學(xué)生自學(xué)大學(xué)物理教學(xué)模式探索

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［摘要］大學(xué)物理作為理工科專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，在學(xué)科交叉發(fā)展的大背景下，不僅是物理學(xué)專業(yè)的入門課程，同時(shí)對(duì)非物理專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)起著鋪墊作用。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)角度提出問(wèn)題，靈活運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題，提升使用物理學(xué)解決問(wèn)題的能力，從而達(dá)到提升學(xué)生創(chuàng)新思維能力、適應(yīng)社會(huì)需求的教學(xué)目標(biāo)，這也符合新時(shí)代社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。通過(guò)總結(jié)大學(xué)物理課程教學(xué)的體會(huì)，圍繞提高學(xué)生的課堂參與度和創(chuàng)新性，增加學(xué)生的自學(xué)能力，探討提高本科生自主學(xué)習(xí)及學(xué)以致用能力的具體措施。

［關(guān)鍵詞］大學(xué)物理；課堂模式改革；自學(xué)；創(chuàng)新能力

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，2007年教育部對(duì)高等教育人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，主要是不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，從而滿足國(guó)家和社會(huì)對(duì)具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型、創(chuàng)造型人才的需求。隨后，教育部相繼實(shí)施了一系列項(xiàng)目和計(jì)劃，如2015年，教育部啟動(dòng)“雙一流”建設(shè)；2019年，啟動(dòng)“雙萬(wàn)計(jì)劃”。近年來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院為深化高等教育改革采取了一系列有效措施，旨在突破傳統(tǒng)的高等教育人才培養(yǎng)模式，順應(yīng)社會(huì)時(shí)展的需求，更加注重培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力，不斷提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，從而打破社會(huì)復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才緊缺與國(guó)家面臨的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型之間矛盾的窘境。高校作為高等教育改革發(fā)展與人才培養(yǎng)的前沿陣地任重而道遠(yuǎn)。在工程教育專業(yè)認(rèn)證體系下，學(xué)生表現(xiàn)將作為教學(xué)成果的評(píng)量依據(jù)。為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)專業(yè)的工程認(rèn)證工作，摒棄傳統(tǒng)的教育觀念，確保學(xué)生掌握必備的近現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)體系，提高其靈活使用物理工具解決相關(guān)工程問(wèn)題的能力，加強(qiáng)思維方式和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，全國(guó)各大理工類院校對(duì)大學(xué)物理從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)手段等方面進(jìn)行不同程度的改革探索與嘗試。

而課程體系的改革由于與學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量直接相關(guān)，成為課程教學(xué)改革的重中之重。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用的飛速發(fā)展，涉及到物理技術(shù)的高科技產(chǎn)品日新月異，新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，使大學(xué)物理類的課程體系及教學(xué)內(nèi)容不斷更新和豐富。廣東工業(yè)大學(xué)是地方高水平工科學(xué)校，秉持“與廣東崛起共成長(zhǎng)，為廣東發(fā)展作貢獻(xiàn)”的教學(xué)方針，肩負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和企業(yè)發(fā)展培養(yǎng)人才的重任。依托廣東地域優(yōu)勢(shì)，服務(wù)廣東發(fā)展是我校辦學(xué)的基本理念和重要目標(biāo)。在增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)型升級(jí)的背景下，要求培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)人才，因此探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和機(jī)制，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才，是時(shí)代的要求，更是高校的根本任務(wù)。探索具有廣東特色、適應(yīng)廣東發(fā)展要求的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，這是對(duì)學(xué)生個(gè)人的負(fù)責(zé)，更是對(duì)國(guó)家和民族的擔(dān)當(dāng)。人才的培養(yǎng)在于人文素養(yǎng)和專業(yè)技能的培養(yǎng)，因此對(duì)于專業(yè)課程體系的設(shè)置必須經(jīng)過(guò)目標(biāo)設(shè)定、嚴(yán)格討論和科學(xué)設(shè)計(jì)。采用先進(jìn)的軟硬件設(shè)施引導(dǎo)學(xué)生的興趣，并注重開(kāi)放性、創(chuàng)新性、包容性，從而形成綜合、科學(xué)的完整課程體系。全面加強(qiáng)對(duì)學(xué)生人文素養(yǎng)、科學(xué)態(tài)度、專業(yè)技能的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考、靈活運(yùn)用、創(chuàng)新能力以及理論結(jié)合實(shí)踐的能力培養(yǎng)，使學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)體系、優(yōu)秀的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和良好的實(shí)踐能力，并進(jìn)一步將學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)納入教學(xué)質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，完善教學(xué)質(zhì)量和監(jiān)控體系，最終滿足人才市場(chǎng)對(duì)畢業(yè)生知識(shí)多元化、能力專業(yè)化的要求。隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題逐漸成為被廣泛關(guān)注的社會(huì)現(xiàn)象。在招聘市場(chǎng)，許多單位采取不同的方式限制應(yīng)屆畢業(yè)生的入職比例，究其原因無(wú)非是企業(yè)需要額外增加重新培訓(xùn)的成本。而在企業(yè)看來(lái)，這項(xiàng)工作本應(yīng)是學(xué)生在其畢業(yè)前就完成的。

當(dāng)前的教育體制多以教育投入作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，很大程度上忽略了相應(yīng)的教育產(chǎn)出，這使得產(chǎn)、學(xué)、研嚴(yán)重脫鉤，培養(yǎng)出的學(xué)生與企業(yè)的需求相差較大。從我國(guó)目前的人力資源分布看，學(xué)術(shù)型人才嚴(yán)重過(guò)剩，而應(yīng)用型人才又極度緊缺，從而導(dǎo)致一方面學(xué)術(shù)人才嚴(yán)重過(guò)剩；另一方面產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)又缺乏相關(guān)人才，究其原因還是人才培養(yǎng)模式的問(wèn)題。雖然此前有一系列的制度安排想要打破這一矛盾局面，如“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，但收效甚微，因?yàn)榧幢銖?qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，但受限于軟硬件設(shè)施、教學(xué)模式以及企業(yè)合作困難，實(shí)施該計(jì)劃的院校很難完整、切實(shí)地執(zhí)行。學(xué)生從理論到工程的綜合運(yùn)用素質(zhì)以及適應(yīng)能力相對(duì)較低，使得學(xué)生的就業(yè)缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)化，這對(duì)當(dāng)今的高等教育模式帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何有效提升在校大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力并使其符合社會(huì)和企業(yè)的需求？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外專家也做了大量研究。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)社會(huì)對(duì)人力資源的要求一定會(huì)傾向于理論與實(shí)踐的綜合，而產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量越高，資本越是密集化，社會(huì)分工越是精細(xì)，并且最終對(duì)勞動(dòng)力的排斥越大；因此，高等教育要更加注重對(duì)在校大學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐、適應(yīng)能力的培養(yǎng)以及學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)，并激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和探索精神。課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識(shí)的一種重要途徑，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的直接渠道。

高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式對(duì)高校教師的課堂教學(xué)也提出了更高的要求，如何以自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)課堂形式和內(nèi)容成為關(guān)鍵問(wèn)題。目前大多數(shù)高校的課程教學(xué)仍然是“講課+考試”的模式，偏重理論知識(shí)的解析，很大程度上忽略了實(shí)踐能力、分析問(wèn)題能力的鍛煉。在以教師為核心的“單向輸出”課堂中，學(xué)生難以養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的習(xí)慣；課堂上缺乏老師及時(shí)的引導(dǎo)與激勵(lì)，容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)注意力不集中、積極性不高、參與感不強(qiáng)的情況，極大地限制了自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的現(xiàn)實(shí)需求。以筆者講授的大學(xué)物理課程為例，課堂采用的仍然是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，基本沿用了中學(xué)階段“滿堂灌”的教學(xué)方法，簡(jiǎn)單地依靠老師的“單向輸出”，很大程度上磨滅了學(xué)生們對(duì)實(shí)踐性學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)課堂也缺乏生機(jī)。目前的課堂教學(xué)一般使用多媒體設(shè)備，多媒體提供的圖像直觀清晰，信息量大；但另一方面也容易造成學(xué)生上課走馬觀花，不容易把握重點(diǎn)，大量公式的推導(dǎo)用多媒體演示容易導(dǎo)致速度過(guò)快，只有少同學(xué)能跟得上老師的節(jié)奏，而大部分同學(xué)可能聽(tīng)起來(lái)吃力，進(jìn)而導(dǎo)致注意力不集中、學(xué)習(xí)松懈等現(xiàn)象。如何在兩個(gè)45分鐘的課堂里持續(xù)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并讓學(xué)生跟上老師的節(jié)奏，是一個(gè)需要好好研究的問(wèn)題。大學(xué)物理是我校理工科學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)角度提出問(wèn)題，運(yùn)用物理學(xué)方法分析問(wèn)題和使用物理學(xué)語(yǔ)言解決問(wèn)題的能力。

大學(xué)物理是大部分專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)必不可少的基礎(chǔ)課，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才的基石課程。本論文總結(jié)筆者在大學(xué)物理課程教學(xué)過(guò)程中的心得體會(huì)，結(jié)合香港培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的方式，圍繞提高學(xué)生的課堂參與率和創(chuàng)新性，增加學(xué)生的自學(xué)能力，探討提高本科生自主學(xué)習(xí)以及學(xué)以致用能力的具體措施。大學(xué)物理作為理工科專業(yè)的骨干課程，理論性和系統(tǒng)性強(qiáng)，學(xué)生需要掌握的概念、理論和方法較多，對(duì)這門課程掌握的熟練程度會(huì)直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。大學(xué)物理課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，所涉及的領(lǐng)域發(fā)展快，但面臨課時(shí)量少的問(wèn)題。其優(yōu)勢(shì)是在原來(lái)高中物理基礎(chǔ)上加深，所涉及的基本概念和定律跟高中物理差不多，在空間維度和運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性上有更高的要求，包括從標(biāo)量到矢量的計(jì)算、從一維空間到三維空間的轉(zhuǎn)變，以及運(yùn)動(dòng)方式從線性到曲線，都需要運(yùn)用大學(xué)數(shù)學(xué)中的建模和微積分思想，從而實(shí)現(xiàn)高中課程到大學(xué)的飛躍。充分結(jié)合這個(gè)優(yōu)勢(shì)和目前大學(xué)物理教學(xué)存在的問(wèn)題，進(jìn)行課堂教學(xué)改革是非常必要的。為了讓每堂課都處于活而不亂的氣氛當(dāng)中，要求教師對(duì)所教課程熟悉，提前備課，擬好問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生可能提出的問(wèn)題提前做好準(zhǔn)備。其次，要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)，不僅預(yù)習(xí)課本，還要查找其他資料。如何使預(yù)習(xí)不流于形式，教師布置學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到學(xué)生的興趣點(diǎn)，通過(guò)合適的興趣點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。目前大學(xué)物理課程的學(xué)時(shí)已壓縮至48學(xué)時(shí)，要使學(xué)生在短學(xué)時(shí)中充分掌握課程內(nèi)容有一定難度，所以必須根據(jù)實(shí)際情況和當(dāng)前大學(xué)物理的特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容和方法做一定的調(diào)整。

教師先安排1/4的學(xué)時(shí)進(jìn)行前期理論知識(shí)的講解，其余時(shí)間為學(xué)生為主動(dòng)學(xué)習(xí)（包括小組討論、查找資料、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)），同時(shí)教師安排時(shí)間進(jìn)行輔導(dǎo)，最后教師進(jìn)行項(xiàng)目的驗(yàn)收（包括小組成員的作品演示，以及論文答辯、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)）。在大學(xué)物理教學(xué)過(guò)程中，將教學(xué)內(nèi)容分為自學(xué)和講授兩部分，自學(xué)部分占30%，主要將與高中物理基本概念相關(guān)內(nèi)容制成PPT或視頻，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提前讓學(xué)生學(xué)習(xí)，講明學(xué)習(xí)任務(wù)和需要達(dá)到的要求，激發(fā)學(xué)生的自學(xué)和獨(dú)立思考能力。每次課堂上設(shè)置相關(guān)提問(wèn)，根據(jù)學(xué)生的參與度和回答正確率進(jìn)行平時(shí)成績(jī)的考核。另外70%的內(nèi)容是大學(xué)物理課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要著重在課堂上講解和分析。采用現(xiàn)代化的教學(xué)方法和手段，積極開(kāi)發(fā)基于計(jì)算機(jī)輔助的教學(xué)課件，把重點(diǎn)和難點(diǎn)通過(guò)直觀的動(dòng)畫形式展示出來(lái)，再通過(guò)邏輯串講，充分結(jié)合學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師重難點(diǎn)透徹講解增強(qiáng)學(xué)生的理解，既節(jié)省了教學(xué)課時(shí)，也提高了課堂教學(xué)效果和教學(xué)容量。同時(shí)，充分展示物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用現(xiàn)狀，開(kāi)闊學(xué)生視野，將學(xué)生的思維從純物理領(lǐng)域帶到其相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，讓他們認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的必要性和重要性以及其應(yīng)用前景，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的興趣，進(jìn)一步拓寬他們的知識(shí)面，使學(xué)生明白大學(xué)物理在日常生活中的作用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、靈活運(yùn)用、綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)大學(xué)物理課程教學(xué)模式的改革，預(yù)期達(dá)到如下成果：①建立起大學(xué)物理模塊化教學(xué)體系資源庫(kù)，包含新的教學(xué)大綱、教學(xué)基本要求，實(shí)現(xiàn)共享；②創(chuàng)建與各專業(yè)相關(guān)的例題庫(kù)、習(xí)題庫(kù)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)共享；③編制各種模塊所需的大學(xué)物理教程多媒體電子課件，實(shí)現(xiàn)共享；④分專業(yè)、分模塊建立大學(xué)物理考試庫(kù)，實(shí)現(xiàn)及時(shí)反饋、及時(shí)彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)資源共享。同時(shí)，通過(guò)本課程的教學(xué)改革使各類專業(yè)本科學(xué)生對(duì)大學(xué)物理的基本概念和理論有相對(duì)清晰、系統(tǒng)的了解，并為他們后續(xù)學(xué)習(xí)本課程相關(guān)專業(yè)課程建立良好的基礎(chǔ)知識(shí)體系。通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和合作互動(dòng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)問(wèn)題背后的知識(shí)內(nèi)容的掌握和深入理解，并借此激發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)興趣，最終達(dá)到提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題能力訓(xùn)練的目的。

作者：龍慧 陶麗麗 單位：廣東工業(yè)大學(xué)