對分課堂在大學物理教學中的探索

大學物理是一門研究物質世界客觀規律的基礎學科。從內容上來說，大學物理不僅是高中物理知識的延伸，而且是對力、熱、電、光等現象本質的深人認識，用更為嚴謹的數學公式表述相應的客觀規律。因此，對于工科專業的學生來說，大學物理的學習過程更是對科學素養和邏輯思維的培養。然而，不少大學生在高中高強度學習過程中養成了被動接受知識的習慣，很少主動表達意愿和提出問題，且課后不復習教材，加上師生互動較少，學生逐漸覺得課程深奧、乏味，喪失學習興趣。這種情緒的蔓延也反過來影響教師的教學熱情，導致教學效果不佳。因此，為了提升課堂效果，教師需要在教學過程中采取有效措施激發學生的學習興趣，并著力培養學生的自主學習能力以及提出、分析和解決問題的能力。這促使我們提出對大學物理的傳統課堂教學模式進行必要的改革。

一、對分課堂

對分課堂是張學新教授在2013年首創的一種強調師生雙方主體參與的新型課堂教學模式，其核心理念是將課堂時間在師生之間對半分配，即一半時間由教師進行課堂講授，另一半時間給學生以討論的形式進行交互學習。這種教學模式包括講授（Presentation）、內化（Assimilation）和討論（Discussion），簡稱PAD。這種教學模式強調學生參與、主導課堂，并加強師生互動。對分的內涵體現在三個方面：一是時間對分，一半時間給教師，一半時間給學生；二是內容對分，教學內容部分由教師講授呈現，部分由學生自主學習和討論獲得；三是參與度對分，師生共同參與“唱雙簧”，而非教師的“獨角戲”。這種新的教學模式在近年來得到了很好的推廣，處于教學一線的中小學、高校教師都在嘗試。

在對分課堂中，教師講授以精講、引導為主，并不窮盡內容，在精講的同時留白，給學生自主探索的空間，引發學生主動學習。教師在課堂上講授時間縮短，減輕了教師負擔，也降低了對學生注意力高度集中時間的要求。學生內化吸收時，根據教師的課堂講授，結合自己的具體情況，通過復習筆記、閱讀教材或查閱資料，以適合自己的方式去完成教學內容的全面學習，在這個過程中提出自己的問題，為小組討論做好充分的準備。討論以小組為單位開展，成員間分享自己的學習心得，并提出自己的問題，相互交流解惑。小組討論尚未解決的問題通過在全班分享，由全班學生和教師共同討論、釋疑。對分課堂根據教學進度或課程性質，可以采用當堂對分或隔堂對分。在考核方面，為了更好地提升教學效果，充分體現學生參與課堂，對過程性考核需要制定合適的評價體系。

二、對分課堂在大學物理中的教學實踐

重慶工商大學的物理課程分兩學期教學，共112學時。《大學物理I》主要內容為力學和熱學，《大學物理II》主要內容為電磁學和光學，各56學時。安排為每周2次課，4學時，結合教學內容和學時，每周進行一次對分課堂，即隔堂對分模式。具體教學時間安排為每周第1小節進行對分，其余3小節由教師講授。

（一）對分課堂實施

在講授方面：在隔堂對分教學中，教師講授與學生討論錯開，學生自主學習內化吸收。教師課堂講授以精講為主，講授內容包括物理定律及相關例題，適當留白。對于每章教學內容，先給出知識框架、主要概念、定律以及重難點。課堂講授過程中以啟發式和發現式教學，解析物理概念、定律，由例題的分析、求解過程總結應用技能、技巧，總結分析過程，列出詳細步驟，嚴密、嚴謹地將物理定律貫穿在其中。

在內化方面：每周教學完成后，教師布置反思性作業包括亮、考、幫及思維導圖，輔助學生完成內化過程，既引導內化，也可提高內化效率。該作業通過學習通網絡平臺發布，學生完成后在線提交。每人隨機評閱4份，以平均成績作為該次作業的最終成績。互評作業可以達到相互學習、相互監督的目的。

在討論方面：為了達到更好的討論效果，每個班分成若干個小組，每個組4～6名學生，這可以形成團隊，實現生生互動、相互幫助。每次小組討論時，學生在內化吸收的基礎上，帶著問題參與小組討論。最后在班上分享小組情況和學習心得，教師根據學生反饋信息進行答疑、點評和總結，并根據小組的展示情況給出成績。

最后，為了解學生對每周教學內容的掌握情況，教師在學習通平臺上發布書面作業，其中包括客觀題（選擇、判斷）和主觀計算題。這樣的題型結構既可以幫助學生理解物理概念、定律，也可以幫助學生進一步掌握物理定律的應用。教師及時批閱作業，并在課堂上反饋作業中出現的問題。學期成績評定包括期末考試（ 70% ）和平時過程性考核（ 30% ）。書面作業 40% ，反思性作業 20% ，學習態度（上課投入程度、參與小組討論情況等）30% ，考勤 10% 。多項成績構成能夠更為真實、科學、有效地反映學生的學習投入情況。

（二）過程體驗

從在大學物理開展對分課堂后，課堂教學活動不再是教師的獨角戲，學生參與課堂活動既減輕了教師的負擔，也體現了對學生學習過程的尊重，學生由完全被動接收轉變為主動參與學習，課堂教學從單一模式轉為多元模式。

一個具有代表性的問題是關于電磁場的內容。在穩恒磁場的交流反饋環節，有學生提出：靜電場是保守場，有電勢差（梯度），而穩恒磁場是渦旋場，以磁感應線描繪的磁場分布中，磁感應線間是否也存在磁勢差？筆者首先指出在渦旋磁場中磁勢差的概念是不正確的，實際稱為磁矢勢。雖然描述很簡單，但是要完全理解對于本科生來說是較為困難的。筆者在解釋磁矢勢時，介紹了矢量的散度和旋度的微分定義分別為div= abla ·F和 ，其中 abla 為哈密頓算符，F代表矢量場。對靜電場散度為E （U為電勢，負號表明電場強度指向電勢降低的方向）和穩恒磁場的旋度為 （A為磁矢勢，其更為本征的物理內涵為波波函數的貝里相）。進一步地，靜電場的旋度abla×E=-?×（?U）=0 （E無旋）和穩恒磁場的散度 abla?B=??（?×A）=0 （B無散）。對于電磁場散度和旋度的刻畫，用對稱性描述及后續的理論，就是電磁場規范理論的初步。學生能提出這樣較為深奧的問題，說明是經過深入思考了，并且在學習過程中對靜電場和穩恒磁場進行了對比和類比的學習方法，而這正是大學物理培養學生科學素養和邏輯思維的最終目標。

（三）實施效果

與傳統講授教學相比，對分課堂教學效果體現在以下幾個方面。第一，在強調教師主導課堂的同時，又把教師從課堂中解放出來；在減輕教師負擔的同時，又讓教師有更多的時間了解和掌握學生的學習情況和狀態。第二，提高了學生的學習自主性。學生通過小組討論、課堂交流分享，主動參與課堂，加強了師生互動，激發了學生的學習興趣。學生的積極參與，增強了學生的團隊協作意識和能力，也培養了學生的科學素養和邏輯思維。第三，教學效果得到提升。在對分模式的課堂教學過程中，學生課后有內化學習，并完成反思性作業和書面作業，再加上課堂討論，學生的主動學習時間增加，知識得到鞏固，對學習內容理解得更透徹，教學效果有明顯提升。

為了反映對分課堂對教學效果的促進作用，筆者對近兩學期的教學班的過程性成績、卷面成績和總評成績進行統計分析。第一學期的兩合班（相同專業，共85人）過程性成績總體較好， 90% 的學生在80分以上，說明多數學生平時投人學習情況較好，作業完成質量較高；但期末考試卷面成績低分偏多，1/3的學生卷面低于60分，這與課程難度、考試難度有一定關系；因平時成績較好，總評成績的低分段人數減少， 20% 的學生總評不及格， 30% 的學生總評達到80分。

第二學期的兩個不同專業的兩合班，分別有92人和111人，也對過程性成績、卷面成績和總評成績進行統計分析。每個班都有接近 80% 的學生過程性成績在80分以上，期末考試卷面成績僅約 10% （分別為10人和15人）的學生達到80分以上，有30% 左右的學生低于60分（分別為28人和35人），但結合過程性成績，總評低于60分的占比低于 15% （分別為14人和15人）。成績統計結果表明，兩個合班的成績相差不大，雖然卷面成績低于60分的學生較多，但是其中多數在50分以上，再加上過程性考核成績，最終低于60分的學生人數并不多。從成績總體分布來看，中間分數段人數較多，高分、低分人數較少，成績分布較為接近正態分布。

總體來說，從兩學期的對分實踐來看，相比之前僅以作業和出勤計算過程性考核導致多數高分（接近半數在90分以上），現在的過程性考核成績分布更為合理。總評成績的結果反映出教學效果有明顯的提升，相較以往提升了7-10分。總評成績的不及格率從 20% 下降到 15% 左右，但這也正是大學物理作為基礎課的特點，課程本身較難，與學生的物理基礎參差不齊也有關。

三、結語

對分課堂在強調教師主導課堂的同時，也更強調教師引導學生參與課堂過程，更注重培養學生的獨立自主學習的積極性和主動性，加強生生、師生間的互動與交流，平衡師生間的教、學關系。在對分教學實踐過程中，結合大學物理課程的性質、特點，激發了學生的學習興趣，培養了學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。這種課堂教學模式，對課程教學效果有明顯的提升，更重要的是在一定程度上培養和提升了學生的科學素養和邏輯思維能力。在后續的實踐中，思考如何將課程思政元素如何融人對分課堂教學。

參考文獻：

[1]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014（5）.

[2]杜艷飛，張學新.“對分課堂”：高校課堂教學模式改革實踐與思考[J].繼續教育研究，2016（3）.

[3]蘇厚勝，妙鎖霞.對分課堂教學模式在自動控制原理教學中的實踐[J].控制工程，2024（9）

[4]王立業，張小帆，王聚財，等.基于反轉式對分課堂的食品分析課程教學研究[J].中國食品，2024（18）.

[5]潘淑婧.對分課堂在大學英語教學中的應用[J].英語廣場，2024（25）.

[6]趙瑞娟，周曉蘭，薛志強，等.對分課堂在電子技術課程中的探索與實踐[J].電氣電子教學學報，2024（4）.

[7]王文.對分課堂在高中思想政治課中運用舉措研究[J].中國多媒體與網絡教學學報（下旬刊），2024（4）.

[8]馬玲，陳鑫，葡百童，等.多元融合的對分課堂模式在“大學物理”教學中的實踐[J].大學物理，2022（8）.

基金項目：2022年重慶工商大學教改資助項目“《大學物理》課程對分模式的課堂教學探索與實踐”，項目編號：2022154。

（作者單位：重慶工商大學人工智能學院物理系）