“為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基”的大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革創(chuàng)新紀(jì)實(shí)

摘 要 本文以研究生助教的視角，回顧了浙江大學(xué)竺可楨學(xué)院的一次由助教深度參與的大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革創(chuàng)新實(shí)踐的全過(guò)程。先從助教自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和訪談?dòng)懻摮霭l(fā)，闡述了大學(xué)物理基礎(chǔ)課的特點(diǎn)與使命，提煉了本次教學(xué)改革的核心理念———“為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基”;然后重點(diǎn)總結(jié)了此次擔(dān)任“普通物理學(xué)I（H）”課程助教時(shí)所承擔(dān)的三項(xiàng)主要工作的經(jīng)驗(yàn)：作業(yè)題解與拓展材料的編制、課程小論文的安排、期中與期末試題的命制，展示如何將上述理念落實(shí)到課程教學(xué)的每個(gè)細(xì)節(jié)中。最后，基于上述經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革進(jìn)行了進(jìn)一步的探討。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理基礎(chǔ)課;研究生助教;教學(xué)改革;終身成長(zhǎng);課程思政

1 緣起

物理學(xué)是幾乎所有自然科學(xué)和工程技術(shù)學(xué)科的共同基礎(chǔ)，凝聚了人類理性智慧在探索世界的歷史進(jìn)程中展現(xiàn)出的杰出成果。高校中非物理學(xué)專業(yè)的低年級(jí)本科生所共同必修的大學(xué)物理基礎(chǔ)理論課程（以下簡(jiǎn)稱“大學(xué)物理基礎(chǔ)課”，不引起混淆時(shí)直接簡(jiǎn)稱“大學(xué)物理”），作為通識(shí)教育的重要部分，承擔(dān)了為廣大的理工農(nóng)醫(yī)類專業(yè)學(xué)生傳授物理學(xué)中最基礎(chǔ)的概念與方法、啟迪科學(xué)思想、培育科學(xué)精神的關(guān)鍵作用，在高校的人才培養(yǎng)體系和學(xué)生的終身成長(zhǎng)中具有不可替代的地位。

在生源水平相對(duì)高、學(xué)科門類齊全、有重視通識(shí)教育傳統(tǒng)的浙江大學(xué)，其大學(xué)物理基礎(chǔ)課由物理學(xué)院的大學(xué)物理教研室統(tǒng)籌開(kāi)設(shè)，其中包括面向普通專業(yè)的“大學(xué)物理”系列課程（分為“（甲）”“（乙）”“（丙）”三個(gè)層次），以及面向竺可楨學(xué)院的“普通物理學(xué)（H）”系列課程等。竺可楨學(xué)院是浙江大學(xué)對(duì)優(yōu)秀本科學(xué)生實(shí)施“特別培養(yǎng)”的榮譽(yù)學(xué)院，以面向拔尖人才的培養(yǎng)以及學(xué)科交叉貫通為主要特色，更加重視教學(xué)改革創(chuàng)新。面向竺院學(xué)生的“普通物理學(xué)（H）”課程被設(shè)計(jì)為中英雙語(yǔ)課程，采用英文原版教材Physics（Resnick， Halliday，Krane， 5th Edition， 2002）[1]，在具體的授課和考核上也為教學(xué)創(chuàng)新留下了更充分的空間。

本文第一作者張晗瀟（即本文撰稿者，以下簡(jiǎn)稱“筆者”）向來(lái)熱愛(ài)科學(xué)教育與普及，感興趣于課程教學(xué)研究。2016年，筆者高考進(jìn)入浙江大學(xué)，本科主修的是工科的機(jī)械電子工程專業(yè)，曾是“大學(xué)物理（甲）”課程的受眾，并于2020年直博至浙江大學(xué)物理學(xué)院。浙江大學(xué)物理學(xué)院有著比較成熟的研究生助教機(jī)制，鼓勵(lì)研究生參與本科課程的一線教學(xué)。也是因此，筆者在2021年春夏學(xué)期受導(dǎo)師馬志為教授（本文通訊作者）邀請(qǐng)，與同學(xué)黃家興（本文第三作者）共同擔(dān)任由馬老師主講的“普通物理學(xué)I（H）”課程的助教。筆者基于對(duì)物理教育的熱愛(ài)、興趣與責(zé)任感，在擔(dān)任助教期間以“構(gòu)建共同成長(zhǎng)平臺(tái)，為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基”為宗旨，在條件允許范圍內(nèi)進(jìn)行教學(xué)改革和課程重構(gòu)，取得了良好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的廣泛好評(píng)。本文將回顧筆者基于自身對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)的理解，在擔(dān)任“普通物理學(xué)I（H）”助教過(guò)程中承擔(dān)的主要工作及教學(xué)改革創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)，并從中提煉出對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革的進(jìn)一步思考。

2 大學(xué)物理基礎(chǔ)課的特點(diǎn)使命與教學(xué)理念———為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基

作為第一次擔(dān)任助教的研究生，筆者也是第一次有機(jī)會(huì)從“教師角度”而非“學(xué)生角度”觀察和審視大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)。經(jīng)過(guò)和相關(guān)任課教師及同學(xué)進(jìn)行訪談和討論，結(jié)合自己當(dāng)時(shí)對(duì)課程的理解和自己作為一個(gè)具有跨專業(yè)背景的學(xué)生在過(guò)往學(xué)習(xí)經(jīng)歷中的體會(huì)，筆者對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課的特點(diǎn)使命有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并凝練了自己此次擔(dān)任助教工作的理念———為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基。現(xiàn)在將這些認(rèn)識(shí)和理念及其形成的過(guò)程作如下簡(jiǎn)述。

第一，所面向的對(duì)象為非物理專業(yè)學(xué)生，專業(yè)來(lái)源廣泛。這使得“大學(xué)物理”的教學(xué)目標(biāo)與面向物理專業(yè)學(xué)生的普通物理基礎(chǔ)課（在浙大通常稱之為“物理學(xué)”）存在本質(zhì)性的不同。對(duì)于物理專業(yè)的學(xué)生而言，他們未來(lái)很有可能從事前沿物理的科學(xué)研究，普物課程“物理學(xué)”的主要意義在于以“歸納”的方法認(rèn)識(shí)物理概念、構(gòu)建物理圖像，并為未來(lái)學(xué)習(xí)更深入的以“演繹”為主線的理論物理課程（如“四大力學(xué)”等）以及進(jìn)入物理研究打基礎(chǔ);但是，對(duì)于非物理專業(yè)的學(xué)生而言，他們未來(lái)可能從事的學(xué)科領(lǐng)域和工作千差萬(wàn)別，幾乎不會(huì)進(jìn)入物理學(xué)的前沿研究，“大學(xué)物理”作為通識(shí)性質(zhì)的基礎(chǔ)教育，意在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣與認(rèn)識(shí)以及進(jìn)行最基本的思維訓(xùn)練，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、研究與工作做鋪墊。它應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)代公民教育的一部分，與物理專業(yè)的普物課程“物理學(xué)”的定位截然不同，卻同樣重要，甚至在提高全民科學(xué)素養(yǎng)和培育完善人格方面發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。[2]同時(shí)，專業(yè)來(lái)源廣泛又使得學(xué)生的基礎(chǔ)、興趣、期待等各不相同，課堂體現(xiàn)出鮮明的多元性，從而使得各種思想碰撞、創(chuàng)新融合得以發(fā)生。

這便意味著大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)所需要具備的知識(shí)面與物理科研或物理學(xué)專業(yè)課教學(xué)所需要具備的知識(shí)面以及能力素質(zhì)截然不同。在科研中，我們往往集中于某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)非常細(xì)小而前沿的方向，而未來(lái)可能從事物理學(xué)前沿科研的學(xué)生也可能需要獲得這種偏向于“專精”的知識(shí)體系，但面對(duì)廣大的非物理專業(yè)學(xué)生，教學(xué)者更需要偏向于“廣博”的知識(shí)面。[3]這要求我們不但要了解經(jīng)典物理和近代物理方方面面的基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注物理學(xué)與其他學(xué)科專業(yè)的聯(lián)系、物理學(xué)在高新技術(shù)的應(yīng)用、物理學(xué)與社會(huì)生活與人類發(fā)展的關(guān)系等，起到學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的“指路人”作用，所需要關(guān)注的“前沿”也絕不僅僅局限于物理科研中某一個(gè)小課題、小方向的“前沿”，而應(yīng)該是整個(gè)自然科學(xué)、工程技術(shù)甚至社會(huì)發(fā)展的“前沿”?！安荒芤越涛锢韺I(yè)學(xué)生的方式去教非物理專業(yè)的學(xué)生”是筆者的第一個(gè)認(rèn)識(shí)。

第二，課程涉及范圍廣、素材來(lái)源和挖掘余地豐富。大學(xué)物理基礎(chǔ)課涉及力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)、原子分子物理與固體物理、核物理與粒子物理、天體物理與宇宙學(xué)等[4]，幾乎涵蓋了物理學(xué)的方方面面，同時(shí)還可以結(jié)合科學(xué)前沿、學(xué)科交叉、現(xiàn)代科學(xué)在高新技術(shù)中的應(yīng)用以及科學(xué)對(duì)社會(huì)生活的影響等等展開(kāi)幾乎無(wú)窮無(wú)盡的“知識(shí)窗口”，成為大學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課中可能是內(nèi)容最廣泛、蘊(yùn)涵最豐富、能激發(fā)的創(chuàng)造性最強(qiáng)、可能帶來(lái)的驚喜最多的一門課程。如果精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真教學(xué)，甚至可能徹底改變一個(gè)大學(xué)生的發(fā)展道路，成為助力其未來(lái)走向?qū)W術(shù)或創(chuàng)新工作的第一次推動(dòng)。

所以，筆者認(rèn)為：大學(xué)物理基礎(chǔ)課不應(yīng)當(dāng)僅僅局限于物理知識(shí)本身，更應(yīng)該成為全校理工科學(xué)生乃至所有專業(yè)學(xué)生的共同“成長(zhǎng)平臺(tái)”。[5]面對(duì)課程里豐富的內(nèi)容，不要放棄任何一個(gè)展開(kāi)“窗口”、構(gòu)建“橋梁”的機(jī)會(huì)，不要忽視任何一個(gè)能夠引導(dǎo)學(xué)生成長(zhǎng)的契機(jī)，努力讓學(xué)生愛(ài)上學(xué)習(xí)物理學(xué)、愛(ài)上這個(gè)世界。如何能讓大學(xué)物理基礎(chǔ)課的影響能夠不限于這門課，而是讓來(lái)自不同專業(yè)的學(xué)生都能獲得受益四年乃至終身的收獲？這是筆者一直思考的命題，也是一切作為的出發(fā)點(diǎn)。

第三，向前銜接高中物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，對(duì)整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)的觀念與方式轉(zhuǎn)變起到奠基作用?！按髮W(xué)物理”通常在大一學(xué)年的第二學(xué)期開(kāi)設(shè)，這個(gè)時(shí)候的學(xué)生還是剛進(jìn)入大學(xué)不久的新生，盡管已經(jīng)經(jīng)歷了一個(gè)學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，有可能仍沿襲高中的學(xué)習(xí)方式，其觀念依然被傳統(tǒng)的“聽(tīng)課、作業(yè)、考試”占據(jù)，自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等能力還不具備，對(duì)大學(xué)生活的適應(yīng)性和自信心也還沒(méi)有建立起來(lái)。具體到“大學(xué)物理”的學(xué)習(xí)，一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題是：由于最開(kāi)頭的章節(jié)涉及的似乎是高中物理中的原有概念，很有可能誤以為大學(xué)物理只是高中物理的簡(jiǎn)單重復(fù)，仍使用舊的學(xué)習(xí)方法甚至直接認(rèn)為已經(jīng)學(xué)過(guò)而不再認(rèn)真聽(tīng)講，從而錯(cuò)過(guò)了整個(gè)知識(shí)體系重塑、學(xué)習(xí)方法轉(zhuǎn)變、思維能力提升的機(jī)會(huì)。在開(kāi)始學(xué)習(xí)“大學(xué)物理”之前，學(xué)生可能已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)一個(gè)學(xué)期的單變量微積分、線性代數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程，但數(shù)學(xué)課的學(xué)習(xí)往往只專注于理論、公式和解題方法，學(xué)生對(duì)于這些各專業(yè)必不可少的數(shù)學(xué)知識(shí)究竟能起到什么作用、怎樣用起來(lái)并無(wú)概念，“大學(xué)物理”則為同學(xué)們提供了“第一次應(yīng)用”微積分與線性代數(shù)的機(jī)會(huì)?？偠灾髮W(xué)物理基礎(chǔ)課應(yīng)當(dāng)重視向前與高中物理以及大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的銜接，補(bǔ)充一些“高中老師不教，大學(xué)老師以為高中教過(guò)”或者“數(shù)學(xué)老師不教，物理老師以為數(shù)學(xué)老師教過(guò)”的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)習(xí)大學(xué)物理基礎(chǔ)課成為培養(yǎng)本科新生的大學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣、樹(shù)立自信心的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

這就要求教學(xué)者應(yīng)當(dāng)熟悉中學(xué)物理課程改革、新高考改革與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)等方面的現(xiàn)狀，主動(dòng)了解生源、學(xué)情等關(guān)鍵信息，做好銜接工作。有一些高中被刪減的知識(shí)（如幾何光學(xué)等）需要補(bǔ)充、有一些高考不作為重點(diǎn)的部分（如波動(dòng)學(xué)、熱力學(xué)等）需要強(qiáng)化、有一些在第一學(xué)期的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課中未涉及或描述較抽象但對(duì)后續(xù)物理學(xué)習(xí)有益的概念（如坐標(biāo)系變換、矢量微分算子、線性變換等）需要以更形象生動(dòng)、更具有“物理味道”的方式進(jìn)行重新闡述，甚至“高等數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用是大學(xué)物理基礎(chǔ)課的重要特點(diǎn)之一”需要在課程最初強(qiáng)調(diào)，微積分方法的實(shí)際應(yīng)用也需要更多的練習(xí)。這些工作盡管教師在課堂上也會(huì)去做，但是更需要助教面對(duì)學(xué)生的作業(yè)或者疑問(wèn)時(shí)更具針對(duì)性的補(bǔ)充。此外，這種“銜接”不僅僅是知識(shí)的銜接，更應(yīng)該注重學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變乃至心態(tài)的塑造。

第四，向后銜接理工類各專業(yè)基礎(chǔ)課，開(kāi)啟學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)與生活的無(wú)限可能。正如上文所說(shuō)，“大學(xué)物理”的后續(xù)銜接課程并不是“四大力學(xué)”等理論物理類專業(yè)課，而是廣大的理工農(nóng)醫(yī)類專業(yè)的多種多樣的專業(yè)課程（例如力學(xué)類的“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“流體力學(xué)”、機(jī)械類的“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”、電路類的“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“電磁場(chǎng)與電磁波”、控制類的“自動(dòng)控制原理”、建筑類的“結(jié)構(gòu)力學(xué)”、材化類的“物理化學(xué)”“材料化學(xué)”、地學(xué)類的“地球物理”“大氣物理”“天氣學(xué)原理”、航空航天類的“空氣動(dòng)力學(xué)”等，數(shù)之不盡），這就要求一方面要將“大學(xué)物理”視作通向廣闊的專業(yè)領(lǐng)域（而非僅僅通向單一的專業(yè)領(lǐng)域）的窗口，又要讓“大學(xué)物理”所教授的物理學(xué)知識(shí)成為聯(lián)通各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域、激發(fā)交叉創(chuàng)新點(diǎn)的重要橋梁。同時(shí)，如果能夠借“大學(xué)物理”課程的機(jī)會(huì)，引入對(duì)科研方法、建模思想、學(xué)術(shù)閱讀（包括文獻(xiàn)搜尋的技巧）、科學(xué)計(jì)算（包括計(jì)算物理的常用算法以及Matlab等基礎(chǔ)軟件編程的使用）、學(xué)術(shù)寫(xiě)作（包括LaTeX等專用排版軟件的介紹）甚至大學(xué)學(xué)習(xí)生涯規(guī)劃等的簡(jiǎn)單引介，更是可以徹底為剛脫離高中進(jìn)入大學(xué)的本科新生“打開(kāi)新世界的大門”，這些早期的熏陶對(duì)無(wú)論哪個(gè)專業(yè)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展都是有益的。

所以，教學(xué)者不能僅僅局限于物理學(xué)知識(shí)的“一畝三分地”，而是應(yīng)當(dāng)對(duì)全校幾乎所有理工類專業(yè)的培養(yǎng)要求、培養(yǎng)方案、知識(shí)體系等有一個(gè)最基本的、宏觀的了解，在大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)啟發(fā)學(xué)生某個(gè)知識(shí)點(diǎn)可以同未來(lái)的什么課程、什么領(lǐng)域、什么應(yīng)用技術(shù)對(duì)接，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理基礎(chǔ)課的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)背后都可能延伸出一片更廣闊的天地。例如，在剛體力學(xué)的教學(xué)中，可以適當(dāng)延伸介紹自由度的概念，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)與控制;在學(xué)完剛體力學(xué)之后，啟發(fā)學(xué)生“如果考慮固體的形變會(huì)怎樣呢”，自然就引入到彈性力學(xué)（或材料力學(xué)）的基本研究對(duì)象上;在學(xué)完簡(jiǎn)單電路的知識(shí)后，告訴同學(xué)們未來(lái)可能還會(huì)學(xué)習(xí)到更深入的電路原理、模擬電路、數(shù)字電路的知識(shí)，而徹底改變?nèi)祟惿鐣?huì)面貌的電氣革命恰恰依賴于電磁學(xué)理論打下的地基…… 要讓每一位學(xué)生都感受到大學(xué)物理基礎(chǔ)課中的知識(shí)點(diǎn)并不是生硬的、孤立的，而是與他們?nèi)蘸蟮膶I(yè)學(xué)習(xí)乃至終身發(fā)展緊密相連。這便要求每一位大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)者必須視野開(kāi)闊、目光長(zhǎng)遠(yuǎn)，能抽象出不同理工專業(yè)知識(shí)體系的共性，將學(xué)生的整個(gè)本科學(xué)習(xí)作為一個(gè)“整體”進(jìn)行謀劃。在這方面，筆者還是比較有信心的，因?yàn)楣P者本科具有工科背景，也了解大部分工科專業(yè)的培養(yǎng)方案和專業(yè)體系，作為曾經(jīng)的大學(xué)物理基礎(chǔ)課學(xué)生，對(duì)學(xué)生究竟需要什么有更深刻的理解。

第五，學(xué)情復(fù)雜、有一定的難度。正如前文所說(shuō)，大學(xué)物理基礎(chǔ)課的面向?qū)ο笫莵?lái)自不同專業(yè)的大學(xué)新生。即便在浙大這樣的重點(diǎn)學(xué)府，不同專業(yè)的生源其基礎(chǔ)也參差不齊，有的可能在高中學(xué)習(xí)過(guò)物理競(jìng)賽，已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)大量的大學(xué)物理甚至理論物理的知識(shí)，認(rèn)為“大學(xué)物理”過(guò)于簡(jiǎn)單而漫不經(jīng)心;有的則可能因?yàn)樾赂呖几母锏仍驅(qū)е挛锢砘A(chǔ)偏弱甚至高考就沒(méi)有考過(guò)物理，以及很多還沿襲著高中的學(xué)習(xí)習(xí)慣或者依然處于進(jìn)入大學(xué)后的“迷茫期”而無(wú)所適從，這給大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)工作帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)，大學(xué)物理基礎(chǔ)課的“掛科率”也長(zhǎng)期居高不下。同時(shí)，部分理工類專業(yè)存在輕視物理基礎(chǔ)、認(rèn)為大學(xué)物理基礎(chǔ)課是意義遠(yuǎn)不如專業(yè)課的“學(xué)院派”課程的現(xiàn)象，甚至還會(huì)降低培養(yǎng)方案中對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課的要求、縮減其學(xué)時(shí)，這種負(fù)面觀點(diǎn)也會(huì)傳導(dǎo)到學(xué)生中，讓學(xué)生對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課不甚用心、得過(guò)且過(guò)。因此，學(xué)習(xí)大學(xué)物理基礎(chǔ)課將會(huì)是本科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)后的一個(gè)重大考驗(yàn)，對(duì)學(xué)生磨煉學(xué)習(xí)方法、鍛煉意志品質(zhì)起到重要作用，也會(huì)影響后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的習(xí)慣和心態(tài)。

面對(duì)“難度”，迎難而上才是正解。作為助教，在用心做好輔導(dǎo)和答疑工作的同時(shí)，還需要針對(duì)不同類別、不同學(xué)生的具體情況進(jìn)行深入剖析和針對(duì)性引導(dǎo)。在這樣的過(guò)程，最重要的是樹(shù)立“以學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展為中心”的心態(tài)，以靈魂影響靈魂。要設(shè)身處地地考慮到各種不同情況的學(xué)生可能面臨的實(shí)際困難（可能是學(xué)業(yè)上的，也可能是心理上的，或者生涯規(guī)劃上的一些困惑），幫助學(xué)生克服“大一大二綜合癥”，樹(shù)立自信心，降低掛科率，盡可能以輕松愉快、自信平和的心態(tài)完成大學(xué)物理基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造一個(gè)良好的開(kāi)端。在這方面筆者作為研究生助教恰好具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樽约罕举|(zhì)也是學(xué)生的本?！皩W(xué)長(zhǎng)”，從學(xué)生中來(lái)，對(duì)大學(xué)的整體學(xué)習(xí)環(huán)境、培養(yǎng)過(guò)程以及生涯發(fā)展方向等有一定了解，能在適當(dāng)時(shí)刻給予學(xué)生引導(dǎo)和幫助。

第六，“課程思政”潛力巨大、“立德樹(shù)人”前景廣闊?！笆澜缡俏镔|(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，規(guī)律是可以被認(rèn)識(shí)的?！蔽锢韺W(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式和相互作用的自然科學(xué)，是馬克思主義哲學(xué)及其辯證唯物主義世界觀最具體、最鮮活的體現(xiàn)。在人類追求真理、探索未知世界的過(guò)程中，物理學(xué)展現(xiàn)了一系列科學(xué)的世界觀和方法論，深刻影響著人類對(duì)物質(zhì)世界的基本認(rèn)識(shí)、人類的思維方式和社會(huì)生活，是人類文明發(fā)展的基石。大學(xué)物理基礎(chǔ)課因其面向?qū)ο蟮膹V泛性與多元性、因其內(nèi)容的基礎(chǔ)性與豐富性，更因物理學(xué)本身的思想性和創(chuàng)造性，使它能夠成為推廣“課程思政”、踐行“立德樹(shù)人”的優(yōu)秀陣地。在大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)過(guò)程中，突出育人功能和科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)方法、科學(xué)文化、唯物主義世界觀教育，在潛移默化中完成對(duì)求是精神、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)美感的熏陶，培育“四個(gè)自信”與家國(guó)情懷，這是完全可以做到的，也是完全應(yīng)該做到的。

這一使命也是筆者所深刻認(rèn)同的?！罢n程思政”不應(yīng)浮于表面，不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單講一點(diǎn)故事、做一些說(shuō)教就可以完成的。在教學(xué)過(guò)程中，要將“一部物理學(xué)發(fā)展史，就是人類解放史”的觀點(diǎn)貫穿始終，深入挖掘課程知識(shí)中具有育人功能的成分，講明白物理學(xué)是如何改變?nèi)祟惖倪^(guò)去、現(xiàn)在以及未來(lái)的，真正起到打動(dòng)人、引領(lǐng)人的作用。當(dāng)然，教學(xué)者自己首先要熱愛(ài)科學(xué)、熱愛(ài)教育事業(yè)，奉行“以天下為己任、以真理為依歸”的理念，在教學(xué)實(shí)踐中保持高度的責(zé)任感與使命感。

以上認(rèn)識(shí)和理念，構(gòu)成了本次教學(xué)改革實(shí)踐的宗旨與主題。

3 “普通物理學(xué)I（H）”助教經(jīng)歷與教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐回顧

筆者此次擔(dān)任助教的“普通物理學(xué)I（H）”課程，學(xué)生來(lái)自竺院的數(shù)學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、生態(tài)學(xué)、機(jī)器人工程、能源與環(huán)境系統(tǒng)工程、人工智能（圖靈班）等各類理工科專業(yè)，第一學(xué)期的內(nèi)容包括力學(xué)、熱學(xué)和狹義相對(duì)論。下面將本人擔(dān)任助教工作時(shí)主要涉及的三個(gè)方面（作業(yè)題解與拓展材料的編制、課程小論文的安排、期中期末考試題的命制）及其中積累的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)介紹如下：

3.1 工作一： 作業(yè)題解與拓展材料的編制

擔(dān)任助教最初，為了方便學(xué)生訂正作業(yè)答案、自行查漏補(bǔ)缺，筆者編制了作業(yè)的參考答案與題解，并在每次作業(yè)結(jié)束后以PDF文件形式發(fā)送給學(xué)生傳閱。其中，部分比較有趣或涉及共性疑難的題目，筆者會(huì)在答案給出后進(jìn)行評(píng)注，或拓展相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。最初只是隨性而為，卻在不知不覺(jué)中形成了習(xí)慣而沿襲了下去。從第二次作業(yè)的題解開(kāi)始，對(duì)當(dāng)時(shí)從作業(yè)反饋中觀察到的普遍問(wèn)題（很多學(xué)生不會(huì)或不習(xí)慣使用微積分方法處理物理問(wèn)題，仍使用高中的舊方法;對(duì)解題結(jié)果數(shù)值的表達(dá)的意義不甚了解;不擅長(zhǎng)直觀分析質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的速度與加速度等），專門使用了三個(gè)專題附錄（拓展閱讀材料）來(lái)詳細(xì)闡釋其中原理，并插入題解文檔中。這一方面容易吸引學(xué)生的注意力，另一方面也能讓他們閱讀題解不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的訂正，能在總結(jié)原理、歸納方法的過(guò)程中收獲更多，最大限度發(fā)揮作業(yè)題的作用。

自此往后，筆者愈加用心編寫(xiě)《參考答案與題解》和其中的評(píng)注與拓展閱讀材料，使其成為了筆者實(shí)踐課程改革、挖掘課程內(nèi)容育人功能的主陣地。直到結(jié)課，筆者總共編制了十五篇《參考答案與題解》，其中撰寫(xiě)的評(píng)注與拓展閱讀材料多達(dá)34篇，合計(jì)200余頁(yè)，總字?jǐn)?shù)接近15萬(wàn)字，還包含大量專門繪制的插圖。這些拓展閱讀材料立意各異：既有對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的歸納、提煉與升華，也有對(duì)物理知識(shí)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的介紹，還有對(duì)科學(xué)知識(shí)背后科學(xué)方法的傳揚(yáng)、科學(xué)精神的謳歌，同時(shí)比較注重滲透對(duì)課程知識(shí)的“向前銜接”（與高中物理、大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的銜接）和“向后銜接”（與理工類專業(yè)課和學(xué)生后續(xù)成長(zhǎng)發(fā)展的銜接）。素材來(lái)源既包括在課程教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，又包括筆者與學(xué)生在“教學(xué)相長(zhǎng)”的實(shí)踐中獲得的體悟。筆者希望把這些精神食糧以盡可能通俗的闡釋、清晰的圖像、優(yōu)美的文筆、拔高的格局帶給學(xué)生，意在激勵(lì)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的本質(zhì)有更深刻的認(rèn)識(shí)、對(duì)物理學(xué)與大自然有更強(qiáng)的熱愛(ài)。

表1展示了一學(xué)期來(lái)所編寫(xiě)拓展閱讀材料的主要內(nèi)容，并詳細(xì)闡釋了編寫(xiě)的目的及在教學(xué)育人中所起的作用。若該部分內(nèi)容鮮明體現(xiàn)了物理文化的傳播和“課程思政”的滲透，則在最后一欄里用“√”表示。

3.2 工作二： 課程小論文的安排

給“普通物理學(xué)I（H）”課程的同學(xué)們布置課程小論文（Project）最初是馬老師的想法，意在創(chuàng)新教學(xué)形式，培養(yǎng)同學(xué)們獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、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，鍛煉跨學(xué)科素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作素養(yǎng)與科學(xué)計(jì)算和科學(xué)寫(xiě)作的技能。這在馬老師這門課的教學(xué)歷史上也是沒(méi)有過(guò)先例的，因此這也對(duì)我們的工作提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)筆者與馬老師和其他助教慎重討論，確定了布置Project的原則如下：

第一，要選擇具有一定趣味性、挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，“綜合運(yùn)用物理理論推導(dǎo)分析與數(shù)值建模計(jì)算”的問(wèn)題。因?yàn)椤捌胀ㄎ锢韺W(xué)I（H）”所面向的竺可楨學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力的先進(jìn)性與現(xiàn)代性的要求更高，基礎(chǔ)也較好。如今，程序設(shè)計(jì)、軟件使用和建模的能力逐漸成為優(yōu)秀大學(xué)生在各專業(yè)的學(xué)習(xí)和研究中所必備的基本能力。同時(shí)，大一學(xué)生慣常還延續(xù)著高中時(shí)期以聽(tīng)課、作業(yè)、應(yīng)試為主的學(xué)習(xí)方法，固有觀念會(huì)讓他們認(rèn)為數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等都是彼此無(wú)關(guān)的課程，缺乏將不同學(xué)科內(nèi)容綜合在一起進(jìn)行應(yīng)用的機(jī)會(huì)。而這樣一個(gè)可能是他們進(jìn)入大學(xué)之后第一次遇到的“硬核”的大作業(yè)能讓他們耳目一新，有利于啟發(fā)他們從更高的角度看待自己所學(xué)習(xí)的各個(gè)學(xué)科。通過(guò)自己動(dòng)手編程來(lái)模擬出抽象的物理現(xiàn)象，也有助于讓學(xué)生們更形象地理解課堂內(nèi)容，激發(fā)其積極性與成就感。

第二，要給予學(xué)生足夠的幫助與引導(dǎo)，在不顯著增加學(xué)生壓力的前提下盡可能促使學(xué)生獲得“正反饋”。即便是竺可楨學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)生，在大一所掌握的知識(shí)基礎(chǔ)通常也比較有限，數(shù)學(xué)上只簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)過(guò)常微分方程，尚未學(xué)習(xí)過(guò)偏微分方程，更沒(méi)有接觸過(guò)諸如插值和擬合、數(shù)值積分、數(shù)值求解微分方程等計(jì)算物理方法;在編程上最多也是剛剛接觸C或Python這些編程語(yǔ)言，學(xué)習(xí)過(guò)一些初級(jí)的課程，絕大部分還沒(méi)有接觸過(guò)像Matlab這樣的專業(yè)軟件，更沒(méi)有編寫(xiě)過(guò)復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算程序。盡管他們有強(qiáng)烈興趣和挑戰(zhàn)意愿，但如果只留題目，不給予任何幫助指導(dǎo)，他們必然會(huì)無(wú)所適從，感到挫敗甚至抵觸，不利于教學(xué)效果的達(dá)成。這就要求助教承擔(dān)起責(zé)任來(lái)，編制相關(guān)的閱讀參考材料，指引他們尋找資料和尋求幫助的路徑，做好答疑工作。因此，我們從最開(kāi)始就明確聲明“本次大作業(yè)并不強(qiáng)求最后的完成度，對(duì)于一些探索性的問(wèn)題可以‘能走多遠(yuǎn)就算多遠(yuǎn)’”。在出題的同時(shí)，要詳細(xì)撰寫(xiě)和編制包括偏微分方程的概念（含初始條件和邊界條件的意義）、數(shù)值計(jì)算方法（如插值和擬合方法、時(shí)間與空間的離散化、有限差分格式、數(shù)值求解常微分方程的方法等）等基礎(chǔ)知識(shí)的拓展閱讀材料，給予適當(dāng)?shù)奶崾荆ɡ珀U釋插值和擬合方法的區(qū)別，然后再設(shè)問(wèn)：本問(wèn)題中應(yīng)當(dāng)選擇插值方法還是擬合方法呢？），讓學(xué)生得以“一步一個(gè)腳印”地解決之前看似無(wú)從下手的問(wèn)題，“進(jìn)一步有進(jìn)一步的歡喜”，在研究過(guò)程中真正有所收獲。

第三，要采取自由組隊(duì)、團(tuán)隊(duì)分工合作的形式?，F(xiàn)代的學(xué)習(xí)科研或任何實(shí)際工作中，團(tuán)隊(duì)合作、溝通協(xié)調(diào)的能力越來(lái)越受到重視。布置這樣一個(gè)自由組隊(duì)解決復(fù)雜問(wèn)題的項(xiàng)目，有利于學(xué)生們摒棄高中以來(lái)形成的“單打獨(dú)斗”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，重視團(tuán)隊(duì)合作與溝通方面的鍛煉。因此，強(qiáng)調(diào)“建議每組3～5 人，推舉一名組長(zhǎng)負(fù)責(zé)最后的作業(yè)提交工作”。在組隊(duì)上，提醒“允許跨學(xué)院、跨專業(yè)、跨教學(xué)班組隊(duì)”，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)合作本就應(yīng)該是自由的，不應(yīng)該設(shè)置任何行政上的、人為的藩籬，甚至來(lái)自不同專業(yè)背景的思維碰撞更容易激發(fā)起靈感的火花。

第四，選題上推崇“自由”與“開(kāi)放”。在選題上，給予最大的自由度，允許選擇任何認(rèn)為有研究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，但同時(shí)又為了避免缺乏指導(dǎo)導(dǎo)致的迷茫，結(jié)合該學(xué)期課程內(nèi)容，設(shè)置A、B、C三個(gè)參考選題（附上相關(guān)參考閱讀資料）供優(yōu)先選擇。此外，也提示同學(xué)們可以使用多樣的研究方法，包括從圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)中查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和參考書(shū)等。關(guān)于很多同學(xué)第一次接觸的Matlab軟件，告知同學(xué)們浙江大學(xué)為大家提供了免費(fèi)的正版下載，指引同學(xué)們從MathWorks官方幫助文檔或者參考書(shū)中尋求到幫助，同時(shí)還借此機(jī)會(huì)為同學(xué)們普及了文獻(xiàn)搜索、電子書(shū)查找的方法———這是將對(duì)學(xué)生終身成長(zhǎng)的關(guān)注融入教學(xué)的表現(xiàn)。同時(shí)還強(qiáng)調(diào)：“題目中的文字表述和補(bǔ)充參考資料只起提示作用。如果認(rèn)為題面中給出的條件不夠，請(qǐng)自行假設(shè)或補(bǔ)充，還可以改變你假設(shè)或補(bǔ)充的條件、調(diào)整各參數(shù)的數(shù)值、選用不同的方法等來(lái)對(duì)比得到的不同結(jié)果。”以讓學(xué)生擺脫高中時(shí)形成的追求“標(biāo)準(zhǔn)答案”的應(yīng)試思維，盡最大可能保證開(kāi)放性、鼓勵(lì)自主創(chuàng)新，為學(xué)生逐步適應(yīng)大學(xué)的自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)模式奠定基礎(chǔ)。

第五，表達(dá)上要求“嚴(yán)謹(jǐn)”與“規(guī)范”。大一新生絕大多數(shù)沒(méi)有獨(dú)自撰寫(xiě)過(guò)研究性的課程論文，更沒(méi)有受過(guò)學(xué)術(shù)寫(xiě)作和學(xué)術(shù)規(guī)范的訓(xùn)練。因此，借此機(jī)會(huì)，恰好也能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)寫(xiě)作、排版等方面的能力，而這些能力無(wú)論在以后進(jìn)行課程學(xué)習(xí)、科學(xué)研究還是撰寫(xiě)畢業(yè)論文時(shí)都能發(fā)揮作用。因此，布置Project時(shí)，要求每個(gè)小組提交一份PDF格式的報(bào)告，報(bào)告須包括“問(wèn)題背景重述、模型建立、理論分析、程序設(shè)計(jì)思路、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論分析”等部分，其中還要求“要用圖像來(lái)‘可視化’你的結(jié)果”。在報(bào)告的撰寫(xiě)上，要求“應(yīng)該采用科技文本寫(xiě)作所要求的盡可能規(guī)范的格式和排版”。對(duì)大一學(xué)生之前較少接觸過(guò)的公式輸入與排版方面，介紹了OfficeMath、MathType、AxMath、LaTeX 等不同輸入方式并指引了學(xué)習(xí)路徑。對(duì)于數(shù)學(xué)符號(hào)與物理量符號(hào)的使用、正體/斜體/大小寫(xiě)等字體的使用、空格的使用等學(xué)生之前沒(méi)有深入思考過(guò)、常被忽略的細(xì)節(jié)問(wèn)題，介紹了GB/T 15855—2011《出版物上數(shù)字用法》、GB 3100—1993《國(guó)際單位制及其應(yīng)用》、GB/T 3101—1993《有關(guān)量、單位和符號(hào)的一般原則》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以供參考，對(duì)于所使用的參考文獻(xiàn)同樣要求采用GB/T 7714—2015《信息與文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式列明。在提交報(bào)告之外，還要求提交“所編寫(xiě)所有程序的源代碼，請(qǐng)加上方便人類讀者閱讀的必要注釋”。意在讓大一的同學(xué)對(duì)學(xué)術(shù)寫(xiě)作、表達(dá)學(xué)術(shù)成果的規(guī)范過(guò)程有最基本的體驗(yàn)，寫(xiě)出結(jié)構(gòu)完整、條理清晰的課程論文，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、扎實(shí)的學(xué)風(fēng)。

經(jīng)過(guò)討論，所布置的A、B、C三個(gè)供優(yōu)先選擇的題目簡(jiǎn)介如表2所示，所有題目均結(jié)合本學(xué)期課內(nèi)所學(xué)習(xí)的知識(shí)，又具有一定創(chuàng)新性和開(kāi)放性，同時(shí)涉及到了大量數(shù)值計(jì)算方法的應(yīng)用。表內(nèi)還附有兩位助教為每道題目所編制的參考閱讀材料內(nèi)容。

3.3 工作三： 期中期末考試題的命制

根據(jù)慣例，“普通物理學(xué)I（H）”需要進(jìn)行期中與期末的閉卷考試作為課程考核的重要部分，試題命制則是保證課程考核質(zhì)量的關(guān)鍵。此次期中期末考試的試題，是在馬老師指導(dǎo)下，兩位助教充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)確立了基本原則并精心命制的，筆者負(fù)責(zé)了整體框架的把握和其中大部分題目的第一手命制?，F(xiàn)把命制過(guò)程中的主要考慮和最終實(shí)踐成效總結(jié)如下：

第一，形式標(biāo)準(zhǔn)化、內(nèi)容與風(fēng)格非標(biāo)準(zhǔn)化。與“大學(xué)物理”課程統(tǒng)一命題考試、統(tǒng)一閱卷、從題庫(kù)中抽取試題進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化組卷不同，“普通物理學(xué)I（H）”課程的考試歷來(lái)是非標(biāo)準(zhǔn)化的，由授課教師自行命題，不同教師的教學(xué)班試題會(huì)有較大差別。筆者認(rèn)為，大學(xué)物理基礎(chǔ)課的考試試題應(yīng)當(dāng)在形式上力求標(biāo)準(zhǔn)化，即需要布局規(guī)劃的高屋建瓴、題型框架的整齊嚴(yán)謹(jǐn)、命題邏輯的合理流暢、印制排版的清晰規(guī)范等，以給予學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、標(biāo)準(zhǔn)的印象，不能出現(xiàn)明顯的“劣質(zhì)試卷”“敷衍試卷”;但在內(nèi)容和風(fēng)格上則應(yīng)該盡可能脫離標(biāo)準(zhǔn)化、體現(xiàn)創(chuàng)新性，不宜簡(jiǎn)單復(fù)用往年試題或者從題庫(kù)中抽題組卷，設(shè)置適當(dāng)比例的創(chuàng)新題型與開(kāi)放題型，加強(qiáng)對(duì)物理學(xué)思想方法、知識(shí)應(yīng)用和遷移能力的考察而非僅僅停留于知識(shí)的表面，唯有如此才能避免過(guò)于依賴往年試題、過(guò)于依賴“考點(diǎn)”而忽視平時(shí)聽(tīng)課等現(xiàn)象，減少“臨時(shí)抱佛腳”和“死記硬背”等不良應(yīng)試傾向，讓所有學(xué)生將精力放在培養(yǎng)綜合素質(zhì)與能力的每個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)上，也更有利于優(yōu)秀拔尖人才的培養(yǎng)。因此，我們?cè)诿}上放棄簡(jiǎn)單復(fù)用往年試題，而是在基礎(chǔ)原理、生產(chǎn)生活實(shí)際、各專業(yè)學(xué)習(xí)研究實(shí)際、物理學(xué)史甚至科學(xué)前沿進(jìn)展中廣泛選材，并設(shè)置了適當(dāng)比例的開(kāi)放題作為附加題，使整張?jiān)嚲砭邆漉r明的獨(dú)創(chuàng)性和特色風(fēng)格。

第二，知識(shí)點(diǎn)覆蓋力求全面、設(shè)問(wèn)角度力求豐富。“普通物理學(xué)I（H）”課程知識(shí)點(diǎn)涵蓋廣泛，而考試命題的題量終究有限，這便產(chǎn)生了矛盾。如果命題不能盡可能覆蓋大部分知識(shí)點(diǎn)，而是只有少數(shù)知識(shí)點(diǎn)被考到，那么會(huì)使得恰好某部分掌握不好的學(xué)生比較“吃虧”，成績(jī)受隨機(jī)因素的干擾比較明顯，考試的信度與效度都不能得到保證。因此，一份優(yōu)秀的試卷，必然要盡可能對(duì)整個(gè)學(xué)期內(nèi)大部分主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行完善的覆蓋。在有限的題量下，盡可能讓一道題能綜合考查多方面的知識(shí)點(diǎn)，可圍繞同一主題從不同角度、不同側(cè)面展開(kāi)設(shè)問(wèn)，使整張?jiān)嚲砑扔卸ㄐ缘呐袛?，又有定量的?jì)算;計(jì)算既含有需要得出數(shù)值結(jié)果的計(jì)算，又有全程使用解析表達(dá)式的符號(hào)計(jì)算，力求設(shè)問(wèn)角度豐富、內(nèi)涵深刻。

最終命制得到的期中、期末考試題，基本上覆蓋了課程里所涵蓋的絕大部分主要知識(shí)點(diǎn)與物理思想方法。其中期中考試涉及教材1～14章內(nèi)容（至“萬(wàn)有引力”一章為止），期末考試則涉及整個(gè)學(xué)期所有的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)還特別注意不同章節(jié)、不同模塊知識(shí)點(diǎn)在同一個(gè)主題下的綜合應(yīng)用，尤其是壓軸兩題對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)要求較高?？v觀全卷，既涵蓋了像“動(dòng)量定理”“角動(dòng)量守恒”“剛體動(dòng)力學(xué)”“波的干涉”“理想氣體分子的速率與能量分布”“熱機(jī)效率”“洛倫茲變換”等歷來(lái)被視作重點(diǎn)的經(jīng)典內(nèi)容，也照顧到了“科里奧利力”“剛體靜力平衡”“開(kāi)普勒定律”“熱膨脹”“相對(duì)論動(dòng)量與能量”等相對(duì)冷門但仍有意義的考點(diǎn)，還涉及了“換元積分”“計(jì)算曲率半徑”“不同坐標(biāo)系下的軌跡方程”等數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，甚至特別強(qiáng)調(diào)了“單位制”“量綱分析”“自然界中的相似性與標(biāo)度律”等通常被忽視的思想方法性內(nèi)容的地位（甚至期末專門以一道8分的大題考查量綱分析），體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生綜合科學(xué)素養(yǎng)的要求。

期中、期末試卷中各題主要涉及的知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)如表3所示。

第三，重視應(yīng)用背景、聯(lián)系實(shí)際、聯(lián)系社會(huì)?！捌胀ㄎ锢韺W(xué)I（H）”課程所面向的學(xué)生都是非物理專業(yè)的理工類學(xué)生，他們學(xué)習(xí)物理課程的目的并不是進(jìn)行艱深的前沿物理理論研究，而是意在“會(huì)用”，能夠正確運(yùn)用物理學(xué)的基本概念、基本方法來(lái)解決日常生活或者相關(guān)專業(yè)的生產(chǎn)科研實(shí)際中遇到的問(wèn)題。因此，在“普通物理學(xué)I（H）”課程的教學(xué)和考試過(guò)程中，我們都致力于提升學(xué)生正確理解實(shí)際背景、將其轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題的建模能力。在期中、期末考試?yán)?，大約50%分值的試題都是以相當(dāng)具體甚至新穎的實(shí)際背景引入，需要學(xué)生正確閱讀、理解問(wèn)題的描述以提取信息將它轉(zhuǎn)化為物理問(wèn)題進(jìn)行求解。

例如，期中考試的#4題便是一個(gè)典型的結(jié)合實(shí)際生活的有趣問(wèn)題，題目開(kāi)始便提出問(wèn)題“為什么老鼠從比自己的‘身高’高許多倍的天花板上落下卻能安然無(wú)恙”，要求學(xué)生正確閱讀題目理解新概念“動(dòng)壓”（dynamic pressure）的概念，并利用所學(xué)知識(shí)比較人和老鼠從同一高度處墜下時(shí)骨骼承受的動(dòng)壓，從而自然而然地做出解釋。期中考試的#12題創(chuàng)設(shè)了“核反應(yīng)堆中的快中子需要和石墨棒里的碳原子碰撞多少次才能被慢化為熱中子”這一情景考查彈性碰撞問(wèn)題，期末考試的#2題以“不用插電的冰箱”的幻想來(lái)考察熱力學(xué)第二定律的基本概念。尤其重要的是，本次期中、期末考試還重視從物理學(xué)史以及科學(xué)前沿中進(jìn)行選材，例如期中考試#8題（普朗克創(chuàng)立自然單位制）、期末考試#11題（取材于1945年泰勒估計(jì)出人類第一顆原子彈“火球”擴(kuò)散半徑的科學(xué)逸聞[8]）、期末考試#16題（取材于Astronomy andAstrophysics 期刊所報(bào)道的關(guān)于人類首次發(fā)現(xiàn)麒麟座的CoRoT-7恒星有“超級(jí)地球”行星繞轉(zhuǎn)這一科學(xué)進(jìn)展[9，10]）等，進(jìn)一步豐富了素材來(lái)源。

第四，多措并舉，降低題目理解門檻?！捌胀ㄎ锢韺W(xué)I（H）”是雙語(yǔ)課程，考試要求英語(yǔ)命題。對(duì)于還處在大一年級(jí)，英語(yǔ)詞匯量、閱讀理解水平本就參差不齊的同學(xué)而言，僅僅是理解題意就是一道坎，而遇到涉及大量實(shí)際背景、需要閱讀材料來(lái)提取信息的題目時(shí)這種困難會(huì)愈加突出。盡管考試允許攜帶和查閱紙質(zhì)詞典，但頻繁查詞典必然會(huì)耗費(fèi)大量珍貴的考試時(shí)間，也會(huì)影響考試心態(tài)。仔細(xì)思考我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：“普通物理學(xué)I（H）”課程的教學(xué)目標(biāo)肯定是以讓學(xué)生掌握物理學(xué)知識(shí)為主，當(dāng)然可以同時(shí)要求掌握常見(jiàn)物理學(xué)術(shù)語(yǔ)的英語(yǔ)表述來(lái)體現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)的效果，但如果學(xué)生在考試時(shí)卻主要因?yàn)殡y以理解那些不是常見(jiàn)物理學(xué)術(shù)語(yǔ)的單詞（例如介紹實(shí)際背景時(shí)涉及到的生詞）而影響了對(duì)題目的理解與作答，會(huì)使得最終的考試成績(jī)偏離學(xué)生的實(shí)際物理水平，實(shí)屬本末倒置。為了在保證雙語(yǔ)教學(xué)效果的同時(shí)盡量為學(xué)生減少英語(yǔ)閱讀理解上的障礙、降低應(yīng)考負(fù)擔(dān)，也為了讓命題時(shí)能夠不受學(xué)生普遍英語(yǔ)水平的約束、更加開(kāi)放，決定在命題時(shí)采用以下措施：（1）對(duì)于題面中所涉及到、課堂中較少遇到的生詞，絕大部分要括注中文意思，例如“comet（彗星）”“hyperbola（雙曲線）”“Nautilus（鸚鵡螺）”“qualitative（定性的）”“scallop pendant（扇貝掛件）”“attenuation（衰減）”“exoplanets（系外行星）”“spectral（光譜）”“l(fā)uminosity（光度）”等。而對(duì)于那些已經(jīng)在課堂上反復(fù)出現(xiàn)的物理學(xué)術(shù)語(yǔ)，如“acceleration”“friction”“observer”“magnitude”等則不予標(biāo)注，認(rèn)為對(duì)這些術(shù)語(yǔ)的掌握應(yīng)屬課程要求的一部分。（2）盡量“以圖明意”，對(duì)絕大部分題目都要繪制盡可能清晰、規(guī)范、形象的題圖，并把所有物理量、關(guān)鍵解題信息等都標(biāo)注在圖中，力求讓學(xué)生只需要看圖就可以大致明白題目意思，從而理解障礙大大降低。（3）對(duì)所有題目的表述都進(jìn)行了反復(fù)的推敲與錘煉，力求簡(jiǎn)單、直觀、清晰，避免過(guò)于難以理解的句式和容易發(fā)生的歧義，填空題直接用“物理量= ”的形式設(shè)空，讓學(xué)生一眼就能看出題目的待求解量。

期中、期末考試中涉及的部分用以描述題意的題圖如表4所示。

第五，合理調(diào)整難度、設(shè)置提示、構(gòu)筑啟發(fā)性“階梯”?！捌胀ㄎ锢韺W(xué)I（H）”是面向竺可楨學(xué)院的通識(shí)基礎(chǔ)課程，這意味著它的考試難度必須控制得當(dāng)，命題時(shí)必須對(duì)試題的題型、分值、位置等通盤(pán)考慮，有所取舍。具體來(lái)說(shuō)：（1）期中與期末考試的前兩道選擇題都是比較基礎(chǔ)的、概念性的選擇題，以讓學(xué)生快速進(jìn)入考試狀態(tài)、樹(shù)立信心。（2）對(duì)于處在中間位置的大部分題目，命題要求是：“不能有原則上的難度，但也不能只是看一眼或者套公式就可以一步得出結(jié)論，至少需要繞一到兩個(gè)彎?！崩缙谥锌荚?6題考查剛體動(dòng)力學(xué)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的相關(guān)知識(shí)，并不是直接套公式計(jì)算，而是另辟蹊徑地要學(xué)生比較“質(zhì)量和半徑都相同的圓環(huán)、圓盤(pán)、實(shí)心球，從同一個(gè)光滑斜面上的同樣高度處滾下，哪個(gè)先滾到底端”，避免了繁復(fù)的計(jì)算，考察的更多是定性比較和物理直覺(jué);期中考試#11題考察天體運(yùn)動(dòng)，不用課本上常見(jiàn)的橢圓軌道，而是考察雙曲線軌道，但原理都是相通的;期末考試#5題考察的是理想氣體分子的速率與能量分布，卻以導(dǎo)體中的自由電子氣作為背景，多了一層思維轉(zhuǎn)換的過(guò)程，等等。（3）對(duì)于處在壓軸位置的題目，也不要求原則上的難度，而是設(shè)問(wèn)更多，涉及的知識(shí)面更廣，更考驗(yàn)學(xué)生綜合應(yīng)用各方面知識(shí)的能力。這些設(shè)問(wèn)并不是簡(jiǎn)單堆砌拼湊而成，而是精心設(shè)計(jì)成富有啟發(fā)性的“階梯”，讓學(xué)生能像攀登“腳手架”一樣循序漸進(jìn)地解決整個(gè)“大問(wèn)題”，讓考試過(guò)程也變成整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的一部分，而這種被引導(dǎo)著“一步一個(gè)腳印”解決難題的過(guò)程，無(wú)疑可以讓學(xué)生樹(shù)立自信心、收獲成就感。

我們分別舉期中考試#17題（a）～（d）問(wèn)以及期末考試#16題（a）～（e）問(wèn)為例進(jìn)行評(píng)述：

期末考試#16題則是一個(gè)緊密聯(lián)系科學(xué)前沿的題目，取材于系外行星探索事業(yè)，素材與數(shù)據(jù)是直接從科研論文中提取的（但為降低題目難度，對(duì)數(shù)據(jù)有少許修飾）。該題涉及到了兩種用于探測(cè)系外行星的常見(jiàn)手段———“徑向多普勒法”和“凌星法”，可用于估計(jì)行星質(zhì)量m 、行星半徑R以及行星到恒星的距離a。但是考試題卻沒(méi)有直接讓學(xué)生一開(kāi)始就去計(jì)算這些參數(shù)，而是在（a）問(wèn)先用一個(gè)雙星系統(tǒng)的簡(jiǎn)單模型起手，讓學(xué)生可以一步步推導(dǎo)出徑向多普勒法所依賴的基本公式，起到“腳手架”的作用，再循序漸進(jìn)地在（b）（c）兩問(wèn)分別用徑向多普勒法和凌星法求得行星的參數(shù)，也暗示了兩種方法的互補(bǔ)性。（b）（c）兩問(wèn)結(jié)束后，（d）問(wèn)要求通過(guò)將行星的密度與地球和木星的密度對(duì)比來(lái)推測(cè)行星的物質(zhì)組成（是類地行星還是類木行星），因?yàn)橐呀?jīng)算出了行星的質(zhì)量與半徑，解出這一問(wèn)自是輕而易舉;而（e）問(wèn)進(jìn)一步告知行星表面的估計(jì)溫度，要求推斷行星表面是否存在水蒸氣，巧妙地將氣體分子特征速率與逃逸速度結(jié)合考察。一路下來(lái)，思路流暢、酣暢淋漓。同時(shí)，這道題里涉及的系外行星探測(cè)手段和相對(duì)論性多普勒效應(yīng)公式（光波的多普勒公式），都不是課程要求掌握的內(nèi)容，但卻或多或少在課堂上或在課后拓展閱讀材料上提及過(guò)。倘若學(xué)生平時(shí)不聽(tīng)課，只在考前“突擊”，固然也是能夠解答問(wèn)題（所有的提示和參考公式都在題面中給出，保證題目不“超綱”），但初次閱讀時(shí)不免會(huì)感到陌生，要花費(fèi)更多時(shí)間去理解，也容易做錯(cuò);但如果學(xué)生平時(shí)認(rèn)真聽(tīng)課、認(rèn)真閱讀拓展材料，哪怕只是對(duì)相關(guān)背景知識(shí)有一點(diǎn)點(diǎn)粗淺的、感性的印象，在考試時(shí)遇到類似素材時(shí)也能立刻注意到題目的關(guān)鍵，省去了審題時(shí)間，準(zhǔn)確率也更高，所以，這樣能“回歸課堂、印證課堂”的題目還能夠起到獎(jiǎng)勵(lì)“平時(shí)認(rèn)真聽(tīng)課的學(xué)生”的作用。如果這種題型能夠得到堅(jiān)持與推廣，長(zhǎng)期下來(lái)，對(duì)提升學(xué)生聽(tīng)課時(shí)的專注程度、塑造優(yōu)良學(xué)風(fēng)都能起到積極作用。

第六，設(shè)計(jì)開(kāi)放性題目，鍛煉學(xué)生的綜合與創(chuàng)新能力。長(zhǎng)期的應(yīng)試教育傳統(tǒng)會(huì)讓我們認(rèn)為物理試題總是會(huì)有“標(biāo)準(zhǔn)答案”的，而這種對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)答案”的追逐通常會(huì)使得學(xué)生的思維受到局限，不利于培育學(xué)生的科學(xué)猜想能力與科學(xué)創(chuàng)新精神。學(xué)生從高中進(jìn)入大學(xué)，學(xué)習(xí)方式最重要的區(qū)別之一便是由追逐應(yīng)試教育下的“標(biāo)準(zhǔn)答案”轉(zhuǎn)為追逐素質(zhì)教育中的“自主創(chuàng)新”，“普通物理學(xué)I（H）”課程開(kāi)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)恰恰在這一轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵階段，因此，完全可以在“普通物理學(xué)I（H）”中設(shè)計(jì)一定的開(kāi)放性試題，鼓勵(lì)學(xué)生綜合應(yīng)用課堂、課外所理解的內(nèi)容分析問(wèn)題，發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造力，實(shí)現(xiàn)“知識(shí)、能力、素質(zhì)”的有機(jī)統(tǒng)一。同時(shí)，這種題目的存在還可以給學(xué)生在枯燥的考試中一個(gè)“天馬行空”放飛思想的空間，避免答卷的“千篇一律”，教師也可以在枯燥的改卷中緩解疲勞，通過(guò)吸收學(xué)生的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”的目的。從具體形式上看，這種開(kāi)放性題目可以是定性、半定量形式的分析題，可以是針對(duì)自然現(xiàn)象或者特定觀點(diǎn)的簡(jiǎn)答題、辨析題，可以是滲透物理思想方法或者自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)、構(gòu)思解決方案的論述題、分析題，甚至可以更加偏向于個(gè)性化，以體現(xiàn)更豐富的思想潤(rùn)澤和情感價(jià)值，達(dá)到“課程思政”的育人目的。

在本次期中、期末考試中，設(shè)計(jì)了兩道開(kāi)放性試題，剛好是在上面已經(jīng)深入介紹過(guò)的期中考試#17題與期末考試#16題的最后———恰似在之前已經(jīng)攀登過(guò)無(wú)數(shù)“腳手架”后，學(xué)生終于登上了“巨人的肩膀”，要站在人類知識(shí)積累的頂點(diǎn)上仰望星空，嘗試猜測(cè)與思考未知的世界。在期中考試#17（e）問(wèn)中，面對(duì)在前四問(wèn)里已經(jīng)了解這種被稱為“對(duì)數(shù)螺線”的曲線軌跡的學(xué)生，提出：“對(duì)數(shù)螺線經(jīng)常在自然界中被發(fā)現(xiàn)，例如鸚鵡螺、氣旋與漩渦星系的旋臂，為什么這些自然現(xiàn)象會(huì)展現(xiàn)出對(duì)數(shù)螺線的形狀呢？ 嘗試用你的猜測(cè)去解釋原因”，引導(dǎo)學(xué)生嘗試用理性思維去解釋大自然中的萬(wàn)千奧妙，從中能更加領(lǐng)悟到自然界和諧統(tǒng)一的莊嚴(yán)美感，既獲得思想的鍛煉，也得到情感的熏陶。在期末考試#16題里，學(xué)生通過(guò)前五問(wèn)的循序漸進(jìn)，已經(jīng)能夠用所掌握的一些基礎(chǔ)物理知識(shí)分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，推測(cè)遙遠(yuǎn)未知行星的相關(guān)信息，這本已經(jīng)能讓他們對(duì)那些看似不起眼的“基本物理原理”的強(qiáng)大威力感到驚訝了，但最后的#16（f）問(wèn)卻給他們以一個(gè)更大的驚喜：“對(duì)于這顆行星上的自然環(huán)境你還有什么推測(cè)？ 解釋你的理由。”提供了一個(gè)看似天馬行空的創(chuàng)作空間，讓學(xué)生得以從一道小小的期末試題中“初體驗(yàn)”科學(xué)研究的魅力。

在命制試題時(shí)，對(duì)于開(kāi)放性試題，分值不宜過(guò)高，最好以“附加題”（Bonus）的形式出現(xiàn)，分?jǐn)?shù)作為疊加在總分上的額外獎(jiǎng)勵(lì)。在批卷過(guò)程中，不應(yīng)被“參考答案”束縛，而是“言之成理即可”，重視表達(dá)、說(shuō)理、論證的邏輯性，從而真正體現(xiàn)開(kāi)放性試題的意義。

第七，結(jié)構(gòu)嚴(yán)整、排版規(guī)范、風(fēng)格統(tǒng)一，體現(xiàn)科學(xué)審美與人文關(guān)懷。我們認(rèn)為：試卷不僅僅是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的試卷，考試也是整個(gè)課程教育中的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于每一份試卷、每一道試題，都必須認(rèn)真對(duì)待，不可粗制濫造。尤其是對(duì)于專門命制的試卷，命題人應(yīng)當(dāng)以對(duì)待自己的“一份作品”的心態(tài)去對(duì)待試卷，將試卷作為一個(gè)整體去通盤(pán)打磨、考量、取舍，這也是簡(jiǎn)單“抽題組卷”生成的試卷做不到的。具體到本次期中、期末試題的命制上，除上面已經(jīng)介紹過(guò)的諸如題型規(guī)范化以外，還做到了全卷的物理量符號(hào)、字體、大小寫(xiě)、空格等都嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)格式書(shū)寫(xiě)，所有插圖繪制或選用都力求清晰美觀、物理量標(biāo)注到位，所有題型都標(biāo)注分值與解題說(shuō)明，甚至對(duì)于期末考試#11與#16兩道有對(duì)應(yīng)物理學(xué)史或者物理學(xué)前沿作為材料背景的題目還特地用腳注標(biāo)注了文獻(xiàn)出處（在試卷上標(biāo)參考文獻(xiàn)確實(shí)是一個(gè)很罕見(jiàn)的行為）。此外，對(duì)于學(xué)生解題中可能需要使用到的物理常量，以“Physical constants you may use：”的形式一一列在卷首;在試卷的排版中，考慮到了給學(xué)生留下足夠書(shū)寫(xiě)空間、盡量避免“同題跨頁(yè)”的情況、對(duì)于文字閱讀量較大的期末#16題將插圖置于文字之前以引導(dǎo)學(xué)生“先讀圖，再理解文字”等細(xì)節(jié);在試卷最初還以一句加粗的“Enjoy your exam andgood luck！”來(lái)鼓勵(lì)學(xué)生，等等。如此種種，都是因?yàn)檎嬲言嚲懋?dāng)作是自己的“作品”、要體現(xiàn)自己的教學(xué)“風(fēng)格”，所以才會(huì)力求從每一個(gè)細(xì)節(jié)培育學(xué)生的科學(xué)審美、給予學(xué)生人文關(guān)懷，將試卷也視作教學(xué)過(guò)程里不能丟失的“陣地”。

第八，考后評(píng)講、全程育人，挖掘試卷的后續(xù)價(jià)值。高考時(shí)，我們往往聽(tīng)到“考一門扔一門”的忠告，似乎學(xué)習(xí)僅僅是為了考試，考完一切與己無(wú)關(guān)。但大學(xué)的學(xué)習(xí)歸根到底是為了人的全面發(fā)展，大學(xué)物理基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)是為了科學(xué)素養(yǎng)和未來(lái)的成長(zhǎng)打基礎(chǔ)，不僅僅是為了考試，“考試結(jié)束了，學(xué)習(xí)并沒(méi)有結(jié)束?！币虼?，我們決定考后公布試卷與答案解析，在釘釘群內(nèi)對(duì)批閱時(shí)發(fā)現(xiàn)的共性問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)講，發(fā)揮“全過(guò)程育人”作用。部分課程不愿意在考后公開(kāi)試卷，但由于我們的試卷沒(méi)有簡(jiǎn)單復(fù)用歷年考題、完全堅(jiān)持原創(chuàng)，所以不怕泄密、不怕公開(kāi)。如果以后再執(zhí)教類似課程，我們還會(huì)將歷年試卷以模擬卷的形式在考前分發(fā)給學(xué)生，幫助學(xué)生熟悉題型、考點(diǎn)等，也可以將試卷公之于眾供物理教學(xué)同仁參考，讓已經(jīng)完成考試的試卷繼續(xù)發(fā)揮它的“剩余價(jià)值”。

3.4 助教工作成效

經(jīng)歷了一個(gè)學(xué)期的工作，“普通物理學(xué)I（H）”課程的助教工作終于完美落幕。最后的綜合成績(jī)以“作業(yè)20%+小測(cè)15%+期中考試25%+期末考試40%+Project額外加分”的形式構(gòu)成，平均成績(jī)約83分，最高分為100分，除缺考外無(wú)不及格同學(xué)。

除了成績(jī)本身，最讓筆者感到驚喜和意外的還是Project。原本以為大一學(xué)生面對(duì)這樣有一定難度和綜合性的Project會(huì)感到困難，呈現(xiàn)出的效果會(huì)不如人意，但最終的成果其實(shí)超乎意料地好，涌現(xiàn)出了大量細(xì)致用心、思路新穎、水平突出的作品。與此同時(shí)，筆者本人對(duì)這些竺可楨學(xué)院新生的創(chuàng)造力、鉆研精神和團(tuán)隊(duì)合作水平也有了更進(jìn)一步的體會(huì)。

對(duì)于整個(gè)課程學(xué)習(xí)中的收獲，絕大部分學(xué)生持高度正面評(píng)價(jià)。很多學(xué)生在自己的結(jié)課心得感想中記敘了自己完成Project時(shí)從最初面臨一個(gè)完全未知領(lǐng)域的茫然失措到經(jīng)歷多番嘗試后終于收獲滿滿的心路歷程，其中出現(xiàn)了“越來(lái)越明白計(jì)算機(jī)與真實(shí)世界、離散與連續(xù)的關(guān)系”“小組成員齊心協(xié)力共渡難關(guān)，記錄下每個(gè)靈感迸發(fā)的瞬間”“從對(duì)Matlab一無(wú)所知到逐漸明白其中有趣的思想”“掌握基礎(chǔ)的知識(shí)還要有寬廣的視野”“深深愛(ài)上了物理學(xué)這門偉大的學(xué)科”“領(lǐng)悟到了建模的重要性，下個(gè)學(xué)期多選了兩門相關(guān)課程”“一個(gè)人可以走得更快但要一群人才能走得更遠(yuǎn)”等語(yǔ)句，以及對(duì)馬老師和助教一個(gè)學(xué)期工作的認(rèn)可與感謝，這些飽含真情的文字讀來(lái)令人感動(dòng)，也是本次著眼于學(xué)生全面發(fā)展和終身成長(zhǎng)的教學(xué)改革實(shí)踐成效的證明。

4 對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革的進(jìn)一步思考

課程結(jié)束后，筆者在總結(jié)這一個(gè)學(xué)期的助教工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)思考大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)的改良路徑，形成了一些更進(jìn)一步的思考和建議?，F(xiàn)將其中部分列舉如下，供讀者交流研討。

第一，要在上課最初就明確好課程的定位，發(fā)揮好緒論課的作用。很多同學(xué)由于來(lái)自不同專業(yè)，在剛剛懵懂地進(jìn)入大學(xué)階段的學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)“大學(xué)物理”課程的定位與意義認(rèn)識(shí)不夠清晰。有的同學(xué)可能因?yàn)椤按髮W(xué)物理”的目錄中充斥著高中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的那些公式定理（例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒、能量守恒等），就會(huì)認(rèn)為“大學(xué)物理”僅僅是高中物理的重復(fù)，不能帶來(lái)很多新的知識(shí)，產(chǎn)生輕視現(xiàn)象，或僅僅抱著“刷學(xué)分、混績(jī)點(diǎn)”的心態(tài)參加學(xué)習(xí);有的同學(xué)卻又對(duì)“大學(xué)物理”寄以過(guò)高的期望，誤以為這門課會(huì)介紹很多理論物理的前沿內(nèi)容，而當(dāng)這種期望不能被滿足時(shí)又會(huì)產(chǎn)生迷茫。這些對(duì)課程定位的認(rèn)知不清都會(huì)影響學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。因此，我們要更加重視緒論課的教學(xué)：在很多教師的教學(xué)實(shí)踐中，通常不重視緒論課，甚至直接將其忽略，第一堂課就“直擊”課程內(nèi)容，這樣做看似節(jié)省時(shí)間，實(shí)則埋下隱患。緒論課教育的目的是讓同學(xué)們對(duì)“大學(xué)物理”這門課的定位與目標(biāo)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)調(diào)大學(xué)物理與高中物理之間的聯(lián)系與區(qū)別（尤其是體現(xiàn)在對(duì)物理對(duì)象的建模、高等數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用、科學(xué)研究方法的普及上），強(qiáng)調(diào)我們能從大學(xué)物理課程中學(xué)到什么，強(qiáng)調(diào)大學(xué)物理基礎(chǔ)課與后續(xù)各門專業(yè)課之間的關(guān)系，幫助同學(xué)們盡快適應(yīng)“大學(xué)物理”課程的學(xué)習(xí)。

第二，在“重視專業(yè)銜接”和“保持通識(shí)課本色”間取得平衡。正如之前所論述的，大學(xué)物理基礎(chǔ)課作為廣大理工科專業(yè)必修的通識(shí)基礎(chǔ)課，與物理學(xué)專業(yè)課存在顯著區(qū)別。在教學(xué)過(guò)程中，我們固然要關(guān)注學(xué)生的專業(yè)背景及與后續(xù)專業(yè)知識(shí)的銜接，提示同學(xué)們知識(shí)點(diǎn)背后可能的延展方向，但也要注意———要避免大學(xué)物理基礎(chǔ)課的“物理專業(yè)化”，也要避免“特定（其他）專業(yè)化”，引導(dǎo)學(xué)生不要只偏向于其中看似和自己專業(yè)相關(guān)的部分。在結(jié)合學(xué)生后續(xù)專業(yè)與發(fā)展興趣的同時(shí)，必須始終明確：大學(xué)物理基礎(chǔ)課不是為某個(gè)特定的專業(yè)打基礎(chǔ)，而是為通識(shí)教育的總目標(biāo)、為人的全面發(fā)展打基礎(chǔ)[2]。因此，不可以僅僅是為了回應(yīng)某個(gè)專業(yè)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的要求，就改變教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)或刪減教學(xué)內(nèi)容，要保證全體學(xué)生都能受到全面、廣泛的基礎(chǔ)物理教育，這同時(shí)也是因?yàn)閷W(xué)生的發(fā)展道路本就不應(yīng)該被局限在某個(gè)特定的專業(yè)上，大學(xué)物理基礎(chǔ)課作為共同平臺(tái)課程要為學(xué)生的全面發(fā)展奠定可能[5]。

第三，關(guān)于過(guò)程性考核。在考勤方面，應(yīng)當(dāng)盡量減少“顯性”考勤，多使用手機(jī)回答問(wèn)題、小測(cè)代替考勤等“隱性”考勤，既可以節(jié)省時(shí)間精力又易于學(xué)生接受。在作業(yè)方面，應(yīng)當(dāng)更多編制具有代表性和創(chuàng)新性、能夠反映物理學(xué)知識(shí)在各專業(yè)后續(xù)學(xué)習(xí)和生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用以及現(xiàn)代高新技術(shù)與科學(xué)進(jìn)展、能給學(xué)生以獲得感和成就感的習(xí)題[11]，這些習(xí)題輔以合適的閱讀材料（例如本文中所介紹的），恰能成為大學(xué)物理基礎(chǔ)課關(guān)聯(lián)后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)與學(xué)生未來(lái)發(fā)展的重要載體。對(duì)平常作業(yè)的定位應(yīng)該是“自我練習(xí)”，宜使用“完成度”而非“正確率”作為主要的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合作業(yè)講評(píng)，這樣能夠盡可能減少作業(yè)抄襲現(xiàn)象，使作業(yè)能反映真實(shí)學(xué)情。

第四，建設(shè)“大學(xué)物理基礎(chǔ)課課程群”。大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)改革不應(yīng)僅限于持續(xù)一兩個(gè)學(xué)期的“大學(xué)物理”課程本身，而是應(yīng)當(dāng)形成一個(gè)盡可能完整的通識(shí)教育體系，將它打造成面向全校學(xué)生進(jìn)行通識(shí)教育的平臺(tái)以及學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)矩陣，進(jìn)一步提升通識(shí)教育水平和各專業(yè)學(xué)生科學(xué)基礎(chǔ)與素養(yǎng)，為孵化更多“跨學(xué)科交叉”領(lǐng)域的“成長(zhǎng)點(diǎn)”造就可能。同時(shí)，“大學(xué)物理”本身還面臨著課時(shí)數(shù)不足的壓力，因此開(kāi)設(shè)多層次且內(nèi)容豐富的選修課程、建設(shè)體系化的“大學(xué)物理基礎(chǔ)課課程群”就成為了必然選擇。例如，面向大一第一學(xué)期的學(xué)生，開(kāi)設(shè)“大學(xué)物理新生預(yù)修課”;針對(duì)對(duì)理論物理“四大力學(xué)”知識(shí)感興趣、有熱情的非物理專業(yè)學(xué)生，開(kāi)設(shè)連貫性、綜合性的“理論物理基礎(chǔ)”課程;針對(duì)人文社科類專業(yè)的學(xué)生，開(kāi)設(shè)“人文性而非技術(shù)性”的，將物理學(xué)作為“人類的奮斗歷程”來(lái)介紹的“公眾物理學(xué)”[12， 13]，真正著重于物理學(xué)的人文含義以及物理學(xué)與當(dāng)代人類共同面對(duì)的社會(huì)挑戰(zhàn)之間的關(guān)聯(lián);對(duì)于更有想法、興趣廣泛的學(xué)生，還可以開(kāi)設(shè)包括“宇宙中的生命”“物理學(xué)與人工智能”“創(chuàng)意科學(xué)可視化”等在內(nèi)的通識(shí)選修課，甚至教授趙凱華先生的“定性與半定量物理學(xué)”[14]，乃至效法清華大學(xué)探索開(kāi)設(shè)“費(fèi)曼物理學(xué)”[15]…… 要凝聚更廣泛的力量，爭(zhēng)取學(xué)校層面在新課程建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)、考核方式與評(píng)價(jià)改革、榮譽(yù)課程制度上的支持，鼓勵(lì)對(duì)本科生更多向度的評(píng)價(jià)，為完成某些較高難度的本科課程（或“榮譽(yù)課程”）的本科生以一定政策傾斜（或者榮譽(yù)激勵(lì)等方式）來(lái)提高本科生選修較難課程的積極性，緩解過(guò)分追求高績(jī)點(diǎn)帶來(lái)的學(xué)習(xí)目的“異化”，真正關(guān)注于學(xué)生的成長(zhǎng)成才。

第五，關(guān)于教師隊(duì)伍建設(shè)和組織機(jī)制保障。一切工作，人是關(guān)鍵。大學(xué)物理基礎(chǔ)課的改革發(fā)展，需要一支熱愛(ài)教學(xué)、潛心育人、德才兼?zhèn)?、素質(zhì)全面、放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、終身學(xué)習(xí)的教師隊(duì)伍。這不但對(duì)教師提出了要求，也意味著學(xué)校、院系、社會(huì)要正確認(rèn)識(shí)到本科教學(xué)工作的重要性和教育事業(yè)“百年樹(shù)人”的特點(diǎn)，凝聚“以本為本”和“四個(gè)回歸”的共識(shí)[16]，尊重教學(xué)規(guī)律，為教師提供能夠潛心教學(xué)、鉆研教學(xué)的條件、環(huán)境和機(jī)會(huì)，保護(hù)教師的教學(xué)熱情和創(chuàng)造性，激發(fā)教師投身教學(xué)工作的認(rèn)同感與成就感。要扭轉(zhuǎn)“重科研、輕教學(xué)”的現(xiàn)實(shí)局面，落實(shí)“破五唯”的要求，在崗位設(shè)置、職稱評(píng)聘、薪酬與福利待遇、基金項(xiàng)目與獎(jiǎng)項(xiàng)申報(bào)等方面為以教學(xué)為主職的教師創(chuàng)設(shè)不受歧視、寬闊暢通的發(fā)展空間。[3]要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)評(píng)價(jià)體制，構(gòu)建多主體、全方位、科學(xué)公正的教學(xué)評(píng)價(jià)體系以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的改進(jìn)與提升———既不能出現(xiàn)過(guò)度重視教改論文、教改項(xiàng)目等“硬性指標(biāo)”而對(duì)課堂教學(xué)的實(shí)際效果毫不關(guān)心的現(xiàn)象，也不能出現(xiàn)過(guò)度依賴學(xué)生評(píng)教結(jié)果而使得“分高、事少、段子多”的“水課”大行其道的現(xiàn)象。要更加鼓勵(lì)教研、推崇創(chuàng)新、允許試錯(cuò)，鼓勵(lì)教師踴躍開(kāi)設(shè)新課程、踴躍嘗試新教法、踴躍承擔(dān)新的教改項(xiàng)目和發(fā)布新的教研成果，鼓勵(lì)有教學(xué)理想的青年人才作為新鮮血液加入到教學(xué)隊(duì)伍中來(lái)，讓他們的天賦在教學(xué)崗位上得到發(fā)揮;讓他們的價(jià)值在教學(xué)崗位上得到體現(xiàn);讓他們的夢(mèng)想在教學(xué)崗位上得以成就。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以一名研究生助教的視角，介紹了一次在浙江大學(xué)竺可楨學(xué)院開(kāi)展的別開(kāi)生面的大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革實(shí)踐經(jīng)歷，嘗試將“為學(xué)生終身成長(zhǎng)奠基”的理念真正融入課程教學(xué)之中。比較獨(dú)特的是，這場(chǎng)教學(xué)改革是由研究生助教深度參與且發(fā)揮主觀能動(dòng)性與創(chuàng)新性的。在這個(gè)教學(xué)相長(zhǎng)的互動(dòng)過(guò)程中，筆者積累了很多重要的經(jīng)驗(yàn)，也由此引發(fā)了對(duì)大學(xué)物理基礎(chǔ)課教學(xué)改革的更深入思考。如今將它們整理成文，分享給物理教育界，相信能引發(fā)更多有意義的思考和討論。教學(xué)改革畢竟是關(guān)系到無(wú)數(shù)我國(guó)青年學(xué)生終身成長(zhǎng)的大事，以上思考和嘗試仍是初步的，還需要筆者日后（乃至未來(lái)真正走上教學(xué)崗位后）進(jìn)一步探索和沉淀。

最后，節(jié)選筆者本人在學(xué)期末與學(xué)生們的告別語(yǔ)，為本文作結(jié)：

“有些同學(xué)可能體會(huì)到了，普通物理這門課有‘一節(jié)更比六節(jié)強(qiáng)’的感覺(jué)。除了學(xué)習(xí)到物理，還牽涉到英語(yǔ)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的大量知識(shí)，這還不算天文地理生物工程歷史哲學(xué)大雜燴的補(bǔ)充材料。其實(shí)這是因?yàn)椤覀冄芯康钠鋵?shí)僅僅是我們所熱愛(ài)的大自然而已，而大自然從來(lái)不分什么學(xué)科的呀！ 為了研究大自然、為了理解宇宙，我們當(dāng)然要學(xué)會(huì)使用一切能用的知識(shí)、方法或工具;為了改變世界、為了創(chuàng)造美好未來(lái)、為了實(shí)現(xiàn)共產(chǎn)主義的理想，我們必須有更寬廣的視野，要吸收人類文明的一切優(yōu)秀成果。而物理學(xué)，作為通向大自然各個(gè)角落的窗口，恰恰就是人類探索世界過(guò)程中最經(jīng)典的理性智慧結(jié)晶。學(xué)習(xí)物理學(xué)，能夠與‘無(wú)盡的遠(yuǎn)方、無(wú)數(shù)的人們’產(chǎn)生共鳴?！?/p>

“不得不說(shuō)這門課程還是挺考驗(yàn)大家的綜合能力的，或許有不少同學(xué)是在這門課程上第一次使用英語(yǔ)學(xué)習(xí)物理課、第一次用微積分解決科學(xué)問(wèn)題、第一次使用科學(xué)計(jì)算器、第一次知道連續(xù)和離散的區(qū)別以及數(shù)值方法的重要性、第一次學(xué)用Matlab等科學(xué)軟件、第一次入手做一個(gè)完整的‘微型’科研課題，甚至說(shuō)是第一次知道怎么打公式和畫(huà)插圖、第一次知道去哪找文獻(xiàn)和電子書(shū)、第一次知道科學(xué)論文的排版要求、第一次用標(biāo)準(zhǔn)的格式寫(xiě)參考文獻(xiàn)，等等。或許再過(guò)幾年之后回頭會(huì)發(fā)現(xiàn)，你的某些人生選擇的苗頭或者說(shuō)種子，可能就是那一節(jié)普物課上種下的?！?/p>

致謝： 本文全體作者感謝當(dāng)年所有選課的竺可楨學(xué)院學(xué)生對(duì)“普通物理學(xué)I（H）”課程及教學(xué)改革的支持。

筆者（本文第一作者）感謝浙江大學(xué)物理學(xué)院王凱教授同筆者關(guān)于本科課程教學(xué)、拔尖人才培養(yǎng)等主題的討論以及在本文成文過(guò)程中的指導(dǎo)，感謝物理學(xué)院林海青院士、潘正權(quán)副教授同筆者關(guān)于本科課程教學(xué)的討論交流。

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