分模塊教學(xué)模式下的大學(xué)物理教學(xué)改革*

陳鈾 賈鵬 彭志華

(南華大學(xué)數(shù)理學(xué)院 湖南 衡陽(yáng) 421001)

王振華

(南華大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖南 衡陽(yáng) 421001)

吳喜軍

(南華大學(xué)數(shù)理學(xué)院 湖南 衡陽(yáng) 421001)

大學(xué)物理是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所遵循的最普遍最基本規(guī)律的學(xué)科，是高等學(xué)校理工科類的一門重要公共基礎(chǔ)課程．物理學(xué)的研究方法系統(tǒng)而新穎，可開(kāi)發(fā)智力、提高能力．物理學(xué)的思想啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維，是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的基石．大學(xué)物理的理論和方法的應(yīng)用幾乎滲透到所有自然科學(xué)領(lǐng)域和社會(huì)生活的各個(gè)部門中．因此，大學(xué)物理的教學(xué)和教法研究非常重要．

近年來(lái)，全國(guó)高校連續(xù)擴(kuò)招以后，高等教育從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)變；各高校均面臨著迅速膨脹，學(xué)生素質(zhì)參差不齊的現(xiàn)象；生源水平的變化給教學(xué)尤其是課堂教學(xué)質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)．隨著我國(guó)把教學(xué)質(zhì)量的保障與提高作為高等教育的重點(diǎn)，人們對(duì)大學(xué)物理課程教學(xué)改革的呼聲也越來(lái)越高．下面就我校的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法手段及質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制的改革作一些探討．

1 教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的改革

我校為文理綜合性大學(xué).自大規(guī)模擴(kuò)大本科招生后，同一專業(yè)的學(xué)生層次差異越加明顯；以往采取基礎(chǔ)課程教學(xué)自然分班、“一刀切”的教學(xué)模式遇到了諸如“好的學(xué)生吃不飽”、“基礎(chǔ)差的學(xué)生消化不了”、“教學(xué)進(jìn)度難以控制”等新的問(wèn)題．基于這一現(xiàn)象，在教學(xué)中，更新教學(xué)方法、內(nèi)容和模式，充分體現(xiàn)以學(xué)為本的教學(xué)理念成為提高教學(xué)質(zhì)量的必然選擇[1～2]．多年來(lái)，物理教育工作者對(duì)物理教學(xué)改革作了多方面的有益嘗試.以學(xué)為本，分層實(shí)施現(xiàn)代課程論認(rèn)為，課程內(nèi)容在本質(zhì)上并不是對(duì)所有學(xué)生都相同的，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容都有自身的理解和需求．課程內(nèi)容應(yīng)根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行分類規(guī)劃與分層實(shí)施，實(shí)行分層教學(xué)，即在承認(rèn)學(xué)生個(gè)體、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)存在差異的前提下，把課程內(nèi)容分成若干個(gè)模塊，有區(qū)別的制定教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，變換授課方式，讓不同基礎(chǔ)的學(xué)生最大限度地發(fā)揮學(xué)習(xí)的潛力[3]．為了實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容與教學(xué)模式的整合，我校根據(jù)課程內(nèi)容的調(diào)整和多樣化專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，本著“寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用、求提高”的原則，從2007年開(kāi)始，將物理課程內(nèi)容按專業(yè)分為“A，B，C，D，E”5個(gè)模塊進(jìn)行 “分模塊教學(xué)”.在大一到大二大學(xué)物理課程開(kāi)設(shè)時(shí)，主要考慮各個(gè)專業(yè)側(cè)重的理論和實(shí)踐方向，實(shí)行教學(xué)內(nèi)容分模塊．其中物理教學(xué)內(nèi)容有以下5種.

(1)大學(xué)物理A ，96學(xué)時(shí)，要求較高，內(nèi)容較全面，包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、振動(dòng)和波、波動(dòng)光學(xué)、量子物理基礎(chǔ)，適用于理科類、核技術(shù)類、機(jī)械類、化學(xué)化工類.

(2)大學(xué)物理B，96學(xué)時(shí)，側(cè)重于力學(xué)，內(nèi)容包括力學(xué)、電磁學(xué)、振動(dòng)和波、波動(dòng)光學(xué)、量子物理基礎(chǔ)，適用于城建類、礦資類.

(3)大學(xué)物理C，96學(xué)時(shí)，側(cè)重于電磁學(xué)，內(nèi)容包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動(dòng)和波、波動(dòng)光學(xué)，適用于電氣類.

(4)大學(xué)物理D，64學(xué)時(shí)，側(cè)重于電磁學(xué)，內(nèi)容包括力學(xué)(簡(jiǎn))、振動(dòng)和波、電磁學(xué)，適用于計(jì)算機(jī)類.

(5)大學(xué)物理E，64學(xué)時(shí)，內(nèi)容包括力學(xué)(簡(jiǎn))、振動(dòng)和波、電磁學(xué)，適用于工業(yè)設(shè)計(jì)類．

這樣，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，可以在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中有所側(cè)重，同時(shí)也適應(yīng)目前高校對(duì)于基礎(chǔ)教學(xué)課時(shí)削減和基礎(chǔ)教學(xué)空間壓縮的需要．

在教學(xué)內(nèi)容上，對(duì)于不同的模塊，融合了我校大學(xué)物理學(xué)時(shí)少及學(xué)生專業(yè)的特點(diǎn).我們自編教材，刪除冗長(zhǎng)的推導(dǎo)并從內(nèi)容上加強(qiáng)力、熱、電、光、近代物理之間的聯(lián)系，體現(xiàn)出各部分的交叉、滲透，加強(qiáng)近代物理和反映當(dāng)今科技前沿的知識(shí)點(diǎn)；加強(qiáng)混沌、分形、光孤子等非線性科學(xué)理論發(fā)展與應(yīng)用的前沿知識(shí)動(dòng)態(tài)的介紹；加強(qiáng)超聲波及其應(yīng)用方面的介紹；加強(qiáng)電介質(zhì)材料、超導(dǎo)體材料、納米材料等新型材料發(fā)展的介紹．因?yàn)?1世紀(jì)是信息科學(xué)的時(shí)代，大學(xué)物理的主要目的就是為學(xué)生奠定電子信息、半導(dǎo)體與集成電路、電磁傳感器與存儲(chǔ)器、激光與光纖等方面的物理基礎(chǔ)，提高物理素質(zhì)．

2 教學(xué)方法手段的改革

隨著連續(xù)幾年的高校擴(kuò)招，高等教育越來(lái)越向著大眾化方向發(fā)展.在這種新形勢(shì)下，大學(xué)物理原來(lái)傳統(tǒng)教學(xué)方法已不再適用.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，探索教學(xué)新模式，注重個(gè)性發(fā)展，切實(shí)貫徹因材施教，努力為培養(yǎng)合格人才服務(wù)是工科大學(xué)物理課程改革的必然之路．我校主要從以下幾個(gè)方面創(chuàng)新物理教學(xué)方法，并通過(guò)物理教學(xué)手段的最優(yōu)化，以達(dá)到提高大學(xué)物理教學(xué)效果的目的[4]．

2.1 教學(xué)中增強(qiáng)物理的趣味性

興趣是最好的老師.要提高物理教學(xué)效果，教師首先要充分利用課堂教學(xué)最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.除了采用傳統(tǒng)的追求課堂教學(xué)生動(dòng)有趣、教師注重自身的儀態(tài)以及講課時(shí)語(yǔ)言的抑揚(yáng)頓挫，上課時(shí)具有飽滿的激情來(lái)吸引學(xué)生的注意力之外，還應(yīng)該做到在教學(xué)穿插一些有趣味性又能提高教學(xué)效果的內(nèi)容，比如在物理教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)增加相關(guān)的物理學(xué)史知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)這部分的知識(shí)發(fā)展概況有一定的了解，并能對(duì)知識(shí)整體有一個(gè)宏觀的掌控.在教學(xué)中適當(dāng)增加相關(guān)物理學(xué)家的奮斗史，引導(dǎo)學(xué)生從前人的成功中去感悟觀察、思考、分析和歸納問(wèn)題的方法；教學(xué)中適當(dāng)介紹現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，以及相關(guān)的技術(shù)專題，將物理教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)一步貼近生活、貼近科技前沿，提高學(xué)生對(duì)物理課程的學(xué)習(xí)興趣．例如在講授電磁場(chǎng)之后，簡(jiǎn)單介紹現(xiàn)在比較熱門的超導(dǎo)體技術(shù)及超導(dǎo)體在直流傳輸，超導(dǎo)強(qiáng)磁體在大型加速器及可控?zé)岷朔磻?yīng)磁約束裝置中的應(yīng)用，磁懸浮列車技術(shù)等.此外，對(duì)不同的專業(yè)要注意把握好不同的側(cè)重點(diǎn)，如對(duì)核技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，可以讓他們多了解一些有關(guān)原子核物理與粒子的相關(guān)知識(shí)及最新的發(fā)展情況．實(shí)踐表明，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的同時(shí)，了解一些關(guān)于物理學(xué)方面的現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，不僅可以擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)量，更重要的是可以大大地激起學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性．

2.2 引導(dǎo)學(xué)生掌握物理學(xué)方法

在教學(xué)中傳授給學(xué)生必要的基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)然重要，但就大學(xué)物理課程而言，我們認(rèn)為更重要的是要教會(huì)學(xué)生分析和處理問(wèn)題的方法和手段，提高科學(xué)素質(zhì)．愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)，發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立創(chuàng)新的一般能力,應(yīng)當(dāng)始終放在首位,而不應(yīng)當(dāng)把知識(shí)放在首位．如果一個(gè)人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論,并且學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考與工作,他必定會(huì)找到自己的道路，而且比起那些主要以獲取細(xì)節(jié)知識(shí)為其訓(xùn)練內(nèi)容的人來(lái),他一定會(huì)更好地適應(yīng)進(jìn)步和變化．教學(xué)中教師應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，千方百計(jì)教會(huì)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)物理學(xué)的方法和手段，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力．

(1)傳授學(xué)生正確的處理物理知識(shí)的方法，及時(shí)歸納整合物理學(xué)概念,消除學(xué)生前概念對(duì)思維定勢(shì)的消極影響,要消除學(xué)生“大學(xué)物理只不過(guò)是對(duì)中學(xué)物理的重復(fù)”這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．中學(xué)物理中涉及到的物理問(wèn)題及解決問(wèn)題的方式只是一些特殊情況，而大學(xué)物理則是采用全面、系統(tǒng)的方法來(lái)處理一般的物理問(wèn)題．

(2)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生掌握物理學(xué)思維方法的訓(xùn)練．物理學(xué)在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中形成了一整套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法，掌握這些方法不僅對(duì)學(xué)習(xí)物理學(xué)有很大的幫助，而且對(duì)學(xué)習(xí)其他相關(guān)學(xué)科以至分析社會(huì)問(wèn)題都很有幫助．因此，教學(xué)過(guò)程中我們?cè)谧⒁馕锢碇R(shí)的理論性、嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性的同時(shí)，還應(yīng)教會(huì)學(xué)生靈活運(yùn)用物理學(xué)的思維和方法來(lái)分析和解決物理問(wèn)題及其他相關(guān)學(xué)科的問(wèn)題．

2.3 改進(jìn)教學(xué)手段

采用多媒體教學(xué)手段可以緩解“學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多”的矛盾，彌補(bǔ)演示實(shí)驗(yàn)的不足，并可活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高．但課堂教學(xué)中由于教師不再“板書”，學(xué)生記筆記有些跟不上，教師講解時(shí)受事先編寫好的教案的束縛，課堂上很容易成為“解說(shuō)員”．對(duì)于圖像較多的波動(dòng)光學(xué)多媒體中的動(dòng)畫可以幫助學(xué)生快速理解其中的含義，但是對(duì)于力學(xué)中許多推導(dǎo)性比較強(qiáng)的公式定理之類的，多媒體也顯示其不足之處，所以改進(jìn)教學(xué)手段首要的是要提高教師的業(yè)務(wù)水平，教師要有自己的“電子教案”，在編寫“電子教案”時(shí)對(duì)應(yīng)所用的教材并選取合適的軟件，如PowerPoint或Authorware等，還要合理使用教學(xué)媒體，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程．根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，我們采用了邊使用多媒體邊課堂講解的方法組織教學(xué)，在講解重要內(nèi)容過(guò)程中可以適當(dāng)?shù)倪x用傳統(tǒng)的粉筆板書作為輔助，特別是復(fù)雜的演算與推導(dǎo)過(guò)程．而對(duì)于可以通過(guò)動(dòng)畫圖像或視頻能增強(qiáng)教學(xué)效果的波動(dòng)等內(nèi)容則偏重于使用多媒體．

3 教學(xué)質(zhì)量保障體系

教學(xué)模式與教學(xué)內(nèi)容及方法的整合，僅有設(shè)計(jì)合理的課程內(nèi)容和教學(xué)模式還不夠，必須建立有效的保障機(jī)制，才會(huì)突顯出整合的應(yīng)有價(jià)值．其中，以教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的保障機(jī)制的建構(gòu)，是創(chuàng)造性實(shí)施課程內(nèi)容與教學(xué)模式整合的重要保證．我校在教學(xué)質(zhì)量保障體系方面所做的工作有如下幾個(gè)方面.

(1)教學(xué)方面.教學(xué)團(tuán)隊(duì)規(guī)劃課程的基本框架和模塊內(nèi)容，制訂教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，組織必要的專題講座、聽(tīng)課、評(píng)課等活動(dòng).

(2)教改方面.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立“以校為本”的教研制度，從學(xué)校教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題出發(fā)，就教材建設(shè)、教學(xué)方法改革、教改課題申請(qǐng)等工作進(jìn)行研討，達(dá)到解決問(wèn)題提高教學(xué)質(zhì)量的目的.

(3)教學(xué)評(píng)價(jià)方面.對(duì)于團(tuán)隊(duì)教師的考核，由關(guān)注教師個(gè)人短期業(yè)績(jī)的獲得轉(zhuǎn)向團(tuán)隊(duì)整體長(zhǎng)期素質(zhì)的提升，把教師的教學(xué)研究、教改實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)造性教學(xué)和課程資源開(kāi)發(fā)以及師生關(guān)系納入考核內(nèi)容；學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定應(yīng)由閉卷考試與平時(shí)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、討論等方面的素質(zhì)測(cè)評(píng)相結(jié)合給出；每學(xué)期的期末考試分別對(duì)不同模塊的學(xué)生考試試卷做出卷面分析和總評(píng)分析，總結(jié)不足和存在的問(wèn)題，在下一年的教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn).

(4)青年教師培訓(xùn)方面.學(xué)院為每位青年教師配備了一名有豐富教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)師，負(fù)責(zé)培養(yǎng)，使青年教師成為既搞教學(xué)、又搞科研的雙料人才．

教師是影響課程實(shí)施的核心要素，大學(xué)物理課程內(nèi)容與教學(xué)模式的整合是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，只有依靠課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的集體“行動(dòng)研究”才能完成．教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)課程實(shí)施起著重要的導(dǎo)向和質(zhì)量監(jiān)控的作用．在新的高等教育改革背景下，大學(xué)物理課程內(nèi)容與教學(xué)模式如何有效地整合也為我們大學(xué)物理教師的教學(xué)改革提供了新的研究問(wèn)題．

4 改革前后的教學(xué)效果比較

新形勢(shì)下我校的大學(xué)物理在分模塊教學(xué)模式下進(jìn)行了一系列的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，比較改革前后我校大學(xué)物理二(電磁學(xué)，波動(dòng)光學(xué)，量子物理基礎(chǔ))兩個(gè)模塊的2005～2006學(xué)年和2009～2010學(xué)年的試卷成績(jī)分析和總評(píng)成績(jī)分析見(jiàn)表1和表2．

表1 2005～2006學(xué)年第一學(xué)期大學(xué)物理二試卷分析及總評(píng)分析

注：優(yōu)為100～90分，良為89～80分，中為79～70分，及格為69～60分，不及格為60分以下.

表2 2009～2010學(xué)年第一學(xué)期大學(xué)物理二A，B模塊試卷分析及總評(píng)分析

注：成績(jī)等級(jí)劃分同表1注.

從以上兩個(gè)表格中的分析數(shù)據(jù)表明改革是有一定成效的，試卷卷面和總評(píng)成績(jī)都表明優(yōu)秀率有所上升，而不及格率下降幅度很大．

5 結(jié)束語(yǔ)

不論是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式的更新，還是教學(xué)方法、手段的改進(jìn)，大學(xué)物理教學(xué)的最終目的是增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)．教無(wú)定法.不管學(xué)生素質(zhì)如何，我們要根據(jù)具體情況擇妙法而教之．大學(xué)物理教學(xué)工作者應(yīng)該不斷分析教學(xué)現(xiàn)狀，不斷提高自身修養(yǎng)．在具體的教學(xué)實(shí)踐中，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累經(jīng)驗(yàn)，博采眾長(zhǎng)．通過(guò)我們不斷地努力，相信物理教學(xué)會(huì)取得更好的效果．

參考文獻(xiàn)

1 潮興兵，劉堅(jiān)強(qiáng)，孫光厚．課程內(nèi)容與教學(xué)模式整合視角的大學(xué)物理教學(xué)改革的研究．物理與工程，2009，19(4):42～46

2 王長(zhǎng)春.關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)改革的思考.池州學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，22(3):117～119

3 許和平.教育大眾化下的大學(xué)物理教學(xué)改革探討.科技廣場(chǎng)，2007(12)200～201

4 王國(guó)強(qiáng)，王紹明.多媒體教學(xué)手段與大學(xué)物理教學(xué)改革的實(shí)踐.河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，11(4):78～80