培養(yǎng)思維能力的分層次分模塊分學(xué)時的大學(xué)物理教學(xué)改革研究

宋立平

作者簡介： 宋立平（1977—）， 女， 碩士，天津工業(yè)大學(xué)理學(xué)院講師， 研究方向：物理教育。

摘 要： 分析了當(dāng)前大學(xué)物理實施分層次教學(xué)的改革背景，介紹了具體的分層次教學(xué)的實施，包括教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等。大學(xué)物理課程分層次教學(xué)有利于實施因材施教，使學(xué)生最大限度地得到提高。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理；分層次；教學(xué)改革

大學(xué)物理課程是高等學(xué)校物理以及眾多理科學(xué)科的基礎(chǔ)和必修課程。該課程中具有培養(yǎng)理工科素質(zhì)能力的基本元素，其對培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有重要的作用。深厚扎實地掌握這一課程，對于今后的學(xué)習(xí)和研究工作都具有重要的基礎(chǔ)作用^{[ 1]}。

一、大學(xué)物理課程教學(xué)中存在的問題

大學(xué)物理教學(xué)中目前存在的主要問題是：①現(xiàn)在各省區(qū)的高中采用模塊教學(xué)。比如力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等模塊，有的學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過熱學(xué)，或者沒有學(xué)習(xí)過光學(xué)等，導(dǎo)致學(xué)生的層次落差較大，給物理教學(xué)帶來很大困難。②物理教學(xué)與專業(yè)教學(xué)的銜接不夠，不能適應(yīng)不斷變化的專業(yè)教學(xué)的要求。因此要盡量讓物理教學(xué)與以后的專業(yè)教學(xué)相結(jié)合。③各學(xué)院學(xué)習(xí)大學(xué)物理的學(xué)時不夠。比如紡織學(xué)院、電氣與自動化學(xué)院每年僅為90學(xué)時，機械學(xué)院每年僅為105學(xué)時。在這么短的時間內(nèi)，要讓學(xué)生領(lǐng)會物理精髓很難。④各學(xué)院要求學(xué)習(xí)大學(xué)物理的內(nèi)容不一樣。比如電氣與自動化學(xué)院想加強電磁學(xué)部分學(xué)習(xí)，機械學(xué)院想加強振動和熱學(xué)部分的學(xué)習(xí)，這也給我們的物理教學(xué)帶來困難。⑤現(xiàn)在的教學(xué)基本上以教師、教材、課堂為中心。教學(xué)方式上，基本采用單一傳遞、講授、灌輸?shù)姆绞?，大多采用“填鴨式”教學(xué)模式，教師“滿堂灌”，嚴(yán)重阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。因此發(fā)揮物理課程在素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)方面的獨特作用，使學(xué)生加強物理基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)的同時，進一步提高科學(xué)與人文素質(zhì)和創(chuàng)新能力，解決教學(xué)內(nèi)容和課時之間的矛盾，適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)需求，對物理課程的教學(xué)改革勢在必行^{[ 2][ 3]}。

二、 大學(xué)物理課程分層次教學(xué)的實施

首先我們對各專業(yè)，各年級進行問卷調(diào)查，尤其是大三、大四學(xué)生，由于他們已經(jīng)學(xué)過大學(xué)物理和幾門專業(yè)課，大學(xué)物理和專業(yè)課的關(guān)系，哪些大學(xué)物理的內(nèi)容他們用得比較多，這樣明確學(xué)生對于物理知識的需求重點。針對不同專業(yè)，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進行知識點分類，然后給出適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次的物理知識需求組合。其次我們還以問卷調(diào)查的方式，向各學(xué)院征求物理知識的需求重點，征求各學(xué)院任課老師在科研中用到的物理基本原理，針對不同專業(yè)，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，進行知識點分類。最后給出適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次的物理通識知識需求組合，兩組數(shù)據(jù)綜合考慮各專業(yè)的物理知識需求。

在物理教學(xué)中，以不同專業(yè)偏重的物理基礎(chǔ)不同，針對不同的專業(yè)，試行模塊化教學(xué)。在教學(xué)中力求詳略得當(dāng)，使學(xué)生加強物理基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、培養(yǎng)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的同時，為以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。為了增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣以及和以后的專業(yè)相聯(lián)系，在講課過程中應(yīng)注重物理的具體應(yīng)用。在“模塊”教學(xué)中，很多內(nèi)容大學(xué)物理教材中沒有，要求每位教師選摘教學(xué)內(nèi)容，自己編寫補充，逐漸完善形成講義，最終形成針對不同專業(yè)，有不同教學(xué)講義的模式。比如：對機械自動化專業(yè)的學(xué)生，可以引入摩擦力怎樣才能抵千鈞？為什么弧形閘門省力？煤礦中甲烷濃度如何監(jiān)測；對于材料專業(yè)的學(xué)生，可以多介紹材料的力學(xué)方面的性質(zhì)（包括彈性、韌性、抗拉強度等）、熱學(xué)方面的性質(zhì)（包括比熱、熔點、熱導(dǎo)率、熵變等）；對于通信專業(yè)的學(xué)生，在以后的學(xué)習(xí)專業(yè)課中，專門要學(xué)習(xí)傳感器。傳感器就是把被測量物理量的微小變化精確轉(zhuǎn)換為便于測量、顯示、記錄和處理的電學(xué)量。因此傳感器又叫變換器、換能器、測試元件、探頭等。我們可以在講解電容器時，把這種電容式的傳感器和他們以后的傳感器相聯(lián)系；對于光信專業(yè)的學(xué)生，我們可以增加液晶顯示的原理，利用臨界角法進行表面平整的探測，可以利用光電法測轉(zhuǎn)速，等等。

由于內(nèi)容增加了，課上時間不能完成教學(xué)內(nèi)容，可以將課程體系與內(nèi)容展開“層次化”，使課程內(nèi)容與教學(xué)方法的實施按由淺入深、由基礎(chǔ)到研究的秩序進行，使課程的實施逐步“遞進化”?？梢月?lián)系科技和生產(chǎn)實踐提出一些問題讓學(xué)生自己上網(wǎng)查，讓學(xué)生走出課堂主動獲取知識，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，加強學(xué)生自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。通過分層次教學(xué)模式有利于促進教師由單純教學(xué)逐步向教學(xué)與科研并重的方向發(fā)展；有利于促進學(xué)生在整個階段學(xué)習(xí)物理的主動性，引導(dǎo)學(xué)生確立自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)，拓寬知識面，掌握技能，敢于實踐，敢于批判；有利于拓展學(xué)生的研究個性，為積極優(yōu)化課程教育結(jié)構(gòu)、提高教學(xué)質(zhì)量提供了理論與實踐依據(jù)。

在教學(xué)中，對于基礎(chǔ)較差、學(xué)時較少的學(xué)生，以基本教學(xué)重點為主要內(nèi)容。在教學(xué)中要求教師由淺易開始，力求簡單說明主要內(nèi)容，突出物理思想和方法論的介紹，盡量少用純數(shù)學(xué)的理論推導(dǎo)，采用定性與半定量方法，減少不必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，多采用對比、類比，培養(yǎng)聯(lián)想和思維能力，突出理論的闡述與應(yīng)用；對于數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)較好、學(xué)時較多的學(xué)生，應(yīng)加強鍛煉應(yīng)用高等數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力，教師應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，對模塊中的內(nèi)容要多介紹新技術(shù)及其應(yīng)用，鼓勵學(xué)生申請學(xué)校及省級的創(chuàng)新實驗項目，要求學(xué)生學(xué)完一部分內(nèi)容后寫總結(jié)。對于基礎(chǔ)的內(nèi)容，教師應(yīng)點到為止，留給學(xué)生更多自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展的空問，對模塊中物理學(xué)的新進展、新技術(shù)及其應(yīng)用可再增加，同時要求學(xué)生申請學(xué)校及省級的創(chuàng)新實驗項目并要求學(xué)生每學(xué)期撰寫一篇與模塊內(nèi)容相關(guān)的小論文。鼓勵學(xué)生參加天津市的大學(xué)生物理競賽，并對特別好的學(xué)生鼓勵他參加全國的物理競賽及物理演講辯論賽等，讓學(xué)生走出去，活躍學(xué)生們的物理思想，強化理解和表述的能力。

大學(xué)物理課程分層次教學(xué)作為高校教學(xué)改革的一種嘗試，已被廣大教育工作者認(rèn)同。分層次教學(xué)針對個人差異、專業(yè)差異，適應(yīng)了不同層次、不同專業(yè)學(xué)生對大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的需要，為物理課程融于本科生教育培養(yǎng)過程創(chuàng)造了良好的教學(xué)環(huán)境，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理課程的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，有利于實施因材施教，使所有學(xué)生最大限度地得到提高。分層次教學(xué)對大學(xué)物理進行重新構(gòu)建定位，有一定的理論創(chuàng)新性，預(yù)期結(jié)果有較強實用價值，符合現(xiàn)代大學(xué)物理教學(xué)的發(fā)展趨勢，必將為全面提升大學(xué)物理在人才培養(yǎng)中的地位發(fā)揮重要的作用。

參考文獻：

[1 ] 程守洙，江之永主編. 普通物理學(xué)（第五版） [ M ] .北京：高等教育出版社，1998.

[2 ] 姚建明.大學(xué)物理分層次教學(xué)平臺 [ J ] .湖南第一師范學(xué)院學(xué)報，20l0， lO（1）：56—57.

[3 ] 張立彬，張 功，楊祖念.美國大學(xué)物理學(xué)分層次教學(xué)研究 [ J ] .大學(xué)物理，2012，31（6）：50—56.