大學(xué)物理課程研究性學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建

徐志君　施建青

摘要：基于當(dāng)前地方工科院校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，本文提出大學(xué)物理教學(xué)改革的核心是轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)模式。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，形成研究性學(xué)習(xí)模式，作者從校園物理文化建設(shè)、課程教學(xué)開放、滲透研究性學(xué)習(xí)理念的融合教學(xué)和教學(xué)評價多元化等四個方面進(jìn)行了改革和實踐。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理教學(xué)改革；研究性學(xué)習(xí)

通過對大學(xué)一年級學(xué)生學(xué)習(xí)情況的問卷調(diào)查和大學(xué)物理教學(xué)情況的分析表明，當(dāng)前地方工科院校大學(xué)物理（含實驗）教學(xué)存在的主要問題是學(xué)生主動探究問題的意識薄弱，自主性、研究性學(xué)習(xí)能力差。造成這一問題的主要原因是中學(xué)長期以來的應(yīng)試教育，導(dǎo)致學(xué)生逐步形成了接受式學(xué)習(xí)的思維定勢，這使得學(xué)生對教師產(chǎn)生過強(qiáng)的依賴性，缺乏主動性，怠于思考。而現(xiàn)行的大學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)大多延續(xù)知識導(dǎo)向型的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化了這種接受式學(xué)習(xí)的習(xí)慣。就大學(xué)基礎(chǔ)教育而言，激發(fā)大學(xué)生求知的熱情與探究之心比教知識本身更重要。因此，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主性、研究性學(xué)習(xí)能力，形成研究性學(xué)習(xí)的模式，正是大學(xué)教育的核心問題。特別是面對剛?cè)雽W(xué)新生的大學(xué)物理課程教學(xué)，在傳授知識的同時，著重培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)的能力，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，使學(xué)生真正學(xué)會學(xué)習(xí)，尤其重要。

為此，我們圍繞這一教育核心問題，從校園物理文化的建設(shè)、課程教學(xué)的開放、滲透研究性學(xué)習(xí)理念的融合教學(xué)和教學(xué)評價的多元化等四個方面進(jìn)行改革和實踐，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，以期構(gòu)建大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)模式。

一、改革理念與路徑

培養(yǎng)學(xué)生自主性、研究性學(xué)習(xí)能力，需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從以教師為中心的傳授知識觀向以學(xué)生為中心的知識建構(gòu)觀轉(zhuǎn)變，引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生自主構(gòu)建所學(xué)的物理知識和體系，讓學(xué)生感到所學(xué)的知識有自己的印跡和“體溫”；需要有新的課程理念，從知識傳授型課程向能力培養(yǎng)型課程轉(zhuǎn)變，課程不再囿于大綱和考試，要有開放性，滲透研究性教學(xué)的思想；在教學(xué)評價上，以多元化方式融入研究性學(xué)習(xí)能力的評價手段，引導(dǎo)學(xué)生走向主動學(xué)習(xí)和探究，逐步形成研究性學(xué)習(xí)模式。

基于這樣的改革理念，我們認(rèn)為大學(xué)物理課程改革應(yīng)首先從校園物理文化氛圍的營造入手，以喚起學(xué)生好奇心和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點；其次，推動課程教學(xué)從封閉走向開放，把具有親和性、發(fā)展性、質(zhì)疑要素的原始文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源融合到課程教學(xué)之中；再次，針對大學(xué)物理教學(xué)情況，滲透研究性學(xué)習(xí)，改造、提升傳統(tǒng)的物理教學(xué)，形成融合的教學(xué)新思想；最后，改革課程評價體系，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，推動課程改革順利進(jìn)行。

二、改革實踐

1.營造校園物理文化氛圍，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

不可否認(rèn)，當(dāng)前地方工科院校校園物理文化日趨淡化，這對物理教學(xué)極其不利。因此，大學(xué)物理教學(xué)改革不能僅限于課堂上的努力，應(yīng)把著眼點首先放在營造物理文化氛圍上，讓跨進(jìn)校園的大學(xué)新生，不僅感受到物理學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的根基，也是現(xiàn)代科學(xué)前沿領(lǐng)域最有創(chuàng)造性和富有成果的學(xué)科，而且讓學(xué)生充分體會到物理學(xué)是有趣的、有用的，是值得好好學(xué)習(xí)的一門學(xué)科。為此，我們每年舉辦全校性的物理文化節(jié)，營造物理文化氛圍。例如，每年10月受聘我校維爾切克量子中心的首席科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎獲得者維爾切克教授面向全校學(xué)生作物理學(xué)前沿的講演報告，大大激發(fā)了學(xué)生對物理學(xué)的好奇和興趣；與學(xué)生社團(tuán)聯(lián)合，設(shè)立面向全校學(xué)生的“格致杯”物理創(chuàng)新大賽，營造自主性、研究性學(xué)習(xí)氛圍；用多媒體技術(shù)展示物理學(xué)前沿和現(xiàn)代技術(shù)，打造物理文化走廊；開放探究演示實驗，使物理可以被“觸摸”，融動手實踐與理論學(xué)習(xí)于一體，喚起了學(xué)生對物理的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。

2.走教學(xué)開放之路，形成開放性教學(xué)

我們通過查閱學(xué)校圖書館學(xué)生借閱物理類書籍的記錄了解到，大學(xué)物理教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和習(xí)題解答之類的圖書借閱量占到總閱量的89%。這是一個令人吃驚的結(jié)果，說明學(xué)生的學(xué)習(xí)資源太封閉，閱讀視野太窄。這也從一個側(cè)面說明，我們的物理教學(xué)仍然走在封閉的、以考綱為中心的接受式學(xué)習(xí)的體系中。物理教學(xué)改革亟須打破這樣的束縛，使物理教學(xué)從封閉走向開放，形成開放性教學(xué)。

為此，我們采取了以下教學(xué)改革措施：一是把原始文獻(xiàn)的閱讀引入課堂教學(xué)，將知識置于歷史的動態(tài)發(fā)展過程之中，讓學(xué)生感到自己是知識發(fā)展的參與者、批評者。如在光電效應(yīng)的教學(xué)中，引入一段愛因斯坦的原文，并要求學(xué)生課后閱讀“論愛因斯坦《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點》一文的得失”。這樣會使學(xué)生不懼權(quán)威，形成批判性思維的習(xí)慣。

二是把網(wǎng)絡(luò)引入到課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生走出課本，為自主學(xué)習(xí)拓展學(xué)習(xí)空間?；ヂ?lián)網(wǎng)資源為物理學(xué)習(xí)提供了無限可能，不論原始文獻(xiàn)的查找，還是科學(xué)的最新進(jìn)展，均能與課堂教學(xué)無縫對接，從而大大拓展了教學(xué)視野，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。比如講到激光時，讓學(xué)生搜索有關(guān)原子激光方面的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行對比學(xué)習(xí)；講到經(jīng)典駐波時，讓學(xué)生上網(wǎng)了解量子圍欄方面的知識，從而拓展了駐波的教學(xué)內(nèi)容。

三是適時地把物理與當(dāng)代科技熱點對接。例如，新能源、新材料、探月工程、環(huán)境保護(hù)等均與物理密切相關(guān)，在課間適時對接，不僅可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，更可以把物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步拓展，把一門課程的學(xué)習(xí)拓展為一個學(xué)科的研讀。

3.滲透研究性學(xué)習(xí)，開展融合教學(xué)

在課堂教學(xué)中存在兩種不同的學(xué)習(xí)方式，即接受式學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，它們并非對立，而是應(yīng)該讓兩種學(xué)習(xí)方式各自發(fā)揮自己的長處，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，從而更好地實現(xiàn)課堂教學(xué)的目標(biāo)。因此，通過滲透，形成融合的教學(xué)思路，是非常適合當(dāng)前大學(xué)物理課堂教學(xué)的。我們強(qiáng)調(diào)的滲透和融合，既包含教育思想和理念的滲透與融合，把研究性學(xué)習(xí)的教育理念逐步整合到傳統(tǒng)教學(xué)中，以改造和提升傳統(tǒng)教學(xué)；同時，也包含學(xué)習(xí)方式的融合，使學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)的逐步滲透中，漸漸地轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，從單一接受式學(xué)習(xí)中走出來，養(yǎng)成研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（1）滲透研究性學(xué)習(xí)理念，改進(jìn)講授式教學(xué)。比如，對一些重要物理概念的教學(xué)，通過演示或動畫，展示物理現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生興趣，然后，從中提出問題，與學(xué)生開展互動討論，形成基于問題的互動式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建起物理概念。對重要物理規(guī)律的教學(xué)，也是從觀察物理現(xiàn)象入手，引導(dǎo)學(xué)生自主建立物理模型，探究物理規(guī)律，運(yùn)用物理規(guī)律。這樣的教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的同時，更重要的是經(jīng)歷了知識的發(fā)現(xiàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生參與知識的建構(gòu)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性會被激發(fā)出來，從而逐步形成研究性學(xué)習(xí)的模式。

（2）注重內(nèi)容關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)課內(nèi)教學(xué)與課外自主學(xué)習(xí)相融合。大學(xué)物理涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)等內(nèi)容，范圍廣，知識量大，而近年來地方工科院校大學(xué)物理課時數(shù)相對不足。因此，可充分利用物理學(xué)知識的關(guān)聯(lián)性，開展課內(nèi)教學(xué)與課外自主學(xué)習(xí)的融合。比如，引力場及引力勢能可以安排在課內(nèi)教學(xué)，而與引力場類似的靜電場及電勢能則安排學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)，再通過課堂討論來總結(jié)靜電場規(guī)律。教學(xué)上一詳一簡，既讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，又留給學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

（3）改進(jìn)課后練習(xí)，形成多種練習(xí)形式的有機(jī)融合。大學(xué)物理課后練習(xí)是學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過大學(xué)物理教學(xué)共同體同仁們多年的努力，建立了試題庫，形成了大量規(guī)范的題目，便于學(xué)生練習(xí)，提高學(xué)習(xí)能力。但是，注重規(guī)范性、理想化的試題使得課后練習(xí)變得程式化，對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不利。為了使課后練習(xí)更具研究性學(xué)習(xí)特點，我們從三方面進(jìn)行了改造：一是逆物理建模過程來改造習(xí)題，即教學(xué)建模是對自然現(xiàn)象的純化、簡化后提升為物理模型，許多習(xí)題也是以此思想命制的。設(shè)定的種種條件，使問題變得簡單。我們的做法就是把限制條件去掉或放寬，使得題目有一定挑戰(zhàn)性。如簡振子問題，如果彈簧質(zhì)量不能忽略，其振動周期如何變化？再如單擺問題，擺長有微小變化，其周期怎樣？二是在各章節(jié)內(nèi)容講授完后，要求學(xué)生對所做練習(xí)題進(jìn)行總結(jié)，梳理題目類型和基本解題策略。三是要求學(xué)生創(chuàng)新題目，論證解題，最終命制試題。通過對傳統(tǒng)練習(xí)模式的改革，使物理課程練習(xí)更富有挑戰(zhàn)性和個性化。在傳統(tǒng)課后習(xí)題的基礎(chǔ)上，每章節(jié)融合進(jìn)這三種練習(xí)形式，使課后練習(xí)也從封閉走向開放，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，取得了良好的教學(xué)效果。

（4）課內(nèi)與課外相融合，培養(yǎng)學(xué)生主動創(chuàng)新能力。創(chuàng)新已成為學(xué)校工作的主旋律，特別是學(xué)生社團(tuán)，每年都舉辦一系列創(chuàng)新大賽，許多競賽與物理學(xué)密切相關(guān)。因此，大學(xué)物理教學(xué)要與學(xué)生社團(tuán)密切結(jié)合，而學(xué)生社團(tuán)也渴望物理教師的參與和指導(dǎo)。因此，大學(xué)物理教學(xué)與學(xué)生競賽相融合，把科技創(chuàng)新活動納入大學(xué)物理的教學(xué)體系之中，使教學(xué)與各種創(chuàng)新成為一個相互促進(jìn)的整體，開展基于項目的研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。若競賽取得了成績，學(xué)生大學(xué)物理的成績可加分，教師能獲得學(xué)院的獎勵。

4.統(tǒng)一考試與多樣性評價相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式

當(dāng)前，研究生保送、獎學(xué)金評定等政策與學(xué)業(yè)成績相關(guān)度高，學(xué)生非常重視課程成績，因此大學(xué)物理課程評價仍是引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的有效指揮棒。所以，量大面廣的基礎(chǔ)課不能再沿襲傳統(tǒng)的一考定成績的教學(xué)評價模式，而需要探索研究性學(xué)習(xí)能力評價的新機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

經(jīng)過幾年探索與嘗試，我們把期末統(tǒng)考的權(quán)重降到50%，另外50%的權(quán)重開展多樣性評價。一是互評型課程論文答辯。每學(xué)期初，教師提供一系列論文選題，學(xué)生也可以自擬題目，但要求題目源于物理。學(xué)期結(jié)束時，組織課程論文答辯，并以師生共評和學(xué)生互評的方式，讓教學(xué)班的全體學(xué)生和教師一起參與答辯論文的評價打分（教師權(quán)重50%，學(xué)生權(quán)重50%）。通過這種方式，引導(dǎo)學(xué)生查找資料、自主研究，并學(xué)習(xí)科技文章的撰寫，提高了研究性學(xué)習(xí)能力和口頭表達(dá)能力。二是借用網(wǎng)絡(luò)軟件開展課堂即時評價，注重學(xué)習(xí)過程的評估，及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師動態(tài)調(diào)整教學(xué)策略。把這種評價結(jié)果納入學(xué)期總評成績中，可推動學(xué)生課前預(yù)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。三是建立學(xué)生自主學(xué)習(xí)測試網(wǎng)站，測試題目以選擇題和填空題為主，學(xué)生登錄后可自行選擇測試內(nèi)容，測試滿意后可提交，學(xué)生即時可看到測試成績。若對成績不滿意，可通過進(jìn)一步自學(xué)，再次隨機(jī)組卷進(jìn)行測試。網(wǎng)站后臺可自動記錄學(xué)生每次的測試成績、測試內(nèi)容的范圍，測試次數(shù)等詳細(xì)信息，并在學(xué)期結(jié)束時，統(tǒng)計學(xué)生參與測試的總次數(shù)和平均成績。四是把課外科技競賽活動融入物理教學(xué)中，鼓勵學(xué)生參加各類物理競賽、與物理有關(guān)的科技創(chuàng)新活動。我們根據(jù)學(xué)生獲獎的等級，制定了加分細(xì)則。這一做法，大大提高了學(xué)生參與課外活動的熱情。以浙江省大學(xué)生物理競賽為例，我校年年是學(xué)生參賽比例最高、成績最優(yōu)的省屬高校。

除了這些被教師共同采納的評價方法外，也鼓勵教師把自己的科研與教學(xué)結(jié)合，進(jìn)行有個性化的評價，形式不限，但需要把評價依據(jù)和成績報系里備案。

三、效果與思考

通過改革，我校大學(xué)物理教學(xué)生態(tài)環(huán)境有了明顯的好轉(zhuǎn)。比如，我校每年參加浙江省大學(xué)生物理創(chuàng)新競賽的學(xué)生數(shù)達(dá)到近3000人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他省屬高校。經(jīng)過兩輪的改革與實踐，我們再次查閱了學(xué)生借閱物理類書籍的情況，統(tǒng)計數(shù)據(jù)有了較明顯的好轉(zhuǎn)，借閱大學(xué)物理教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和習(xí)題解答類圖書的比例下降到67%，而借閱其他類圖書的比例有了較大的上升，從原來的11%上升到33%。這從一個側(cè)面反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)更加積極主動。但要扭轉(zhuǎn)學(xué)生長期以來形成的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維定勢，道路艱難而漫長。只要我們有了研究性教學(xué)的理念，形成教研文化，并不斷實踐，相信大學(xué)物理教學(xué)能有效引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣，使研究性學(xué)習(xí)成為我國大學(xué)生學(xué)習(xí)的常態(tài)。

[責(zé)任編輯：夏魯惠]