基于學情分析的大學物理課程教學現狀及對策

摘要：大學物理課程對于理工科專業學生的學習起到基礎性和啟發性作用，本文通過調查問卷分析不同專業學生的學習情況，對比高中和大學階段在課程教學中存在的問題，從教學內容、授課模式、考核評價方式等方面探索公共課程教學的改革途徑。

關鍵詞：大學物理；教學現狀；過程性學習；應對策略

中圖分類號：G451.2文獻標識碼：A

Abstract：universityphysicscourseforscienceandengineeringstudentslearningplayafundamentalandenlighteningrole，thispaperthroughthequestionnaire

analysisofdifferentprofessionalstudentslearningsituation，comparedthehighschoolanduniversitystageintheproblemsexistinginthecourseteaching，fromtheteachingcontent，teachingmode，evaluationwaytoexplorethewayofpubliccurriculumteachingreform.

Keywords：universityphysics;teachingstatus;processlearning;copingstrategies

大學物理課程是本科院校理工科專業重要的公共必修課，在培養學生分析問題、邏輯思維、科技創新等能力方面發揮重要作用［1］。如何讓理工科專業學生真正地了解和掌握物理知識、建立與自身專業發展的有效聯系，提高學生的創新思維、強化主動學習意識是當前大學物理課程教學亟待解決的問題之一［2］。目前，我校大學物理課程使用的教材包括高等教育出版社馬文蔚教師編著的《物理學》（第七版）和物理學簡明教程（第二版）。依據不同專業的人才培養方案，課時通常在54～64學時/學期。授課方式以PPT演示、公式推導和習題講解為主，考核方式為平時成績（作業質量、課堂互動、考勤情況、隨機測試等，占比40%）和期末成績（占比60%）。通過調查問卷對學生遇到的問題、知識難點等學情進行分析，探索有效的應對策略。

1學情調查

《大學物理課程過程性學情調查問卷》主要內容涉及高中和大學階段物理課程的學習情況。通過問卷星軟件面向2021級數學與統計學院（簡稱A學院96人）、2021級化學化工學院（簡稱B學院155人）、2022級信息科學與技術學院（簡稱C學院214人）學生進行發放，共收回答卷1395份。基于調查問卷結果能夠較全面了解地方師范院校大學物理課程的教學現狀、明晰學生學習特點，協助教師改進教學方式。

1.1高中階段的學情調查

高中階段，教學過程“很少做演示實驗或學生實驗”，對應比例為86.45%（A學院）、90.63%（B學院）、87.19%（C學院）；“偶爾做演示實驗”的比例為10.32%、6.25%、8.87%；“演示實驗和學生實驗都做”的比例為3.23%、313%、3.94%。教師“先講解基本的物理概念、定理再通過做題加深理解”的比例是83.22%（A學院）、86.46%（B學院）、85.72%（C學院）；“通過實驗演示引導學生形成物理概念和知識建構”的比例較小，分別是16.78%、13.54%、14.28%，這種直接套用公式和定理、忽略得出結論的思維模式和推導路徑必然造成學生“對物理概念、規律的認識模糊和對物理抽象問題的分析能力差”，其比例是71.61%（A學院）、79.17%（B學院）、64.53%（C學院）。由于課程缺乏演示實驗，無法激起學生的學習興趣，導致“喜歡上”物理課的學生比例較低，分別為20.64%（A學院）、2292%（B學院）、42.85%（C學院）；學習興趣“一般的”的比例分別為57.42%、47.92%、43.84%；“不喜歡”的比例分別為21.94%、29.16%、13.31%。因此，高中階段教師應通過演示實驗增加趣味性，引導學生主動學習、提高學習效果，為大學階段物理課程學習打基礎。

1.2大學階段的學情調查

學期初，“大學物理課程對其自身專業發展影響程度”，其中“非常重要”的比例為52.9%（A學院）、51.04%（B學院）、61.58%（C學院）；“一般重要”的比例為2903%、28.13%、14.29%；“不太重要”的比例為18.06%、20.84%、24.13%，可見大多數理工科專業學生認識到物理學習的重要性。學期中，學生主要關注“課堂上教師的講課方式、課程考核內容和期末考試”，A學院的比例為：2908%、23.41%、47.51%；B學院的比例為：27.5%、225%、50%；C學院的比例為：31.97%、27.11%、40.92%，說明部分學生對學習目標產生認知偏差，誤將考試作為終結性目標，考試分數看成掌握知識熟練程度的標準，忽視了學習過程中自主性和創新能力的培養。此外，“物理知識學習對自身專業發展的重要性”認為“很有幫助”的比例分別為84.97%（A學院）、78%（B學院）、77.95%（C學院）；“幫助不大”的比例分別為15.03%、22%、22.05%，說明越來越多的學生體會到物理知識能夠促進專業發展。

復習階段，“平時學習態度、作業完成質量、考試成績之間關聯性”的認識，其中“有關聯性”的比例為53.19%（A學院）、50%（B學院）、54.67%（C學院）；“關聯性強”的比例為40.43%、32.5%、35.98%；有少數學生（6.38%、17.5%、9.35%）認為“關聯性不大或沒有關聯”。“看教材、完成作業習題”的比例為86.39%、90.91%、82.9%；有少數學生“只看教材”或“只做習題”（10.21%、6.06%、869%）；甚至有個別學生“幾乎不復習”（3.4%、3.03%、8.41%），說明大部分學生能夠認識到平時知識積累、作業完成質量對于復習效果至關重要，但學習方式、方法過于單一。學期末，認為“物理課程能夠培養科學思維和方法、輔助自身專業知識的學習”的比例是73.47%、75.51%（A學院），68.18%、69.7%（B學院），64.95%、57.66%（C學院）。學生希望“在課程內容中增加科技前沿知識或熱點內容介紹”的比例為65.31%、72.73%、65.89%。對課程內容“掌握較好”的比例為80.85%（A學院）、72.5%（B學院）、72.15%（C學院）；“基本掌握”的比例為8.51%、25%、4.67%；“沒有掌握”的比例為10.64%、25%、23.18%。說明不同專業學生產生一定的學習效果，并對課程內容提出新要求。

1.3教學方式調查

大學物理課程涵蓋力學、熱學、電磁學、光學等多個模塊內容，無法同時滿足各專業學生的學習需求。教師“運用多媒體（視頻、圖像、動畫等）輔助課堂教學”的比例為58.87%（A學院）、57.5%（B學院）、53.27%（C學院）。同時，“上課熱情飽滿、語言風趣幽默”的比例為32.51%（A學院）、33.5%（B學院）、35.45%（C學院）；然而“課堂上引入多種教學模式（如同伴教學、研討課互動教學）”效果不理想、學生接受程度不高，其比例為8.62%、9.00%、1128%。因此，新教學模式實施過程中學生的參與度不高，相比，教師的教學技能和情感投入能調動學生的積極性。引入圖片、模型、視頻等輔助教學能使物理知識從抽象變得直觀化、深奧變得生活化、枯燥變得形象生動，提高學生學習興趣和理解力。

教學過程中，教師“先講解物理基本理論、思想、方法和典型例題”的比例為73.55%（A學院）、69.79%（B學院）、69.95%（C學院），學生希望“了解物理學史、物理前沿知識和科學家故事”的比例為26.45%、30.21%、3005%。因此，教師應結合個人研究領域，將最新的研究成果、生活實例引入教學內容。通過情境設置引出知識點、激發學生的學習積極性。課堂上，學生“能跟上教師思路，做少量筆記”的比例為55.32%（A學院）、50%（B學院）、58.41%（C學院）；“跟不上教師思路，基本不做筆記”的比例為3049%、37.5%、35.98%；“跟上教師的授課進度并做推演和筆記”的比例為14.19%、12.5%、5.61%。學生能夠認識到認真聽講、隨堂做筆記的重要性，但較難跟上講課進度，需要學生有意識地調整學習方法，做好課前預習或課后復習。

對線上教學的適應程度，其中“已經適應”的比例為49.65%（A學院）、“不太適應”的比例為46.81%（A學院）、“沒有適應”的比例為3.54%（A學院）；B學院和C學院相應的比例為35%、57.5%、7.5%和28.04%、62.62%、9.34%，這說明大一和大二的學生不適應線上授課，與學期初的調查結果一致，即“相比線上教學，學生更習慣線下課堂教學”的比例為58.71%（A學院）、63.54%（B學院）、65.52%（C學院）。隨著信息化技術的快速發展，線上教育成為線下教學的有益補充，線上資源為學生進行碎片化、自主性學習提供有效途徑［3］，然而學生對網絡學習的適應程度和認可度有待提高。

2教學現狀分析

教學內容上，大學物理課程的知識點多，但教材內容大多比較陳舊，側重于經典物理學的基本知識，較少涉及高新技術、科技在現實生活中的應用。盡管已有部分物理學史知識的介紹，但缺乏專業針對性，特別是對信息科學、材料科學、生物科學等鮮有最新科技發展的介紹。授課內容需具備微積分、線性代數等數學基本，實際內容對一些非線性、沒有解析解的工程問題省略較多。由于理工科專業對大學物理課程的要求不同，造成其與各專業課的結合度差、聯系不密切。

教學模式上，以“教師講、學生聽”為主，學生“被迫”跟著教師的思路，容易形成思維定式、創新思維的自然缺失。相比線上教育，學生更喜歡線下教學模式，但這種模式取決于教師的教學技能、課堂管理和教學水平等，較少反饋學生的參與度和學習情況、學習效果不明顯，物理知識的深度與廣度與后續其他專業課的銜接不到位。此外，針對大學物理課程的內容多而課時少，有必要拓展學習物理新知識、新技術的有效途徑。

學生認知上，盡管學生能意識到大學物理課程的重要性，但其物理基礎較薄弱、自主學習意識不強。有些學生主觀認為大學物理與中學階段課程的內容有一定相似性，造成對部分物理概念和定理已經掌握的錯誤認識，導致其學習積極性不高，學習效果差。此外，部分學生將考試分數片面地看成知識掌握程度和學習好壞的唯一標準，忽略了培養自身學習和創新思維等能力，有少數學生將“考試及格”作為終結性目標，缺乏學習內驅力。

3大學物理教學的應對策略

教學內容上，教師應根據不同專業的科學素養、數理思維、分析解決問題的培養需求設計課程內容，注重學習者建構知識的認知過程。教授的內容不應局限于書本，用發展思維引領學生學習物理知識。例如，引導學生關注最新物理學的研究成果（如拓撲絕緣體、量子糾纏、量子信息等）。同時，避免講解繁雜的數學論證和推導，從物理新知識和新技術中選擇與各專業密切相關的內容講解。例如，C學院專業的學生要重點學習電磁學部分的電磁感應、電磁場變化等內容，篩選生活中電磁感應現象讓學生討論，激發對感應定律、自感和互感等知識點的學習興趣。設計適用于不同專業的工程題目進行系統講解和案例解析，讓學生認識到物理知識的應用價值。教學內容中增加名人軼事、趣味話題等，挖掘認知發展和規律的典型案例，做到物理知識傳授和思政育人相統一。

“以學生為中心”開展線上線下相結合的教學模式，實現課堂教學與課外實踐并重。課前，教師通過線上平臺（雨課堂、學習通等）布置預習內容、提供與課程內容相關的學習資料，學生通過移動終端預習每章節的講義、PPT課件和相關視頻。通過學生完成學習任務和習題來檢驗其對知識點的掌握情況，依據平臺反饋數據及時發現學生學習中的疑難點。課上，教師將應用實例和科技成果作為拓展知識點的素材導入新課中，通過案例分析強調最新研究成果對生活的影響、激發學生的學習熱情。通過視頻、實驗演示協助學生從物理現象中認識基本概念和規律，對相關案例和問題進行啟發式的討論，關注學生個體與小組成員之間的互動交流。課后，學生運用物理定理、矢量和微積分等完成布置作業，要體現對所學知識內容的梳理和重要知識點的概括總結。組織開展多種形式的“第二課堂”（如大學生創新創業訓練計劃、物理實驗競賽、“挑戰杯”等）促進學生的知識內化和知識面拓展，這種“課前預習—課中討論—課后實訓”教學模式具有實踐性、參與性和情境化的特點。

建立以結果為導向的考核評價體系，彌補傳統“重知識、輕能力和素質”的不足，重點關注學生各階段的學情變化和學習進展。通過開展調查問卷、章節測試、問題討論和隨機提問等及時發現問題，協助改進學習方式，培養主動探索能力。結合過程化考核要素（包括出勤次數、課堂互動、問題討論、作業完成質量、隨堂測試、考試成績和競賽獲獎等）增進學生的學習興趣和主動性。教師重點關注學生的預習/復習情況、作業質量和能力培養，鼓勵學生積極參與討論、多角度分析問題。通過線上線下的教學模式、實踐性強的教學案例、指導學生參加學科競賽、過程性評價體系等探索大學物理課程教學模式和人才培養途徑。

結語

通過調查問卷對不同專業學生的大學物理課程進行學情分析，從教學模式、教學內容和學生認知上闡述存在的問題。基于教學現狀，堅持“以學生為中心”的教育理念、積極探索線上線下混合教學模式、過程性評價在教學中的實踐途徑。

參考文獻：

［1］謝東，樊代和，王輝.基于混合式教學模式的“大學物理”教學設計——以“振動”為例［J］.物理與工程，2022，32（05）：7175.

［2］安宇.為什么傳統的課堂講授模式需要改變［J］.物理與工程，2018，28（06）：2123.

［3］李景娟，鄒斌，王霞，等.根據學生學習情況探討新工科背景下大學物理課程改革［J］.物理通報，2022（06）：2328.

基金項目：河南省高等教育教學改革研究與實踐項目（2021SJGLX580、2024SJGLX0524）；河南省教師教育課程改革研究項目（2022JSJYZD041）；鄭州師范學院本科教學改革研究項目（JXGGZD65211448、JXGGZD65221951、JXGGYB221940、JXGGYB232364）；鄭州師范學院教師教育課程改革研究項目（JSJYZD001211548、JSJYZD001221872）；鄭州地方高校教學改革研究與實踐項目（ZZJGB1009）

作者簡介：唐亞楠（1981—），男，漢族，河南鶴壁人，博士，教授，主要從事物理教育、低維碳材料的設計與應用研究。