zhì)半導(dǎo)體的電中性條件,推導(dǎo)出一個包含費米能的表達式,然后根據(jù)雜質(zhì)電離情況分為低溫弱電離區(qū)、中間電離區(qū)、強電離區(qū)、過渡區(qū)以及高溫本征激發(fā)區(qū),最后再根據(jù)不同電離區(qū)的特點進行討論與近似處理。所涉及到的物理模型相對簡單,但分區(qū)討論和近似處理部分篇幅較長。如果運用傳統(tǒng)教學(xué)模式,學(xué)生很容易沉浸在復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)之中,難以透徹理解物理模型。如果教師在授課過程中先讓學(xué)生了解該部分內(nèi)容的整體安排,理解物理模型,再分析各溫區(qū)的主要特點,最后總結(jié)規(guī)律,通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出結(jié)論,就能很好地提高教學(xué)效果。
3.溫故知新,適時比較,加強各章節(jié)之間的聯(lián)系
對于課堂上剛剛講授過的知識,學(xué)生并不一定能夠完全掌握,此時教師應(yīng)該結(jié)合半導(dǎo)體物理課程的特點,在教學(xué)過程中做到溫故知新,適時比較,加強不同章節(jié)之間知識點的聯(lián)系。例如pn結(jié)是半導(dǎo)體器件的基本單元,如日常生活中常見的激光器、LED、整流器、調(diào)制器、探測器、太陽能電池等。在講授該章內(nèi)容時,如果教師以pn結(jié)為主線將教材中不同章節(jié)之間的內(nèi)容有機聯(lián)系起來,學(xué)生就會從整體上進一步了解半導(dǎo)體物理課程的教學(xué)內(nèi)容。只有在教學(xué)過程中不斷加強各章節(jié)知識點之間的聯(lián)系,學(xué)生才能完全掌握半導(dǎo)體器件的基本原理,為以后從事半導(dǎo)體行業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。再如所選教材中有關(guān)半導(dǎo)體載流子濃度的計算,分為非簡并半導(dǎo)體和簡并半導(dǎo)體兩種情況。在講述后者時,教師通過對比分析非簡并半導(dǎo)體和簡并半導(dǎo)體在概念上有何異同,再引導(dǎo)學(xué)生比較簡并半導(dǎo)體與非簡并半導(dǎo)體載流子濃度的計算公式,學(xué)生就會意識到二者的主要區(qū)別就是分布函數(shù)不同,在計算簡并半導(dǎo)體載流子濃度時,雖然分布函數(shù)替換后導(dǎo)致積分變復(fù)雜,但只是數(shù)學(xué)處理的方法不同,兩者的物理思想?yún)s完全一致。通過這樣的比較學(xué)習(xí),學(xué)生對非簡并半導(dǎo)體與簡并半導(dǎo)體以及玻爾茲曼分布函數(shù)與費米分布函數(shù)的理解就會更加深入。
三、結(jié)束語
通過以上教學(xué)改革措施,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高了半導(dǎo)體物理課程的課堂教學(xué)效果,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了扎實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]劉恩科,朱秉升,羅晉生.半導(dǎo)體物理學(xué)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.
關(guān)鍵詞高中化學(xué);有機化學(xué);教學(xué)實效性
高中階段的有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要涉及一些常見的有機化合物的構(gòu)造、性能、用途及相關(guān)研究方法。隨著高中教育改革的不斷深入發(fā)展,有機化學(xué)的教材中也融入了大量的新內(nèi)容,雖然一定程度上增強了學(xué)生對于化學(xué)這門學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,但收獲的教學(xué)成果并不顯著。在新課改背景下,高中化學(xué)教師有必要及時更新教學(xué)理念,積極探索有效的教學(xué)策略,根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定,選擇恰當?shù)慕虒W(xué)方式,充分發(fā)揮自身的教學(xué)優(yōu)勢。
一、有機化學(xué)的相關(guān)概念及發(fā)展歷程
高中化學(xué)教師要想切實提高自身的教學(xué)實效性,首先應(yīng)當讓學(xué)生對有機化學(xué)這門學(xué)科的基本概念和特點有充分地了解與把握。從發(fā)展的角度來看,有機化學(xué)分為提取、創(chuàng)立和后期發(fā)展三個重要階段。其中,在提取階段,人們對于有機化學(xué)的研究主要集中在應(yīng)用和提取方面,更關(guān)注如何利用有機化學(xué)的知識進行藥物方面的研究,從中提取所需的目標化合物,例如,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用到的化肥以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的嗎啡等物質(zhì)。創(chuàng)立階段是指一些關(guān)于有機化合物合成以及其他重要理論形成的時期。在這段時間內(nèi),專家們研究并合成了許多經(jīng)典的有機化合物,至今在人們?nèi)粘I畹母鱾€領(lǐng)域仍有著廣泛應(yīng)用,如乙酸、油脂等。同時還創(chuàng)立了一些重要理論,為有機化學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的理論根基。后期發(fā)展階段是指近現(xiàn)代有機化學(xué)高速發(fā)展的時期,在此期間,科學(xué)家們以量子力學(xué)為研究基礎(chǔ),成功建立了現(xiàn)代結(jié)構(gòu)理論體系并成功合成了一些十分復(fù)雜的天然物,極大地推動了有機化學(xué)的發(fā)展。
二、提升高中有機化學(xué)教學(xué)實效性的具體策略
(一)明確新舊教材教學(xué)內(nèi)容的變化
隨著新課改的推行,高中化學(xué)有機化學(xué)部分的內(nèi)容也發(fā)生了相應(yīng)的改變,教師在開展教學(xué)活動前應(yīng)先仔細研讀教材,把握作者的編寫意圖和教學(xué)大綱提出的人才培養(yǎng)目標,對比同樣的教學(xué)內(nèi)容在選修模塊和必修模塊內(nèi)容編排的不同,進而準確控制好教學(xué)進度。同時,教師還應(yīng)借助新課程標準進一步把握新版教材的內(nèi)容廣度,在教學(xué)過程中遵守循序漸進的原則,實現(xiàn)高效教學(xué)。
(二)突破教學(xué)重難點,使教學(xué)內(nèi)容更加貼近高考要求
在以往的教學(xué)中,學(xué)生剛接觸到有機化學(xué)時會表現(xiàn)出較濃的學(xué)習(xí)興趣,但隨著教學(xué)內(nèi)容的不斷深入和難度的不斷增加,不少學(xué)生反映需要理解記憶的內(nèi)容太多且復(fù)雜,尤其是各種反應(yīng)方程式的書寫,結(jié)構(gòu)多變,關(guān)系復(fù)雜,學(xué)習(xí)起來非常吃力。因此,高中化學(xué)教師在教學(xué)過程中,應(yīng)準確把握教學(xué)重難點,有目的、有計劃地教學(xué)。根據(jù)近幾年來的高考試題,我們可以了解到高考的考點仍在于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,題型以推斷題和框架為主,題目大多以醫(yī)藥、環(huán)境、新材料、生活等領(lǐng)域最新的科研成果為背景,既考查了學(xué)生對有機化學(xué)主干知識的掌握程度,也讓學(xué)生能夠更加深刻地體會有機化學(xué)知識對人類社會發(fā)展做出的貢獻。
(三)教會學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的方法
除了傳授課本上的知識外,教師還應(yīng)教會學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法,提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。有機化合物的性質(zhì)由其結(jié)構(gòu)決定,反之,有機化合物的性質(zhì)反映了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握有機化學(xué)的一般規(guī)律,從其結(jié)構(gòu)特點出發(fā)分析其性質(zhì)、用途等。例如,在講解“乙烯”時,教師可以先向?qū)W生展示其結(jié)構(gòu)模型,介紹乙烯分子的特點,進而延伸至化學(xué)鍵、分子極性等關(guān)聯(lián)知識點,強化學(xué)生對各個知識點關(guān)系的理解與記憶。此外,教師還可以利用多媒體技術(shù)向?qū)W生直觀、形象地展示各種有機分子的結(jié)構(gòu)組成,幫助學(xué)生清晰地把握各個分子結(jié)構(gòu)的異同點,培養(yǎng)他們舉一反三的能力,從而有效提高他們的自主學(xué)習(xí)成效。
(四)以實驗的方式提高教學(xué)的有效性
在有機化學(xué)的教學(xué)中,通過實驗?zāi)苡行岣呓虒W(xué)的趣味性,并以更加直觀的方式幫助學(xué)生深入地掌握化學(xué)知識。為了保證教學(xué)的趣味性,可采用如下的步驟開展實驗:首先,根據(jù)教材的內(nèi)容及教學(xué)目的安排實驗活動;其次,有效引導(dǎo)學(xué)生通過深入觀察獨立完成實驗;再次,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際的實驗過程及結(jié)果進行總結(jié)并填寫實驗報告;最后,根據(jù)實驗結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生對問題進行論證,讓他們對課題有更加深入地了解。
(五)聯(lián)系生活實際,滲透有機化學(xué)原理
有機化學(xué)與人們的日常生活息息相關(guān),教師在教學(xué)過程中可適當聯(lián)系生活實際,加深學(xué)生對課本上知識內(nèi)容的理解,增強他們運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。在課堂上,教師可以通過提問引導(dǎo)學(xué)生主動關(guān)注生活中的化學(xué)知識,如:為什么肥皂可以去除污漬?福爾馬林的主要成分是什么?做菜時加入醋和酒的目的是什么?等等,這些都是生活中常見的問題,能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、結(jié)語
在新時期,教師應(yīng)不斷總結(jié)有機化學(xué)的教學(xué)方法,準確把握考試大綱的重難點要求,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況,適當調(diào)整教學(xué)方案,為學(xué)生營造輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍。在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐與信息處理能力,切實提高有機化學(xué)的教學(xué)實效性,促進學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。
參考文獻
[1]裘南麗.淺談高中有機化學(xué)教學(xué)的點滴體會[J].才智,2016(29).
一、講究教學(xué)中的教授藝術(shù)
在教學(xué)中,教師努力提高講授的效果具有很重要的現(xiàn)實意義。首先,講授時突出重點,條理清晰。教師所講授的內(nèi)容,必須有明確的目的性,重點突出,抓住重點、難點和關(guān)鍵,要能讓學(xué)生字字聽清,句句聽懂;在內(nèi)容理解上不存在克服不了的困難(那些有意留給學(xué)生進行思考的問題除外);其次,講授時適當點撥,在物理概念和規(guī)律教學(xué)中,使新知識與學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系,所以教師在講授時要心中有數(shù)、適當點撥。如在《豎直方向上的拋體運動》教學(xué)中,因為學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了《勻變速直線運動的規(guī)律》,豎直上拋和豎直下拋實際上就是勻變速直線運動的特殊情況,所以學(xué)生有了一定的基礎(chǔ),物理教師講授時不需要從頭講到尾,只需要適當點撥,學(xué)生就能輕松地學(xué)好這一節(jié)課;最后,講授時富有情感。缺乏情感的講授是蒼白無力的,它難以點燃學(xué)生創(chuàng)造思維的火花,融會了一定情感的東西給人更多的形象美感,因為情感往往是和具體的人或事相聯(lián)系的。在學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的過程中,教師講授要富有情感,使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時得到愉快的情感體驗。
二、靈活采用多種教學(xué)方式
高中物理新課程改革以來,提出了很多新的有效的教學(xué)方式,這就要求老師在高中物理教學(xué)過程中掌握這些教學(xué)方法,并結(jié)合傳統(tǒng)有效的教學(xué)方式,進行靈活的運用,只有這樣才能提高物理課堂教學(xué)水平。科學(xué)探究是高中物理新課程實施的有效的教學(xué)方式,從課程標準以及教科書的編寫內(nèi)容中可以認識到,不可能也沒有必要將所要求的內(nèi)容都設(shè)計成探究選題。有許多物理知識,需要通過教師的系統(tǒng)講授,學(xué)生在學(xué)習(xí)中才會少走彎路,達到對知識的深刻理解和牢固掌握。對于那些獨立而簡單、有利于促進學(xué)生發(fā)展的基礎(chǔ)知識技能,對于物理實驗儀器的介紹、科學(xué)家的生平事跡、物理學(xué)史的介紹、物理學(xué)科知識的拓展、自然現(xiàn)象等常識性內(nèi)容,采用講授式教學(xué)都有較好的效果。
大部分物理教師使用最多的教學(xué)方式是講授,教學(xué)實踐中為了達到最佳的教學(xué)效果,對于不同的教學(xué)內(nèi)容,教師有將各種教學(xué)方式靈活結(jié)合運用的必要性,物理教師在講授的間隙可以適當穿插演示實驗和學(xué)生實驗,引導(dǎo)學(xué)生觀察或進行師生的討論。在演示實驗的過程中,教師還可以將實驗與講授相結(jié)合,以講授來指導(dǎo)觀察,以觀察來推動思維的發(fā)展,教師的講授一方面要體現(xiàn)演示實驗的目的、意義和觀察要求,另一方面要揭示現(xiàn)象與本質(zhì)之間的因果聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生從演示實驗中分析比較,得出實驗結(jié)論。
三、深入研究用好教材
教材是老師教學(xué)的依據(jù),新課改給老師在利用教材方面提供了很大的自由發(fā)揮空間。教師應(yīng)該通過深入分析教材內(nèi)容和研究學(xué)生的實際認知水平,準確把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,減輕學(xué)生過重的學(xué)習(xí)負擔。高中物理課程內(nèi)容應(yīng)為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)、將來參與社會生活奠定必要的基礎(chǔ),使其具備發(fā)展的能力。因此,高中課程內(nèi)容強調(diào)讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)知識,了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用和運動的一些基本概念和規(guī)律,掌握終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能,滿足學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。教師應(yīng)全面落實課程標準的要求,注重高中物理課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性,嚴格篩選物理學(xué)中的核心內(nèi)容,舍棄舊教材中某些偏難的內(nèi)容,尤其是《課程標準》已經(jīng)降低的教學(xué)要求、明確不作教學(xué)要求的內(nèi)容及嚴格界定了教學(xué)難度的內(nèi)容。許多一線物理教師在教學(xué)過程中唯恐知識點不全、不精、不細,導(dǎo)致課堂上講得太多、太難。在有限的課時中,確保完成學(xué)生必須掌握的教學(xué)內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上,再談?wù)n外內(nèi)容的援引,處理好“教與不教、教多教少”的問題,這樣也能使課時壓力有所緩解。
四、在知識學(xué)習(xí)過程中滲透物理學(xué)思想和方法
關(guān)鍵詞:MOOC;大學(xué)物理;教學(xué)改革
在信息化背景下MOOC(慕課,MassiveOpenOnlineCourse)的興起,不僅僅促進了在線課堂教學(xué)的進一步發(fā)展,也給傳統(tǒng)課堂教學(xué)帶來了巨大影響,引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。[1-6]MOOC能更有效地借助互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,讓更多的人隨時隨地免費得到學(xué)習(xí)的機會。同時,由于其課程設(shè)計的特點,能有效地激起學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)習(xí)效率。[7]但由于MOOC學(xué)習(xí)不具強制性,且考試過程無法得到有效監(jiān)督,因此學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的可持續(xù)性及學(xué)習(xí)成果的檢驗等方面?zhèn)涫苜|(zhì)疑。傳統(tǒng)課堂教學(xué)以教師為主體,以知識體系傳授為目標,有助于發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位,有利于系統(tǒng)地傳授知識,有利于及時解決學(xué)生遇到的問題,有利于培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀。但傳統(tǒng)教學(xué)強調(diào)單向知識的傳輸,大部分學(xué)生總是被動地接受,不利于充分地發(fā)揮個人的主觀能動性,不利于獨立思考能力、科學(xué)質(zhì)疑能力、創(chuàng)造能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一MOOC背景下大學(xué)物理課程教學(xué)
物理學(xué)是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、基本運動規(guī)律以及相互作用規(guī)律的實驗科學(xué)。學(xué)學(xué)物理知識,不僅有助于了解自然規(guī)律的形成及其基本原理,而且有助于思維能力的提升與發(fā)展,因此,大學(xué)物理是大學(xué)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的重要組成部分,對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)也具有重要的促進作用。以閩江學(xué)院為例,根據(jù)全校各專業(yè)特點及對大學(xué)物理學(xué)習(xí)要求的不同,大學(xué)物理課程為公共必修課,分為A、B、C三類,一學(xué)年課程有128學(xué)時或96學(xué)時(每學(xué)期16周),采用的教材為馬文蔚主編的《大學(xué)物理教程》。學(xué)習(xí)者涵蓋全校所有理工科學(xué)生。當前大學(xué)物理教學(xué)普遍還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,即:教師課堂講授,學(xué)生課后復(fù)習(xí)的模式。這種模式,雖然符合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,但存在很多問題:學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性不強,知識灌溉式傳輸造成學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情不高,學(xué)習(xí)效果不顯著。從學(xué)生期末試卷錯誤率分析中可見:對于重點考察知識、概念理解的選擇與填空題,學(xué)生的錯誤率較高;對于已做過的實例計算,稍作變化錯誤率同樣較高;對于高中接觸較少的知識,如,剛體轉(zhuǎn)動、近代物理知識(量子力學(xué)及狹義相對論等內(nèi)容),學(xué)生掌握的情況不容樂觀。學(xué)生對物理規(guī)律掌握得不夠深刻,對解決實際物理問題、解釋物理現(xiàn)象的能力還有待提升,應(yīng)用知識進行創(chuàng)新的能力明顯不強。為切實提高學(xué)生學(xué)學(xué)物理的效率,提升解決問題的能力,必須對大學(xué)傳統(tǒng)課堂教學(xué)進行改革。在MOOC背景下,大學(xué)物理課程教學(xué)能否借助MOOC模式?如何借鑒MOOC模式優(yōu)勢進行教學(xué),且能夠保證課堂教學(xué)質(zhì)量?如何有效、及時地改進課堂教學(xué)內(nèi)容與方法,提升學(xué)習(xí)效率?如何全面、科學(xué)、合理地評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果?為提高教學(xué)質(zhì)量,保證人才培養(yǎng),這些問題都是我們必須解決的。
二大學(xué)物理教學(xué)與MOOC相結(jié)合的可行性
大學(xué)物理教學(xué)與MOOC能否結(jié)合,主要在于大學(xué)物理傳統(tǒng)課堂教學(xué)能否借助MOOC模式,借鑒MOOC特點,同時又能發(fā)揮自身優(yōu)勢,實現(xiàn)二者優(yōu)勢互補。MOOC之所以發(fā)展迅猛,除了信息技術(shù)的發(fā)展為其提供了可靠的技術(shù)保證外,還因其具有獨特性。第一,平臺依靠的優(yōu)越。MOOC以網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ),學(xué)習(xí)者人數(shù)、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)資源等不受限制,學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身需要反復(fù)學(xué)習(xí)。同時,教師可以利用信息技術(shù),統(tǒng)計學(xué)習(xí)者反復(fù)觀看學(xué)習(xí)的內(nèi)容,更有針對性地講解重難點。第二,課程設(shè)計的優(yōu)勢。MOOC涵蓋從聽課學(xué)習(xí)、章節(jié)習(xí)題、課后反饋、專區(qū)討論等完整教學(xué)模式。而且每節(jié)課都控制在15分鐘以內(nèi),重點講解某個知識點,這樣的課程設(shè)計有助于學(xué)習(xí)者集中精力學(xué)習(xí),從而提高學(xué)習(xí)效率。第三,教學(xué)交互的注重。不同于以往精品課程、視頻公共課等網(wǎng)絡(luò)課程,MOOC教學(xué)過程注重教與學(xué)的互動:學(xué)習(xí)者在每章節(jié)視頻學(xué)習(xí)后必須回答問題才能繼續(xù)學(xué)習(xí);開辟討論專區(qū),指出學(xué)習(xí)誤區(qū),講解學(xué)習(xí)盲點。當然,MOOC自身某些缺點是致命的:MOOC學(xué)習(xí)不具強制性,自制力較差的學(xué)生無法得以有效監(jiān)督,其測驗結(jié)果的科學(xué)性也無法驗證;基于網(wǎng)絡(luò)平臺的教學(xué),教師無法及時得到信息反饋,也無法用人格魅力去感染學(xué)生。而這些問題恰恰是采用傳統(tǒng)教學(xué)所具有的優(yōu)勢。MOOC存在的這些致命不足決定了至少到目前為止,MOOC不可能取代傳統(tǒng)教學(xué)。而從世界范圍來看,MOOC的發(fā)展確實沒有起步階段那么讓人樂觀:從MOOC興起時被人們寄予“挑戰(zhàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式”的期望,發(fā)展到MOOC“元年”后一年《紐約時報》的評論“MOOC初步應(yīng)用結(jié)果令人失望,其教學(xué)效率依然不及大學(xué)課堂”。盡管如此,MOOC的優(yōu)點卻可以很好地彌補當前傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足,更好地促進教學(xué)相長。將MOOC模式植入傳統(tǒng)課堂教學(xué)中,一方面對視頻資源的合理利用可以縮短教師課堂上對基礎(chǔ)知識的講解時間,便于教師對問題的引導(dǎo);另一方面,課堂教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化及師生的互動,有利于教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
三基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)
采用傳統(tǒng)課堂教學(xué),結(jié)合MOOC的優(yōu)勢特點,我們可以構(gòu)建基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)模式(圖1所示),最大限度地發(fā)揮其各自特點:盡可能地利用優(yōu)質(zhì)資源,科學(xué)優(yōu)化課堂設(shè)計,發(fā)揮傳統(tǒng)課堂教學(xué)潛能,從而提高教學(xué)效果,提升個人能力,實現(xiàn)人才培養(yǎng)。
1.模式構(gòu)建。
基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)模式,從教師角色與學(xué)生角色兩個維度出發(fā),涵蓋了課前、課堂、課后等全方位的教學(xué)互動過程,既要關(guān)注整體學(xué)生掌握知識的水平與能力,又要關(guān)注學(xué)生個人發(fā)展的差異;既要注重學(xué)生個人探索精神與創(chuàng)新能力的培養(yǎng),又要注重發(fā)揮學(xué)生的團隊合作精神;既要突出教師的主導(dǎo)作用及學(xué)生的主體地位,又要注重師生交互、信息的反饋與收集。因此,在整個課程學(xué)習(xí)中,以小組為學(xué)習(xí)單位,利用競爭機制,努力營造你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍,促進主觀能動性的發(fā)揮;課堂中問題的解決是在教師的引導(dǎo)下,采用頭腦風(fēng)暴、小組互評等方法,自主探究等方式進行;課后開辟專區(qū),學(xué)生在論壇專區(qū)中自由討論,發(fā)表意見,同時解決其他小組學(xué)習(xí)中遇到的問題,教師全程關(guān)注,適時引導(dǎo)。最后,采用多元化測評體系,以期全面、客觀、科學(xué)地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。值得注意的是,在教與學(xué)過程中,教師與學(xué)生的互動是全方位的,信息反饋是多渠道的。
2.課程實施。
以《大學(xué)物理》為例,以5至7人為一個學(xué)習(xí)小組,采用基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)模式。
(1)課前學(xué)習(xí)。教師根據(jù)教學(xué)大綱要求,明確課堂學(xué)習(xí)目標與學(xué)習(xí)內(nèi)容,制作15分鐘以內(nèi)的學(xué)習(xí)視頻,同時設(shè)置不同難易程度的問題,供學(xué)生思考,如,對于學(xué)生比較熟悉的,牛頓定律、動量守恒定律和能量守恒定律等方面的知識,以能力考察較為全面的應(yīng)用計算題為主。相對陌生的,如,剛體轉(zhuǎn)動、狹義相對論、量子力學(xué)等方面知識,以考察概念理解的選擇判斷題及填空題為主。學(xué)生學(xué)習(xí)完視頻資料,需要完成預(yù)習(xí)作業(yè)。此過程基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺實現(xiàn)。
(2)課堂學(xué)習(xí)。教師強調(diào)重難點,釋疑學(xué)生普遍存在的誤區(qū),以基于問題式的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)成果,解決其他小組學(xué)習(xí)過程中存在的問題,以小組討論的方式得出教師課堂所提出問題的答案。教師的提問對象是隨機的,以防部分學(xué)生濫竽充數(shù),這也有利于學(xué)生全面參與。課堂雖然還是面授,但不同于傳統(tǒng)說教,教師除了在必要的重難點處及知識拓展處強調(diào)外,還要注重全程引導(dǎo)及合理的課堂設(shè)計,這也對教師綜合素質(zhì)提出了更高的要求。
(3)課后學(xué)習(xí)。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況匯總學(xué)生學(xué)習(xí)的盲點與誤區(qū),總結(jié)典型,并簡明扼要地提醒要點;學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)心得,并關(guān)注其他小組的學(xué)習(xí)情況及問題疑點,提出解決方案。課后學(xué)習(xí)一般基于網(wǎng)絡(luò)平臺,在必要時教師課后進行面授指導(dǎo)。值得注意的是,由于物理學(xué)課程的特殊性,對于物理知識的理解與檢驗,需通過必要的習(xí)題來鞏固與強化。因此,日常作業(yè)與習(xí)題講解必不可少,但主要由學(xué)生相互探討完成,要注重學(xué)生學(xué)習(xí)成果的分享。
(4)評價方式?;贛OOC的大學(xué)物理教學(xué)模式,既要關(guān)注學(xué)生平時的學(xué)習(xí)效果,又要考慮期末考試結(jié)果,防止MOOC考核方式信度不高的弊端、改變傳統(tǒng)課堂以期末成績?yōu)橹鞯妮^為單一的評價方式。因此,期末總評涵蓋預(yù)習(xí)成果、課堂表現(xiàn)、章節(jié)小測、論壇發(fā)言、期末測驗等幾個部分,全面考慮學(xué)生日常的參與情況。
(5)信息反饋。暢通信息反饋渠道,有助于教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)誤區(qū),提高學(xué)習(xí)效率。一方面,教師要以學(xué)生日常測評結(jié)果為源頭,了解學(xué)生發(fā)誤區(qū);另一方面以問卷調(diào)查、論壇討論等渠道,收集信息。
3.教學(xué)效果。
經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)嘗試,我們對2015級數(shù)學(xué)專業(yè)的兩個教學(xué)班(一個采用基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)模式,稱為A班,另一個采用傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)模式,稱為B班,A、B班人數(shù)相近)進行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在期末測試中,在選擇、填空與判斷題上,A班平均得分高于B班6.7分(總分55分),可見A班在知識理解、判斷及知識擴展上要好于B班。同時,在計算題答題規(guī)范性、完整性及知識應(yīng)用上同樣好于B班。根據(jù)課后問題調(diào)查發(fā)現(xiàn),在參與新模式學(xué)習(xí)的46名學(xué)生中,對此教學(xué)方法感到非常滿意的有7人,較為滿意的有11人,滿意的有25人,滿意率達到93.4%。學(xué)生普遍反映,課前視頻學(xué)習(xí)對課堂參與討論有很大幫助;在團隊競爭學(xué)習(xí)模式中不僅獲得了知識,也獲得了成就感與友誼。
四結(jié)論
采用基于MOOC的大學(xué)物理教學(xué)模式,只有注重將MOOC與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢互補,才能實現(xiàn)優(yōu)化的教學(xué)效果。新模式下,學(xué)習(xí)者一方面好奇于新模式的新穎性,必然有較大的學(xué)習(xí)熱情;另一方面,新模式學(xué)習(xí)下,學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的成就感將近一步得到體現(xiàn)與滿足;教師一方面需要做好課前視頻的剪裁與編排及課堂引導(dǎo);另一方面需要優(yōu)化課堂設(shè)計,將課堂知識片斷化,注重知識銜接。同時,新模式下師生更注重交互,對教師教學(xué)的精力與能力提出更高的要求。值得注意的是,由于大學(xué)物理本身的課程特點,習(xí)題是衡量學(xué)習(xí)者知識掌握程度的重要檢驗手段,因此,新模式下習(xí)題解決應(yīng)貫穿于課前、課中與課后。從新模式中我們還發(fā)現(xiàn),只有在教師的指導(dǎo)下學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量才會更高,而學(xué)生由“逃課”向“淘課”的轉(zhuǎn)變過程中,教師不會“下崗”,但必須“轉(zhuǎn)崗”,即MOOC不會取代傳統(tǒng)課堂,但能給傳統(tǒng)課堂帶來極具借鑒意義的補充。
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您們好!
我叫――,來自08級物理與信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)二班。
在人才素質(zhì)激烈競爭的當今時代,要適應(yīng)時代的發(fā)展,就要求不斷的完善自我。作為當代大學(xué)生,不僅要求又過硬的專業(yè)知識,更要求德、智、體、美的全面發(fā)展。三好學(xué)生評選活動對于我來說是一件極其有意義的事情,如果我能夠當選,我相信我能夠做出表率作用,并且我也能繼續(xù)激勵自己以身作則,樹立自律的好榜樣。
在學(xué)習(xí)方面:我嚴格要求自己,除了在理科類科目下功夫外,對其它綜合性科目也絕不忽視。語文科目的鑒賞和分析能力不但得到了進一步的培養(yǎng),更養(yǎng)成了良好的閱讀習(xí)慣。我已習(xí)慣每月買或借幾本如《思維與智慧類》的勵志性雜志,每篇文章的真諦也深深刻在腦中,一定程度上端正了自己的人生態(tài)度,更不斷激發(fā)了自己的斗志。而對于理科類科目,我常常會找一些同學(xué)一起討論,這樣,很大程度上夾生了對一些知識點的理解,更能透徹的分析其變化過程。上課時,我更著重于思考,當然是在仔細聽課的基礎(chǔ)上,老師所講的每個例題或公式的證明推導(dǎo)變形,我絕不會放棄自己推導(dǎo)證明的機會,而是老老實實的自己也推導(dǎo)證明,這樣對于公式的運用、解題步驟便有了一定的思路?!皩W(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆”,學(xué)與思相結(jié)合確實是搞好學(xué)習(xí)的一根主線。“三人行則必有我?guī)煛?,找到一些志同道合的同學(xué)對學(xué)習(xí)更具有促進作用,三人同來同往同奮進,既起到了督促作用,更帶動了自己的學(xué)習(xí)勁頭,難題共力解、難點共鉆研,學(xué)習(xí)共進步。通過一年扎實的學(xué)習(xí),我也取得了可喜的成績:大一上學(xué)期排名在班里第一,下學(xué)期第二,學(xué)年總成績在班里第一,年級第二。成績已是歷史,未來的路還很長,我會不斷的超越自己制定的新學(xué)期學(xué)習(xí)計劃,更加努力的充實自己。
在集體活動方面,我充分利用空余的時間積極參加各項活動:
1,參加愛心社整個的手語培訓(xùn)活動。那是我第一次走進失聰者的世界,可謂是心與心的交流,更讓我感受到那些“不幸”的孩子們頑強的斗志。我永遠也不會忘記他們的那份勇敢、堅強和樂觀;
2,積極參加班級或系部的活動。學(xué)雷鋒活動:我更進一步了解了其精神實質(zhì)?!拔鹨允滦《粸椤?,做好事容易,難的是一生都做好事;事雖小,情卻大。學(xué)院成教部衛(wèi)生大掃除:這次活動雖然任務(wù)很重,但同學(xué)們明確分工,細化任務(wù),效率也很好?;顒又型瑢W(xué)們那份激情,振奮人心,互幫互助、相互關(guān)照,彰顯友誼至美。
3,聽取多種講座?!读孔恿W(xué)》,大學(xué)生創(chuàng)業(yè)軟件開發(fā),中國寓言故事等諸多綜合性的講座,一方面給與我很大的啟發(fā),結(jié)識了很多新朋友;另一方面,也在一定程度上開闊了視野,多了選擇,多了計劃。
4,大學(xué)畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)調(diào)查活動并提交調(diào)查報告。暑假期間,我和同學(xué)一起走訪調(diào)查,細心聆聽,自習(xí)做筆記,第一次比較全面的接觸社會。這次調(diào)查活動,我了解到當今的實際就業(yè)形勢,聆聽了一些畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)想法,不僅給了我很大的觸動,也無形中增加了壓力。社會是最大的實驗廠,大學(xué)期間要做的還很多很多。
當然,我們歸根到底還是學(xué)生。學(xué)習(xí),仍然是最重要的事情。我也時刻提醒自己,在參加活動、忙于工作的同時,絕對不能把學(xué)習(xí)落下,于是只能靠提高學(xué)習(xí)效率、擠時間來學(xué)習(xí)。
在學(xué)生工作方面:
作為一名寢室長,我竭力為同學(xué)服務(wù)。寢室衛(wèi)生打掃,寢室公共用品的購買,寢室集體活動的安排。衛(wèi)生打掃自覺為主,一身帶動他人,慢慢的形成良好的衛(wèi)生習(xí)慣;學(xué)習(xí)上以身作則,不忘提醒室友完成作業(yè),搞好復(fù)習(xí),做好實驗,帶動室友去上晚自習(xí),形成良好的學(xué)習(xí)氛圍;周末時間也時常出去活動活動,打打球,跑跑步,形成良好的關(guān)系,營造和睦融洽的集體環(huán)境。
作為一名科代表,我嚴格要求自己,不斷提高自身的素質(zhì)。增強習(xí)題的訓(xùn)練量;增加課本閱讀量,熟練知識;認真聽講,細心做筆記,真正起到帶頭作用。
在思想操守方面,我謹遵學(xué)校的規(guī)章制度,服從老師的指導(dǎo),嚴格要求自己;助人為樂,與人為善,積極幫助同學(xué)們解決學(xué)習(xí)上的困難,并耐心聽取他們的意見和采納他們的建議,做好自己應(yīng)該做的事。在大學(xué),最重要的是鍛煉自己的綜合素質(zhì)。綜合素質(zhì)包括優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績,與人交往合作的能力,組織協(xié)調(diào)能力,表達能力等等。我想我們應(yīng)該爭做一名優(yōu)秀的大學(xué)生,擁有更寬廣的眼界。當今時代是人才素質(zhì)競爭的時代,要適應(yīng)時代的發(fā)展,就必須完善自我、營造自我,擺正自己的位置。學(xué)會自制、學(xué)會自律。
我認為“優(yōu)秀三好學(xué)生”評選的主要意義,不僅僅激勵了我要好好對待自己的學(xué)習(xí),完成自己的血液,掌握好現(xiàn)在所學(xué)的基礎(chǔ)文化知識,以便畢業(yè)以后能夠順利的找到一份合適的工作。同時,它是我們自身的一個總結(jié),它更是讓我認識自己、了解自己、開發(fā)自己、創(chuàng)新自己的過程。從而,更好地提高自己,完善自己。我立志要做一個對社會有貢獻的人,因此我現(xiàn)在必須努力
關(guān)鍵詞:物理化學(xué);改革;結(jié)合
物理化學(xué)是物理學(xué)與化學(xué)交叉的邊緣學(xué)科,是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支,是化學(xué)學(xué)科的理論基礎(chǔ)。該課程是化工技術(shù)類專業(yè)一門必修的重要的基礎(chǔ)課,它在化學(xué)與化工人才培養(yǎng)中有負有極其重要的作用,對學(xué)生科學(xué)世界觀和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、動手能力和創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。因此必須加強物理化學(xué)課程建設(shè),不斷深化教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量,創(chuàng)建精品課程,才能完成時代賦予我們的使命。
物理化學(xué)教學(xué)改革包括教學(xué)內(nèi)容(即教材)改革、教學(xué)過程改革、教學(xué)方法手段改革、教學(xué)管理(包括教學(xué)時間、教學(xué)安排、考試內(nèi)容、考試方法、評分標準等等)改革。
1教學(xué)內(nèi)容改革。即教材改革
我們先后使用了天津大學(xué)王正烈主編的《物理化學(xué)》第一版、第二版,教學(xué)過程中,不斷選用新教材,對老師來說要加重負擔,要不斷寫新的備課筆記。但我們體會到,寫備課筆記可以加深對內(nèi)容理解,提高教學(xué)效果。近些年來由于量子力學(xué)、微電子技術(shù)、波譜技術(shù)的發(fā)展,新材料、新催化劑、納米材料的出現(xiàn),促進了物理化學(xué)的發(fā)展。因此在教學(xué)內(nèi)容上就不能局限于教材,要把物理化學(xué)的新知識、新成果介紹給學(xué)生。
2教學(xué)過程改革中。采用“六個相結(jié)合”
①宏觀與微觀相結(jié)合。對于難理解的概念,先從微觀上解釋,說明其物理化學(xué)意義,再從宏觀上形象化。比如介紹熵的物理意義時,我們可以將紅墨水滴入水中,紅墨水不斷擴散。系統(tǒng)混亂度逐漸增大,來描述熵是系統(tǒng)混亂度的量度。
②理論與實際相結(jié)合。例如講孤立體系熵增加,而開放體系因為可以有負熵流,可使開放體系熵減少。教學(xué)中聯(lián)系生物體成長、壯大、死亡過程與熵的變化情況;還聯(lián)系我國的改革開放政策,孤立體系——“一個封閉的山村”,熵值會越來越大,發(fā)展的動力就越來越小,經(jīng)濟落后,人民受窮,而要改變面貌。必須改革開放,把山村變成開放體系,“要想富先修路,少生孩子多種樹”,引進外資、引進先進科學(xué)技術(shù),就是引進負熵流,使體系熵值減少,才能快速發(fā)展。這樣既加深了對熵定律理論的理解,又能從自然科學(xué)角度說明黨的改革開放政策是正確性。
③內(nèi)容與方法論相結(jié)合。對物理化學(xué)中一些原理、定律的建立,除了要講清原理的內(nèi)容外,還要說明該原理是采用何種研究方法得來的。例如講理想氣體、理想溶液、理想吸附時,向?qū)W生說明這是采用理想模型法得來的;講可逆過程時,說明這是采用科學(xué)抽象法得來的;講標準燃燒熱、標準生成熱、標準電極電位等時,說明這是采用相對數(shù)值法得來的。還結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生說明逆向思維、發(fā)散思維、類比思維方法的運用,教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力。
④基礎(chǔ)知識與前沿知識相結(jié)合。在教材的每一章末尾?;蛄?xí)題課上,介紹與本章內(nèi)容相關(guān)物理化學(xué)前沿新知識、新理論、新成果、新技術(shù)。
⑤課堂教學(xué)與教學(xué)研究相結(jié)合。在課堂教學(xué)中,要把教學(xué)研究成果結(jié)合進去。例如在講熵判據(jù)時,結(jié)合教研論文“對化學(xué)熱力學(xué)熵判據(jù)的討論”,來討論“熵總是過程方向的判據(jù)嗎?”,在講化學(xué)平衡移動時,結(jié)合教研論文“反應(yīng)組分濃度對化學(xué)平衡的影響”,來討論“增加反應(yīng)的濃度平衡一定向產(chǎn)物方向移動嗎?”等等。
⑥理論教學(xué)與化工生產(chǎn)相結(jié)合。我們是職業(yè)院校,培養(yǎng)的大多數(shù)學(xué)生將來要到化工生產(chǎn)第一線,因此更要注重實驗環(huán)節(jié),增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)高技能,高水平的應(yīng)用性人才。例如在講化學(xué)反應(yīng)速率時,結(jié)合工業(yè)合成氨的具體狀況。探討如何提高反應(yīng)速率,增加氨的產(chǎn)量。3習(xí)題課是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)
物理化學(xué)課程是一門十分強調(diào)概念、定律和邏輯推理的理論課程。要學(xué)好它很不容易的,物理化學(xué)被認為是化工技術(shù)類專業(yè)中最難學(xué)的課程。難學(xué)的原因在于它有許多基本概念、基本定律,非常抽象不好理解,不好掌握,習(xí)題難解。我們在教學(xué)實踐中體會到,要化難為易。提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,除了上好理論課外,習(xí)題課是一個重要的、必有可少的環(huán)節(jié)。學(xué)過物理化學(xué)的人都知道,必需多做習(xí)題。在解題過程中,加深對理論的熟悉與理解,培養(yǎng)分析問題、解決問題能力,解題過程是理論聯(lián)系實際的過程。上習(xí)題課要象上理論課一樣,認真?zhèn)湔n、寫好教案。我們習(xí)題課的內(nèi)容一般包括下列幾個部分:
①擴大知識面的新理論、新知識介紹。
②歸納總結(jié)一章中所學(xué)的知識。學(xué)生每節(jié)課所學(xué)的知識往往是“零碎”的感覺、片段的知識,只有把它們聯(lián)系在一起,形成相互關(guān)聯(lián)的知識系統(tǒng),才能更深刻理解,更好掌握。為此,每一章學(xué)習(xí)后,我們幫助學(xué)生把一章中所學(xué)的知識點以“聯(lián)絡(luò)圖”形式進行歸納總結(jié)。
③總結(jié)學(xué)生作業(yè)中問題。對學(xué)生作業(yè)中的錯誤,特別是典型的有代表性的錯誤要及時指出,對有特色的解題技巧要介紹推廣。
④組織討論思考題。一般教材的每章后面,都有一些思考題。我們先布置給學(xué)生先思考、解答,習(xí)題課時進行討論講解。
⑤做一定數(shù)量的練習(xí)題。每章學(xué)習(xí)后,我們都印發(fā)給學(xué)生一些數(shù)量的練習(xí)題,其中選擇題20個左右,計算題5至8個。這些練習(xí)題都是歷年教學(xué)中精心挑選出來的,有代表性,有一定的難度。我們一般提前發(fā)給學(xué)生,要學(xué)生先做一遍,上習(xí)題課時,老師選擇其中典型試題講解。
4把現(xiàn)代化教學(xué)手段應(yīng)用到物理化學(xué)教學(xué)中
20世紀90年代以來,計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛快發(fā)展,多媒體計算機集文字、聲音、圖形、圖像、動畫、影視等為一體,突破了時空限制,虛擬現(xiàn)實。多媒體計算機與網(wǎng)絡(luò)成為重要的教學(xué)手段、教學(xué)工具,把多媒體計算機應(yīng)用到教學(xué)上,實現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化。多媒體計算機在教學(xué)上應(yīng)用,使教學(xué)的思想、教學(xué)的理論發(fā)生了變化,教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)觀點與形式發(fā)生了變化,課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、課外輔導(dǎo)的內(nèi)容與形式、考試內(nèi)容與方式、學(xué)生成績評定的標準與手段等發(fā)生了變化。國內(nèi)外的大量實踐表明,進行計算機輔助教學(xué),提高了教學(xué)質(zhì)量,提高了學(xué)生的素質(zhì)。把多媒體計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中,是教學(xué)改革的一個重要方向。計算機輔助教學(xué)有以下建議和思考
①編制課堂教學(xué)的電子教案與教學(xué)課件。
②對教材的思考題、練習(xí)題、習(xí)題進行詳細解答。并且輸入到計算機中,形成word文檔。
③編制計算機輔助教學(xué)課件(CAI)。