新工科背景下大學物理“理實一體”教學模式的實證研究

吳艷南

（四川工商學院 計算機學院,四川 成都 611745）

1 新工科下大學物理課程“理實一體”的建設(shè)背景

大學物理是當今大學理工科類的一門重要的通識教育課，是整個自然科學和現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)。構(gòu)建一個能夠培養(yǎng)高素質(zhì)跨界復合人才的大學物理課程教學改革模式，發(fā)揮大學物理課程在培養(yǎng)學生科學素質(zhì)、科學思維方法和提高科學研究能力等方面，目前是我國高等學校新工科建設(shè)面臨的緊迫任務(wù)。物理實驗已發(fā)展為一門獨立的科學實驗課程，是學生進入大學后接受系統(tǒng)的實驗方法和實驗技能訓練的一門基礎(chǔ)課程，但現(xiàn)在大多數(shù)高校中傳統(tǒng)的物理教學模式其理論課和實驗課教學基本是脫節(jié)的。因此，我們采用“理實一體”的新教學模式來進行教學改革，主要從教學形式、教學方法、考核評價機制等方面進行了探索和研究，將大學物理的理論教學和實驗教學有機地融合在一起。一方面，此教學模式滿足了新工科人才培養(yǎng)的要求，為后繼專業(yè)課程的學習奠定必要的物理基礎(chǔ)；另一方面，“理實一體”新教學模式的提出為新工科時代大學物理教育的教學改革提供了新思路，促進大學物理整體教學水平的不斷創(chuàng)新和提高。

2 構(gòu)建大學物理“理實一體”教學模式的必要性

物理學是所有自然學科的基礎(chǔ)課程，基本的研究方法和思維方式都形成于其中。雖然近些年來在新工科背景下，大學物理教學已經(jīng)打破了傳統(tǒng)的教學模式，在教學手段、教學內(nèi)容和教學方法等方面都有了很大的改進和提高，提出了很多適應(yīng)當今時代的新理念，也孕生出了很多新模式，但仍有許多不足之處，具體主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）我院物理教學中所有理工科專業(yè)都選用同一本教材，講授內(nèi)容也基本一致，但每個專業(yè)對物理知識的需求不同，缺乏針對性和層次性；（2）在大部分高校中，重理論輕實驗的教學思想仍很普遍，教師往往只是重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng)，忽視了能夠培養(yǎng)和提高學生觀察、分析能力的實驗教學。從而理論和實驗被孤立起來了，并沒有得到適當?shù)慕Y(jié)合，理論課與實驗課并未齊頭并進，脫節(jié)現(xiàn)象嚴重；（3）在教學模式上，盡管大家都做了許多改進，如嘗試了參與式、討論式和滲透式等多種先進的教學方法，采用電子教案、錄像等教學手段，但總體上以灌輸式方法為主，整體教學效果并不理想。針對以上存在的問題，我們提出了“理實一體“的教學新模式，將實驗教學有效地融入到理論教學中，借助實驗室已有的器材結(jié)合新思路來開闊學生思維，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的觀察、分析、綜合判斷能力，以實現(xiàn)新工科高質(zhì)量人才的培養(yǎng)目標。

3 我校大學物理“理實一體”教學模式的建設(shè)現(xiàn)狀

3.1 構(gòu)建“理實一體”教學模式體系的基礎(chǔ)和條件

大學物理傳統(tǒng)的教學模式比較單一，偏重于知識的傳授，按照統(tǒng)一教學大綱、教材和考核方式進行“一刀切”式教學模式，其對基本概念、基本原理和基本技能等基本功得到了很好地訓練。但在傳統(tǒng)的精英型教育轉(zhuǎn)向大眾教育背景下，這種傳統(tǒng)大學物理教學模式在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中出現(xiàn)了很多問題。例如：由于高等院校擴大招生規(guī)模的緣故，學生素質(zhì)參差不齊，這就出現(xiàn)了基礎(chǔ)好的學生根本吃不飽，總感覺上課信息量太小，教學內(nèi)容的深度和廣度不夠，不能夠有效調(diào)動他們的學習積極性，導致部分學生逐漸失去了學習動力；對于基礎(chǔ)知識薄弱的學生，由于其學習能力較弱，跟不上教學進度，便會對物理學習失去興趣，有的甚至產(chǎn)生了厭學、畏懼情緒，導致學生對課堂專注度較差，影響課堂氣氛和教學效果。目前我校大學物理課程采取的都是大班教學，針對以上存在的問題，我們根據(jù)不同的專業(yè)開設(shè)相應(yīng)的課程，電子信息工程學院和建筑工程學院我們開設(shè)了大學物理A，計算機學院我們開設(shè)了大學物理B，即針對不同的專業(yè)和人才培養(yǎng)需求，講授內(nèi)容有所側(cè)重。同時對于部分要求較高的專業(yè)內(nèi)容，我們也相應(yīng)增加了講授的學時。此外，我們還嘗試了翻轉(zhuǎn)課堂教學，將學生的學習決定權(quán)轉(zhuǎn)交給學生。但是，大學物理知識面大、涉及面寬，基本概念和原理、基本公式和規(guī)律多，理論性較強，大量用到抽象思維，還要用數(shù)學工具來定量表達概念和原理、推算結(jié)論，故結(jié)合實驗來講解效果會好很多，從而我們提出了“理實一體“的教學新模式。

3.2 我校“理實一體”教學模式體系的特色

在傳統(tǒng)大學物理的教學模式下，老師按部就班地進行教材知識的灌輸，形式過于單一，課堂整體氣氛淡薄，學生的學習熱情得不到激發(fā)，在一定程度上限制了學生學習的積極性和主觀能動性，不利于大學物理教學的有效開展。隨著高等教育從“精英教育”向“大眾教育”的轉(zhuǎn)化，必須創(chuàng)新大學物理的教學內(nèi)容、教學方法和考核方式，建立一套科學而有效的適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學物理教學體系。根據(jù)學生的客觀差異、學科專業(yè)特點及教改現(xiàn)狀，有必要在教學體系上進行優(yōu)化，因材施教，因此我們將“理實一體”的教學模式引入到大學物理的教學活動中。首先要大力宣傳應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的重要性，加強師資隊伍建設(shè)；然后再對教學對象進行分班，更新教學方法和手段，以穩(wěn)定和提高課程的教學質(zhì)量，有效促進大學物理課程的建設(shè)和發(fā)展；最后完善評價體系和考核制度，提高教學效果，確保學生受益于合理的教學體系?！袄韺嵰惑w”的教學模式打破了師生之間的僵局，有效激發(fā)了學生的興趣和求知欲，課堂上時時處處都有學生的踴躍參與，課堂氣氛活躍，互動效果好，使學生學習變得輕松愉悅，促進了教師教學手段的改進。而“理實一體”的創(chuàng)新課堂教學模式，培養(yǎng)了學生的觀察能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力，實現(xiàn)了從單向型向多向型，從記憶性向思維型教學的轉(zhuǎn)變，有助于提升教學效果，能夠進一步提高大學物理課程教學質(zhì)量，真正打造出滿意的高效果課堂。

4 構(gòu)建大學物理“理實一體”教學模式的實施方案

4.1 改革陳舊的教學形式

打破以往以講授方式為主導的純理論教學方法，采用自主式、探究式和團隊式的教學新模式，使理論與實驗?zāi)軌蛴袡C地結(jié)合起來，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和研究、開發(fā)應(yīng)用能力，充分調(diào)動學生學習的積極性。同時“理實一體”教學模式中注重分組分層次教學，做到有針對性的教學，逐漸縮小兩級分化的差距，提高教學質(zhì)量。

4.2 改革實踐教學形式

在實驗教學環(huán)節(jié)我們采取多種實踐形式，除了學生自主獨立完成的基礎(chǔ)性實驗項目外，我們還引入了創(chuàng)新實驗部分。要求學生按照3-6人的規(guī)模組建成團隊，由項目團隊共同擬定實驗課題、建設(shè)實驗方案并撰寫總結(jié)報告，能夠完成符合規(guī)范要求的設(shè)計性、綜合性內(nèi)容的實驗項目。通過以上創(chuàng)新實驗教學模式的改革，更能夠激發(fā)起學生的學習熱情，同時還培養(yǎng)了學生的團隊合作精神，激發(fā)學生的學習主動性，培養(yǎng)學生分析與研究的能力、理論聯(lián)系實際的能力，從多方位培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。

4.3 改革考核評價機制

為了達到新工科背景下的優(yōu)質(zhì)大學生培養(yǎng)目標，我校實行了N+1考核方式，注重學生對學習過程的考查，同時根據(jù)分層次和開放型的課堂教學模式采取了不同的考核辦法。在理論教學環(huán)節(jié)，線上利用超星平臺進行課堂練習和階段性測試，線下我們將作業(yè)的形式豐富化，開展分層次布置作業(yè)。在實驗教學環(huán)節(jié)，為了考查學生對物理實驗的基本知識、基本方法和實驗操作的基本技能的掌握，我們設(shè)計了以驗證性和探究性為主的基礎(chǔ)類實驗項目；為了考查學生的分析、歸納與綜合能力，我們采用以答辯考核方式引入了綜合設(shè)計類實驗項目；此外，為了學生能夠進行初步的具有研究性或創(chuàng)意性內(nèi)容的實驗，同時培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和技能解決實際問題的能力，我們還設(shè)計了研究創(chuàng)新型實驗項目?？梢姡鹿た票尘跋麓髮W物理“理實一體”教學新模式的建設(shè)，通過實驗課的融入使得課程考核方式更加多樣化，體現(xiàn)了各階段各層次地逐級考核形式，實現(xiàn)了以知識和能力為核心的過程考核機制。

5 結(jié)語

總而言之，我校大學物理“理實一體”教學模式主要從三個方面進行構(gòu)建：教學行式上打破了傳統(tǒng)課堂，更加注重能力的培養(yǎng)；教學手段采用理論與實驗相結(jié)合，調(diào)動了學生的主觀能動性；考核評價方面全程考查評估，多維檢驗教學的效果。這種新教學模式彌補了傳統(tǒng)教學的不足，將理論與實驗融為一體，讓學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，對教學質(zhì)量的提高起到了很大的作用。