互聯(lián)網(wǎng)時代大學(xué)物理探究式教學(xué)設(shè)計與實踐

劉揚正+崔云康

[摘 要]利用互聯(lián)網(wǎng)提供的交流平臺和在線功能，以課題研究為教學(xué)內(nèi)容組織和實施大學(xué)物理探究式教學(xué)，達到理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的教學(xué)目標；以學(xué)習(xí)小組自主開展課題研究為教學(xué)模式，實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和提升學(xué)生研究能力的目的；以課題研究的全過程和學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師評價構(gòu)建多元教學(xué)評價體系，使得評價結(jié)果更加科學(xué)、客觀和合理。

[關(guān)鍵詞]互聯(lián)網(wǎng)；探究式教學(xué)；課題研究；協(xié)助學(xué)習(xí)

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）11-0001-04

人類進入互聯(lián)網(wǎng)時代，人們的思維方式、生活方式、工作方式、學(xué)習(xí)方式都發(fā)生了巨大的變化，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及，“互聯(lián)網(wǎng)+”正成為這個時代的主題，促使人類社會的各種關(guān)系和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。李克強總理在《政府工作報告》中八次提及互聯(lián)網(wǎng)并提出“互聯(lián)網(wǎng)+”這個概念，使得“互聯(lián)網(wǎng)+”在中國迅猛發(fā)展，同時給每個人帶來了機遇、希望和挑戰(zhàn)。那么，在中國的高等教育領(lǐng)域，“互聯(lián)網(wǎng)+”的深遠影響和重要作用體現(xiàn)在哪些方面？主要體現(xiàn)在教育內(nèi)容的持續(xù)更新、教育模式的不斷變化和教育評價日益多元?？傊袊母叩冉逃诮?jīng)歷著互聯(lián)網(wǎng)時代的洗禮。[1]

大學(xué)物理作為高等學(xué)校普遍開設(shè)的公共基礎(chǔ)課程，對學(xué)生知識體系的構(gòu)建和思維能力的訓(xùn)練都有著不可替代的地位，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力起著至關(guān)重要的作用[2]。那么，大學(xué)物理課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評價方面如何適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代的變化并迎接挑戰(zhàn)？大學(xué)物理探究式教學(xué)充分利用互聯(lián)網(wǎng)為教學(xué)提供優(yōu)越的環(huán)境和有力的保障，實現(xiàn)將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計為以解決工程應(yīng)用實際問題為主的個性化探究性課題[3]，達到物理知識學(xué)了能用、學(xué)了知用、學(xué)了會用、學(xué)了敢用的教學(xué)目標；將教學(xué)模式設(shè)計為以學(xué)生小組協(xié)助學(xué)習(xí)為主體，教師全程指導(dǎo)為主導(dǎo)，以解決探究性課題中的問題為切入口[4]，從開題報告、中期檢查報告到結(jié)題報告全過程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究意識，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力；將教學(xué)評價設(shè)計為全過程跟蹤考察，學(xué)生自評、學(xué)生互評和教師評價三結(jié)合[5]，實現(xiàn)教學(xué)評價從關(guān)注結(jié)果向關(guān)注過程轉(zhuǎn)變，從教師一言堂向多元化轉(zhuǎn)變。大學(xué)物理探究式教學(xué)體系設(shè)計如圖1所示。

一、教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)與利用

為了開展大學(xué)物理課程探究式教學(xué)，構(gòu)建課程探究式教學(xué)體系，架設(shè)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與社會之間溝通交流的平臺，建設(shè)大學(xué)物理探究式教學(xué)網(wǎng)站，申請到二級域名的網(wǎng)址即http：//phylee.njit.edu.cn， 如圖2。教學(xué)網(wǎng)站要具備滿足學(xué)生獲取進行探究式學(xué)習(xí)的知識、獲得探究式研究課題、提交探究式課題研究報告和教師及時指導(dǎo)學(xué)生在探究式學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的各種問題四大功能，學(xué)生學(xué)習(xí)小組的個性化研究和師生的在線交流與指導(dǎo)是教學(xué)網(wǎng)站的特色。

學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，學(xué)習(xí)小組由5位學(xué)生組成，推選組長1名，負責(zé)全組同學(xué)在課題研究中的任務(wù)分工，確定探究式研究課題，落實各階段的研究任務(wù)和研究進度。學(xué)生之間既有明確的任務(wù)分工，更有學(xué)生之間的協(xié)助學(xué)習(xí)[6]，為共同完成學(xué)習(xí)目標團結(jié)一致，克服各種困難。每個學(xué)習(xí)小組根據(jù)成員的學(xué)習(xí)興趣和知識結(jié)構(gòu)，確定擬開展的研究課題。研究課題必須是獨立的和唯一的，保證每個學(xué)習(xí)小組的課題都不相同。研究課題必須滿足兩個方面的要求：一是要有明確的物理思想，是某一物理理論或物理原理的具體應(yīng)用。二是要解決工程實際或日程生活中的具體問題，有明確的可操作性，包括使用的實驗儀器，具體的實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)記錄和分析，實驗結(jié)果表述和討論。

學(xué)習(xí)小組利用網(wǎng)站獲取研究課題并分析其可行性，撰寫開題報告。開題報告要明確研究課題的名稱，研究涉及的物理知識或基本原理，研究要達到的目標和解決的實際問題，實施研究步驟和使用到的物理儀器，以及明確小組成員的具體分工和開展研究的時間表。研究時間控制在一個學(xué)期中間的6周，其中開題報告用時1周，研究過程用時4周，結(jié)題報告和成果交流展示用時1周。學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)站上提交開題報告供指導(dǎo)教師評閱，指導(dǎo)教師及時和學(xué)習(xí)小組成員交流溝通，修改完善開題報告。

課題研究過程中，學(xué)生遇到難以解決的問題，可以通過網(wǎng)站向指導(dǎo)教師提出，指導(dǎo)教師給出參考的解決方案，啟發(fā)和幫助學(xué)生。其間學(xué)習(xí)小組根據(jù)研究進展和存在的問題，通過網(wǎng)站提交中期檢查報告，指導(dǎo)教師根據(jù)中期檢查報告中的問題，督促和指導(dǎo)學(xué)生按計劃完成課題研究任務(wù)。

課題研究基本完成，學(xué)習(xí)小組要將解決實際問題時所做的實驗和獲取的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果或結(jié)論，進行討論和總結(jié)，撰寫成結(jié)題報告，通過網(wǎng)站提交，供指導(dǎo)教師及同班同學(xué)瀏覽和評閱。學(xué)習(xí)小組的每個成員都要在結(jié)題報告中對自己的研究工作做出自我評價，寫研究工作的心得體會。班級的學(xué)生通過網(wǎng)站瀏覽其他學(xué)習(xí)小組的結(jié)題報告，為學(xué)習(xí)小組之間的相互評價做準備。指導(dǎo)教師組織學(xué)生召開課題研究總結(jié)交流會，每個學(xué)習(xí)小組制作課件，展示研究成果，并對研究成果進行評價。

二、探究式課題研究與題庫建設(shè)

探究式課題的確立是有效實施大學(xué)物理探究式教學(xué)的關(guān)鍵，大學(xué)物理探究式教學(xué)的核心內(nèi)容也正是圍繞探究式研究課題展開。經(jīng)過應(yīng)試教育進入高等學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生，要獨立地找到探究式研究課題的確有點強人所難，因此探究式研究課題的題庫建設(shè)必不可少。題庫設(shè)計和精選了30道物理原理在工程實際中應(yīng)用的探究式課題，其中有8道例題，22道習(xí)題，涉及力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和綜合物理知識的應(yīng)用。題庫中部分探究式研究課題的標題如表1所示。

表1所列出的研究課題指向性非常明確，可操作性很強，都是常見的工業(yè)日用品，探究其中包含的物理知識及其應(yīng)用，學(xué)生看得到摸得著，容易接受，也容易受到啟發(fā)。探究式研究課題的題庫作用有兩個：一是為學(xué)習(xí)小組提供開展探究式學(xué)習(xí)的模板，向?qū)W生展示什么樣的課題具有探究性。二是當學(xué)習(xí)小組找不到合適的探究式課題時，可在題庫中選擇研究課題進行研究。探究式研究課題的選擇是一個非常有意義的學(xué)習(xí)過程，要求學(xué)習(xí)小組的研究課題必須是物理原理在工程實際中的應(yīng)用，還要有實驗操作過程和實驗數(shù)據(jù)，其實際意義在于：一是物理知識在解決實際問題中具有極其重要的應(yīng)用價值，達到學(xué)以致用的目的。二是物理理論和物理實驗是緊密結(jié)合的，構(gòu)成了物理學(xué)的二元結(jié)構(gòu)。三是結(jié)論的達成要以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，才具有說服力。endprint

學(xué)習(xí)小組經(jīng)歷開題報告、中期檢查報告、結(jié)題報告的過程訓(xùn)練，大致了解了做科學(xué)研究的流程。通過探究式研究課題，學(xué)習(xí)小組對發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，進而用所學(xué)的物理知識去解決問題有了基本的理解。特別是發(fā)現(xiàn)問題，對科學(xué)研究來說是起點，也是學(xué)習(xí)小組成員的弱點，通過學(xué)習(xí)和指導(dǎo)，學(xué)習(xí)小組找到的探究式研究課題列表如表2。其中大部分都是學(xué)習(xí)小組通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和討論得到的研究課題。

從表2所列的研究課題來看，有的還略顯稚嫩，但學(xué)習(xí)小組的探究式課題研究是對科學(xué)研究的仿真與模擬，過程訓(xùn)練的價值大于研究結(jié)果。因此對學(xué)習(xí)小組研究過程的規(guī)范是指導(dǎo)教師關(guān)注的重點，科學(xué)性和真實性是學(xué)習(xí)小組進行課題研究必須始終遵循的基本原則。

在探究式課題研究的過程中，學(xué)習(xí)小組的協(xié)助學(xué)習(xí)非常重要也極其有益，學(xué)習(xí)小組中的學(xué)生互相討論，互相幫助，向組員展示自己的特長，于是，善于理論分析的學(xué)生做研究課題的理論部分，善于實驗操作的學(xué)生做課題研究的實驗部分，善于文字表達的學(xué)生撰寫報告，善于數(shù)據(jù)處理的學(xué)生做數(shù)據(jù)分析，善于語言表達的學(xué)生做交流報告，團結(jié)協(xié)作、共同提高是學(xué)習(xí)小組協(xié)助學(xué)習(xí)的主題。

三、教師全過程指導(dǎo)與多元評價[5][6]

大學(xué)物理探究式教學(xué)模式，以學(xué)生學(xué)習(xí)小組自主學(xué)習(xí)為主體，指導(dǎo)教師全過程指導(dǎo)為主導(dǎo)。學(xué)習(xí)小組的組成，研究課題的選擇，課題研究的進度，研究報告的寫作都由學(xué)生自主完成，對于習(xí)慣于教師包辦和安排學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生來說，開始有些不適應(yīng)甚至感到茫然而不知所措，這個完全可以理解。此時，學(xué)習(xí)小組的協(xié)助學(xué)習(xí)作用就體現(xiàn)出來了：有較強獨立學(xué)習(xí)能力和較好學(xué)習(xí)自覺性的學(xué)生起到了帶頭作用，帶領(lǐng)學(xué)習(xí)小組一步步往前走，慢慢適應(yīng)自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，順利完成課題研究任務(wù)。對于剛進入高等學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，也得到一次學(xué)會學(xué)習(xí)的鍛煉機會。

當然，在強調(diào)學(xué)習(xí)小組自主協(xié)助學(xué)習(xí)的同時，指導(dǎo)教師的全過程跟蹤指導(dǎo)必不可少。指導(dǎo)教師要注意轉(zhuǎn)換角色，從知識的傳播者轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯康膮⑴c者，在學(xué)習(xí)小組感到茫然而失去方向時，指導(dǎo)教師是指引者：在學(xué)習(xí)小組遇到困難而灰心喪氣時，指導(dǎo)教師是激勵者；在學(xué)習(xí)小組工作順利而信心滿滿時，指導(dǎo)教師是陪伴者；在學(xué)習(xí)小組為取得成果而歡欣鼓舞時，指導(dǎo)教師是欣賞者。在學(xué)習(xí)小組的整個研究過程中，指導(dǎo)教師始終是監(jiān)督者，對學(xué)習(xí)小組研究問題的科學(xué)性、實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)采集的真實性進行全程監(jiān)督。教學(xué)網(wǎng)站的在線功能，為指導(dǎo)教師和學(xué)習(xí)小組的溝通交流提供了平臺和保障。

教學(xué)評價規(guī)則是教與學(xué)的指揮棒，大學(xué)物理探究式課題研究教學(xué)評價主要從知識、能力和情感三個維度對學(xué)習(xí)小組的研究結(jié)果進行測評，重點關(guān)注研究過程。課題研究后期，指導(dǎo)教師要組織召開班級大學(xué)物理探究式課題研究交流總結(jié)會，每個學(xué)習(xí)小組派兩位代表發(fā)言，以課件的形式展示和介紹研究成果，發(fā)言時間控制在20分鐘左右。小組代表發(fā)言結(jié)束后，其他學(xué)習(xí)小組和指導(dǎo)教師就課題研究的內(nèi)容提問，一般提出問題的數(shù)量控制在3個以內(nèi)，學(xué)習(xí)小組在思考和商量后回答。課題研究流程見圖3。

根據(jù)學(xué)習(xí)小組提交的開題報告、中期檢查報告、結(jié)題報告，以及在交流總結(jié)會上通過制作的課件展示研究成果，班級的其他學(xué)習(xí)小組對其做出評價，填寫“大學(xué)物理探究式教學(xué)課題研究評價表（學(xué)生用）”，指導(dǎo)教師也要對學(xué)習(xí)小組的研究成果做出評價并填寫“大學(xué)物理探究式教學(xué)課題研究評價表（教師用）”，加上學(xué)習(xí)小組在結(jié)題報告中對自己研究成果的自我評價，形成自評加互評加師評的多元評價結(jié)果。

四、結(jié)語

利用互聯(lián)網(wǎng)提供的交流平臺和在線功能，以研究課題為核心內(nèi)容組織和實施大學(xué)物理探究式教學(xué)，用物理知識解決工程實際中的具體問題，達到理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的教學(xué)目的。以學(xué)習(xí)小組自主開展課題研究的協(xié)助學(xué)習(xí)模式，加上指導(dǎo)教師的全過程指導(dǎo)與監(jiān)控，通過對科學(xué)研究的整個過程進行仿真和模擬訓(xùn)練，實現(xiàn)了對學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和研究能力的提升，同時鍛煉了學(xué)生的意志品質(zhì)。以知識、能力和情感為考核對象構(gòu)建的三維評價體系，從學(xué)習(xí)小組自身、學(xué)習(xí)小組之間和指導(dǎo)教師多角度對研究過程和研究成果進行評價，使得大學(xué)物理探究式教學(xué)評價更關(guān)注教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)，教學(xué)評價結(jié)果更加科學(xué)、客觀和合理。

[ 參 考 文 獻 ]

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[3] 潘長寧，何軍，周昕.新形勢下大學(xué)物理探究式教學(xué)的有效性探討[J].大學(xué)教育，2016（8）：130-131.

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]endprint