民族地區(qū)大學(xué)物理教學(xué)模式探究*

李為虎 李 楊 次仁曲措 達(dá)瓦格桑 趙杏倩

(西藏農(nóng)牧學(xué)院公共教學(xué)部 西藏 林芝 860000)

1 問題的提出

大學(xué)物理作為理工科大學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課,既是知識型課程,又是方法論課程,更是一門素質(zhì)教育課程,對培養(yǎng)和提高民族地區(qū)大學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、思維方法和研究能力均有重要的作用.民族地區(qū)地方院校的生源部分來自基礎(chǔ)教育相對薄弱的城鄉(xiāng)或較偏遠(yuǎn)的農(nóng)牧區(qū),受地區(qū)教育發(fā)展水平的制約,學(xué)生在中學(xué)階段所接受的物理教育多局限于課堂聽課和課后作業(yè)的抽象理論學(xué)習(xí),他們普遍缺乏物理實(shí)踐活動(dòng)類課程,如科技活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、參觀活動(dòng)等,學(xué)生對物理知識的感性認(rèn)識嚴(yán)重匱乏.進(jìn)入高校后,多數(shù)理工科學(xué)生所掌握的物理圖景等感性材料依然偏少,加之部分學(xué)生在物理知識內(nèi)化過程中存在或多或少的語言認(rèn)知障礙,對抽象的物理概念和物理規(guī)律的認(rèn)識往往是模糊的,甚至是錯(cuò)誤的.傳統(tǒng)的注入式教育,由于忽視了學(xué)生的主體地位,普遍缺乏探究性的學(xué)習(xí)環(huán)境也迫使學(xué)生逐漸喪失積極思考的動(dòng)力,養(yǎng)成了機(jī)械地記憶結(jié)論性知識的習(xí)慣,造成部分學(xué)生對物理學(xué)認(rèn)識的不深入,體會(huì)不到在物理知識探索中所能獲得的樂趣,表現(xiàn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性、獨(dú)立性.隨著理工科大學(xué)生的課程門類不斷增加,新的教學(xué)內(nèi)容也不斷增加,教師因受教學(xué)學(xué)時(shí)所限,課堂教學(xué)上出現(xiàn)了“重內(nèi)容講解、輕思想方法傳授”的趨勢,學(xué)生鮮于提出深刻的問題,進(jìn)一步導(dǎo)致對物理問題分析、綜合的能力弱化,不能很好地將知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化.

中國物理學(xué)會(huì)理事長陳佳洱院士曾大聲疾呼面向21世紀(jì)高等教育,急待重建我國的工科物理教育[1].教育部下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》[2],要求高校在教學(xué)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí),把提高教學(xué)質(zhì)量放在更加突出的位置.

高等教育的培養(yǎng)目標(biāo)是具有全面素質(zhì)和創(chuàng)新能力的人才,對于基礎(chǔ)層次相對薄弱的地方院校和學(xué)生群體來說,開展創(chuàng)新教育是相當(dāng)困難的,正如趙凱華先生在“中美大學(xué)生科學(xué)素質(zhì)現(xiàn)狀與對策研究”研討會(huì)上曾指出,“基礎(chǔ)教育階段,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力,好的教學(xué),不是學(xué)生沒有問題可問,而是會(huì)啟發(fā)學(xué)生提出更深層次的問題.”民族地區(qū)地方院校的理工科專業(yè)物理教學(xué)改革面臨著相似問題,對于內(nèi)地院校的成功教學(xué)改革模式和具有創(chuàng)新意識的教學(xué)特色經(jīng)驗(yàn),民族地區(qū)院校的物理教學(xué)改革不能盲目照搬,而是需要實(shí)事求是地針對本地區(qū)的實(shí)際情況,借鑒先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在夯實(shí)基礎(chǔ)知識的同時(shí),著重加強(qiáng)學(xué)生基本能力的訓(xùn)練,要以堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)知識做鋪墊,實(shí)現(xiàn)學(xué)生各項(xiàng)能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的提高.這就要求教學(xué)改革在基礎(chǔ)知識的教學(xué)中要有進(jìn)一步的改良,在學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的同時(shí),潛移默化地將知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力[3].

本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,探索構(gòu)建民族地區(qū)大學(xué)物理教學(xué)的一種模式,嘗試主要解決以下幾個(gè)問題:物理知識整體性、結(jié)構(gòu)性教學(xué)不足的問題;學(xué)生物理圖景缺乏,感性認(rèn)識不足的問題;學(xué)生的思維惰性和自主學(xué)習(xí)能力弱的問題.

2 教學(xué)改革模式的構(gòu)想

按照現(xiàn)代認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論[4],并借鑒物理教學(xué)論[5]、物理學(xué)習(xí)論[6]和物理思維論[7]的學(xué)術(shù)觀點(diǎn),針對民族地區(qū)地方院校的物理教學(xué)境況,提出了一種大學(xué)物理教學(xué)模式的設(shè)想,如圖1所示.

圖1 三維教學(xué)模式

在圖1的三維度教學(xué)模型中,第一維度x代表“教學(xué)內(nèi)容”, 第二維度y代表“教學(xué)方法”, 第三維度z代表“教學(xué)手段”,點(diǎn)S表示某個(gè)教學(xué)活動(dòng).在教學(xué)過程中,點(diǎn)S可以是一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),也可以是某個(gè)教學(xué)單元,對于同一坐標(biāo)x,其對應(yīng)的y坐標(biāo)和z坐標(biāo)可以有多個(gè),三者是密切聯(lián)系、相互交織的.教學(xué)緊緊圍繞著這3個(gè)維度來進(jìn)行,教師根據(jù)學(xué)習(xí)層次累積的性質(zhì)設(shè)計(jì)教學(xué),讓三者之間形成有機(jī)的聯(lián)系,從而構(gòu)筑有效的教學(xué)模式.

這種教學(xué)模式的具體構(gòu)想思路是,在教學(xué)內(nèi)容上系統(tǒng)化,引導(dǎo)學(xué)生建立整體-局部-整體的知識結(jié)構(gòu);在教學(xué)方法上多樣化,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性與適宜性相結(jié)合,通過問題導(dǎo)入、物理情境創(chuàng)設(shè)、演示法、類比教學(xué)等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力和素養(yǎng);在教學(xué)手段上多元化,將現(xiàn)代教育技術(shù)充分運(yùn)用到物理教學(xué)活動(dòng)中,利用APP云教學(xué)平臺,開展線上與線下、課上與課下教學(xué),拓展教學(xué)空間和時(shí)間的尺度,培養(yǎng)學(xué)生感性認(rèn)識-理性認(rèn)識、形象思維-抽象思維互相轉(zhuǎn)換的能力.

3 教學(xué)模式的實(shí)踐

3.1 教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化 引導(dǎo)學(xué)生建立整體-局部-整體的知識結(jié)構(gòu)

3.1.1 教學(xué)內(nèi)容模塊化,搭建知識結(jié)構(gòu)

物理學(xué)是一門系統(tǒng)科學(xué),由物理概念、物理規(guī)律、物理實(shí)驗(yàn)、物理思想、物理方法等幾個(gè)基本要素構(gòu)成,概念、規(guī)律、實(shí)驗(yàn)、思想和方法之間是相互聯(lián)系的,這種相互聯(lián)系就形成了結(jié)構(gòu).教師通過深挖教材建設(shè)教學(xué)內(nèi)容小模塊,再如同搭積木一樣形成教學(xué)單元塊-章節(jié)知識模塊-課程知識結(jié)構(gòu)體系,讓學(xué)生“近可見樹干枝葉,遠(yuǎn)可觀森林全貌”,幫助和引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建立系統(tǒng)的整體知識結(jié)構(gòu).

課程知識結(jié)構(gòu)體系的建設(shè)要符合基本教學(xué)規(guī)律,將學(xué)生認(rèn)知能力的階段性、漸進(jìn)性和層次性與物理學(xué)知識的邏輯特征結(jié)合起來,合理地編織各知識點(diǎn)的縱橫位置.這有助于將物理學(xué)靜態(tài)的理論結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的發(fā)展生成結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合,使大學(xué)物理課程變“難”為“易”,變“沉悶”為“生動(dòng)”,培養(yǎng)學(xué)生彈性的物理學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu).這樣構(gòu)筑的知識結(jié)構(gòu)體系有助于學(xué)生認(rèn)識物理知識之間的聯(lián)系,加深理解物理知識的深刻內(nèi)涵從而產(chǎn)生豐富的聯(lián)想,強(qiáng)化對知識的記憶及對知識的應(yīng)用.

3.1.2 增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的專業(yè)針對性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力

工科專業(yè)對數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科基礎(chǔ)知識的靈活應(yīng)用能力要求較高,而民族地區(qū)的地方院校部分學(xué)生因中學(xué)基礎(chǔ)知識掌握得不夠扎實(shí),學(xué)習(xí)過程中心理上常有挫敗感,自然對工科物理課程缺乏學(xué)習(xí)的興趣.另外,由于課時(shí)所限,教師忙于完成傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容的講授,物理思想和物理方法沒有很好地融入到教學(xué)中,物理學(xué)科和其他學(xué)科知識的銜接不夠,物理理論在工程上的應(yīng)用介紹偏少,導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的觀念,認(rèn)為大學(xué)物理課程可有可無、無足輕重,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中完全是被動(dòng)地接受物理課程的學(xué)習(xí).

要解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的問題,有必要搭建起物理課程與其他專業(yè)課程的知識橋梁,以物理現(xiàn)象為基礎(chǔ),將物理學(xué)與現(xiàn)代工程技術(shù)相結(jié)合,加大與工科專業(yè)課程相關(guān)知識銜接點(diǎn)的講解,并且結(jié)合西藏的特殊地理特點(diǎn)和學(xué)生所學(xué)的專業(yè),開設(shè)相應(yīng)的內(nèi)容接口.如,在講授科里奧利力時(shí),讓學(xué)生觀察、分析流經(jīng)西藏林芝市的尼洋河的河道右岸為什么被河水沖刷的更嚴(yán)重一些.通過此類教學(xué)內(nèi)容的融入,讓學(xué)生體會(huì)用物理原理解決實(shí)際問題的樂趣,把學(xué)生的“要我們學(xué)”變成“我們要學(xué)”,以此充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性.

3.1.3 課堂內(nèi)外有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

物理學(xué)的內(nèi)容十分豐富,而課堂教學(xué)時(shí)間有限,教師在講授過程中不可能面面俱到地講授全部內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力就尤為重要.教學(xué)過程中,可以有意識地布置部分章節(jié)作為學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容,針對教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容安排學(xué)生開展課堂討論或課下交流.學(xué)生在閱讀教材過程中,根據(jù)教材編者的思路,抓住基本內(nèi)容的重點(diǎn)部分,把感知內(nèi)容同認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的知識經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來,找出新舊知識的差異和矛盾,從而發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,最后通過思維的加工,尋找到問題的答案.

在教學(xué)實(shí)踐中,指導(dǎo)教師會(huì)發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生查閱資料、撰寫論文的能力欠佳,為此,可以有意加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)語言表述的訓(xùn)練,要求學(xué)生多結(jié)合自己的專業(yè)特點(diǎn),在相關(guān)的章節(jié)內(nèi)容學(xué)完之后,自選題目,撰寫一篇小論文,作為評定物理平時(shí)成績的一部分.課后,多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)體會(huì)是加深了對物理概念、定律的理解,同時(shí)也在其中學(xué)會(huì)了如何合理地組織材料,如何用科學(xué)語言正確地表達(dá)自己的觀點(diǎn)等.

3.2 教學(xué)方法多樣化

3.2.1 問題導(dǎo)入式教學(xué)

問題導(dǎo)入式教學(xué)是吸引學(xué)生注意力,增強(qiáng)師生互動(dòng)的一個(gè)很好選擇.教師在授課過程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容提出設(shè)計(jì)好的問題,利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.這種將知識融于解決問題的過程貫穿在物理課堂教學(xué)中,有助于學(xué)生達(dá)到獲取知識與技能的目標(biāo).譬如,對于“電場強(qiáng)度”“電勢”概念的引入,教師首先通過設(shè)問的方式,讓學(xué)生思考為何要引入“電場強(qiáng)度”和“電勢”這兩個(gè)重要物理概念,然后從知識結(jié)構(gòu)上給學(xué)生闡明電場強(qiáng)度是研究靜電場的“力”的性質(zhì),電勢是研究靜電場的“能量”的性質(zhì),那么兩者間又存在怎樣的聯(lián)系,然后繼續(xù)向?qū)W生發(fā)問,能否用圖像去直觀形象描繪呢?由此引入了“電場線”“等勢面”的概念.實(shí)踐表明,在教學(xué)中對物理概念、定律等通過問題導(dǎo)入的方式引入新內(nèi)容的教學(xué),是行之有效的.

3.2.2 物理情境法教學(xué)

物理知識是抽象的,要幫助學(xué)生更好地理解和掌握用科學(xué)語言嚴(yán)謹(jǐn)表述的物理概念和物理規(guī)律,物理情境的創(chuàng)設(shè)必不可少.教師通過創(chuàng)設(shè)與他們的現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系的特定物理情境,讓學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)物理知識,有利于提升認(rèn)知能力,進(jìn)一步提高和穩(wěn)定學(xué)習(xí)的態(tài)度和興趣,形成良性學(xué)習(xí)循環(huán).

如走鋼絲的表演者為什么手里拿長桿?足球比賽中香蕉球是如何踢出來的?花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在快速旋轉(zhuǎn)時(shí)為何要把肢體向內(nèi)收攏?一些魔術(shù)表演中蘊(yùn)含的物理奧秘是什么?等等.通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生所熟悉的這些物理情境,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、探究問題,一方面培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理問題的能力,另一方面培養(yǎng)他們善于從不同的角度和側(cè)面去觀察、思考,并和其他知識聯(lián)系起來,找出新方法和新途徑.

3.2.3 演示法教學(xué)

利用演示法教學(xué),給學(xué)生呈現(xiàn)一個(gè)具體、形象的物理世界,引導(dǎo)學(xué)生突破語言障礙,將日常語言上升為物理語言,讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)準(zhǔn)確的語言描述感知到的物理現(xiàn)象、物理過程和物理圖景,在理解物理概念、掌握物理規(guī)律的同時(shí)獲得一定的分析問題、解決問題的綜合能力.教學(xué)實(shí)踐證明,物理教學(xué)活動(dòng)中,一些典型的物理現(xiàn)象演示、物理機(jī)理的動(dòng)畫模擬,結(jié)合教師的生動(dòng)講解,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺和聽覺官能,留給學(xué)生更多的時(shí)間去觀察、分析和討論,促進(jìn)學(xué)生積極思維,同時(shí)也活躍了課堂氣氛.

當(dāng)然,課堂教學(xué)方法是多樣的,在此不再贅述,原則是要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象采用適宜的教學(xué)方法,重視創(chuàng)新性與適宜性的統(tǒng)一.

3.3 教學(xué)手段多元化 構(gòu)建立體式教學(xué)

在有限的課時(shí)制約下,要保證教學(xué)改革能按照預(yù)設(shè)的模式順利開展和實(shí)施,教學(xué)手段的多元化是基本保證.利用現(xiàn)代信息技術(shù)搭建起云教學(xué)平臺,猶如給傳統(tǒng)教學(xué)裝上了翅膀,讓線上與線下教學(xué)、課上與課下交流不再過多受到時(shí)空限制,拓展了課程教學(xué)的空間和時(shí)間.任課教師利用APP搭建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源移動(dòng)平臺,可以充分利用教學(xué)視頻演示,把一些教學(xué)難點(diǎn)和一些抽象的概念、定律生動(dòng)形象地表現(xiàn)出來,有助于學(xué)生理解和掌握.如駐波的教學(xué),通過教師的講解導(dǎo)出駐波的波動(dòng)方程并繪出波形圖,再通過理論分析,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行抽象思維,將建立起來的物理圖像與視頻資料所展示的形象直觀的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行比較,來檢驗(yàn)學(xué)生自己建立起來的駐波物理圖像是否正確,既加深了對概念的深入理解,也鍛煉了學(xué)生的抽象思維能力.

云教學(xué)平臺打破了傳統(tǒng)教育的課堂授課模式,同時(shí)也突破了傳統(tǒng)網(wǎng)上教育無法實(shí)施即時(shí)有效的溝通和交流的局限,把系統(tǒng)化學(xué)習(xí)+個(gè)性化自主學(xué)習(xí)的多元化學(xué)習(xí)方式結(jié)合起來,通過教師組織、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),及時(shí)解決學(xué)習(xí)過程中遇到的困難,利用線上平臺所提供的教學(xué)評價(jià)與考核功能,利于教師了解學(xué)習(xí)者的主體特征與學(xué)習(xí)發(fā)展,為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的幫助,這對民族地區(qū)的工科物理教學(xué)改革會(huì)是一個(gè)有益的嘗試.

4 結(jié)束語

在新媒介環(huán)境和新工科背景下,需要教育工作者尤其是一線教師潛心細(xì)致地從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面入手,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,樹立現(xiàn)代教育意識,在教學(xué)實(shí)踐中充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù),不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)方法與教學(xué)手段,努力把握好民族地區(qū)教育的特殊規(guī)律與高等教育的普遍規(guī)律,以進(jìn)一步探索出適合本地區(qū)實(shí)際的教學(xué)新模式.