“3+1+2”高考模式下大學物理教學的改革與探索

鐘宏華 宋才偉

(1、2.中南林業科技大學理學院，湖南 長沙410004)

2019年4月23日，湖南省人民政府正式發布《湖南省高考綜合改革實施方案》。湖南省新高考使用的是“3+1+2”模式，不分文理科，考生可發揮自身特長與興趣，自由選擇學科組合進行高考。“3+1+2”模式包括全國統考科目：語文、數學、外語3門；首選科目：物理和歷史2門科目中必選且只選1門；再選科目：思想政治、地理、化學、生物學4門科目中任選2門。“3+1+2”是”3+3”模式的優化，因為”3+3”模式在增加學生可供選擇機會的同時，忽視了對學生科學素養的教育，很多同學都選擇容易的科目，放棄了物理。現在，新的模式要求在物理和歷史之間必選一門，物理與歷史分別為自然科學類專業與人文社會科學類專業的基礎性學科，將物理與歷史作為首選科目，有利于考生進入大學后開展相關專業及其他交叉學科專業學習。由于物理占的比重增加，新的模式對物理學科的考試內容與要求有了新的變化。新高考方案啟動后，高中物理教學做了很多的調整，面對高中物理教學的改變，大學新生的物理基礎和素養提高了，從而導致大學物理教學也將產生非常大的變化。因此，在新高考模式和中學物理課程改革的背景下，提前做好大學物理教學改革是非常有必要的[1-3]。下面筆者就自己在大學物理教學中的體會來提出一些改革大學物理教學的新構想。

1 教師隊伍的升級與改革

面對“3+1+2”高考改革新態勢，要想從根本上提高大學物理教學水平和質量，首先就要對教師隊伍進行升級與改革。由“3+1+2”高考模式帶來的最直接的變化是學生物理基礎的變化和知識升級。相比于以前的文理分科模式下理科綜合考試，“3+1+2”的模式中物理是首選科目，總分一百分，物理占的比重增加，這就導致考試內容與要求有了新的變化，學生普遍具有比以往更好的高中物理基礎，因此要求大學物理教師具備更專業的物理理論知識和實驗技能。為了應對這些變化，大學物理教學改革首先要做的就是教師隊伍的升級與改革。具有一支實力雄厚的教師隊伍，是提升大學物理教學質量和水平的原動力。組建一支學歷結構合理，老中青相結合的教師隊伍，可以從下面幾個方面進行：(1)對現有師資隊伍進行升級，由學校或學院組織開展教師國內外的進修和培訓，提升現有教師的學歷、能力和專業技能，面向社會公開招聘優秀的博士畢業生和高層次人才，例如國家杰出青年人才、長江學者以及全國優秀教師等，壯大和更新現有師資隊伍；(2)對教師隊伍按照專業水平和研究方向劃分，讓專業的老師開展相應專業課程部分的教學工作，例如研究光學方向的老師負責上大學物理的光學部分；(3)鼓勵教師積極進行科學研究和教改研究，通過科學研究實時地站在學科和科技發展前沿，更好地了解大學物理在科技領域中的應用，并鼓勵教師參加各種物理學術會議，了解相關領域的前沿動態，為大學物理教學提供新的素材；(4)建立良性的考核制度和獎勵機制，既要重視有“帽子”、高學歷的老師，也要重視沒有“帽子”，踏實肯干、確有真才實學的老師，讓優秀的教師能夠脫穎而出，得到應有的獎勵和學生的肯定，激發老師的工作激情。

因此，為了適應新“3+1+2”高考模式下的變化，迎合相應的學生培養要求，提升大學物理教學質量和水平，首先要對現有的教師隊伍結構進行升級和改革。這些改革工作的開展必然會對現有的教師隊伍形成壓力，但是這種壓力是有利于教學水平和質量的提高，是新態勢下大學物理教學改革必然要解決的問題。另外，由于學生知識結構的變化和升級，導致大學物理的課程設置和教學內容的調整，這就意味著大學物理教學改革還面臨著課程改革和課時改革的問題。

2 課程及課時的改革

除了通過教師隊伍的升級與改革來提升大學物理教學的質量和水平以外，合理進行課程設置以及課時分配對于提升教學質量和水平也有著非常重要的作用，一方面通過課程改革可以有效集中教學資源，是實現教學質量提高的直接手段；另一方面，通過課程和課時改革可以更好的迎合學生的知識結構和水平的變化。通過吸取其他優秀教師的教學經驗并結合個人教學經歷，提出以下幾個課程及課時改革的方法。

2.1 開設大學物理預修課

由于生源地不同，中學物理內容會有所差異以及個體差異，導致學生物理基礎參差不齊。可在大一第一學期開設大學物理預修課。預修課不強制要求所有入校的理工科學生修讀，而是采取選修課的形式進行，實行學生自愿修讀。預修課內容以高中物理為基礎，結合大學物理課程學習所需的基礎知識而制定[3]。同時依托各種學習APP和在線課程學習，該課程以線上學習為輔，提高學生的物理學習興趣。預修課由教學經驗豐富的資深教師主講，學時為48課時(2個學分)。通過大學物理預修課的學習，不僅能提高學生對高等數學中微積分的應用和理解，也能有效彌補理工科學生物理基礎參差不齊的問題。

2.2 增加大學物理課程學時

大學物理是理工科專業一門重要的必修課程，它包括力學、熱學、光學、電磁學、原子物理學以及量子力學，并且還涉及各種交叉學科。大部分高校針對理工科不同專業要求，開設了“大學物理A”和“大學物理B”課程。由于每學年課程多而學時有限和基礎科學作用的淡化，大學物理課程成為學時被嚴重壓縮的對象，一些高校的“大學物理A”和“大學物理B”課程一般分別為72學時和64學時，有的甚至更少。在這么短的學時里要想完成大學物理全部內容的學習幾乎是無法做到的，導致老師沒法教和學生沒興趣學的現狀，從而不能取得應有的學習效果。隨著國家對基礎學科的重視，增加大學物理課程學時是非常有必要的。根據學校辦學條件和不同專業的需求，可不同程度的增加大學物理課程學時。

2.3 優化教材與課程內容

目前，各院校選用的《大學物理》教材內容大同小異。大部分學生反饋只有很少一部分教材中的物理知識與本專業的知識聯系比較緊密，而且現使用的教材中太深的理論與較難的數學推導無法引起學生們的閱讀和思考興趣。因此首先要選一本概念清晰、簡明扼要、突出應用、趣味生動、好教易學的好教材。教材內容更實用一點，少一點數學推導，多一些與物理學相關的生活生產實例，表達形式上有趣一點，可以添加一些生動有趣的圖片和包含有學習視頻資源的二維碼，這些二維碼上關聯有動畫、微課、應用實例視頻或演示實驗視頻等。章節后可插入本章的知識體系簡圖，介紹與本章內容相關的科技發展與應用前沿，提出一些生活中與本章內容有關的有趣的物理現象等來吸引學生閱讀和思考興趣，從而提高學生學習大學物理的積極性。書上的練習題題型要典型，避免重復。另外，結合各院校專業需求，為學生配備大學物理在相應專業應用方面類型的習題冊，提高學生分析和處理問題的能力。在此基礎上再進一步優化課程內容，根據不同的專業需求制定不同的教學大綱和教學內容，例如土木工程專業應用力學知識比較多，那么教學內容和課時應偏向于力學這一部分，能源與動力工程專業應用熱學知識比較多，那么教學內容和課時應偏向于熱學這一部分。然后固定相應研究方向的專業老師開展相應專業課程部分的教學工作，例如研究力學方向的老師負責上大學物理的力學部分。

總之，根據不同的專業需求制定不同的教學大綱和教學內容，在不縮減教學內容和教學難點的前提下，深入優化課程設置和課時，從而實現教學質量和教學效率的提升。

3 教學方法的改革

教學方法的改革是大學物理教學改革的重要內容。結合上面課程及課時改革所面臨的新情況，教師可以從以下幾個方面嘗試教學方法的改革。

3.1 實行分級教學

在大學物理開課之前，可對學生進行摸底，根據學生成績及個人情況和意愿進行分級教學。分級教學是在不降低教學要求的前提下，根據學生自身物理基礎的差異以及學生今后的自身發展需要而采取的一種分層次教學模式[4]。分級教學是一種新型的教學組織形式，已在其他的課程中得到應用。根據學生基礎層次，可以將大學物理的教學班分為基礎班、自然教學班、提高班等多種層次，讓優秀的學生脫穎而出。不同層次教學班的教學計劃、教學內容、教學課時和考試難度等不一樣，授課教師根據學生的實際情況采取不同的教學方式。由教學經驗豐富的教師擔任基礎班的教學，學生根據自身需求和專業需要自主選擇進入不同的班級學習。對于基礎差的基礎班，可放慢講課進度，降低授課難度，注重概念的理解和掌握，多做一些有趣的基礎方面的類型題，從而提高學習興趣。對于基礎好的提高班，可適當提高授課難度，加快講課進度，注重物理過程的分析和論證，多做大學物理在相應專業應用方面類型題，為今后專業課的學習打下牢固基礎。因此分級教學不僅能發揮學生學習大學物理課程的能動性，還能提升對所學專業的深層次理解和興趣。

3.2 教學方式的改革

大學物理內容并不是中學物理教學內容的簡單重復，而是在概念上深化，理論上提高的螺旋式上升，特別是中學物理教學只注重應用一些物理公式和定理去解題。所以在教學方式上，要注重數學推導、利用多媒體資源以及理論結合實驗的方式。首先引導學生運用微積分和矢量代數等高等數學工具去推導物理學的公式和定理[5]，從而培養解決相對復雜物理問題的能力。然后建立啟發式、探究式、互動式和充分利用多種教學媒體的創新性教學模式，達到提高教學效率的目的。充分利用新時代多媒體技術和網絡技術的優勢，把理論教學和趣味教學結合起來，將枯燥的理論方法和數學公式用生動有趣的內容進行展示，提高學生的學習興趣。將書本上的靜態知識通過各種信息技術及設備進行多維度、多角度全方面的展示，對于難以理解的物理思想和物理理論，盡量用學生可以直觀理解的方式(比如視頻演示、程序模擬、實際示例等方法)進行展示。目前，大多數的高校都實現了教學資源的網上共享，通過仿真技術建設數字化的教學平臺，使學生能夠隨時隨地在網上進行相關的學習、交流和討論。這樣可以讓學生和老師之間的交流和討論擺脫了時間和空間的限制，教學效率和教學質量都得到了很大的提升。物理實驗不僅對理解物理概念、物理規律以及物理模型有非常大的幫助，而且還能培養學生的動手能力和團隊合作能力。因此在大學物理教學中必須理論與實驗相結合。一是重視課堂演示實驗，將實驗和理論教學結合在一起，可以利用計算機軟件虛擬實驗演示或實驗錄像演示教材中的定理或原理，加深學生對相應定理和原理的理解。二是讓學生自己動手去實驗室中做實驗，驗證相應的定理或原理，例如利用光電管觀測光電效應，利用氣墊導軌驗證動量守恒定律等。三是鼓勵學生自己設計實驗去驗證一些基本原理，深入理解基本物理原理并熟練掌握實驗的基本程序和技能，從而提高學生的科學素養和創新意識。教學過程中，結合大學物理演示實驗，將復雜的物理原理可視化，可取得事半功倍的教學效果。

3.3 成績考核的多元化

新的“3+1+2”高考模式下，大學物理教學要打破單憑考試成績考核學生成績的刻板做法，應采用以培養學生創新能力為核心的多元化課程考核模式。通常大學物理課程成績評價的主要依據是平時成績和考試成績：平時成績占30%，考試成績占70%。雖然平時成績占總評成績的比重偏小，但是平時成績的評定標準和成績占比受到很多學生的質疑和反感。學生的平時成績主要由考勤、作業等內容構成，由于課后作業抄襲嚴重，這種評價方式不是很科學。而且考試成績可通過刷題和死記硬背等方式提高。這種成績考核方式導致學生平常不學習，最后一周突擊準備考試的現象特別嚴重。因此，這樣的考核方式明顯無法準確地反映學生在大學物理學習過程中所展現的努力程度、創新能力以及分析處理問題的能力。為了改變現狀需調整現行的成績評價方式，需要一種更客觀的多元化評價方式。成績考核多元化首先要做的是提高平時成績在總成績中的比重，例如將平時成績占比提高至50%或者更高。然后豐富平時成績的評定內容，在考勤、作業等內容的基礎上可以將章節學習心德，發表科技論文及物理競賽成績納入考核體系[6]。學習心德可以培養和提高學生的寫作能力和總結能力，發表科技論文和競賽既可以提高學生的分析和處理問題的能力，又可以培養學生的創新能力。這種多元化的成績考核方式不僅使大學物理學習過程的成績評價更客觀，更能激發學生的學習興趣。

面對新的“3+1+2”高考模式下物理科目設置的改變及其對大學物理教學的影響，文章提出了教師隊伍的升級與改革，課程及課時的改革以及教學方法的改革等措施。大學物理是一門重要的基礎課，其教學質量的好壞直接影響到學生今后專業課的學習能力和興趣。因此這些大學物理教學改革的策略不僅可提高大學物理的教學質量，還可提高學生的邏輯思維能力和解決實際問題的能力，為今后的專業課程學習和社會實踐活動奠定堅實的基礎。