基于以學(xué)生為中心的“大學(xué)物理”教學(xué)改革與實(shí)踐

摘?要：針對(duì)“大學(xué)物理”因傳統(tǒng)的教學(xué)模式所帶來(lái)的教學(xué)手段單一、教學(xué)內(nèi)容局限、重結(jié)果輕過(guò)程等方面存在不足的現(xiàn)狀，作者秉承“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，基于“知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高”協(xié)調(diào)發(fā)展的三位一體的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課堂互動(dòng)四個(gè)方面闡述對(duì)“大學(xué)物理”這門課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明，改革后的教學(xué)課程極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和課堂參與度，有效提升和促進(jìn)了課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；以學(xué)生為中心；教學(xué)改革與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.3??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)?！按髮W(xué)物理”課程應(yīng)使學(xué)生對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)科學(xué)觀察和思維的能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！耙詫W(xué)生為中心”是美國(guó)著名心理學(xué)家卡爾·羅杰斯在1952年提出的思想主張，他認(rèn)為促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展才是教育的目的［1］。高校教師在課程教學(xué)時(shí)的首要任務(wù)是要轉(zhuǎn)變“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)觀念，將課堂的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，充分尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位，讓學(xué)生能夠有更多獨(dú)立思考、自主探究、自我表達(dá)的機(jī)會(huì)［2］。本文主要以教授的土木工程學(xué)院本科生為例，該學(xué)期教學(xué)內(nèi)容主講《磁學(xué)》《振動(dòng)和波動(dòng)》《波動(dòng)光學(xué)》《近代物理和量子力學(xué)》等章節(jié)，下面將從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課堂互動(dòng)四個(gè)方面介紹課堂教學(xué)改革與實(shí)踐。

1?教學(xué)設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐

為了更好地提高物理知識(shí)傳授的質(zhì)量和效率，并通過(guò)加強(qiáng)思想政治教育與物理教學(xué)的有機(jī)融合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)，將“大學(xué)物理”課程各部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)分為兩部分：

1.1?上課前10分鐘“課前熱身”

“課前熱身”的方式是通過(guò)在上課之前播放科學(xué)家背后的故事，讓同學(xué)們了解到科學(xué)家們敢于突破桎梏、對(duì)自然真理堅(jiān)持不懈的探索精神，以及物理理論和物理實(shí)驗(yàn)相輔相成的辯證唯物主義思想，從而提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣和悟物窮理的精神。以“電磁學(xué)”為例，講第九章第一節(jié)《安培定律》，上課前10分鐘播放安培的生平事跡視頻；講第十一章第二節(jié)《感生電場(chǎng)》，上課前播放麥克斯韋的相關(guān)視頻，如圖1所示。

1.2?課堂教學(xué)

為了更好的順應(yīng)課堂教學(xué)將各部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為“問(wèn)題提出”“問(wèn)題分析”“問(wèn)題的求解及應(yīng)用”的教學(xué)邏輯［34］，始終以問(wèn)題為導(dǎo)向，以分析為重點(diǎn)，以應(yīng)用為鞏固拓展，引導(dǎo)同學(xué)們學(xué)習(xí)。

以“機(jī)械振動(dòng)”為例，講第十三章第一節(jié)簡(jiǎn)諧振動(dòng)，課堂一開(kāi)始給同學(xué)們播放由當(dāng)代中國(guó)杰出古箏表演藝術(shù)家袁莎教授彈奏的古箏視頻——《我和我的祖國(guó)》，讓同學(xué)們欣賞美好旋律的同時(shí)進(jìn)一步思考箏弦振動(dòng)的相關(guān)物理問(wèn)題，以此提出設(shè)問(wèn)：什么是機(jī)械振動(dòng)，如何描述機(jī)械振動(dòng)？課程中，環(huán)環(huán)相扣，深入淺出，最終推導(dǎo)出機(jī)械振動(dòng)中最基本的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程，并對(duì)其應(yīng)用做相關(guān)學(xué)習(xí)。

2?教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐

2.1?基礎(chǔ)知識(shí)從“吃透”到“講透”

教師對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解要透徹，為學(xué)生分析要有理有據(jù)、細(xì)膩到位，講解時(shí)要有緊密的邏輯性。課堂內(nèi)容講解時(shí)，還要著重訓(xùn)練學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)生思考力，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，不能為了增加課堂容量而實(shí)施“滿堂灌”。

以本學(xué)期第一次課為例，講解第八章磁學(xué)知識(shí)。課堂一開(kāi)始，通過(guò)提問(wèn)方式讓學(xué)生們總結(jié)了上學(xué)期學(xué)習(xí)力學(xué)、熱學(xué)的物理研究方法，并給出了電磁學(xué)的研究方法，讓同學(xué)們意識(shí)到隨著研究對(duì)象的改變研究方法也要做相應(yīng)調(diào)整。通過(guò)回顧上學(xué)期學(xué)習(xí)電學(xué)電場(chǎng)強(qiáng)度E的通量和環(huán)流的數(shù)學(xué)方式，來(lái)對(duì)比研究磁場(chǎng)B的相關(guān)物理問(wèn)題。

再以磁學(xué)求解電流的磁場(chǎng)例題為例，板書上給同學(xué)們規(guī)范書寫微積分方法求解電流磁場(chǎng)的計(jì)算過(guò)程：建坐標(biāo)系、求微分、對(duì)稱性分析、求積分、結(jié)果給出矢量大小和方向的五步法，讓同學(xué)們對(duì)每一步驟都熟稔于心，能做到舉一反三。

2.2?重、難點(diǎn)是否準(zhǔn)確把握

教學(xué)目標(biāo)中已經(jīng)非常明確教學(xué)的重、難點(diǎn)，但具體落實(shí)到課堂教學(xué)中，往往會(huì)出現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)的知識(shí)沒(méi)有重點(diǎn)的講，對(duì)難點(diǎn)知識(shí)無(wú)法突破，結(jié)果導(dǎo)致無(wú)法滿足學(xué)生渴望得到的知識(shí)，學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題沒(méi)有解決，學(xué)生不懂的知識(shí)還是不懂，該掌握理解的知識(shí)沒(méi)有拓寬加深，最終導(dǎo)致教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率的下降。為了盡可能避免或者減少這種情況的發(fā)生，就需要教師做好課前備好課的準(zhǔn)備工作。備課時(shí)，明確把握重難點(diǎn)知識(shí)以及講解的大致時(shí)間，并設(shè)計(jì)好本次課的板書內(nèi)容，這節(jié)課結(jié)束后，讓學(xué)生能通過(guò)黑板的板書對(duì)本次課整體內(nèi)容有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，并能把握好重難點(diǎn)知識(shí)，為學(xué)生課下復(fù)習(xí)提高復(fù)習(xí)效率。

2.3?深入學(xué)生實(shí)際

以具體內(nèi)容為例，對(duì)于課件上面的例題，首先不是直接講，而是先讓學(xué)生們讀題，隨后留出5分鐘時(shí)間，當(dāng)堂讓同學(xué)們?cè)诠P記本上面動(dòng)手做題，在同學(xué)們思考、討論過(guò)程中，教師從講臺(tái)走到同學(xué)們的課桌前，看同學(xué)們?nèi)绾畏治?，如何下筆，如何計(jì)算，并隨機(jī)給予指導(dǎo)和指正。通過(guò)隨堂轉(zhuǎn)的方式，了解了同學(xué)們的思考方式，易錯(cuò)點(diǎn)以及知識(shí)盲點(diǎn)。在隨堂轉(zhuǎn)的過(guò)程中，也會(huì)有意外收獲，有做得比較好的同學(xué)，教師會(huì)選拔出來(lái)，讓該同學(xué)站上講臺(tái)給所有同學(xué)講解，增強(qiáng)師生互動(dòng)的同時(shí)，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

3?教學(xué)手段改革與實(shí)踐

3.1?因“班”施教，因“人”施教

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。根據(jù)每個(gè)班級(jí)對(duì)知識(shí)的掌握程度，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，做到因“班”施教，為了滿足學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)的學(xué)習(xí)欲望，還要做到因“人”施教。課堂中會(huì)結(jié)合生產(chǎn)和科研實(shí)際提出設(shè)問(wèn)，并介紹前沿知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生課后查閱資料，從而拓寬學(xué)生的知識(shí)面；對(duì)學(xué)習(xí)有困難的同學(xué)，教師在課下和網(wǎng)上及時(shí)答疑，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生的課后輔導(dǎo)，能幫助學(xué)生更好地梳理知識(shí)。

3.2?多媒體教學(xué)——?jiǎng)赢嬕曨l展示

結(jié)合動(dòng)畫視頻展示等多媒體手段，把復(fù)雜抽象的知識(shí)做成形象易懂的動(dòng)畫演示，增強(qiáng)對(duì)學(xué)生吸引力的同時(shí)也增加了課堂的趣味性，取到了很好的教學(xué)效果。如分析第十一章動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)是洛倫茲力時(shí)，通過(guò)動(dòng)畫演示，學(xué)生對(duì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中非靜電力是洛倫茲力的理解更深刻。

4?課堂互動(dòng)改革與實(shí)踐

4.1?學(xué)生上講臺(tái)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生在教學(xué)中參與度高能更好地促進(jìn)教學(xué)。通過(guò)讓學(xué)生上講臺(tái)給大家講課的方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)力，加強(qiáng)了課堂互動(dòng)，使課堂更有趣味性；同時(shí)也能更好地反饋教學(xué)效果，從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度等內(nèi)容。

具體操作為：學(xué)生上講臺(tái)分為兩種情況：一種是，課堂上給學(xué)生時(shí)間思考討論后，會(huì)選擇一名做得較好的同學(xué)上講臺(tái)給大家具體分析講解。另外一種是，提前一周告知大家，會(huì)在某個(gè)班級(jí)里面隨機(jī)選一名同學(xué)講某個(gè)知識(shí)點(diǎn)。第一種情況能反饋學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)情況，第二種情況能反饋學(xué)生課后自主復(fù)習(xí)后對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。通過(guò)學(xué)生上講臺(tái)的方式，也能更好地了解學(xué)生們的需求，從而雙向提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。如圖2所示。

4.2?學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)

課上經(jīng)常設(shè)置一些可以演示的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖3所示），并且讓同學(xué)們獨(dú)自或團(tuán)隊(duì)協(xié)作自主完成，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣，增加了課堂的趣味性，還加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合素質(zhì)。

4.3?優(yōu)秀筆記展示

每學(xué)期末，都會(huì)組織評(píng)選優(yōu)秀學(xué)生筆記，課堂展示給大家，以鼓勵(lì)同學(xué)們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的梳理。

4.4?學(xué)生教學(xué)評(píng)價(jià)反饋

每個(gè)學(xué)期末，教務(wù)處都會(huì)對(duì)學(xué)生展開(kāi)匿名教學(xué)評(píng)價(jià)調(diào)查，調(diào)查結(jié)果能真實(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)感受。通過(guò)征求學(xué)生意見(jiàn)，教師能有的放矢的改善上課質(zhì)量，提高教學(xué)效果。近年來(lái)的教學(xué)改革實(shí)踐得到了學(xué)生們的一致好評(píng)，如圖4所示。

5?總結(jié)

從傳統(tǒng)的“老師教為中心”到“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，是適應(yīng)新時(shí)代背景下對(duì)大學(xué)生培養(yǎng)的基本要求。一堂設(shè)計(jì)飽滿的課堂教學(xué)增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性，多元的教學(xué)手段和方法也提高了學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。通過(guò)學(xué)生走上講臺(tái)、學(xué)生親手做物理實(shí)驗(yàn)并聯(lián)系理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的舉措提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、課堂參與度，更重要的是提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、團(tuán)結(jié)協(xié)作的綜合能力?！抖Y記·學(xué)記》中有言：“是故學(xué)然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困，然后能自強(qiáng)也。故曰教學(xué)相長(zhǎng)也?！弊鳛榻處熀芟硎苊恳淮蔚恼n堂授課，也很期待與學(xué)生們進(jìn)行交流和溝通，能從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并不斷完善自我，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)與共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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［2］梁東武，黃崇杏，李深旺，等.以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)策略［J］.課程教育研究，2019（23）：188189.

［3］耿霞，劉建華，李文杰，等.問(wèn)題導(dǎo)向式教學(xué)法應(yīng)用研究［J］.中國(guó)教育技術(shù)裝備，2018（10）：7780.

［4］馬艷梅，段彬.大學(xué)物理學(xué)PBL混合式教學(xué)模式探索［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2021（34）：113115.

基金項(xiàng)目：石家莊鐵道大學(xué)2021年度高等教育教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（Z202118）；國(guó)家自然科學(xué)基金（12204325）

*通訊作者：李月晴（1988—?），女，雄安新區(qū)人，博士，石家莊鐵道大學(xué)數(shù)理系講師，主要從事大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和磁性材料研究工作。