卜 敏
(江蘇大學 理學院,江蘇 鎮江 212013)
新高考模式下大學物理教學的應對策略
卜 敏
(江蘇大學 理學院,江蘇 鎮江 212013)
本文首先分析了由于高考科目設置改革而使得大學新生對待物理課程在認識、基礎知識、物理思維等方面的變化,并且基于《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》提出了應對這種變化的策略,實施三方面的調整和改進:在教學目標上需要分層次培養;在教學方法上利用多媒體手段,既要重新理解學過的知識,又要建立新的物理思想;教學考核上實現多元化.從而實現高等學校對大學生能力培養的要求和素質教育目標.
高校課程;大學物理;教學改革;高考
物理學是研究物質的基本結構、相互作用、運動形式和相互轉化規律,揭示自然現象的學科.在理工科大學教育中,掌握物理的基礎知識是學習其它相關專業課的前提條件,物理學的對科學思維方式的訓練,分析、解決問題能力的培養也是學生基本素質提升的重要一環.所以,大學物理的教育工作是理工科院校一項非常重要的任務.
近幾年來,全國都在尋求更能有效選拔人才的高考模式.從擁有自主招生資格的高校組織自命題考試,到各省打破原有高考科目設置單獨命題,都在試圖打破傳統高考的“唯分數論”的局限性.目前,全國高考分為統一命題地區和自主命題地區.在其科目設置中,物理學科除海南省,江蘇省和上海市外,均不單獨出卷,而是作為理科綜合的內容之一.即便在上述三省市中,江蘇省物理成績評定只分為A、B、C、D四檔,錄取時不計入總分.上海市物理學科與化學、生物成為理科考生“3+綜合+1”中的“1”.而各高校組織的自主招生考試中筆試部分物理的比重也不高.總之,新高考模式下,物理學科在高考中的比重降低,被重視程度減弱.而高中教學始終圍繞高考展開,所以,被選拔到高等學校的學生無論是知識構成、科學思維還是對于物理學科認識上都較以往發生了重大的變化.這給大學物理課程的教學提出了新時期下的新要求.
本文分析了新高考模式下學生的特點,并基于《非物理類理工學科大學物理課程教學基本要求》提出了為應對學生基礎發生變化,大學物理課程在教學要求、教學方法和教學考核上的幾點新思路.
高中教學和學習一切以高考為綱,為了提高高考的升學率,很多中學在高二之后就重點落在語數外三門上.因此在學生既有印象中,物理同地理、化學和生物一樣是“副科”.剛進入高校理工科學生還沒有開設專業課,還沒有形成“物理是實際工程問題的理論基礎”的感性認識.再加上研究生入學考試中也沒有單獨將物理作為公共基礎課設置考試.以上三點原因造成學生不知道物理學科的作用和學習物理的意義.
高中課本分為必修和選修兩大類.以人教版新課標物理教材為例,必修課本有兩冊,包括質點運動學和牛頓定律的相關知識.選修1-1電和電磁,選修1-2能,選修2-1電和電磁,選修2-2力和機械、熱機,選修2-3光學與核能,選修3-1靜電,電流和磁場,選修3-2電磁學與傳感器原理,選修3-3分子運動和熱學原理,選修3-4機械振動與波、電磁波,選修3-5動量守恒和原子及核能.雖然課本和大綱幾乎涵蓋了物理學的所有分支.但由于高考要求的降低,各省很少有講授所有內容.以江蘇省為例,只要求學習必修和選修1,共4冊課本.這就造成進入高校后,學生只有力學和部分電磁學的基礎.熱學、振動與波動和光學只有個別高中略有涉及且作最基礎的要求.而近代物理中的相對論和量子力學則一無所知.
一般來說,物理結論的導出需要由現象建立物理模型再抽象為數學模型,進行演算后再賦予結果以物理意義.這一過程對物理思想的培養和科學思維的訓練起了不可替代的作用.但在現行的高考制度之下,高中教學往往忽略這一過程,將重點放在用大量的習題來強化所學知識.而解題的方法也被高度提煉歸納,學生只要照搬既有的思路和方法,就能把握大部分的題目應對高考.而過度的強化又打消了學生對物理學的興趣,很難自發地進行探索.進入高校后,學習大學物理面臨兩個重大的轉變,一是矢量與微積分思想的引入,二是要明確中學的結論往往是特點定條件下的化簡,需要理解普遍適用的結論.但由于中學教育的缺失,很多學生很難適應這種變化.
由淺及深大學物理教學將教學內容分為三個層次:第一層次要求學生能了解某些知識,區別有關概念和規律.通過這一層次培養學生科學的學習方法,擴展知識面,增強獨立思考的能力,更新知識結構.第二層次要求學生能根據物理概念和規律進行一般性分析和判斷,通過這一層次培養學生發現問題和提出問題的能力,并對所涉問題有一定深度的理解,判斷研究結果的合理性.第三層次要求學生能準確、完整地理解有關物理概念和規律,能熟練地分析和解決一些問題,包括某些綜合性問題,通過這一層次培養學生建立相應的物理模型,并用物理語言和基本數學方法進行描述,運用所學的物理理論和研究方法進行分析、研究的能力[1].
理工科學生學習課時和內容根據專業的不同有所區別,分為120課時和90課時,同時開設針對文科學生的選修課.另外根據學生入學時基礎的不同,集合優秀學生開設更為深入的課程,例如壓縮中學課程重點牛頓力學的課時提高近代物理的比例.利用周末開設針對基礎薄弱學生的補習課程由學生根據自身情況自主選擇.
面對中學物理教學的特點,從微觀上要注意從以下幾方面修正教學內容和方法:首先,內容安排要適當削弱中學里重點講授的牛頓力學和電學部分,減少課時.其次,對中學反復強化的知識要重新弄清其使用條件.例如:勻加速公式要強調只能適用于加速度為常數,做功等于力乘位移只適用于常力等,矯正頑固記憶.再次,不僅講知識,更重要的是講方法,例如強化微積分思想的應用,應用于復雜且變化的物理過程.最后,結合物理學研究的進展和高新技術發展的需要,更新教學內容,加強近代物理和高技術物理基礎的內容,以提高學生對物理學的興趣.
大學物理課程面臨著內容多、學時少的困難.集聲音、文字、圖形、圖像、動畫為一體的多媒體技術在大學物理教學中的運用就成為首選,例如在光學部分多媒體就占有得天獨厚的優勢.再配合演示實驗、錄像、以及傳統教學媒體,調動學生的多種感官參與教學活動.課堂外,建立教學網站,包含課件、仿真實驗和習題講解等資料,甚至可有老師在線與學生答疑輔導,直接交流.
物理概念的確立,物理規律的發展,物理理論的建立都有賴于物理實驗,并接受其檢驗[2].在大學物理教學中需要從三方面體現實驗的作用:一是重視課堂演示實驗,可以利用計算機技術開發的虛擬實驗室演示或實驗錄像演示教材中的實驗.二是讓學生自己動手在實驗室中驗證經典理論或重復試驗結果,例如利用氣墊導軌驗證動量守恒,利用分光計觀察復色光的光柵衍射現象等.三是鼓勵學生自己設計實驗,積極探索,培養其科學素養.
國家對新世紀人才的需求決定大學教育要打破單憑考試成績評定學生優劣的刻板做法,應該積極探索以素質教育為核心的課程考核模式.一方面傳統的課程考試還是評定學生成績的有效方法,但考試的內涵要適當延伸.除了期末考試卷面成績之外,平時作業和實驗成績均可納入教學評定.平時成績可以實時監控學生學習過程中的動態效果,及時調整教學狀態.實驗可以考察學生動手能力及對理論學以致用的能力.另一方面考核方法也要與時俱進,可以將章節讀書報告,發表科技論文及物理競賽成績納入考核體系[2],在課程考試的綜合評定結果上適當加分.讀書報告可以培養和考察學生組織科技論文的能力,發表論文和競賽對于發掘和選拔優秀科技人才有重要作用.另外,考核是雙向的,學生也可對教師的教學表現進行評定.
面對高考科目設置的改變,入學新生的物理素養和基礎發生了改變,對大學物理教學產生了一定的負面影響.為了應對這種變化,我們對教學目標、教學方法及教學考核進行了綜合改革.目的是改變他們記憶大量公式和定理進行題海戰術的學習陋習.學會在生活和工程實踐中發現問題,利用理論知識和科學思維尋找解決問題的合理途徑和方法,并能小心求證大膽創新,打破傳統思路的桎梏.提升其科學素養為將來建設創新型社會和實現中國創造儲備人才.
〔1〕教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導委員會.非物理類理工學科大學物理課程課程教學基本要求[J].物理與工程,2006,16(5).
〔2〕王亞偉,殷紅飛.新基本要求下的大學物理學課程成績考評方法[J].物理與工程,2010,20(2).
G642.0
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1673-260X(2011)08-0232-02