基础课中的立德树人 | 物理系魏斌:高效利用课堂演示实验,复现理论形成过程,培育学生的创新精神
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推进课程思政建设,是坚持社会主义办学方向、落实立德树人根本任务的重要举措,并与清华大学价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教育理念高度契合。然而,课程思政不是简单的“课程”加“思政”,而是课程当中有机地融入价值塑造的元素,努力实现二者的水乳交融,做到“如盐化水”、润物无声。
长期以来,我校教师围绕“三位一体”开展了卓有成效的教学实践,涌现出许多创新性的教学成果。为此,清华大学教务处特别推出“同行锦囊”3分钟音频课,陆续分享各类课程开展“课程思政”工作的具体经验与做法,力求“劳模可复制”,引领“同向”与“同行”。
基础课中的立德树人
魏斌:高效利用课堂演示实验,
复现理论形成过程,培育学生的创新精神
大家好,我是物理系的魏斌,我承担的是本科生的“基础物理学”和“大学物理A”课程教学,以下是我的同行锦囊。
这两门课是物理类专业学生的基础理论课,教学目的在于深入讨论基本物理原理,掌握对物理概念、物理图像的阐释与理解。为了让同学们更好地将所学知识与实践相联系,我们将课堂演示实验融入到教学过程中,激发同学们对物理的学习兴趣。学校物理演示实验室准备了数百个不同的课堂演示实验,我们根据教学需要,运用以下几种方法将演示实验与课堂教学有效结合:
第一、利用演示实验引入新的物理问题。课程在讲述新的物理知识前,我们会介绍相关的物理研究发展过程,描述这一领域的物理现象和规律。此时展示一组与这个知识内容有关的演示实验,能让同学们对新的物理问题建立起直观印象。之后,教师再解释对这些实验现象的抽象化分析过程,给出物理模型的定义,让同学在掌握物理模型的同时,能够理解模型在哪些方面对实际现象进行了简化。今后在实际应用时,同学会自然地意识到模型应用的限制条件。
第二、利用演示实验加深对物理规律的理解。在讲述一些重要的物理规律或物理现象时,会依托实验装置的结构示意图进行理论分析和数学计算,进而讨论改变实验装置结构或参数后可以获得的结论。如果同学只看装置结构图,只听课,有可能会偏重于记公式和记结论,忽视了物理分析的过程。我们在课堂上用实验装置的实物做一次演示实验,调整实验装置复现理论分析中涉及到的各个变化条件,让同学观察和对比不同的结果,与理论分析实时对照。这样,就能有效帮助同学理解抽象的物理知识。
第三、利用演示实验引导同学发扬创新精神。物理研究中有一些重要的实验,揭示或检验了重要的物理规律,例如迈克尔孙—莫雷实验揭示了光速不变现象。讲课中不仅要分析这些重要的实验过程,讨论实验结果,更有意义的是结合实验装置,提出问题引导同学进行思考:当时为什么要设计这样的实验装置和实验步骤?假设同学处于当时的技术水平,怎样设计独特的实验装置来研究这个问题?依托重要的实验装置或是装置照片进行课堂讲解分析,引导同学进行不受限的讨论和分析,能够帮助同学锻炼综合分析问题和提出解决办法的能力,发扬物理学习和知识运用中的创新精神。