分模塊教學模式下的大學物理教學改革*

陳鈾 賈鵬 彭志華

(南華大學數(shù)理學院 湖南 衡陽 421001)

王振華

(南華大學核科學與技術學院 湖南 衡陽 421001)

吳喜軍

(南華大學數(shù)理學院 湖南 衡陽 421001)

大學物理是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運動所遵循的最普遍最基本規(guī)律的學科，是高等學校理工科類的一門重要公共基礎課程．物理學的研究方法系統(tǒng)而新穎，可開發(fā)智力、提高能力．物理學的思想啟迪學生創(chuàng)新思維，是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的基石．大學物理的理論和方法的應用幾乎滲透到所有自然科學領域和社會生活的各個部門中．因此，大學物理的教學和教法研究非常重要．

近年來，全國高校連續(xù)擴招以后，高等教育從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)變；各高校均面臨著迅速膨脹，學生素質(zhì)參差不齊的現(xiàn)象；生源水平的變化給教學尤其是課堂教學質(zhì)量帶來嚴峻的挑戰(zhàn)．隨著我國把教學質(zhì)量的保障與提高作為高等教育的重點，人們對大學物理課程教學改革的呼聲也越來越高．下面就我校的教學模式和教學內(nèi)容，教學方法手段及質(zhì)量評價機制的改革作一些探討．

1 教學模式和教學內(nèi)容的改革

我校為文理綜合性大學.自大規(guī)模擴大本科招生后，同一專業(yè)的學生層次差異越加明顯；以往采取基礎課程教學自然分班、“一刀切”的教學模式遇到了諸如“好的學生吃不飽”、“基礎差的學生消化不了”、“教學進度難以控制”等新的問題．基于這一現(xiàn)象，在教學中，更新教學方法、內(nèi)容和模式，充分體現(xiàn)以學為本的教學理念成為提高教學質(zhì)量的必然選擇[1～2]．多年來，物理教育工作者對物理教學改革作了多方面的有益嘗試.以學為本，分層實施現(xiàn)代課程論認為，課程內(nèi)容在本質(zhì)上并不是對所有學生都相同的，學生對課程內(nèi)容都有自身的理解和需求．課程內(nèi)容應根據(jù)各專業(yè)特點進行分類規(guī)劃與分層實施，實行分層教學，即在承認學生個體、專業(yè)培養(yǎng)目標存在差異的前提下，把課程內(nèi)容分成若干個模塊，有區(qū)別的制定教學目標，設計教學內(nèi)容，變換授課方式，讓不同基礎的學生最大限度地發(fā)揮學習的潛力[3]．為了實現(xiàn)課程內(nèi)容與教學模式的整合，我校根據(jù)課程內(nèi)容的調(diào)整和多樣化專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，本著“寬基礎、重應用、求提高”的原則，從2007年開始，將物理課程內(nèi)容按專業(yè)分為“A，B，C，D，E”5個模塊進行 “分模塊教學”.在大一到大二大學物理課程開設時，主要考慮各個專業(yè)側(cè)重的理論和實踐方向，實行教學內(nèi)容分模塊．其中物理教學內(nèi)容有以下5種.

(1)大學物理A ，96學時，要求較高，內(nèi)容較全面，包括力學、電磁學、熱學、振動和波、波動光學、量子物理基礎，適用于理科類、核技術類、機械類、化學化工類.

(2)大學物理B，96學時，側(cè)重于力學，內(nèi)容包括力學、電磁學、振動和波、波動光學、量子物理基礎，適用于城建類、礦資類.

(3)大學物理C，96學時，側(cè)重于電磁學，內(nèi)容包括力學、熱學、電磁學、振動和波、波動光學，適用于電氣類.

(4)大學物理D，64學時，側(cè)重于電磁學，內(nèi)容包括力學(簡)、振動和波、電磁學，適用于計算機類.

(5)大學物理E，64學時，內(nèi)容包括力學(簡)、振動和波、電磁學，適用于工業(yè)設計類．

這樣，針對不同專業(yè)的學生，可以在學習物理的過程中有所側(cè)重，同時也適應目前高校對于基礎教學課時削減和基礎教學空間壓縮的需要．

在教學內(nèi)容上，對于不同的模塊，融合了我校大學物理學時少及學生專業(yè)的特點.我們自編教材，刪除冗長的推導并從內(nèi)容上加強力、熱、電、光、近代物理之間的聯(lián)系，體現(xiàn)出各部分的交叉、滲透，加強近代物理和反映當今科技前沿的知識點；加強混沌、分形、光孤子等非線性科學理論發(fā)展與應用的前沿知識動態(tài)的介紹；加強超聲波及其應用方面的介紹；加強電介質(zhì)材料、超導體材料、納米材料等新型材料發(fā)展的介紹．因為21世紀是信息科學的時代，大學物理的主要目的就是為學生奠定電子信息、半導體與集成電路、電磁傳感器與存儲器、激光與光纖等方面的物理基礎，提高物理素質(zhì)．

2 教學方法手段的改革

隨著連續(xù)幾年的高校擴招，高等教育越來越向著大眾化方向發(fā)展.在這種新形勢下，大學物理原來傳統(tǒng)教學方法已不再適用.優(yōu)化教學內(nèi)容，探索教學新模式，注重個性發(fā)展，切實貫徹因材施教，努力為培養(yǎng)合格人才服務是工科大學物理課程改革的必然之路．我校主要從以下幾個方面創(chuàng)新物理教學方法，并通過物理教學手段的最優(yōu)化，以達到提高大學物理教學效果的目的[4]．

2.1 教學中增強物理的趣味性

興趣是最好的老師.要提高物理教學效果，教師首先要充分利用課堂教學最大限度地激發(fā)學生學習物理的興趣.除了采用傳統(tǒng)的追求課堂教學生動有趣、教師注重自身的儀態(tài)以及講課時語言的抑揚頓挫，上課時具有飽滿的激情來吸引學生的注意力之外，還應該做到在教學穿插一些有趣味性又能提高教學效果的內(nèi)容，比如在物理教學內(nèi)容中適當增加相關的物理學史知識，讓學生對這部分的知識發(fā)展概況有一定的了解，并能對知識整體有一個宏觀的掌控.在教學中適當增加相關物理學家的奮斗史，引導學生從前人的成功中去感悟觀察、思考、分析和歸納問題的方法；教學中適當介紹現(xiàn)代科學知識，以及相關的技術專題，將物理教學的內(nèi)容進一步貼近生活、貼近科技前沿，提高學生對物理課程的學習興趣．例如在講授電磁場之后，簡單介紹現(xiàn)在比較熱門的超導體技術及超導體在直流傳輸，超導強磁體在大型加速器及可控熱核反應磁約束裝置中的應用，磁懸浮列車技術等.此外，對不同的專業(yè)要注意把握好不同的側(cè)重點，如對核技術專業(yè)的學生，可以讓他們多了解一些有關原子核物理與粒子的相關知識及最新的發(fā)展情況．實踐表明，讓學生在學習大學物理課程的同時，了解一些關于物理學方面的現(xiàn)代科學知識，不僅可以擴充學生的知識量，更重要的是可以大大地激起學生學習物理知識的興趣，提高他們的學習積極性．

2.2 引導學生掌握物理學方法

在教學中傳授給學生必要的基礎知識當然重要，但就大學物理課程而言，我們認為更重要的是要教會學生分析和處理問題的方法和手段，提高科學素質(zhì)．愛因斯坦說過，發(fā)展獨立思考和獨立創(chuàng)新的一般能力,應當始終放在首位,而不應當把知識放在首位．如果一個人掌握了他的學科的基礎理論,并且學會了獨立思考與工作,他必定會找到自己的道路，而且比起那些主要以獲取細節(jié)知識為其訓練內(nèi)容的人來,他一定會更好地適應進步和變化．教學中教師應根據(jù)不同專業(yè)學生的培養(yǎng)目標，在規(guī)定的學時內(nèi)完成教學任務的同時，千方百計教會學生掌握學習物理學的方法和手段，培養(yǎng)學生自主學習的能力．

(1)傳授學生正確的處理物理知識的方法，及時歸納整合物理學概念,消除學生前概念對思維定勢的消極影響,要消除學生“大學物理只不過是對中學物理的重復”這一錯誤認識．中學物理中涉及到的物理問題及解決問題的方式只是一些特殊情況，而大學物理則是采用全面、系統(tǒng)的方法來處理一般的物理問題．

(2)加強對學生掌握物理學思維方法的訓練．物理學在長期的發(fā)展過程中形成了一整套科學嚴謹?shù)乃季S方法，掌握這些方法不僅對學習物理學有很大的幫助，而且對學習其他相關學科以至分析社會問題都很有幫助．因此，教學過程中我們在注意物理知識的理論性、嚴謹性、科學性的同時，還應教會學生靈活運用物理學的思維和方法來分析和解決物理問題及其他相關學科的問題．

2.3 改進教學手段

采用多媒體教學手段可以緩解“學時少、內(nèi)容多”的矛盾，彌補演示實驗的不足，并可活躍課堂氣氛，提高教學效果，促進教學質(zhì)量的提高．但課堂教學中由于教師不再“板書”，學生記筆記有些跟不上，教師講解時受事先編寫好的教案的束縛，課堂上很容易成為“解說員”．對于圖像較多的波動光學多媒體中的動畫可以幫助學生快速理解其中的含義，但是對于力學中許多推導性比較強的公式定理之類的，多媒體也顯示其不足之處，所以改進教學手段首要的是要提高教師的業(yè)務水平，教師要有自己的“電子教案”，在編寫“電子教案”時對應所用的教材并選取合適的軟件，如PowerPoint或Authorware等，還要合理使用教學媒體，優(yōu)化教學過程．根據(jù)教學內(nèi)容的不同，我們采用了邊使用多媒體邊課堂講解的方法組織教學，在講解重要內(nèi)容過程中可以適當?shù)倪x用傳統(tǒng)的粉筆板書作為輔助，特別是復雜的演算與推導過程．而對于可以通過動畫圖像或視頻能增強教學效果的波動等內(nèi)容則偏重于使用多媒體．

3 教學質(zhì)量保障體系

教學模式與教學內(nèi)容及方法的整合，僅有設計合理的課程內(nèi)容和教學模式還不夠，必須建立有效的保障機制，才會突顯出整合的應有價值．其中，以教學團隊、教學評價為基礎的保障機制的建構(gòu)，是創(chuàng)造性實施課程內(nèi)容與教學模式整合的重要保證．我校在教學質(zhì)量保障體系方面所做的工作有如下幾個方面.

(1)教學方面.教學團隊規(guī)劃課程的基本框架和模塊內(nèi)容，制訂教學計劃和教學大綱，組織必要的專題講座、聽課、評課等活動.

(2)教改方面.教學團隊建立“以校為本”的教研制度，從學校教學實踐問題出發(fā)，就教材建設、教學方法改革、教改課題申請等工作進行研討，達到解決問題提高教學質(zhì)量的目的.

(3)教學評價方面.對于團隊教師的考核，由關注教師個人短期業(yè)績的獲得轉(zhuǎn)向團隊整體長期素質(zhì)的提升，把教師的教學研究、教改實驗、創(chuàng)造性教學和課程資源開發(fā)以及師生關系納入考核內(nèi)容；學生成績評定應由閉卷考試與平時活動、實驗、討論等方面的素質(zhì)測評相結(jié)合給出；每學期的期末考試分別對不同模塊的學生考試試卷做出卷面分析和總評分析，總結(jié)不足和存在的問題，在下一年的教學中進行改進.

(4)青年教師培訓方面.學院為每位青年教師配備了一名有豐富教學和科研經(jīng)驗的導師，負責培養(yǎng)，使青年教師成為既搞教學、又搞科研的雙料人才．

教師是影響課程實施的核心要素，大學物理課程內(nèi)容與教學模式的整合是一項系統(tǒng)的工程，只有依靠課程教學團隊的集體“行動研究”才能完成．教學評價對課程實施起著重要的導向和質(zhì)量監(jiān)控的作用．在新的高等教育改革背景下，大學物理課程內(nèi)容與教學模式如何有效地整合也為我們大學物理教師的教學改革提供了新的研究問題．

4 改革前后的教學效果比較

新形勢下我校的大學物理在分模塊教學模式下進行了一系列的教學內(nèi)容和教學方法的改革，比較改革前后我校大學物理二(電磁學，波動光學，量子物理基礎)兩個模塊的2005～2006學年和2009～2010學年的試卷成績分析和總評成績分析見表1和表2．

表1 2005～2006學年第一學期大學物理二試卷分析及總評分析

注：優(yōu)為100～90分，良為89～80分，中為79～70分，及格為69～60分，不及格為60分以下.

表2 2009～2010學年第一學期大學物理二A，B模塊試卷分析及總評分析

注：成績等級劃分同表1注.

從以上兩個表格中的分析數(shù)據(jù)表明改革是有一定成效的，試卷卷面和總評成績都表明優(yōu)秀率有所上升，而不及格率下降幅度很大．

5 結(jié)束語

不論是教學內(nèi)容、教學模式的更新，還是教學方法、手段的改進，大學物理教學的最終目的是增強學生分析問題和解決問題的能力，為其他專業(yè)課程的學習奠定理論基礎．教無定法.不管學生素質(zhì)如何，我們要根據(jù)具體情況擇妙法而教之．大學物理教學工作者應該不斷分析教學現(xiàn)狀，不斷提高自身修養(yǎng)．在具體的教學實踐中，要充分調(diào)動學生的積極性、創(chuàng)造性，要不斷地總結(jié)經(jīng)驗，積累經(jīng)驗，博采眾長．通過我們不斷地努力，相信物理教學會取得更好的效果．

參考文獻

1 潮興兵，劉堅強，孫光厚．課程內(nèi)容與教學模式整合視角的大學物理教學改革的研究．物理與工程，2009，19(4):42～46

2 王長春.關于大學物理教學改革的思考.池州學院學報，2008，22(3):117～119

3 許和平.教育大眾化下的大學物理教學改革探討.科技廣場，2007(12)200～201

4 王國強，王紹明.多媒體教學手段與大學物理教學改革的實踐.河南教育學院學報(自然科學版)，2002，11(4):78～80