淺談大學物理教學改革

摘要：本文簡單介紹了近年來高校大學物理教學改革涉及的內(nèi)容、手段以及形式等，說明大學物理課程教學改革是一項持續(xù)發(fā)展的長期工作。

關鍵詞：大學物理教學改革信息技術交互式課堂

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

科技不斷進步，社會對人才的需求也在不斷變化。21世紀高校蓬勃發(fā)展，為滿足社會的需求，其培養(yǎng)模式也在不斷適應社會。21世紀的高等教育已經(jīng)由精英教育向大眾化教育轉變，作為本世紀初興起的獨立本科院校及絕大部分地方高校的培養(yǎng)目標就是為社會輸送應用型人才。應用型人才大多是理工科出身的畢業(yè)生，而大學物理是理工科各專業(yè)必修的公共基礎課之一，但近年來越來越不受重視，課時受到嚴重壓縮。事實上大學物理是基礎學科，就基礎學科的地位而言，其研究成果的數(shù)量和質(zhì)量決定著一個國家的科學水平，因此多年來我們一直向物理學術方向發(fā)展，這與應用型人才的培養(yǎng)目標是相違背的。就目前我國社會的需求來看，大學本科階段如果有比較堅實的理科做基礎，畢業(yè)生更易受到社會的認可，所以物理教學也成為必不可少的一個環(huán)節(jié)。事實上，近年來高校已經(jīng)開始關注物理教學的一系列問題，許多教師在課時非常緊張的情況下為了保證教學質(zhì)量不隨之下降，做了很多關于物理教學的改革。

1 大學物理課程的教學現(xiàn)狀

應用型人才是指利用科學原理為社會創(chuàng)造直接效益的人才，他們的主要任務是將科學原理或新發(fā)現(xiàn)的知識直接用于與社會生產(chǎn)密切相關的社會實踐領域[1，2]。而準應用型人才的主體，大多來自地方性院校和獨立學院中的理工科學生，但他們在大學物理課程的學習上遇到很多困難。比如：絕大部分學生認為物理很艱澀且實用性不大，導致學習沒有激情，缺乏主動性，所以就總體而言大學物理的教學效果是不理想的。

2 大學物理教學改革

針對上述狀況，教學工作者首先就在更好地激發(fā)學生的學習興趣，促進學生對物理知識的理解，提高學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新意識等這些方面下功夫，這也一直是 “大學物理學”課程改革與建設的重點。絕大部分地方高校和獨立學院中的大學物理教學也圍繞應用型人才的培養(yǎng)目標，大刀闊斧地進行教學改革。本文簡單介紹了這些年關于大學物理教學改革的工作。

2.1 教學內(nèi)容的改革

提高教學質(zhì)量首要的就是選擇一本合適的教材。市場上有很多大學物理教材及輔導材料，分別針對不同層次的學生，包括重點大學、一般地方性大學、獨立學院的學生甚至網(wǎng)絡、自考等學生。對于獨立學院的學生來說，學生的特點是基礎相對薄弱，學習依賴性強，自信心不足，所以選擇一套內(nèi)容全面、高深的大學物理教材，不會增加他們學習的主動性，甚至可能還有副作用。但如果選擇一套合適的教材在教學過程中可能起到事半功倍的作用，仍以獨立學院來說，內(nèi)容相對淺顯、插圖形象、重點明確的教材可能更恰當。選擇這類教材，大部分學生才有可能在課余時間看書，這就是學生主動學習的表現(xiàn)之一。

其次大學物理教學內(nèi)容上也相應做了一些變動。高校中大學物理是工科學生的必修課之一，且是學習其他專業(yè)基礎課的前提。但是大學物理課程本身的特點是內(nèi)容多而雜、概念抽象、理解困難，而工科是許多應用型學科的總稱，后續(xù)專業(yè)課的學習只是涉及到大學物理的部分內(nèi)容，而不是全部，所以針對不同的專業(yè)，在大學物理的教學中除了做到面面俱到之外還要注意有側重點。比如：對土木工程的學生來講，力學部分非常重要；對于電信專業(yè)的學生來講，可能電磁學內(nèi)容與專業(yè)課關系更加緊密。有教師做過對比，對于后續(xù)課程有幫助的內(nèi)容，學生就到課率、學習態(tài)度、上課的互動以及最后的教學效果來看，相比其他內(nèi)容要好很多。所以大學物理的教學工作，針對不同的專業(yè)特點，課時安排上可以作相應的調(diào)整。這一工作已經(jīng)在很多院校進行了，把大學物理分成A、B、C等幾個類別，每一類別就內(nèi)容、課時安排和教學目標上都有所側重，根據(jù)不同的專業(yè)，選擇不同的類別。

2.2 教學手段的改革

信息技術引入大學物理課程教學，在抽象的概念和形象的圖像之間的建立了聯(lián)系，有效豐富教學資源的同時還可最大限度地激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生對物理概念的理解，增強學生分析和解決復雜實際問題的能力。

信息技術用于教學最常見的就是多媒體技術，最簡單的多媒體可以展示圖片，這些圖片對理解物理概念有輔助作用。例如動量與質(zhì)量和速度兩者都有關，可以通過圖片說明現(xiàn)實生活中如果超載或者超速都會引起動量變大而增加其危險性，這樣一來物理概念就與生活聯(lián)系起來。靜態(tài)的圖片之后，動畫隨后也發(fā)展起來，先有平面動畫，如flash。Flash中還可以通過添加圖片、聲音、視頻等特殊效果，使應用程序更加豐富。平面動畫用簡單的形式表現(xiàn)物理概念，比方光柵衍射的演示可以說明光柵衍射是由單縫衍射和縫間干涉結合起來的綜合效果以及明確缺級的概念。最近兩年教改工作者正在努力嘗試建立起三維仿真物理教學模型。這種三維的仿真物理教學模型，采用軟件模擬物理概念及實驗全過程[3]，使其具體化、生動化、數(shù)據(jù)化、可視化，從而突破了實際課堂上物理內(nèi)容演示所受的課時、場地等條件和環(huán)境的種種限制。三維立體模型功能強大，它具有旋轉、放大、縮小等功能，使用也方便、廣泛，如把它嵌入電子教案，因為形象直觀可以在課堂上與學生全面互動，從多個角度觀察、理解物理概念及物理過程的變化情況；它還方便插入到網(wǎng)頁中，在網(wǎng)絡中觀察，作為網(wǎng)站建設的資源。相信三維立體物理模型如全面投入使用，那在物理課程教學的改革中能產(chǎn)生極大的正面效果?？傊?，信息技術的引入對于“大學物理學”課程教學的改革有著非常積極的促進作用，一方面對學生來說，有助于他們自主學習和個性發(fā)展，另一方面對教師來講，有助于在教學過程中更好地實施啟發(fā)式、討論式和探究式教學[3]，及對學生能力的培養(yǎng)。

2.3 教學形式的改革

課堂的教學形式與上世紀相比已有絕大改觀。電子教案的使用使得教學變得靈活多變，主要表現(xiàn)在電子教案中可以方便的插入圖片、動畫甚至物理模型，使得物理教案內(nèi)容豐富、形式多樣。但是長期使用會使教師越來越依賴電子教案，而使教學變得呆板、匠氣，還有更關鍵的一點是，課時緊張信息量大的情況下，只能通過提高教學的速度來完成教學內(nèi)容，這會使得學生在物理概念理解等方面出現(xiàn)困難。物理概念的掌握程度直接影響了學生解題的正確率和對物理知識的靈活應用能力。1893年J.M.Rice做過關于認知的研究發(fā)現(xiàn)[4]，小孩在記憶幾何的形狀和規(guī)格參數(shù)時，他們只需被告知形狀的名稱和說話的方式，而不需要一個讓孩子單獨理解、思考的過程，但是隨著年齡的增長，理解思考甚至想象越來越重要?，F(xiàn)在面對的是大一大二的學生，這個年齡的人記憶，早已脫離了死記硬背的階段，對知識的掌握更需要理解。而學習物理，首先一個就是對物理概念的深刻理解。有人做過問卷調(diào)查，給相當多數(shù)量的學生做關于物理概念的試卷，考察其掌握程度，試卷采用多項選擇題的形式[5]，但其結果是工科物理學生，特別是獨立學院的學生其得分是相當?shù)偷?。交互式課堂隨之發(fā)展起來，這類課堂更關注學生的參與程度。在課堂上教師與學生有互動，學生不再是處于被動的地位，而是學習的主體。課堂上通過回憶、啟發(fā)、問答等方式，通過圖片的展示、平面動畫的放映甚至物理模型的變形縮放、角度的轉換等加深對物理概念及物理變化過程的理解。這種交互式的課堂能盡可能的激發(fā)學生的學習主動性、積極性。因此，交互式課堂的采用就教學效果上講比傳統(tǒng)文化課程教學更有優(yōu)勢，最明顯的例子就是考試成績明顯要高。

網(wǎng)絡已經(jīng)滲透到社會的各行各業(yè)，網(wǎng)站的建設是大學物理教學改革的又一形式。大學物理課程教學網(wǎng)站，其內(nèi)容覆蓋課內(nèi)與課外、理論與實踐等多個環(huán)節(jié)：包括主頁、物理資源、輔導系統(tǒng)、學生作品等模塊，把課堂從教室內(nèi)延伸至教室外甚至是整個網(wǎng)絡世界，極大地拓展了學生的視野。大學物理課程教學網(wǎng)站的建立目標是整合教學資源，為進行多方位的教學方法和教學手段提供一個完善的教學平臺，從而提高學生的信息素養(yǎng)、探索能力以及創(chuàng)新思維能力。

3 結論

大學物理教學改革是一個循序漸進、與時俱進的過程，所以現(xiàn)階段教學改革還遠不能說成功，還有待發(fā)展和改進的地方，譬如：實時反饋機制還不夠完善，有很大深入工作的空間。

總之，教學內(nèi)容、手段、方法的發(fā)展和改進能夠有效提高教與學。對學生而言，學習物理的積極性、主動性提高，物理知識的掌握和應用能力有所提高，更有利于后續(xù)專業(yè)課程的學習；對教師來講，在教學改革的過程更加了解學生，從而在以后的教學中更能夠做到有的放矢，提高大學物理的教學質(zhì)量，更好的服務基礎學科的教學。

參考文獻

[1] 吳阿林.應用型人才的層次結構及其指標體系的研究[J].黑龍江高教研究.2006，(11):122~124.

[2] 胡南，李鐵.應用型人才培養(yǎng)目標與大學物理教學改革[J]， 物理與工程. 2010 .(20): 51~53

[3] 吳天剛，王祖源.(物理教學數(shù)字化平臺)之技術特征.數(shù)字技術與應用. 2011(6):162~163.

[4] J. M. Rice， The Public-School System of the United States[M]. The Century co. 1893

[5] Robert Beichner. An Introduction to Physics Education Research[M]. Getting Started in PER. 2009