“3+1+2”高考模式下大學(xué)物理教學(xué)的改革與探索

鐘宏華 宋才偉

(1、2.中南林業(yè)科技大學(xué)理學(xué)院，湖南 長沙410004)

2019年4月23日，湖南省人民政府正式發(fā)布《湖南省高考綜合改革實施方案》。湖南省新高考使用的是“3+1+2”模式，不分文理科，考生可發(fā)揮自身特長與興趣，自由選擇學(xué)科組合進(jìn)行高考?！?+1+2”模式包括全國統(tǒng)考科目：語文、數(shù)學(xué)、外語3門；首選科目：物理和歷史2門科目中必選且只選1門；再選科目：思想政治、地理、化學(xué)、生物學(xué)4門科目中任選2門?！?+1+2”是”3+3”模式的優(yōu)化，因為”3+3”模式在增加學(xué)生可供選擇機(jī)會的同時，忽視了對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教育，很多同學(xué)都選擇容易的科目，放棄了物理?，F(xiàn)在，新的模式要求在物理和歷史之間必選一門，物理與歷史分別為自然科學(xué)類專業(yè)與人文社會科學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科，將物理與歷史作為首選科目，有利于考生進(jìn)入大學(xué)后開展相關(guān)專業(yè)及其他交叉學(xué)科專業(yè)學(xué)習(xí)。由于物理占的比重增加，新的模式對物理學(xué)科的考試內(nèi)容與要求有了新的變化。新高考方案啟動后，高中物理教學(xué)做了很多的調(diào)整，面對高中物理教學(xué)的改變，大學(xué)新生的物理基礎(chǔ)和素養(yǎng)提高了，從而導(dǎo)致大學(xué)物理教學(xué)也將產(chǎn)生非常大的變化。因此，在新高考模式和中學(xué)物理課程改革的背景下，提前做好大學(xué)物理教學(xué)改革是非常有必要的[1-3]。下面筆者就自己在大學(xué)物理教學(xué)中的體會來提出一些改革大學(xué)物理教學(xué)的新構(gòu)想。

1 教師隊伍的升級與改革

面對“3+1+2”高考改革新態(tài)勢，要想從根本上提高大學(xué)物理教學(xué)水平和質(zhì)量，首先就要對教師隊伍進(jìn)行升級與改革。由“3+1+2”高考模式帶來的最直接的變化是學(xué)生物理基礎(chǔ)的變化和知識升級。相比于以前的文理分科模式下理科綜合考試，“3+1+2”的模式中物理是首選科目，總分一百分，物理占的比重增加，這就導(dǎo)致考試內(nèi)容與要求有了新的變化，學(xué)生普遍具有比以往更好的高中物理基礎(chǔ)，因此要求大學(xué)物理教師具備更專業(yè)的物理理論知識和實驗技能。為了應(yīng)對這些變化，大學(xué)物理教學(xué)改革首先要做的就是教師隊伍的升級與改革。具有一支實力雄厚的教師隊伍，是提升大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量和水平的原動力。組建一支學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理，老中青相結(jié)合的教師隊伍，可以從下面幾個方面進(jìn)行：(1)對現(xiàn)有師資隊伍進(jìn)行升級，由學(xué)?；?qū)W院組織開展教師國內(nèi)外的進(jìn)修和培訓(xùn)，提升現(xiàn)有教師的學(xué)歷、能力和專業(yè)技能，面向社會公開招聘優(yōu)秀的博士畢業(yè)生和高層次人才，例如國家杰出青年人才、長江學(xué)者以及全國優(yōu)秀教師等，壯大和更新現(xiàn)有師資隊伍；(2)對教師隊伍按照專業(yè)水平和研究方向劃分，讓專業(yè)的老師開展相應(yīng)專業(yè)課程部分的教學(xué)工作，例如研究光學(xué)方向的老師負(fù)責(zé)上大學(xué)物理的光學(xué)部分；(3)鼓勵教師積極進(jìn)行科學(xué)研究和教改研究，通過科學(xué)研究實時地站在學(xué)科和科技發(fā)展前沿，更好地了解大學(xué)物理在科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，并鼓勵教師參加各種物理學(xué)術(shù)會議，了解相關(guān)領(lǐng)域的前沿動態(tài)，為大學(xué)物理教學(xué)提供新的素材；(4)建立良性的考核制度和獎勵機(jī)制，既要重視有“帽子”、高學(xué)歷的老師，也要重視沒有“帽子”，踏實肯干、確有真才實學(xué)的老師，讓優(yōu)秀的教師能夠脫穎而出，得到應(yīng)有的獎勵和學(xué)生的肯定，激發(fā)老師的工作激情。

因此，為了適應(yīng)新“3+1+2”高考模式下的變化，迎合相應(yīng)的學(xué)生培養(yǎng)要求，提升大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量和水平，首先要對現(xiàn)有的教師隊伍結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級和改革。這些改革工作的開展必然會對現(xiàn)有的教師隊伍形成壓力，但是這種壓力是有利于教學(xué)水平和質(zhì)量的提高，是新態(tài)勢下大學(xué)物理教學(xué)改革必然要解決的問題。另外，由于學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的變化和升級，導(dǎo)致大學(xué)物理的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，這就意味著大學(xué)物理教學(xué)改革還面臨著課程改革和課時改革的問題。

2 課程及課時的改革

除了通過教師隊伍的升級與改革來提升大學(xué)物理教學(xué)的質(zhì)量和水平以外，合理進(jìn)行課程設(shè)置以及課時分配對于提升教學(xué)質(zhì)量和水平也有著非常重要的作用，一方面通過課程改革可以有效集中教學(xué)資源，是實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量提高的直接手段；另一方面，通過課程和課時改革可以更好的迎合學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和水平的變化。通過吸取其他優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗并結(jié)合個人教學(xué)經(jīng)歷，提出以下幾個課程及課時改革的方法。

2.1 開設(shè)大學(xué)物理預(yù)修課

由于生源地不同，中學(xué)物理內(nèi)容會有所差異以及個體差異，導(dǎo)致學(xué)生物理基礎(chǔ)參差不齊。可在大一第一學(xué)期開設(shè)大學(xué)物理預(yù)修課。預(yù)修課不強(qiáng)制要求所有入校的理工科學(xué)生修讀，而是采取選修課的形式進(jìn)行，實行學(xué)生自愿修讀。預(yù)修課內(nèi)容以高中物理為基礎(chǔ)，結(jié)合大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)所需的基礎(chǔ)知識而制定[3]。同時依托各種學(xué)習(xí)APP和在線課程學(xué)習(xí)，該課程以線上學(xué)習(xí)為輔，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。預(yù)修課由教學(xué)經(jīng)驗豐富的資深教師主講，學(xué)時為48課時(2個學(xué)分)。通過大學(xué)物理預(yù)修課的學(xué)習(xí)，不僅能提高學(xué)生對高等數(shù)學(xué)中微積分的應(yīng)用和理解，也能有效彌補(bǔ)理工科學(xué)生物理基礎(chǔ)參差不齊的問題。

2.2 增加大學(xué)物理課程學(xué)時

大學(xué)物理是理工科專業(yè)一門重要的必修課程，它包括力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)以及量子力學(xué)，并且還涉及各種交叉學(xué)科。大部分高校針對理工科不同專業(yè)要求，開設(shè)了“大學(xué)物理A”和“大學(xué)物理B”課程。由于每學(xué)年課程多而學(xué)時有限和基礎(chǔ)科學(xué)作用的淡化，大學(xué)物理課程成為學(xué)時被嚴(yán)重壓縮的對象，一些高校的“大學(xué)物理A”和“大學(xué)物理B”課程一般分別為72學(xué)時和64學(xué)時，有的甚至更少。在這么短的學(xué)時里要想完成大學(xué)物理全部內(nèi)容的學(xué)習(xí)幾乎是無法做到的，導(dǎo)致老師沒法教和學(xué)生沒興趣學(xué)的現(xiàn)狀，從而不能取得應(yīng)有的學(xué)習(xí)效果。隨著國家對基礎(chǔ)學(xué)科的重視，增加大學(xué)物理課程學(xué)時是非常有必要的。根據(jù)學(xué)校辦學(xué)條件和不同專業(yè)的需求，可不同程度的增加大學(xué)物理課程學(xué)時。

2.3 優(yōu)化教材與課程內(nèi)容

目前，各院校選用的《大學(xué)物理》教材內(nèi)容大同小異。大部分學(xué)生反饋只有很少一部分教材中的物理知識與本專業(yè)的知識聯(lián)系比較緊密，而且現(xiàn)使用的教材中太深的理論與較難的數(shù)學(xué)推導(dǎo)無法引起學(xué)生們的閱讀和思考興趣。因此首先要選一本概念清晰、簡明扼要、突出應(yīng)用、趣味生動、好教易學(xué)的好教材。教材內(nèi)容更實用一點(diǎn)，少一點(diǎn)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，多一些與物理學(xué)相關(guān)的生活生產(chǎn)實例，表達(dá)形式上有趣一點(diǎn)，可以添加一些生動有趣的圖片和包含有學(xué)習(xí)視頻資源的二維碼，這些二維碼上關(guān)聯(lián)有動畫、微課、應(yīng)用實例視頻或演示實驗視頻等。章節(jié)后可插入本章的知識體系簡圖，介紹與本章內(nèi)容相關(guān)的科技發(fā)展與應(yīng)用前沿，提出一些生活中與本章內(nèi)容有關(guān)的有趣的物理現(xiàn)象等來吸引學(xué)生閱讀和思考興趣，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性。書上的練習(xí)題題型要典型，避免重復(fù)。另外，結(jié)合各院校專業(yè)需求，為學(xué)生配備大學(xué)物理在相應(yīng)專業(yè)應(yīng)用方面類型的習(xí)題冊，提高學(xué)生分析和處理問題的能力。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步優(yōu)化課程內(nèi)容，根據(jù)不同的專業(yè)需求制定不同的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，例如土木工程專業(yè)應(yīng)用力學(xué)知識比較多，那么教學(xué)內(nèi)容和課時應(yīng)偏向于力學(xué)這一部分，能源與動力工程專業(yè)應(yīng)用熱學(xué)知識比較多，那么教學(xué)內(nèi)容和課時應(yīng)偏向于熱學(xué)這一部分。然后固定相應(yīng)研究方向的專業(yè)老師開展相應(yīng)專業(yè)課程部分的教學(xué)工作，例如研究力學(xué)方向的老師負(fù)責(zé)上大學(xué)物理的力學(xué)部分。

總之，根據(jù)不同的專業(yè)需求制定不同的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，在不縮減教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難點(diǎn)的前提下，深入優(yōu)化課程設(shè)置和課時，從而實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的提升。

3 教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法的改革是大學(xué)物理教學(xué)改革的重要內(nèi)容。結(jié)合上面課程及課時改革所面臨的新情況，教師可以從以下幾個方面嘗試教學(xué)方法的改革。

3.1 實行分級教學(xué)

在大學(xué)物理開課之前，可對學(xué)生進(jìn)行摸底，根據(jù)學(xué)生成績及個人情況和意愿進(jìn)行分級教學(xué)。分級教學(xué)是在不降低教學(xué)要求的前提下，根據(jù)學(xué)生自身物理基礎(chǔ)的差異以及學(xué)生今后的自身發(fā)展需要而采取的一種分層次教學(xué)模式[4]。分級教學(xué)是一種新型的教學(xué)組織形式，已在其他的課程中得到應(yīng)用。根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)層次，可以將大學(xué)物理的教學(xué)班分為基礎(chǔ)班、自然教學(xué)班、提高班等多種層次，讓優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出。不同層次教學(xué)班的教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)課時和考試難度等不一樣，授課教師根據(jù)學(xué)生的實際情況采取不同的教學(xué)方式。由教學(xué)經(jīng)驗豐富的教師擔(dān)任基礎(chǔ)班的教學(xué)，學(xué)生根據(jù)自身需求和專業(yè)需要自主選擇進(jìn)入不同的班級學(xué)習(xí)。對于基礎(chǔ)差的基礎(chǔ)班，可放慢講課進(jìn)度，降低授課難度，注重概念的理解和掌握，多做一些有趣的基礎(chǔ)方面的類型題，從而提高學(xué)習(xí)興趣。對于基礎(chǔ)好的提高班，可適當(dāng)提高授課難度，加快講課進(jìn)度，注重物理過程的分析和論證，多做大學(xué)物理在相應(yīng)專業(yè)應(yīng)用方面類型題，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下牢固基礎(chǔ)。因此分級教學(xué)不僅能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的能動性，還能提升對所學(xué)專業(yè)的深層次理解和興趣。

3.2 教學(xué)方式的改革

大學(xué)物理內(nèi)容并不是中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的簡單重復(fù)，而是在概念上深化，理論上提高的螺旋式上升，特別是中學(xué)物理教學(xué)只注重應(yīng)用一些物理公式和定理去解題。所以在教學(xué)方式上，要注重數(shù)學(xué)推導(dǎo)、利用多媒體資源以及理論結(jié)合實驗的方式。首先引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用微積分和矢量代數(shù)等高等數(shù)學(xué)工具去推導(dǎo)物理學(xué)的公式和定理[5]，從而培養(yǎng)解決相對復(fù)雜物理問題的能力。然后建立啟發(fā)式、探究式、互動式和充分利用多種教學(xué)媒體的創(chuàng)新性教學(xué)模式，達(dá)到提高教學(xué)效率的目的。充分利用新時代多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，把理論教學(xué)和趣味教學(xué)結(jié)合起來，將枯燥的理論方法和數(shù)學(xué)公式用生動有趣的內(nèi)容進(jìn)行展示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將書本上的靜態(tài)知識通過各種信息技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行多維度、多角度全方面的展示，對于難以理解的物理思想和物理理論，盡量用學(xué)生可以直觀理解的方式(比如視頻演示、程序模擬、實際示例等方法)進(jìn)行展示。目前，大多數(shù)的高校都實現(xiàn)了教學(xué)資源的網(wǎng)上共享，通過仿真技術(shù)建設(shè)數(shù)字化的教學(xué)平臺，使學(xué)生能夠隨時隨地在網(wǎng)上進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)、交流和討論。這樣可以讓學(xué)生和老師之間的交流和討論擺脫了時間和空間的限制，教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量都得到了很大的提升。物理實驗不僅對理解物理概念、物理規(guī)律以及物理模型有非常大的幫助，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊合作能力。因此在大學(xué)物理教學(xué)中必須理論與實驗相結(jié)合。一是重視課堂演示實驗，將實驗和理論教學(xué)結(jié)合在一起，可以利用計算機(jī)軟件虛擬實驗演示或?qū)嶒炰浵裱菔窘滩闹械亩ɡ砘蛟恚由顚W(xué)生對相應(yīng)定理和原理的理解。二是讓學(xué)生自己動手去實驗室中做實驗，驗證相應(yīng)的定理或原理，例如利用光電管觀測光電效應(yīng)，利用氣墊導(dǎo)軌驗證動量守恒定律等。三是鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗去驗證一些基本原理，深入理解基本物理原理并熟練掌握實驗的基本程序和技能，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。教學(xué)過程中，結(jié)合大學(xué)物理演示實驗，將復(fù)雜的物理原理可視化，可取得事半功倍的教學(xué)效果。

3.3 成績考核的多元化

新的“3+1+2”高考模式下，大學(xué)物理教學(xué)要打破單憑考試成績考核學(xué)生成績的刻板做法，應(yīng)采用以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心的多元化課程考核模式。通常大學(xué)物理課程成績評價的主要依據(jù)是平時成績和考試成績：平時成績占30%，考試成績占70%。雖然平時成績占總評成績的比重偏小，但是平時成績的評定標(biāo)準(zhǔn)和成績占比受到很多學(xué)生的質(zhì)疑和反感。學(xué)生的平時成績主要由考勤、作業(yè)等內(nèi)容構(gòu)成，由于課后作業(yè)抄襲嚴(yán)重，這種評價方式不是很科學(xué)。而且考試成績可通過刷題和死記硬背等方式提高。這種成績考核方式導(dǎo)致學(xué)生平常不學(xué)習(xí)，最后一周突擊準(zhǔn)備考試的現(xiàn)象特別嚴(yán)重。因此，這樣的考核方式明顯無法準(zhǔn)確地反映學(xué)生在大學(xué)物理學(xué)習(xí)過程中所展現(xiàn)的努力程度、創(chuàng)新能力以及分析處理問題的能力。為了改變現(xiàn)狀需調(diào)整現(xiàn)行的成績評價方式，需要一種更客觀的多元化評價方式。成績考核多元化首先要做的是提高平時成績在總成績中的比重，例如將平時成績占比提高至50%或者更高。然后豐富平時成績的評定內(nèi)容，在考勤、作業(yè)等內(nèi)容的基礎(chǔ)上可以將章節(jié)學(xué)習(xí)心德，發(fā)表科技論文及物理競賽成績納入考核體系[6]。學(xué)習(xí)心德可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的寫作能力和總結(jié)能力，發(fā)表科技論文和競賽既可以提高學(xué)生的分析和處理問題的能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這種多元化的成績考核方式不僅使大學(xué)物理學(xué)習(xí)過程的成績評價更客觀，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

面對新的“3+1+2”高考模式下物理科目設(shè)置的改變及其對大學(xué)物理教學(xué)的影響，文章提出了教師隊伍的升級與改革，課程及課時的改革以及教學(xué)方法的改革等措施。大學(xué)物理是一門重要的基礎(chǔ)課，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到學(xué)生今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)能力和興趣。因此這些大學(xué)物理教學(xué)改革的策略不僅可提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量，還可提高學(xué)生的邏輯思維能力和解決實際問題的能力，為今后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和社會實踐活動奠定堅實的基礎(chǔ)。