基于以學生為中心的“大學物理”教學改革與實踐

摘?要：針對“大學物理”因傳統的教學模式所帶來的教學手段單一、教學內容局限、重結果輕過程等方面存在不足的現狀，作者秉承“以學生為中心”的教學理念，基于“知識傳授、能力培養、素質提高”協調發展的三位一體的教學目標，從教學設計、教學內容、教學手段、課堂互動四個方面闡述對“大學物理”這門課程的教學改革與實踐。實踐結果表明，改革后的教學課程極大地提高了學生的學習主動性和課堂參與度，有效提升和促進了課堂教學效果。

關鍵詞：大學物理；以學生為中心；教學改革與實踐

中圖分類號：G642.3??文獻標識碼：A

物理學是自然科學和工程技術的基礎。“大學物理”課程應使學生對物理學的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統的認識和正確的理解，掌握科學的學習方法，增強科學觀察和思維的能力以及分析問題和解決問題的能力，培養學生的探索精神和創新意識，為進一步學習打下堅實的基礎。“以學生為中心”是美國著名心理學家卡爾·羅杰斯在1952年提出的思想主張，他認為促進學生的全面發展才是教育的目的［1］。高校教師在課程教學時的首要任務是要轉變“以教師為中心”的傳統教學觀念，將課堂的主動權交還給學生，充分尊重學生在學習過程中的主體地位，讓學生能夠有更多獨立思考、自主探究、自我表達的機會［2］。本文主要以教授的土木工程學院本科生為例，該學期教學內容主講《磁學》《振動和波動》《波動光學》《近代物理和量子力學》等章節，下面將從教學設計、教學內容、教學手段、課堂互動四個方面介紹課堂教學改革與實踐。

1?教學設計改革與實踐

為了更好地提高物理知識傳授的質量和效率，并通過加強思想政治教育與物理教學的有機融合，從而實現對學生的價值引領，將“大學物理”課程各部分教學內容設計分為兩部分：

1.1?上課前10分鐘“課前熱身”

“課前熱身”的方式是通過在上課之前播放科學家背后的故事，讓同學們了解到科學家們敢于突破桎梏、對自然真理堅持不懈的探索精神，以及物理理論和物理實驗相輔相成的辯證唯物主義思想，從而提高學生對學習物理的興趣和悟物窮理的精神。以“電磁學”為例，講第九章第一節《安培定律》，上課前10分鐘播放安培的生平事跡視頻；講第十一章第二節《感生電場》，上課前播放麥克斯韋的相關視頻，如圖1所示。

1.2?課堂教學

為了更好的順應課堂教學將各部分教學內容設計為“問題提出”“問題分析”“問題的求解及應用”的教學邏輯［34］，始終以問題為導向，以分析為重點，以應用為鞏固拓展，引導同學們學習。

以“機械振動”為例，講第十三章第一節簡諧振動，課堂一開始給同學們播放由當代中國杰出古箏表演藝術家袁莎教授彈奏的古箏視頻——《我和我的祖國》，讓同學們欣賞美好旋律的同時進一步思考箏弦振動的相關物理問題，以此提出設問：什么是機械振動，如何描述機械振動？課程中，環環相扣，深入淺出，最終推導出機械振動中最基本的簡諧振動的振動方程，并對其應用做相關學習。

2?教學內容改革與實踐

2.1?基礎知識從“吃透”到“講透”

教師對基礎知識的理解要透徹，為學生分析要有理有據、細膩到位，講解時要有緊密的邏輯性。課堂內容講解時，還要著重訓練學生的學習能力，增強學生思考力，從而提高學生分析問題和解決問題的能力，不能為了增加課堂容量而實施“滿堂灌”。

以本學期第一次課為例，講解第八章磁學知識。課堂一開始，通過提問方式讓學生們總結了上學期學習力學、熱學的物理研究方法，并給出了電磁學的研究方法，讓同學們意識到隨著研究對象的改變研究方法也要做相應調整。通過回顧上學期學習電學電場強度E的通量和環流的數學方式，來對比研究磁場B的相關物理問題。

再以磁學求解電流的磁場例題為例，板書上給同學們規范書寫微積分方法求解電流磁場的計算過程：建坐標系、求微分、對稱性分析、求積分、結果給出矢量大小和方向的五步法，讓同學們對每一步驟都熟稔于心，能做到舉一反三。

2.2?重、難點是否準確把握

教學目標中已經非常明確教學的重、難點，但具體落實到課堂教學中，往往會出現對重點的知識沒有重點的講，對難點知識無法突破，結果導致無法滿足學生渴望得到的知識，學生的實際問題沒有解決，學生不懂的知識還是不懂，該掌握理解的知識沒有拓寬加深，最終導致教師的教學效果和學生的學習效率的下降。為了盡可能避免或者減少這種情況的發生，就需要教師做好課前備好課的準備工作。備課時，明確把握重難點知識以及講解的大致時間，并設計好本次課的板書內容，這節課結束后，讓學生能通過黑板的板書對本次課整體內容有個清晰的認識，并能把握好重難點知識，為學生課下復習提高復習效率。

2.3?深入學生實際

以具體內容為例，對于課件上面的例題，首先不是直接講，而是先讓學生們讀題，隨后留出5分鐘時間，當堂讓同學們在筆記本上面動手做題，在同學們思考、討論過程中，教師從講臺走到同學們的課桌前，看同學們如何分析，如何下筆，如何計算，并隨機給予指導和指正。通過隨堂轉的方式，了解了同學們的思考方式，易錯點以及知識盲點。在隨堂轉的過程中，也會有意外收獲，有做得比較好的同學，教師會選拔出來，讓該同學站上講臺給所有同學講解，增強師生互動的同時，也提高了學生的學習能力。

3?教學手段改革與實踐

3.1?因“班”施教，因“人”施教

學生是學習的主體。根據每個班級對知識的掌握程度，適當調整教學進度，做到因“班”施教，為了滿足學習能力強的同學的學習欲望，還要做到因“人”施教。課堂中會結合生產和科研實際提出設問，并介紹前沿知識，引導學生課后查閱資料，從而拓寬學生的知識面；對學習有困難的同學，教師在課下和網上及時答疑，加強了對學生的課后輔導，能幫助學生更好地梳理知識。

3.2?多媒體教學——動畫視頻展示

結合動畫視頻展示等多媒體手段，把復雜抽象的知識做成形象易懂的動畫演示，增強對學生吸引力的同時也增加了課堂的趣味性，取到了很好的教學效果。如分析第十一章動生電動勢的本質是洛倫茲力時，通過動畫演示，學生對動生電動勢中非靜電力是洛倫茲力的理解更深刻。

4?課堂互動改革與實踐

4.1?學生上講臺

學生是學習的主體，學生在教學中參與度高能更好地促進教學。通過讓學生上講臺給大家講課的方式，提高了學生的學習積極性和學習力，加強了課堂互動，使課堂更有趣味性；同時也能更好地反饋教學效果，從而調整教學進度等內容。

具體操作為：學生上講臺分為兩種情況：一種是，課堂上給學生時間思考討論后，會選擇一名做得較好的同學上講臺給大家具體分析講解。另外一種是，提前一周告知大家，會在某個班級里面隨機選一名同學講某個知識點。第一種情況能反饋學生現場學習情況，第二種情況能反饋學生課后自主復習后對知識點的掌握情況。通過學生上講臺的方式，也能更好地了解學生們的需求，從而雙向提高教師的教學效果和學生的學習效率。如圖2所示。

4.2?學生演示實驗

課上經常設置一些可以演示的物理實驗現象（如圖3所示），并且讓同學們獨自或團隊協作自主完成，不僅激發了學生的學習樂趣，增加了課堂的趣味性，還加深了學生對知識點的進一步理解，同時增強了學生的動手能力和團隊協作等綜合素質。

4.3?優秀筆記展示

每學期末，都會組織評選優秀學生筆記，課堂展示給大家，以鼓勵同學們對知識點的梳理。

4.4?學生教學評價反饋

每個學期末，教務處都會對學生展開匿名教學評價調查，調查結果能真實反饋學生的學習感受。通過征求學生意見，教師能有的放矢的改善上課質量，提高教學效果。近年來的教學改革實踐得到了學生們的一致好評，如圖4所示。

5?總結

從傳統的“老師教為中心”到“以學生為中心”的課堂教學理念的轉變，是適應新時代背景下對大學生培養的基本要求。一堂設計飽滿的課堂教學增強了學生的自主學習積極性，多元的教學手段和方法也提高了學生提出問題、分析問題及解決問題的能力。通過學生走上講臺、學生親手做物理實驗并聯系理論解釋實驗現象的舉措提高了學生學習的主動性、課堂參與度，更重要的是提高了學生理論聯系實際、團結協作的綜合能力。《禮記·學記》中有言：“是故學然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困，然后能自強也。故曰教學相長也。”作為教師很享受每一次的課堂授課，也很期待與學生們進行交流和溝通，能從中發現問題并不斷完善自我，從而實現教學相長與共同發展。

參考文獻：

［1］劉獻君.論“以學生為中心”［J］.高等教育研究，2012（33）：16.

［2］梁東武，黃崇杏，李深旺，等.以學生為中心的課堂教學策略［J］.課程教育研究，2019（23）：188189.

［3］耿霞，劉建華，李文杰，等.問題導向式教學法應用研究［J］.中國教育技術裝備，2018（10）：7780.

［4］馬艷梅，段彬.大學物理學PBL混合式教學模式探索［J］.大學物理實驗，2021（34）：113115.

基金項目：石家莊鐵道大學2021年度高等教育教學研究重點項目（Z202118）；國家自然科學基金（12204325）

*通訊作者：李月晴（1988—?），女，雄安新區人，博士，石家莊鐵道大學數理系講師，主要從事大學物理、大學物理實驗教學和磁性材料研究工作。