物理專業本科生自主學習能力培養的課堂教學模式實踐探索

王紅巖，馮正南，王永超

(北華大學 理學院，吉林 吉林 132013)

2018年教育部要求大學人才培養要堅持“以本為本”，把本科教育放在人才培養的核心地位[1]。近幾年來，在人才培養方面全國高等院校都取得了不錯的成效，但在另一方面，發現還是存在一些問題的，例如本科生的自主學習能力普遍堪憂[2-4]。大學生剛剛脫離高考進入新的寬松的學習環境，一部分人學習狀態散漫，學習目標不明確，興趣不濃，自信心不足等等。久而久之，不知道怎么學習，特別是物理課程難度大，學生對本學科知識望而生畏，自主學習能力減弱，嚴重影響本科教育質量和人才培養質量。因此，在本科物理教學中研究如何培養學生自主學習能力勢在必行。現在高校的本科物理教學仍以課堂為主陣地，課堂教學是本科生獲取知識的主渠道，是敦促學生自主學習的最直接有效的手段。本文以功能原理課堂教學為例，對物理專業本科生自主學習能力培養進行了實踐探索。

1 培養自主學習能力的意義

自主學習既是一種能力，對學生自身的發展作用非凡；自主學習又是一種手段，對教學效果的好壞提供捷徑。因而，在素質教育的新時代，培養本科生自主學習能力意義重大。

1.1 自主學習是社會進步和個人發展的需要

美國教育心理學家巴斯研究說明，現代大學生所從事的工作所應具備的98%的本領和才能必須從社會中獲得[5]。如今，只掌握在校學習時期獲取的知識已經不能滿足社會的發展。學生必須具備主動學習意識，不斷自覺地充實和更新自己的知識和技能，學會自主學習，為今后的工作與生活創造良好的條件。同時，大學生還應該意識到在這個知識快速更新的時代，學習必然貫穿于每個人的一生。為實現自我價值，必然要不斷地學習。總之，無論就社會進步還是從個人發展來說都需要樹立終身學習的觀念。

1.2 自主學習是學校教育教學改革的需要，是大學物理教學工作的重點

學習型社會，提出了自主學習的教育觀念，高等學校教育也進行著一場深刻的革命。未來的大學教育，自主學習能力將是重要的教育目標。大學教育培養出來的人才應該順應新時代的發展要求，不能僅僅滿足于傳遞知識給學生，要引導學生學會自主獲取知識，就是所謂的“授之以魚，不如授之以漁”。在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》中就提出“要提高大學生的學習能力”[6]。今后，文盲不再是指狹義的不識字的人，更深刻地指不會學習的人。學生自主學習意識和能力的培養是高等學校本科教育改革的需要，本科生能夠做到自主學習要真正落實到位。

物理學是讓本科生們覺得“很難”的學科，這使得大多數學生學習物理的積極性和主動性大大降低，導致學習效果不理想。因此，物理教學在傳遞物理知識的同時，應該更努力地尋找獲得物理知識的方法。讓學生不再覺得“望而生畏”。新時代，物理教學工作的關鍵和重點是加大力度培養物理專業學生的自主學習能力，這已然成為高等教育對物理教學提出的客觀性的要求。

2 在新型課堂教學模式中實現學生自主學習能力的培養

課堂教學模式基本分為傳統和新型兩種。傳統型是單向的知識傳授模式，主要是教師講授，學生接受知識較被動。為了教會學生自主學習并提高本科教學質量，就要突破傳統另辟蹊徑，新型模式要體現以學生為主教師為輔的教學，學生學習的主體地位得以突出，學生學習的主觀能動性得到發揮，學生學習的自主能力才可獲得提升。傳統教學模式不能全部摒棄，根據不同課程的不同教學內容，可能有的教學內容適合傳統的模式，有的適合新型模式，有的適合兩者結合著混合教學，為了培養和提高學生的自主學習能力曾有過一些新型教學模式，比如：自學輔導教學法[7]、異步教學法等。共同特點就是學習過程大部分由學生自己進行，教師只點撥難點。以此為借鑒，提出五步流程課堂教學模式來培養和提升本科生自主學習能力：動機激發→獨立自學→生生交流→引導精講→自評反思。并且以力學課程中的功能原理為案例進行實踐探索。

2.1 動機激發

學生的學習動機和學習興趣是開展自主學習的前提，學生想不想學是開展自主學習的條件。在課堂上教師首要任務是把學生的學習動機和興趣激發出來。比如：教師應該注意發現書本中的趣味知識，多介紹生活中的物理現象；把物理學史和物理學家的事編成故事；盡量多做一些簡單的演示實驗；善于提出一兩個相關的問題設下懸念……，創造一個個生動的教學情境，學生的求知欲就會增強，學習動機和興趣也得以激發，學習主動權就真正握在手中了。

功能原理是力學的基本定理之一，也是解決力學問題的一條重要定理，它反映了功與能量之間的基本規律，表明了功與機械能的關系。為激發學生自主學習這一原理的動機和興趣可以對此原理產生的背景進行歷史性簡介，比如，德國萊布尼茲提出了功的原始思想，法國工程師蓬瑟勒給出了功的定義。英國物理學家托馬斯·楊用“能”的概念替代了荷蘭物理學家惠更斯曾提出的能的原始定義——“活力”。同時，可以將前面提到的幾位科學家的趣事進行介紹。另外，應用功能原理求解力學問題要比應用動能定理具有一定的優越性是要學習它的原因，教師可以給出一道題(張漢壯主編的力學教材中的習題5.5)[8]，為學習這個原理設下懸念。對于這道題，學生一定會想到用質點或質點系的動能定理解決，但是其中的彈性力做功經常出錯，老師可以在學生無助的時候將彈性力的功的計算過程給出來，但要提醒學生：“有一種方法可以使這道題大為簡化，不用計算易錯的彈性力的功，你們想知道嗎？”學生定會精神振奮，激發了學生的學習動機、興趣、求知欲。此時教師就可以引入正題了。

2.2 獨立自學

獨立自學就是要求學生快速自學教材，從中找重點、難點和疑點，同時對主要內容進行總結。教師可適當提出些與本節內容相關的問題，促進學生深入思考，也可了解學生自學情況和進度。在此過程中，教師對優中差不同層次的學生應該進行了解，特別要關注差生，和他們適當交流給予幫助。

功能原理這節課里教師在進行動機激發的環節之后就進入獨立自學環節。讓學生快速自學功能原理這一節，總結內容，了解重、難點，標出有疑問的地方，理解功能原理形式、推導、應用，教師提出相關問題：(1)功能原理的推導過程中的關鍵一步是什么？(2)功能原理與動能定理的本質和表現形式是否相同，如何理解？(3)功能原理是否可以解決質點問題？(4)應用功能原理解決問題時，研究對象如何選取？通過相關問題的問答抽查，了解不同層次學生的獨立自學狀況，保證預習到位。同時對差生能夠成功回答出其中的一個問題就要給予鼓勵，有了教師的肯定和表揚，就會不斷增強學習興趣，這樣更能使功能原理這節課的獨立自學的課堂教學環節順利進行下去。

2.3 生生交流

生生交流是指小組討論和集體交流，一般小組設為六人，先就獨立自學環節的心得體會各抒己見，再進行組內探討、求同、質疑，形成小組意見，然后由組長提供小組意見，進行全班集體商討。再有解決不了的問題匯總到老師，教師要進行啟發不能直接給予結論。同時在此環節中教師應該適當的列出本節課應該掌握的主要內容，便于學生對比。

在功能原理這節課的獨立自學環節之后，學生對功能原理的教學內容已經基本了解，大家可以結合老師在獨立自學環節提出的相關問題在小組內部進行回答、討論，一般的同學基本都能回答前兩個問題，在書中稍加分析就能解決，特別是對第二個問題的理解，對于中上等的學生來講他們其實就已經對動機激發教學環節中老師設下的懸念找到了答案。學生們會恍然大悟，自學之后的成就感油然而生。而學生對后兩個功能原理應用問題則需要深入分析，學生的意見可能不統一，在此需要組長記錄大家的不同見解，進行全班交流。之后大家對功能原理知識的認識會越來越深刻，即使還有個別質疑的地方，但對這一原理已經很熟了。生生交流之后，對共性的問題就要等待老師出場指導了，但是在此環節老師還是要進一步從知識點側面進行啟發，不給答案。同時可以給出本節課的主要教學內容，在此期間給學生充足的時間繼續思考。功能原理的主要教學內容應該是：(1)理解功能原理的提出與推證過程；(2)對比功能原理與動能定理的本質和形式，進一步掌握功能原理；(3)了解功能原理在力學中的地位；(4)重點掌握應用功能原理解決問題的步驟。學生可以將自己獨立自學環節總結的內容和老師的加以對照，了解自己對功能原理知識內容掌握的程度。

2.4 引導精講

自主學習能力培養的教學模式強調的是學生的自主學習地位，教師的指導地位，但是這并不等于不要教師地講解了，對生生交流中學生遇到的共性問題，或重要的承上啟下的關鍵知識環節以及過于抽象的定理定律等，老師的引導精講仍然非常必要。關鍵是找準時機講解，而不是像傳統教學那樣的灌輸。教師在這個環節要少量精講教學內容中的重點和難點，同時對前面的環節反饋的信息進行有目的的分析與評價，保證學生獨立自學及交流過程中得到的知識的科學性、規范性與正確性。并注重學習方法的指導。

功能原理的推導和理解是本節的重點，有必要對原理進行簡要地高度概括。功能原理的應用是本節課的難點，應該重新結合前面環節的相關問題，通過問題引導學生從縱向和橫向兩個方面理解透這個原理的應用情況。縱向理解功能原理的應用對象、應用前提、應用過程，橫向理解功能原理與動能定理在本質上和形式上的異同。并結合前面環節學生回答問題的反饋情況進行剖析，讓學生自主糾正答錯或理解不到位的問題，找到正確規范的答案，加強對功能原理應用方面的掌握。同時，通過上述過程總結指導物理學習方法：一個原理的掌握不但要會縱向理解，多進行橫向對比更是對知識的深度理解，經常嘗試這種學習方法就會體會到物理知識的趣味性和提高學習物理知識的效率，會覺得物理知識不但不難學反而獲得滿滿的信心，當初“要我學”的狀態就會逆轉為“我要學”的狀態了。

2.5 自評反思

引導精講之后，接下來利用幾分鐘的時間引導學生回憶教學過程，讓學生第二次自主歸納主要內容，強化記憶，同時教師根據本節課的知識體系確定知識深度，編制練習題，使學生能夠自主地練習和檢查效果，及時進行反饋評價，了解自己對本節知識掌握的程度如何，進行反思與改進，學會調控自己的學習。

功能原理這節課在教師的引導精講之后，不能就此結束，要讓學生一邊總結一邊記憶當堂消化主要內容，然后給出幾道練習題，要求學生做完后進行自評反思。(1)功能原理的表達式？(2)動能定理的表達式？(3)考慮內保守力做功應用哪個定理？研究對象如何選取？(4)不考慮內保守力做功時該應用哪個定理？怎樣選取研究對象？(5)怎樣計算三個保守力對應的勢能？(6)結合動機激發環節提出的習題5.5那道題，用動能定理和功能原理兩種方法求解，哪個優越些？為什么？通過自評反思，進行獨立修正，學生就會充分了解自己的優缺點。使學習變得更加主動。

實踐探索顯示，的課堂教學模式以學生自主學習為主，重點就是讓學生主動對物理問題進行深入理解，學生自主性得到了提高，自我意識得到了強化，初步達到了自主學習的效果。

3 結 語

綜上，本文在闡述了培養大學生自主學習能力在本科物理教學中的重要意義的同時，還提出了五步流程的新型的課堂教學模式：動機激發→獨立自學→生生交流→引導精講→自評反思。并且以力學課程中的功能原理為例進行了實踐探索，卓有成效。從傳統的講授式教學向自主學習教學過渡，要經歷一個適應過程。教師需要適應，學生更要適應，相信只要教師認真研究教材，精心設計教學過程和教學方法，培養自主學習能力的新型課堂教學模式定能促進物理教學改革，提高教學和人才培養的質量。讓每個學生學會學習，終身受益。