案例教學(xué)法在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用
——以角動(dòng)量守恒為例

周清華 王 歡 劉文華 徐慧惠 呂 露

案例教學(xué)法是教師根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容選擇合適的案例，并組織學(xué)生對(duì)案例開展調(diào)查、思考和分析等活動(dòng)，通過這些有針對(duì)性的活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知和分析能力，并提高學(xué)生解決問題的能力的一種開放式的教學(xué)，其基本流程如圖1所示。

圖1 案例教學(xué)法的基本流程

大學(xué)物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和發(fā)展學(xué)生的智力，將案例教學(xué)法應(yīng)用到大學(xué)物理教學(xué)中將充分發(fā)揮物理教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)中無與倫比的重要作用，并將教學(xué)的重點(diǎn)從單純的知識(shí)轉(zhuǎn)移到以掌握知識(shí)為基礎(chǔ)的智能培養(yǎng)上，從而更好培育學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、案例的選取

案例教學(xué)法的核心是“案例”，因此案例的選擇在案例教學(xué)中顯得非常關(guān)鍵。著名的案例教學(xué)專家托爾(Tow1.A.R)談到案例時(shí)說：“一個(gè)出色的案例，是以現(xiàn)實(shí)生活情境中肯定會(huì)出現(xiàn)的事實(shí)為基礎(chǔ)所展開的課堂討論。”所以，所選取的案例應(yīng)該具備真實(shí)、完整、典型等特征。

角動(dòng)量是大學(xué)物理剛體力學(xué)中非常重要的物理量，它是描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)特征的物理量之一，而角動(dòng)量守恒則是空間各向同性或空間旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的結(jié)果，是物理學(xué)的普遍定律之一，它在經(jīng)典物理理論與近代物理理論中扮演著極為重要的角色，在航天航空、體育賽事、日常生活中均有著廣泛的應(yīng)用。因此課程組選擇了具有典型性、普遍性且與角動(dòng)量守恒定律緊密聯(lián)系的花樣滑冰、跳水及回旋鏢等運(yùn)動(dòng)為案例，通過本案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主參與角動(dòng)量守恒定律的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力。

二、案例教學(xué)的實(shí)施

在大學(xué)物理教學(xué)過程中實(shí)施案例教學(xué)應(yīng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，重點(diǎn)突出學(xué)生的主體地位，使學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來，讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考并主動(dòng)尋求策略來解決學(xué)習(xí)中的問題，教師應(yīng)重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞教學(xué)內(nèi)容對(duì)案例展開討論，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。案例教學(xué)的實(shí)施的基本流程如圖2所示：

圖2 案例教學(xué)實(shí)施基本流程

本次案例教學(xué)實(shí)踐在城市建設(shè)學(xué)院2019級(jí)土木工程1班實(shí)施，為實(shí)驗(yàn)班，任課教師劉文華，該班共有42人，分為7組；對(duì)照班級(jí)為智能工程學(xué)院2019級(jí)車輛1 班，任課教師胡偉，為傳統(tǒng)教學(xué)。兩位教師課程內(nèi)容熟悉，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，本次課課程內(nèi)容為2 個(gè)專業(yè)的專業(yè)核心內(nèi)容，與該專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程緊密相關(guān)。

（一）案例的呈現(xiàn)

案例教學(xué)實(shí)施時(shí)為了抓住學(xué)生的興奮點(diǎn)，激發(fā)其求知欲，并為后面的進(jìn)一步分析與探究做好充分的準(zhǔn)備，在案例呈現(xiàn)的環(huán)節(jié)教師應(yīng)盡可能地渲染出案例所要描述和展示的情景，讓學(xué)生盡快地進(jìn)入案例的情境之中，使其充分了解案例，把握案例的關(guān)鍵問題，并將這些問題與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的物理概念和規(guī)律聯(lián)系起來，并自主用理論知識(shí)去解決這些問題，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題和獨(dú)立思考的能力。

在本次課程中課程組利用江西科技學(xué)院《大學(xué)物理》精品課程教學(xué)平臺(tái)向?qū)W生展示中國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員比賽選段和韓國(guó)花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員金妍兒的比賽選段，并上傳跳水和花樣滑冰中重要的動(dòng)作要素——旋轉(zhuǎn)、賽文奧特曼的頭鏢發(fā)射片段及角動(dòng)量相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)視頻等相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀將案例與角動(dòng)量及角動(dòng)量守恒定律聯(lián)系起來，讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備好相關(guān)知識(shí)并嘗試用所了解的知識(shí)去解決問題，為課堂討論做好充分的準(zhǔn)備。

（二）案例的分析與討論

案例教學(xué)中案例分析滲透于教學(xué)的各個(gè)階段，教師針對(duì)所提供的案例結(jié)合課堂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容提出問題，引導(dǎo)學(xué)生閱讀分析，幫助學(xué)生充分理解案例，建立案例與理論知識(shí)的聯(lián)系。案例分析的類型及目的如圖3所示：

在授課討論前的案例分析尤為重要，重點(diǎn)突出了教師在案例教學(xué)中的引導(dǎo)作用，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生抓住關(guān)鍵問題，明確教學(xué)目標(biāo)、活動(dòng)計(jì)劃、活動(dòng)要求及時(shí)間安排，確定討論的組織形式，密切關(guān)注討論的進(jìn)展和動(dòng)向，采取不同的方式予以引導(dǎo)，讓學(xué)生緊緊圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容展開小組討論，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系，通過案例更深入地理解理論知識(shí)，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。本次課的教學(xué)目標(biāo)是理解剛體角動(dòng)量守恒定律及其適用條件，并能分析、計(jì)算有關(guān)力學(xué)問題，對(duì)全班按5人1小組一起完成任務(wù)。本次課教學(xué)活動(dòng)安排如表1所示。

圖3 案例分析的類型

表1 角動(dòng)量守恒教學(xué)活動(dòng)安排

（三）案例的總結(jié)

案例的總結(jié)形式多樣，而本次課案例的總結(jié)分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：各小組對(duì)小組討論成果的展示、教師對(duì)班級(jí)討論的總結(jié)和分析。

在小組成果展示環(huán)節(jié)，各小組分享問題的剖析過程，提出組內(nèi)討論時(shí)出現(xiàn)的爭(zhēng)議問題并在全班展開討論，在討論中形成知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)系，進(jìn)一步理解案例中的物理概念及規(guī)律。

教師總結(jié)分析環(huán)節(jié)，教師在班級(jí)討論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步歸納和完善，從回旋鏢發(fā)射的受力情況和飛行過程的物理知識(shí)建構(gòu)對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行概括，課后各小組對(duì)討論結(jié)果作進(jìn)一步完善，教師布置相應(yīng)的課后習(xí)題，通過課后習(xí)題檢測(cè)學(xué)生的掌握情況。

三、案例教學(xué)的教學(xué)效果評(píng)價(jià)

程書肖教授在《教育評(píng)價(jià)方法技術(shù)》中指出，教學(xué)評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括對(duì)老師課內(nèi)外的教學(xué)工作的評(píng)估和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)方式包括了自評(píng)和互評(píng)。為了對(duì)案例教學(xué)的教學(xué)效果進(jìn)行比較，本次課后開展了教學(xué)效果的評(píng)估調(diào)查，為了更好地進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，課程組設(shè)計(jì)了如表2所示調(diào)查問卷。

表2 學(xué)生調(diào)查問卷

圖3 案例教學(xué)教學(xué)效果調(diào)查分析

為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，本次調(diào)查問卷在2019 級(jí)土木工程1班和2019級(jí)車輛1班中開展，調(diào)查的結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)案例教學(xué)能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效率，對(duì)學(xué)生分析、歸納和合作能力的提高有很大的幫助,調(diào)查結(jié)果如圖3所示。

課后的教學(xué)研討會(huì)上，教師們對(duì)此次案例教學(xué)活動(dòng)給予了充分的肯定，認(rèn)為案例教學(xué)的教學(xué)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)，另外在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)呈現(xiàn)教學(xué)案例，大大提高了教學(xué)的效率，實(shí)現(xiàn)了線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。

總之，通過本次課程的實(shí)踐，課程組教師對(duì)案例教學(xué)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，我們認(rèn)為案例教學(xué)是很好的一種教學(xué)手段，能切實(shí)提高教學(xué)效率，但不是每次課程內(nèi)容都適合使用案例教學(xué)，在實(shí)施案例教學(xué)的過程中應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇合適的教學(xué)案例，并制定好教學(xué)計(jì)劃，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下順利完成既定的教學(xué)目標(biāo)。