新工科背景下大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)模式的實(shí)證研究

吳艷南

（四川工商學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院,四川 成都 611745）

1 新工科下大學(xué)物理課程“理實(shí)一體”的建設(shè)背景

大學(xué)物理是當(dāng)今大學(xué)理工科類的一門重要的通識教育課，是整個(gè)自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)。構(gòu)建一個(gè)能夠培養(yǎng)高素質(zhì)跨界復(fù)合人才的大學(xué)物理課程教學(xué)改革模式，發(fā)揮大學(xué)物理課程在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)思維方法和提高科學(xué)研究能力等方面，目前是我國高等學(xué)校新工科建設(shè)面臨的緊迫任務(wù)。物理實(shí)驗(yàn)已發(fā)展為一門獨(dú)立的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的一門基礎(chǔ)課程，但現(xiàn)在大多數(shù)高校中傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式其理論課和實(shí)驗(yàn)課教學(xué)基本是脫節(jié)的。因此，我們采用“理實(shí)一體”的新教學(xué)模式來進(jìn)行教學(xué)改革，主要從教學(xué)形式、教學(xué)方法、考核評價(jià)機(jī)制等方面進(jìn)行了探索和研究，將大學(xué)物理的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)地融合在一起。一方面，此教學(xué)模式滿足了新工科人才培養(yǎng)的要求，為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的物理基礎(chǔ)；另一方面，“理實(shí)一體”新教學(xué)模式的提出為新工科時(shí)代大學(xué)物理教育的教學(xué)改革提供了新思路，促進(jìn)大學(xué)物理整體教學(xué)水平的不斷創(chuàng)新和提高。

2 構(gòu)建大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)模式的必要性

物理學(xué)是所有自然學(xué)科的基礎(chǔ)課程，基本的研究方法和思維方式都形成于其中。雖然近些年來在新工科背景下，大學(xué)物理教學(xué)已經(jīng)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面都有了很大的改進(jìn)和提高，提出了很多適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代的新理念，也孕生出了很多新模式，但仍有許多不足之處，具體主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）我院物理教學(xué)中所有理工科專業(yè)都選用同一本教材，講授內(nèi)容也基本一致，但每個(gè)專業(yè)對物理知識的需求不同，缺乏針對性和層次性；（2）在大部分高校中，重理論輕實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思想仍很普遍，教師往往只是重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng)，忽視了能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生觀察、分析能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。從而理論和實(shí)驗(yàn)被孤立起來了，并沒有得到適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，理論課與實(shí)驗(yàn)課并未齊頭并進(jìn)，脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重；（3）在教學(xué)模式上，盡管大家都做了許多改進(jìn)，如嘗試了參與式、討論式和滲透式等多種先進(jìn)的教學(xué)方法，采用電子教案、錄像等教學(xué)手段，但總體上以灌輸式方法為主，整體教學(xué)效果并不理想。針對以上存在的問題，我們提出了“理實(shí)一體“的教學(xué)新模式，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效地融入到理論教學(xué)中，借助實(shí)驗(yàn)室已有的器材結(jié)合新思路來開闊學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、綜合判斷能力，以實(shí)現(xiàn)新工科高質(zhì)量人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

3 我校大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)模式的建設(shè)現(xiàn)狀

3.1 構(gòu)建“理實(shí)一體”教學(xué)模式體系的基礎(chǔ)和條件

大學(xué)物理傳統(tǒng)的教學(xué)模式比較單一，偏重于知識的傳授，按照統(tǒng)一教學(xué)大綱、教材和考核方式進(jìn)行“一刀切”式教學(xué)模式，其對基本概念、基本原理和基本技能等基本功得到了很好地訓(xùn)練。但在傳統(tǒng)的精英型教育轉(zhuǎn)向大眾教育背景下，這種傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)模式在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中出現(xiàn)了很多問題。例如：由于高等院校擴(kuò)大招生規(guī)模的緣故，學(xué)生素質(zhì)參差不齊，這就出現(xiàn)了基礎(chǔ)好的學(xué)生根本吃不飽，總感覺上課信息量太小，教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度不夠，不能夠有效調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性，導(dǎo)致部分學(xué)生逐漸失去了學(xué)習(xí)動力；對于基礎(chǔ)知識薄弱的學(xué)生，由于其學(xué)習(xí)能力較弱，跟不上教學(xué)進(jìn)度，便會對物理學(xué)習(xí)失去興趣，有的甚至產(chǎn)生了厭學(xué)、畏懼情緒，導(dǎo)致學(xué)生對課堂專注度較差，影響課堂氣氛和教學(xué)效果。目前我校大學(xué)物理課程采取的都是大班教學(xué)，針對以上存在的問題，我們根據(jù)不同的專業(yè)開設(shè)相應(yīng)的課程，電子信息工程學(xué)院和建筑工程學(xué)院我們開設(shè)了大學(xué)物理A，計(jì)算機(jī)學(xué)院我們開設(shè)了大學(xué)物理B，即針對不同的專業(yè)和人才培養(yǎng)需求，講授內(nèi)容有所側(cè)重。同時(shí)對于部分要求較高的專業(yè)內(nèi)容，我們也相應(yīng)增加了講授的學(xué)時(shí)。此外，我們還嘗試了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，將學(xué)生的學(xué)習(xí)決定權(quán)轉(zhuǎn)交給學(xué)生。但是，大學(xué)物理知識面大、涉及面寬，基本概念和原理、基本公式和規(guī)律多，理論性較強(qiáng)，大量用到抽象思維，還要用數(shù)學(xué)工具來定量表達(dá)概念和原理、推算結(jié)論，故結(jié)合實(shí)驗(yàn)來講解效果會好很多，從而我們提出了“理實(shí)一體“的教學(xué)新模式。

3.2 我校“理實(shí)一體”教學(xué)模式體系的特色

在傳統(tǒng)大學(xué)物理的教學(xué)模式下，老師按部就班地進(jìn)行教材知識的灌輸，形式過于單一，課堂整體氣氛淡薄，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得不到激發(fā)，在一定程度上限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，不利于大學(xué)物理教學(xué)的有效開展。隨著高等教育從“精英教育”向“大眾教育”的轉(zhuǎn)化，必須創(chuàng)新大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式，建立一套科學(xué)而有效的適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學(xué)物理教學(xué)體系。根據(jù)學(xué)生的客觀差異、學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)及教改現(xiàn)狀，有必要在教學(xué)體系上進(jìn)行優(yōu)化，因材施教，因此我們將“理實(shí)一體”的教學(xué)模式引入到大學(xué)物理的教學(xué)活動中。首先要大力宣傳應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的重要性，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)；然后再對教學(xué)對象進(jìn)行分班，更新教學(xué)方法和手段，以穩(wěn)定和提高課程的教學(xué)質(zhì)量，有效促進(jìn)大學(xué)物理課程的建設(shè)和發(fā)展；最后完善評價(jià)體系和考核制度，提高教學(xué)效果，確保學(xué)生受益于合理的教學(xué)體系。“理實(shí)一體”的教學(xué)模式打破了師生之間的僵局，有效激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲，課堂上時(shí)時(shí)處處都有學(xué)生的踴躍參與，課堂氣氛活躍，互動效果好，使學(xué)生學(xué)習(xí)變得輕松愉悅，促進(jìn)了教師教學(xué)手段的改進(jìn)。而“理實(shí)一體”的創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)了從單向型向多向型，從記憶性向思維型教學(xué)的轉(zhuǎn)變，有助于提升教學(xué)效果，能夠進(jìn)一步提高大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量，真正打造出滿意的高效果課堂。

4 構(gòu)建大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)模式的實(shí)施方案

4.1 改革陳舊的教學(xué)形式

打破以往以講授方式為主導(dǎo)的純理論教學(xué)方法，采用自主式、探究式和團(tuán)隊(duì)式的教學(xué)新模式，使理論與實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴袡C(jī)地結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究、開發(fā)應(yīng)用能力，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)“理實(shí)一體”教學(xué)模式中注重分組分層次教學(xué)，做到有針對性的教學(xué)，逐漸縮小兩級分化的差距，提高教學(xué)質(zhì)量。

4.2 改革實(shí)踐教學(xué)形式

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)我們采取多種實(shí)踐形式，除了學(xué)生自主獨(dú)立完成的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目外，我們還引入了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)部分。要求學(xué)生按照3-6人的規(guī)模組建成團(tuán)隊(duì)，由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共同擬定實(shí)驗(yàn)課題、建設(shè)實(shí)驗(yàn)方案并撰寫總結(jié)報(bào)告，能夠完成符合規(guī)范要求的設(shè)計(jì)性、綜合性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過以上創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革，更能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生分析與研究的能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，從多方位培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。

4.3 改革考核評價(jià)機(jī)制

為了達(dá)到新工科背景下的優(yōu)質(zhì)大學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，我校實(shí)行了N+1考核方式，注重學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的考查，同時(shí)根據(jù)分層次和開放型的課堂教學(xué)模式采取了不同的考核辦法。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，線上利用超星平臺進(jìn)行課堂練習(xí)和階段性測試，線下我們將作業(yè)的形式豐富化，開展分層次布置作業(yè)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，為了考查學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的基本知識、基本方法和實(shí)驗(yàn)操作的基本技能的掌握，我們設(shè)計(jì)了以驗(yàn)證性和探究性為主的基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；為了考查學(xué)生的分析、歸納與綜合能力，我們采用以答辯考核方式引入了綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；此外，為了學(xué)生能夠進(jìn)行初步的具有研究性或創(chuàng)意性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題的能力，我們還設(shè)計(jì)了研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。可見，新工科背景下大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)新模式的建設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)課的融入使得課程考核方式更加多樣化，體現(xiàn)了各階段各層次地逐級考核形式，實(shí)現(xiàn)了以知識和能力為核心的過程考核機(jī)制。

5 結(jié)語

總而言之，我校大學(xué)物理“理實(shí)一體”教學(xué)模式主要從三個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建：教學(xué)行式上打破了傳統(tǒng)課堂，更加注重能力的培養(yǎng)；教學(xué)手段采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性；考核評價(jià)方面全程考查評估，多維檢驗(yàn)教學(xué)的效果。這種新教學(xué)模式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，將理論與實(shí)驗(yàn)融為一體，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，對教學(xué)質(zhì)量的提高起到了很大的作用。