軍校大學(xué)物理教學(xué)改革與學(xué)習(xí)自我效能感的提升

摘 要 本研究緊貼軍校大學(xué)物理課程的為戰(zhàn)性要求，以戰(zhàn)領(lǐng)教，更新和完善大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例庫(kù)，引入大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建大學(xué)物理的實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)內(nèi)容。課程以賽促教，將學(xué)科競(jìng)賽理念與模式融入教學(xué)，形成大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例教學(xué)模式，即軍事應(yīng)用實(shí)例實(shí)驗(yàn)探究理論分析解決問(wèn)題拓展提高，以提高應(yīng)用物理知識(shí)及物理原理分析和解決實(shí)戰(zhàn)化問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)自我效能感評(píng)價(jià)問(wèn)卷的SPSS分析，研究結(jié)果表明，以戰(zhàn)領(lǐng)教、以賽促教的教學(xué)改革實(shí)踐能提升學(xué)員的學(xué)習(xí)自我效能感，尤其是在提高學(xué)習(xí)能力自我效能感方面有顯著成效。

關(guān)鍵詞 學(xué)習(xí)自我效能感;大學(xué)物理;教學(xué)改革

1 研究背景

大學(xué)物理作為軍隊(duì)院校本科學(xué)員的科學(xué)文化必修課，其新理論、新思想、新方法、新成果等推動(dòng)著武器裝備更新?lián)Q代，引導(dǎo)著戰(zhàn)爭(zhēng)模式的演化發(fā)展。這就要求軍隊(duì)院校大學(xué)物理教學(xué)既要完成教育部理工科類(lèi)大學(xué)物理課程基本要求規(guī)定的必修內(nèi)容，又要主動(dòng)順應(yīng)國(guó)防現(xiàn)代化和軍隊(duì)發(fā)展建設(shè)需求，充分發(fā)揮大學(xué)物理對(duì)軍事人才的知識(shí)構(gòu)成、文化修養(yǎng)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力及未來(lái)軍事職業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性和長(zhǎng)效作用[1-3]。

學(xué)習(xí)自我效能感是指大學(xué)生的學(xué)業(yè)能力信念，即大學(xué)生對(duì)自己能否利用所擁有的能力或技能去完成學(xué)習(xí)任務(wù)的自信程度，是大學(xué)生對(duì)控制自己學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成績(jī)能力的一種主觀判斷[4]，分為學(xué)習(xí)行為自我效能感和學(xué)習(xí)能力自我效能感。

本研究通過(guò)問(wèn)卷星調(diào)查了解學(xué)員的知識(shí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)特點(diǎn)和興趣動(dòng)機(jī)。知識(shí)基礎(chǔ)方面，高考首選科目為物理的占比96.5%，高等數(shù)學(xué)期末成績(jī)優(yōu)良率為72%，可見(jiàn)大部分學(xué)員具有中學(xué)物理和高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，但因大學(xué)物理的概念和邏輯結(jié)構(gòu)與中學(xué)物理有很多相似性，導(dǎo)致學(xué)員存在大學(xué)物理是中學(xué)物理重復(fù)的疑惑，缺乏從中學(xué)物理研究現(xiàn)象到大學(xué)物理研究本質(zhì)的思維轉(zhuǎn)變，缺乏用微積分表達(dá)大學(xué)物理思想的意識(shí)[5]。學(xué)員普遍認(rèn)為課程太難了，理論知識(shí)難吸收，學(xué)習(xí)能力自我效能感不強(qiáng)。

興趣動(dòng)機(jī)方面，調(diào)查結(jié)果顯示：86%的學(xué)員對(duì)成績(jī)期望在80分以上，表明學(xué)員關(guān)注知識(shí)內(nèi)容、考試成績(jī)。59%的學(xué)員表明不清楚物理知識(shí)與崗位任職有何關(guān)聯(lián)，缺乏用物理知識(shí)解決軍事問(wèn)題的意識(shí)，存在“學(xué)無(wú)所用”的懈怠思想，同時(shí)高中學(xué)習(xí)習(xí)慣導(dǎo)致學(xué)員重刷題，輕實(shí)踐，忽視物理建模、邏輯思維和知識(shí)遷移的訓(xùn)練，不會(huì)學(xué)，學(xué)習(xí)行為自我效能感不高。

下面將詳細(xì)介紹筆者開(kāi)展軍校大學(xué)物理課程改革的具體教學(xué)實(shí)踐。首先，以戰(zhàn)領(lǐng)教，動(dòng)態(tài)更新大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例庫(kù)，引入演示實(shí)驗(yàn)以構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)內(nèi)容。其次，以賽促教，將學(xué)科競(jìng)賽題目與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，將學(xué)術(shù)競(jìng)賽模式融入教學(xué)以改革課堂教學(xué)模式。最后，通過(guò)學(xué)習(xí)自我效能感評(píng)價(jià)來(lái)檢驗(yàn)課改成效。

2 以戰(zhàn)領(lǐng)教，形成軍事特色內(nèi)容體系

2.1 動(dòng)態(tài)更新教學(xué)內(nèi)容，形成章節(jié)對(duì)應(yīng)的軍事應(yīng)用實(shí)例庫(kù)

一個(gè)出色的案例，是教員與學(xué)員就某一具體事實(shí)相互作用的工具;一個(gè)出色的案例，是以實(shí)際生活情境中肯定會(huì)出現(xiàn)的事實(shí)為基礎(chǔ)展開(kāi)的課堂討論，是進(jìn)行學(xué)術(shù)探討的支撐點(diǎn)[6]。

導(dǎo)入環(huán)節(jié)引用軍事應(yīng)用實(shí)例可以激發(fā)興趣，讓學(xué)員帶著問(wèn)題去聽(tīng)課。如播放武警部隊(duì)夜間搜山抓捕攜帶有槍支的逃犯，從視頻中看到武警官兵使用紅外成像儀，于是提出問(wèn)題：“紅外成像儀的原理是什么？”以此導(dǎo)入黑體輻射的新課教學(xué)。

課中在講完物理原理之后引入軍事應(yīng)用，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的理解。例如在成功推導(dǎo)安培力后引入電磁軌道炮的軍事應(yīng)用實(shí)例，將其設(shè)置為例題，引導(dǎo)學(xué)員應(yīng)用安培力計(jì)算電磁軌道炮的出膛速度，加深對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用，進(jìn)一步了解軍事前沿的高新技術(shù)。

拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)引入軍事應(yīng)用實(shí)例，以鞏固知識(shí)和拓展能力為目的，應(yīng)用物理原理、規(guī)律分析解決軍事應(yīng)用實(shí)例，并將探究成果在“五分鐘物理”活動(dòng)中展示，從而加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和運(yùn)用。如圓孔衍射課后拓展：判斷外媒新聞報(bào)道的真實(shí)性———間諜衛(wèi)星能在高空中清晰識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼嗎？本研究挖掘和整理大學(xué)物理的軍事應(yīng)用實(shí)例，并將其引入教學(xué)，以加強(qiáng)物理與軍事的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)員用物理知識(shí)解決軍事問(wèn)題的意識(shí)。課程融入了98個(gè)軍事應(yīng)用實(shí)例，形成章節(jié)對(duì)應(yīng)的軍事應(yīng)用實(shí)例庫(kù)，表1展示了電磁學(xué)部分的軍事應(yīng)用實(shí)例。

2.2 物理以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，建立章節(jié)對(duì)應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)

楊振寧先生在談到物理教學(xué)時(shí)指出： “物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)概念都是從現(xiàn)象中來(lái)的[7]”。

課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)可通過(guò)簡(jiǎn)單明了的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吸引學(xué)員的注意，鍛煉學(xué)員的觀察能力，激發(fā)學(xué)員的探索熱情。如靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)一節(jié)，通過(guò)演示帶靜電的塑料梳子可以吸引細(xì)小的水流這一直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)入新課，引起了學(xué)員的關(guān)注，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：“為什么帶靜電的梳子能吸引水柱？”進(jìn)而引出介質(zhì)的極化機(jī)理。

課中可應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)員建立物理概念，啟發(fā)學(xué)員探索物理規(guī)律。如實(shí)驗(yàn)探究圓孔衍射，包含發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題—猜想假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—實(shí)施實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論—總結(jié)交流的過(guò)程。首先從互動(dòng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題：物點(diǎn)經(jīng)小圓孔后成像是什么？ 引導(dǎo)學(xué)員分組實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)經(jīng)小圓孔后成像并不是點(diǎn)，而是以幾何投影點(diǎn)為中心的像斑（明暗相間的同心圓環(huán)）。然后提出問(wèn)題：為什么點(diǎn)經(jīng)大圓孔后成像是點(diǎn)，經(jīng)小圓孔后成像是斑？ 哪些因素會(huì)影響光斑的大??？ 引導(dǎo)學(xué)員猜想：圓孔孔徑越小衍射現(xiàn)象越明顯，波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯。最后，引導(dǎo)學(xué)員運(yùn)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想，得到結(jié)論。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，顯性化實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)方法，培養(yǎng)勇于探索的科學(xué)精神。

我校結(jié)合大學(xué)物理教學(xué)實(shí)際需求，分模塊按章節(jié)構(gòu)建了大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)，共引入108個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，表2展示了電磁學(xué)部分演示實(shí)驗(yàn)。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)直觀展示物理現(xiàn)象，幫助學(xué)員建立物理概念，探索物理規(guī)律，提高學(xué)習(xí)能力自我效能感。

3 以賽促教，形成以學(xué)員發(fā)展為中心的教學(xué)模式

“以賽促教”是指以學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)課程改革，通過(guò)組織和參與一流物理學(xué)科競(jìng)賽，將課程內(nèi)容和競(jìng)賽有機(jī)結(jié)合。這種融入了學(xué)術(shù)競(jìng)賽的課堂教學(xué)改革模式，有效激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)員分析解決問(wèn)題的能力。

3.1 引入學(xué)科競(jìng)賽題目，提高課程高階性、挑戰(zhàn)度

全國(guó)部分地區(qū)大學(xué)生物理競(jìng)賽由北京物理學(xué)會(huì)和北京高校物理教學(xué)研究會(huì)主辦，由清華大學(xué)承辦，北京大學(xué)命題，賽題有深度，對(duì)大學(xué)物理教學(xué)具有啟示作用。如第37屆第17題：“一半徑為R，總電量Qgt;0的均勻帶電球面，電學(xué)教材中通常都用靜電場(chǎng)的高斯定理求得全空間靜電場(chǎng)分布：E（r）=｛0 rR，，為何未給出球面上的場(chǎng)強(qiáng)E（R）？ 有一位同學(xué)說(shuō)因?yàn)殪o電場(chǎng)高斯定理成立的條件是高斯面上不可有電荷，所以不能將高斯面取在球面上用高斯定理求E （R ）。那若是均勻的帶電球體，為何教材中可在有電荷的球體內(nèi)取高斯面，用高斯定理求球體內(nèi)的電場(chǎng)？ 電作用理論已得知真空靜電場(chǎng)能量密度ωe =1／2ε0E2，據(jù)此試求均勻帶電球面上的場(chǎng)強(qiáng)E （R ）。”該題目來(lái)源于教材而又高于教材，能加深對(duì)高斯定理的理解，能融會(huì)貫通整個(gè)電場(chǎng)的知識(shí)邏輯體系，能扎實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)和思維發(fā)展。

中國(guó)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽（CUPT）的賽題新穎有趣，引入大學(xué)物理教學(xué)能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、激起探究欲望，培養(yǎng)觀察力、分析解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力，從而提高課程的挑戰(zhàn)度。本研究從全國(guó)部分地區(qū)大學(xué)生物理競(jìng)賽和CUPT中挖掘32道賽題融入大學(xué)物理教學(xué)的不同模塊，提高課程的高階性和挑戰(zhàn)度。表3展示了部分電磁學(xué)模塊的題目。

3.2 融入CUPT理念，形成大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例教學(xué)模式

傳統(tǒng)的大學(xué)物理課堂基本屬于以教員為主、學(xué)員為輔的教學(xué)，效果好的可能與學(xué)員互動(dòng)多些。學(xué)員在被動(dòng)接受知識(shí)的情況下，未能形成主動(dòng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。CUPT以協(xié)同創(chuàng)新為根本理念，參賽隊(duì)伍就開(kāi)放性物理問(wèn)題的基本知識(shí)、理論分析、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)果討論等進(jìn)行辯論性比賽，在某種程度上很好地解決了“理論知識(shí)不會(huì)用”的問(wèn)題。

如 圖1所示，我校將CUPT 競(jìng)賽模式引入課堂教學(xué)，形成大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例教學(xué)模式。首先，從軍事應(yīng)用實(shí)例中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，采用簡(jiǎn)化、轉(zhuǎn)換、控制變量等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究尋找規(guī)律。之后，通過(guò)建立模型并運(yùn)用猜想、類(lèi)比、邏輯推理、歸納總結(jié)等方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行理論分析，建立公理認(rèn)知;應(yīng)用理論分析的結(jié)果解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到理論與實(shí)驗(yàn)自洽。接下來(lái)，進(jìn)一步應(yīng)用獲得的物理知識(shí)解決從軍事應(yīng)用實(shí)例中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題。最后，舉一反三，將知識(shí)遷移類(lèi)比，拓展延伸至其他軍事案例。如《薄膜干涉》一節(jié)，以大學(xué)物理軍事應(yīng)用實(shí)例創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題：為什么坦克和狙擊槍的觀瞄鏡在垂直方向上看呈藍(lán)紫色？ 引導(dǎo)學(xué)員簡(jiǎn)化建立物理模型———薄膜，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究薄膜等傾干涉現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)干涉條紋規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)員理論分析推導(dǎo)明暗紋條件，定義增透膜、增反膜，定量求解觀瞄鏡鍍膜的最小厚度，比較鍍膜與不鍍膜情況下光強(qiáng)的損失差異，從而揭開(kāi)“藍(lán)紫色”鏡頭的秘密。留疑待解：薄膜干涉在殲20隱形技術(shù)中的應(yīng)用。應(yīng)用物理知識(shí)和物理規(guī)律分析解決問(wèn)題，設(shè)置例題，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理與軍事問(wèn)題的融合滲透，在培養(yǎng)科學(xué)方法的同時(shí)，提高學(xué)習(xí)自我效能感。

4 學(xué)習(xí)自我效能感效果評(píng)價(jià)

本研究的學(xué)習(xí)自我效能感李克特五點(diǎn)量表問(wèn)卷設(shè)計(jì)步驟如下：初步擬定問(wèn)卷，通過(guò)預(yù)測(cè)試收集數(shù)據(jù)，應(yīng)用SPSS軟件對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行效度分析和信度分析，最終確定正式問(wèn)卷（見(jiàn)表4）。評(píng)價(jià)者根據(jù)自身真實(shí)感受進(jìn)行5級(jí)打分，1代表非常不同意、2代表比較不同意、3代表中立、4代表比較同意、5代表非常同意。學(xué)習(xí)能力自我效能感和學(xué)習(xí)行為自我效能感的得分之和就是學(xué)習(xí)自我效能感的總分，分?jǐn)?shù)越高代表被測(cè)對(duì)象學(xué)習(xí)效能感越高。

問(wèn)卷的探索性因子分析結(jié)果見(jiàn)表5，KMO 值為0.777，p 值接近于0，學(xué)習(xí)能力自我效能感和學(xué)習(xí)行為自我效能感兩個(gè)因子的方差解釋率值分別是50.119%，32.260%，旋轉(zhuǎn)后累積方差解釋率為82.380%gt;50%，意味著問(wèn)卷能有效地提取信息，效度好。

問(wèn)卷信度分析結(jié)果見(jiàn)表6，信度系數(shù)值為0.938，表明研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量很高。針對(duì)“項(xiàng)已刪除的α系數(shù)”，任意題項(xiàng)被刪除后，信度系數(shù)并不會(huì)有明顯的上升，說(shuō)明題項(xiàng)設(shè)計(jì)合理。

筆者向教改班（32人）和普通班（28人）發(fā)放問(wèn)卷，分別收回有效問(wèn)卷31 份和28 份，應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行差異性分析。如圖2所示，無(wú)論是自我效能感總分、學(xué)習(xí)能力自我效能感還是學(xué)習(xí)行為自我效能感，教改班的平均值均高于普通班。

進(jìn)一步分析在學(xué)習(xí)能力自我效能感和學(xué)習(xí)行為自我效能感兩個(gè)維度上的差異，獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)的結(jié)果表明，教改班與普通班在學(xué)習(xí)能力自我效能感方面存在顯著性差異（plt;0.05），教改班的學(xué)習(xí)能力自我效能感（平均值13.03，標(biāo)準(zhǔn)差2.81）顯著優(yōu)于普通班的學(xué)習(xí)能力自我效能感（平均值11.36，標(biāo)準(zhǔn)差2.64）。

由此可見(jiàn)，以戰(zhàn)領(lǐng)教、以賽促教的教學(xué)改革實(shí)踐能提升學(xué)員的學(xué)習(xí)自我效能感，尤其在提高學(xué)習(xí)能力自我效能感方面有顯著成效。得益于學(xué)習(xí)自我效能感的提高，教改班參加學(xué)科競(jìng)賽的積極性大幅度提高，CUPT 校賽參賽率達(dá)到74.19%（遠(yuǎn)超普通班）。最終在校賽中，教改班獲團(tuán)體一等獎(jiǎng)，一名學(xué)員晉級(jí)地區(qū)賽，并于地區(qū)賽中榮獲“最佳反方”，一名學(xué)員于全國(guó)部分地區(qū)大學(xué)生物理競(jìng)賽中榮獲全國(guó)一等獎(jiǎng)。

5 結(jié)論

本研究在精準(zhǔn)分析學(xué)情的基礎(chǔ)上，開(kāi)展軍校大學(xué)物理課程教學(xué)改革的研究，旨在提升大學(xué)物理學(xué)習(xí)自我效能感。主要策略包括：（1）堅(jiān)持以戰(zhàn)領(lǐng)教，為戰(zhàn)育人，動(dòng)態(tài)更新大學(xué)物理的實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)內(nèi)容，注重與學(xué)科前沿、部隊(duì)演訓(xùn)、軍事謀略的結(jié)合，形成軍事特色內(nèi)容體系，成功解決了大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容缺軍事應(yīng)用的問(wèn)題。（2）引入演示實(shí)驗(yàn)，直觀展示物理現(xiàn)象，幫助學(xué)員建立物理概念，探究物理規(guī)律，解決物理理論知識(shí)難吸收的問(wèn)題。（3）引入學(xué)科競(jìng)賽題目，與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，將學(xué)術(shù)競(jìng)賽理念和模式融入教學(xué)，形成以學(xué)員發(fā)展為中心的教學(xué)模式，成功解決了學(xué)員不會(huì)學(xué)的問(wèn)題。

結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)，本研究擬制了初始問(wèn)卷，再通過(guò)預(yù)測(cè)試收集數(shù)據(jù)、利用SPSS軟件分析、優(yōu)化問(wèn)卷，形成了一套大學(xué)物理學(xué)習(xí)自我效能感評(píng)價(jià)問(wèn)卷，對(duì)教改班和普通班開(kāi)展了大學(xué)物理學(xué)習(xí)自78我效能感評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：以戰(zhàn)領(lǐng)教、以賽促教的教學(xué)改革實(shí)踐能提升學(xué)員的學(xué)習(xí)自我效能感，尤其是在提高學(xué)習(xí)能力自我效能感方面有顯著成效。

參 考 文 獻(xiàn)

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