作業(yè)和測(cè)驗(yàn)的藝術(shù)

摘 要：研究型教學(xué)是一種新的教學(xué)模式，能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化學(xué)生的“自主研究”。作業(yè)和測(cè)驗(yàn)，是教學(xué)過(guò)程中最常見(jiàn)，也是最容易實(shí)踐的活動(dòng)。本文以親身講授的《電磁學(xué)》為例，重點(diǎn)從作業(yè)和測(cè)試的安排上進(jìn)行的新嘗試，組織和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究型的教學(xué)活動(dòng)，來(lái)驗(yàn)證這一新模式的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：研究型物理教學(xué) 電磁學(xué) 作業(yè)和測(cè)試

中圖分類(lèi)號(hào)：G652.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2014）05（a）-0109-02

在一般大眾眼中，物理學(xué)一直是以枯燥艱深的形象出現(xiàn)的。這一認(rèn)識(shí)在很大程度上來(lái)自于我們傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式。從初中、高中到大學(xué)，我們印象中的物理課程都是以課堂授課為主，輔以課后布置的習(xí)題和設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)操作。但是，隨著教育教學(xué)改革的深入發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)—以知識(shí)為中心的傳授模式非常不適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要，這一傳統(tǒng)的教學(xué)模式正在發(fā)生深刻的變革。國(guó)外一些大學(xué)正在嘗試引入一種新的研究型物理教學(xué)方法，包括在教學(xué)過(guò)程中具體采用的方法（即一般意義上的教學(xué)方法）、教學(xué)組織形式、使用的各種電子或非電子教學(xué)媒體、教學(xué)語(yǔ)言、教學(xué)藝術(shù)風(fēng)格、課堂管理技術(shù)等諸多方面，可以說(shuō)在教學(xué)過(guò)程中師生雙方為了教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行、達(dá)到一定的教學(xué)目的而采取的一切途徑、方法和手段都屬于教學(xué)方法的范疇。在這一新模式下，學(xué)生將更多的參與互動(dòng)，甚至將主導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，而教師在這個(gè)過(guò)程中更多地起到組織和引導(dǎo)的作用。由于條件所限，本人在《電磁學(xué)》的教學(xué)中并沒(méi)有完全采用這一模式，只是在作業(yè)和測(cè)試的安排上進(jìn)行了一些嘗試。

一個(gè)好的教學(xué)過(guò)程應(yīng)該是充滿互動(dòng)的，其中必須包括兩個(gè)重要的元素：（1）我們要為學(xué)生提供一些活動(dòng)，以鼓勵(lì)他們思考。這些活動(dòng)既包括課上活動(dòng)，如聽(tīng)講、記筆記、做實(shí)驗(yàn)，也包括課下活動(dòng)，如讀書(shū)、做作業(yè)等。（2）這些活動(dòng)中必須包括雙向的反饋機(jī)制。作為教師，我們需要時(shí)刻掌握學(xué)生在做什么，以及從中學(xué)到了什么。作為學(xué)生，則需要了解自己是否達(dá)到了課程要求，以及如何達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)。作業(yè)和測(cè)驗(yàn)，是教學(xué)過(guò)程中最常見(jiàn)，也是最容易實(shí)踐的活動(dòng)。下面，我分別敘述自己在這兩方面進(jìn)行的嘗試。

1 作業(yè)

作業(yè)是在教學(xué)過(guò)程中最常見(jiàn)的由學(xué)生主導(dǎo)的環(huán)節(jié)之一，對(duì)物理教學(xué)尤其如此。絕大多數(shù)物理教師都認(rèn)為只有通過(guò)做習(xí)題，學(xué)生才能真正學(xué)好物理。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)是由一系列需要記住的“定律”和“公式”堆砌而成的。而他們只要熟練記住這些定律和公式，并通過(guò)題海戰(zhàn)術(shù)加以熟練應(yīng)用，就算是學(xué)好了物理。只有很少的學(xué)生能主動(dòng)深入理解概念、建立正確的知識(shí)結(jié)構(gòu)、并培養(yǎng)自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。布置作業(yè)當(dāng)然對(duì)物理學(xué)習(xí)非常重要，但如果不得當(dāng)，反而有可能助長(zhǎng)“死記硬背+題海戰(zhàn)術(shù)”的思想。

在大多數(shù)國(guó)內(nèi)《電磁學(xué)》的教科書(shū)中，我發(fā)現(xiàn)很多內(nèi)附的習(xí)題都有可能向?qū)W生傳達(dá)這一錯(cuò)誤信號(hào)。對(duì)很多學(xué)生而言，他們解題的方法就是從書(shū)中找到和題目有關(guān)的公式，如果會(huì)應(yīng)用就應(yīng)用，如果不會(huì)就抄下來(lái)得一部分成績(jī)。長(zhǎng)此以往，他們就養(yǎng)成了記公式套公式的習(xí)慣，而忽視了作業(yè)最基本的目的：促使他們思考和理解。為了改變這一狀況，我減少了習(xí)題的數(shù)目，作為替代，我為他們布置一些難度較大、或是論述類(lèi)和分析類(lèi)的題目。在這些題目中，我盡量真實(shí)地還原現(xiàn)實(shí)世界的情況，不再為學(xué)生削減多余的信息，我希望用這種方式來(lái)促使他們思考，并培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。一開(kāi)始，學(xué)生對(duì)這類(lèi)問(wèn)題大多表示不適應(yīng)，這時(shí)需要教師及時(shí)地反饋、指導(dǎo)和鼓勵(lì)。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的鍛煉后，大部分同學(xué)在面臨問(wèn)題時(shí)都能主動(dòng)地分析，即使分析中出現(xiàn)了偏差，我認(rèn)為也是一大進(jìn)步。

在布置了作業(yè)之后，及時(shí)地批改和反饋也是非常重要的環(huán)節(jié)。在學(xué)生看來(lái)，他們經(jīng)過(guò)深思熟慮后完成的作業(yè)，如果能得到足夠的重視和反饋，將極大地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。反之，如果教師拖了一個(gè)星期才發(fā)還作業(yè)，即使對(duì)每份作業(yè)都認(rèn)真批改，也會(huì)使效果大打折扣。在這種情況下，學(xué)生很有可能會(huì)忽略我們的批改，從而使這個(gè)方向的反饋失效。

2 測(cè)驗(yàn)

測(cè)驗(yàn)也是傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程經(jīng)常運(yùn)用的手段之一。但傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)存在一些無(wú)法避免的限制。例如，由于閱卷的工作量相當(dāng)繁重，很多時(shí)候教師不得不選取相對(duì)容易判斷對(duì)錯(cuò)的問(wèn)題，包括復(fù)述正確的概念、完成一些數(shù)學(xué)計(jì)算，等等。而這些題目的設(shè)置，卻不可避免地向?qū)W生傳遞了錯(cuò)誤的信號(hào)——“這些知識(shí)是你們需要記住的”。

為了鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考和分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)測(cè)驗(yàn)題目的時(shí)候需要非常謹(jǐn)慎。事實(shí)上，如果考題大多來(lái)自作業(yè)，學(xué)生就會(huì)在考試前復(fù)印同學(xué)的作業(yè)或習(xí)題解答并加以背誦；如果考題大多是對(duì)公式的應(yīng)用，學(xué)生就會(huì)盡量多地記住書(shū)上的公式，而完全忽略其中的邏輯關(guān)系；而如果我們讓學(xué)生帶一張公式表進(jìn)入考場(chǎng)，且只出公式表上相關(guān)的題目，學(xué)生甚至連公式都不會(huì)去記，而只靠題海戰(zhàn)術(shù)練習(xí)演算。

除了測(cè)驗(yàn)題目的選擇，對(duì)測(cè)驗(yàn)的安排和處理也是非常重要的。對(duì)學(xué)生而言，測(cè)驗(yàn)其實(shí)是一個(gè)非常好的總結(jié)和反饋的機(jī)會(huì)，但大多數(shù)學(xué)生不會(huì)利用這個(gè)機(jī)會(huì)。當(dāng)他們考的不好時(shí)，他們會(huì)苦惱，但不會(huì)從中尋找有用的信息。為此，我在安排測(cè)驗(yàn)時(shí)會(huì)采用如下的方式。

（1）每個(gè)學(xué)期我會(huì)安排三次測(cè)驗(yàn)。

（2）測(cè)驗(yàn)都安排在每個(gè)階段的習(xí)題課講完之后。

（3）試卷將會(huì)在下一堂課之前批改完成。

（4）在下一堂課伊始，我會(huì)先把試卷發(fā)給學(xué)生，并在課上評(píng)講試卷，尤其是計(jì)算題會(huì)詳細(xì)講述分步驟評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)。

（5）我鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)尋找打分的錯(cuò)誤，或是通過(guò)向我解釋他們的思路以提高成績(jī)。我會(huì)讓他們提交一份修改成績(jī)的申請(qǐng)，詳細(xì)解釋為什么他們覺(jué)得自己應(yīng)該得到更高的成績(jī)。

（6）如果學(xué)生對(duì)自己的成績(jī)不滿意，可以參加一次課外補(bǔ)考（補(bǔ)考的題目不同于原始的試卷）。補(bǔ)考成績(jī)不會(huì)取代原始成績(jī)，學(xué)生的最終成績(jī)是兩次考試的平均。

（7）我會(huì)向他們?cè)敿?xì)說(shuō)明，如果不認(rèn)真分析原始試卷中的錯(cuò)誤，補(bǔ)考后的成績(jī)很可能更低，如果想取得更高的成績(jī)，則需要好好彌補(bǔ)以前知識(shí)的漏洞。

（8）我會(huì)告訴學(xué)生每道考題的平均得分，而期末考試中至少會(huì)有一道題目源自測(cè)驗(yàn)中學(xué)生表現(xiàn)最差的題目。

我希望通過(guò)這些安排，向?qū)W生傳遞一個(gè)清晰的信號(hào)，即及時(shí)地分析試卷和彌補(bǔ)不足是測(cè)驗(yàn)最重要的功能。

3 題目設(shè)置

無(wú)論是作業(yè)還是測(cè)驗(yàn)，我都會(huì)嘗試不同于傳統(tǒng)物理考試的題目類(lèi)型，其目的只有一個(gè)，即通過(guò)題目設(shè)置鼓勵(lì)學(xué)生深入思考和理解。我嘗試的題目類(lèi)型包括。

3.1 圖像判斷題

此類(lèi)型題目的原理在于鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)不同的表象認(rèn)識(shí)同一個(gè)概念，拋開(kāi)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)本質(zhì)，而這正是物理學(xué)習(xí)的精髓。對(duì)于一個(gè)初學(xué)者，經(jīng)常遇到的困難是在頭腦中建立正確的物理圖像，并依靠這些圖像而非公式進(jìn)行判斷和分析。例如，我會(huì)用語(yǔ)言描述一個(gè)物理過(guò)程（如帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)），由學(xué)生選擇正確表示這一過(guò)程的圖示；又如，我會(huì)用公式給出一個(gè)電磁場(chǎng)的分布，然后由學(xué)生選擇正確的圖示。我發(fā)現(xiàn)，這一類(lèi)型的題目能很有效地幫助學(xué)生建立物理圖像，從而幫助更深入地理解概念。

3.2 排序題

此類(lèi)型題目的原理是需要學(xué)生根據(jù)所掌握的概念，進(jìn)行定性或半定量的分析。例如，我會(huì)給出6個(gè)電荷組的排布方式，讓學(xué)生將靜電能按從大到小的順序排列。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅需要掌握靜電能的概念，還需要了解能夠影響靜電能的因素，以及這些因素產(chǎn)生影響的方式。

3.3 文字論述題

文字論述題是我發(fā)現(xiàn)最能反應(yīng)學(xué)生思維方式的一類(lèi)題目。在這類(lèi)題目中，我會(huì)描述一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界中常見(jiàn)的情況，所有過(guò)程都是我們?cè)谌粘Ｉ钪惺熘?，然后要求學(xué)生利用物理學(xué)原理進(jìn)行分析并得出結(jié)論?；卮鸬年P(guān)鍵是需要學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)，邏輯嚴(yán)密、思路清晰地用文字表述好自己的論點(diǎn)、論據(jù)和論證過(guò)程。在有些情況下，題目甚至沒(méi)有一個(gè)確定的答案，評(píng)分完全依據(jù)學(xué)生在論述中的表現(xiàn)。文字論述題的價(jià)值在于以下三點(diǎn)：首先，我們都知道學(xué)好一個(gè)知識(shí)和把這個(gè)知識(shí)講好，代表理解程度的兩個(gè)不同層次，而文字論述題恰恰是從更高的程度要求學(xué)生把頭腦中的話講出來(lái)，考察了他們對(duì)概念的理解；其次，文字論述題的選材根植于日常生活，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力；再次，此類(lèi)題目由于取材貼近生活，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

3.4 估算題

最早將估算題作為物理學(xué)習(xí)研究手段的是著名物理學(xué)家費(fèi)米。他提出的類(lèi)似于“芝加哥有多少理發(fā)師？”的題目，會(huì)在以下四個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。

（1）訓(xùn)練邏輯推理能力。

（2）對(duì)數(shù)值的數(shù)量級(jí)進(jìn)行操作。

（3）正確運(yùn)用有效數(shù)字。

（4）對(duì)日常生活的定量化描述。

例如，我會(huì)在學(xué)期初的作業(yè)中要求學(xué)生估算北京市由于電腦待機(jī)每天所耗費(fèi)的電量。為了完成這一過(guò)程，學(xué)生首先要調(diào)研電腦待機(jī)的一般耗電量，然后從北京市的常住人口估算電腦的數(shù)量，再通過(guò)待機(jī)時(shí)間估算耗電量。在批改作業(yè)的時(shí)候，我會(huì)對(duì)每一步推理都分別給分，并在習(xí)題課的時(shí)間詳細(xì)闡明。隨著學(xué)期的進(jìn)行，當(dāng)學(xué)生對(duì)這類(lèi)題目越來(lái)越熟悉的時(shí)候，我會(huì)加入物理性更強(qiáng)的估算，例如：變電站附近的電磁輻射強(qiáng)度，等等。

3.5 論文題

論文題是對(duì)學(xué)生要求更高，考察也更全面的題型。它不僅需要學(xué)生對(duì)物理概念有更深的理解，還需要他們有一定的創(chuàng)新精神。例如，我在講授完光電效應(yīng)之后，會(huì)布置一道論文題，“假設(shè)光子的色散關(guān)系不是線性的，而是和動(dòng)量平方成正比，那么光電效應(yīng)的規(guī)律會(huì)發(fā)生什么樣的改變？”在講授麥克斯韋電磁場(chǎng)理論后，我會(huì)再布置一道論文題，“本學(xué)期我們?cè)谡n堂上介紹了電場(chǎng)和磁場(chǎng)，請(qǐng)解釋為什么需要引入場(chǎng)的概念？請(qǐng)比較電場(chǎng)和磁場(chǎng)異同，至少列出一個(gè)相似點(diǎn)和一個(gè)不同點(diǎn)?！庇捎谡撐念}對(duì)學(xué)生的考察非常廣泛，且需要更多的知識(shí)，我一般不會(huì)在考試中選擇此類(lèi)題型。當(dāng)作業(yè)中布置此類(lèi)題時(shí)，我還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生廣泛調(diào)研，相互討論。

以上三點(diǎn)，是我在不長(zhǎng)的本科教學(xué)工作中進(jìn)行的嘗試。通過(guò)幾屆學(xué)生的反饋，也產(chǎn)生了一定效果?！峨姶艑W(xué)》是物理專業(yè)學(xué)生的必修課，它是一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)許多后續(xù)課程的知識(shí)基礎(chǔ)，它的基本原理在現(xiàn)代科技領(lǐng)域有許多廣泛的應(yīng)用，它的研究方法對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)或科研有深遠(yuǎn)的影響。本人會(huì)在以后的工作中繼續(xù)努力，改變“粉筆加黑板”的傳統(tǒng)，適當(dāng)采用現(xiàn)代教育技術(shù)，在教學(xué)方式方法、課程編排、課堂組織形式等方面借鑒更多國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，把《電磁學(xué)》這門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課講好講精。

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