张天杰，吕 健，王玉生

(华北水利水电大学数学与信息科学学院，河南 郑州 450046)

大学物理课堂教学模式改革创新研究

张天杰，吕 健，王玉生

(华北水利水电大学数学与信息科学学院，河南 郑州 450046)

现代教育科学理论不断发展，对大学物理教学也产生了深刻影响，要求实现由单纯的知识传授向能力与素质培养不断深化。文章首先分析了大学物理课堂教学模式改革创新的必然性，结合对大学物理课堂教学现状的审视，从教学内容创新、教学方式创新、实验教学改革、考核方式完善方面提出了大学物理课堂教学改革创新路径。

大学物理；课堂教学；考核；改革

(SchoolofMathematicsandInformationScience,NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower,ZhengzhouHenan450046)

大学物理课程作为一门基础理论课程，注重培养学生的求实精神、创新意识以及科学美感，其对培养学生科学素质，提升学生创新思维与能力有着重要作用。为更好实现大学生能力素质锻炼目标，笔者尝试从课堂教学模式与考核模式几个方面入手，探讨大学物理教学考核改革实践，进而努力推动大学物理教育体系的创新发展。

一、大学物理课堂教学模式改革创新的必然性

现代教育科学理论不断发展，已由单纯的知识传授向能力与素质培养转化，尤其是创新能力的培养受到了更多重视，对传统物理教学也产生了深刻影响。作为一门重要的应用学科，大学物理越来越凸显出教学改革的紧迫性。当前科学技术发展推进使学科结合、交叉的特征日益突出，物理学与化学、生物学以及材料科学等学科联系日趋紧密。从此角度来讲，物理学知识的掌握可以说是学好工程技术科学、自然科学的基础。现行大学物理教学体系以基础物理知识学习为目标，教师按照物理概念以及规律等内容逻辑关系组织教学，物理教学对于提升大学生综合素质发挥着不可替代的重要作用。就现状来看，传统的大学物理教学存在诸多问题，无论是教材内容、教学观念以及教学方法等，都已显露出了不适应现代社会对高等教育人才培养需求。现代教育发展背景之下，大学物理教育改革成为了必然选择，而课堂教学模式与考核模式的改革则是重中之重。

二、大学物理课堂教学现状审视

(一)教学内容单一

大学物理涉及热学、力学、波动光学、量子物理基础等内容，整体庞杂而丰富。但由于教学课时限制，教学实践中难以面面俱到，内容关联度相对较低，难以形成系统的知识体系；并且当前国内理工科大学的物理教材同质化现象较为严重，大多注重对物理基础理论知识点的设置罗列，一定程度上忽视物理学内部的关联性与知识结构美感，对物理知识背后的哲学思维以及科学历史等知识不重视，缺乏感性升华。这也使得日常教学内容相对枯燥乏味。其次也存在课程学时较短的问题。当前我国对于高校物理课程的课时要求为最少126学时，部分理工科标准为144学时以上。但教学实践中，由于专业课程学时的增加，物理课程学时或多或少受到压缩，一些高校物理课程已经无法达到最少的126学时。

(二)课堂教学方法陈旧

虽然近年来大学物理改革呼声日渐高涨，而学时却仍然呈现出逐年下降的态势。从教学模式上来看，教师在教学实践中为完成大纲所规定的教学内容，以讲授为主的“灌输式”教学为主，教师讲，学生听，教学方法、过程较为单一，难有时间上习题课，更鲜有机会去尝试新的教学方法。这一定程度上影响了学生学习物理的积极性，尤其是对一些基础较差的学生而言，由于课堂信息量较大，与教师的互动交流有限，无法跟上教学节奏，使得“教”与“学”互相脱节，学生的厌课情绪进一步深化。

(三) 实验教学滞后

长期以来，大学物理基础实验课的课程系数较低，并且上课时间多为双休日以及晚上；再加上院校经费限制，部分院校现有教学设备只能够进行常规实验，实验项目更新缓慢。从实验内容来看，当前大学物理实验大多为验证性实验，创新性、设计性实验相对较少，学生在实验中也较少有创新与思考；并且从实验课教学过程来看，通常为教师按照教材内容向学生讲解实验目的、原理、步骤以及相关注意事项等，多数学生在学习中被动地按照实验方法“照葫芦画瓢”。表面上看学生虽然完成了实验，但并没有真正意义上掌握实验方法，更无法独立处理实验中所出现的问题。

(四)考核问题方式不合理

高等教育针对学生的考核是极为重要的教学环节，不仅能够督促学生系统学习知识，指引学生自我调节学习方法，同时也是衡量教师教学效果的有效标尺。大学物理课程考核方式主要采取期末考试与平时成绩结合的形式，通常其考试卷面成绩占据总成绩比重为80%，平时成绩占20%。该模式被许多高校普遍采用，极具广泛性。长期以来，单一的期末闭卷考核模式让高校大学生叫苦不迭，囿于单一的考核模式，大学生在物理科目中依然无法摆脱“考试工具”的身份，创新能力培养受到了严重制约。其次，从考试内容来看，针对物理理论知识的理解与掌握占据相当大的比重，注重对学生知识以及技能的掌握，没有体现出对学生新理论、新技术掌握情况的考察，考试对激励学生科研水平提升，锻炼学生综合能力的效用不强。而就考试结果来看，大学物理课程每学期考试成绩不及格的现象大有存在，教学难以达到预期成果。

三、大学物理课堂教学考核模式改革路径

(一)教学内容创新

基础物理知识是一个成熟系统的体系，但并不意味着固定不变。物理学科不断发展，教学实践中也需要教师不断引导学生从新的角度去思考基础性的东西，更要尝试用新颖的观点、用科学前沿知识去分析与研究基础内容。当前随着科技信息技术的飞速发展，知识更新速度加快，物理学内容也不断更新丰富。教学实践中，需在确保物理学基础知识教学内容的基础上，合理增加近代物理学知识内容，融入现代科学以及高技术物理专题，拓宽内容体系，拓展学生视野；教师需积极利用网络资源，关注物理学的最新发展，为教学课件“增光添彩”。教学课件的制作非一劳永逸，需要教师结合对物理学的及时跟进，适当补充新课件，提升学生对物理前沿知识的了解，进而发展物理科目的学习兴趣。例如可关注每年诺贝尔物理学奖获奖情况，将获奖物理学家所作出的贡献以及研究成果向学生介绍。其次，需积极利用Matlab等软件优化物理教学课件，提升课件交互性。Matlab等软件有着函数库丰富、语言简单以及图形化功能优良等特征，将其引入教学课件，能够促进学生对物理内容的了解。同时也可通过此类软件引导学生自主动手实践。例如在讲解热学部分麦克斯韦速率分布函数关系图，可让有Mathmatic与Matlab编程基础的学生尝试拟合速率分布函数关系图，将得出的结果同麦克斯韦总结公式是否相同，通过学生自主动手实践提升学习兴趣，同时加深学生印象。此外也需要重视学生专业特色的展现，例如针对化学专业，可适当增添有关原子力显微镜、扫描隧道显微镜等科学技术的介绍；针对生命科学专业，可合理增加关于流体力学等物理知识；针对医学专业，可加入核磁共振检测等专题内容。

(二)教学方式创新

针对课堂教学问题，应始终从“教”与“学”两个方面进行考量，而关键点则在于“教”，学生是内因，教师是外因，教师需唤起学生物理学习的动力，引导学生发现与解决物理问题，带领学生走入物理之“门”，基于学生主体性，为学生创设一个生动、趣味的物理课堂学习环境。学生始终是学习的主体，大学教育过程也是学生自主性、独立性以及探索性不断发展的过程。大学物理的课堂教学也应当充分尊重学生主体性，引导学生发展。大学物理教师需换位思考，从学生的角度出发，多采用学生喜闻乐见的教学方法。例如慕课在大学物理中的应用，慕课作为开放式在线课程模式，其有效打破了传统教学时间与空间的约束，进一步加深学生间互动与师生互动，实现双边教学。慕课微课程只有10分钟左右，其内容精简，能够集中解决一个问题点，学生可在平台上学习并直接提出问题，例如大学物理波动光学中的分波阵面干涉教学，可将其教学内容细化为三个微视频：杨氏双缝干涉实验、光程与光程差、洛埃德镜干涉。其中杨氏双缝干涉实验视频为10分钟，其余各5分钟，通过图像、动画等演示与清晰精炼的讲解，让学生循序渐进掌握此节的知识点。

再如哈尔滨工业大学物理“圆桌教学”模式的应用，“圆桌教学”起源于美国菲利普斯艾克赛特学校，其教学方法为学生围坐一张桌子，教师通过与学生交谈，利用会议或者指导方式引导学生发言。“圆桌教学”代表着自上而下、以学生为中心的教学模式。哈尔滨工业大学物理教学中，对圆桌教学模式的实验性应用取得了良好效果，学生在课堂中积极性高涨，思考与讨论更为主动，学习收获自然也越来越多。哈工大对于圆桌教学的应用，代表着新的教学理念与教学方法的探索，其教学改革实践经验值得我们学习与借鉴。

(三)实验教学改革

物理学为一门实验科学，实验对激发学生兴趣，提升学生动手能力、培养学生创新探索精神有着重要作用。实验教学内容改革是一个重要方面，通常实验教学内容的弃旧迎新依赖于院校实验设备的更新。而如果实验设备无法得到及时更新，可有效利用现有的实验设备实施重组搭配，开发新的实验项目。例如应用现有滑线变阻器、电阻箱以及灵敏检流器扥构建“惠斯通电桥搭建和电阻测量”等新实验项目。同时需要“量体裁衣”为学生设立设计性综合性实验，设计性实验题目通常由教师结合学生所用过的实验仪器以及所掌握的实验方法进行出题，也可让学生自行立题；采取开放式教学模式，基于对实验项目的要求，让学生自主搜寻资料，自选仪器，确立实验方案，拟定实验步骤，处理实验并写出实验报告。

(四)考核评价完善

考核方式应体现多元化特征，学生成绩应由平时作业、课堂讨论、创新报告、小论文以及期末考试及格部分组成，其中小论文、创新报告等加入学生考核评价体系是教学改革与创新教育的展现。作业是教学中的重要环节，结合院校实际情况以及教学要求，教师可为学生编写出配套作业习题，要求学生不仅要完成作业，为避免抄袭，还需要学生写下解题感受、启发等，确保让学生自主、真实地完成作业，从而进一步客观地给予学生作业进行考核评价。小论文的任务具体为要求学生就某一个问题通过资料查阅与分析完成，小论文数量以2-3篇/学期为宜，其内容可以是物理科学前沿、新技术，也可以是某一物理问题的争论焦点、历史背景等。学生也可自行搭建小组，展开合作研究。

从考核内容上来看，大学物理考试内容上需向应用能力集中。大学物理作为中学物理知识基础的延伸，其主要特征体现在利用高等数学知识解决各领域应用问题。因而其考试内容也需要具体结合不同专业，注重专业性实际应用问题的考核。同时考核内容需有助于促进学生能力的发展，合理减少套用公式的题型以及死记硬背的内容，提升主观题目比重，精选部分具备物理背景的应用题型，重视对学生实际问题能力以及创新能力的考察，展现CDIO教学理念；多设置开放性试题，将一般的计算题变为设计实验题。诚然，随着教学环境的不断变化以及学生主体性的不断提升，我们在教学实践中也需要不断加大对考核研究的力度。虽然近年来许多高校在大学物理考核改革上取得了一定的成绩，但不应满足于现状，教学实践中需不断发现问题，积极借鉴其他院校考核改革的成功案例，与时俱进，扬长避短，使物理考核方式不断适应时代需求。

[1]全桂英.大学物理课程教学改革的研究与实践.淮南师范学院学报，2013，15(3)：129-131.

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[3]高明旭，金铃铃.大学物理教学中应重点关注的几个问题.辽宁工业大学学报(社会科学版)，2010，12(1)：134-136.

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[5]朱文霞，王乐新,林国庆.研究性教学在大学物理教学中的实践与研究.长春理工大学学报，2013，8(2)：193-194.

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[编校：张芙蓉]

The Reform and Innovation Study of Classroom Teaching Mode on University Physics

ZHANG Tianjie, LV Jian, WANG Yusheng

Increasing development of modern education science theory has a profound effect on the university physics teaching, and a reform is required that the simple ability to impart knowledge shall be deepened into the ability to develop capacity and quality. Combined with the present situation of university physics teaching, this paper analyzes the inevitability of university physics classroom teaching mode reform and innovation. University physics classroom teaching reform and innovation path is proposed on teaching content, teaching mode innovation, experimental teaching reform, and the assessment methods perfection.

university physics; classroom teaching; examination; reform

2016-08-30

张天杰(1975- )，男，河南民权人，讲师，理学硕士，研究方向为激光技术与材料。

本文为2015年华北水利水电大学教育教学研究与改革项目“大学物理课堂教学模式、考核模式改革创新研究”、2016年华北水利水电大学教学名师培育项目阶段性研究成果。

G642，O4-4

A

1671-9654(2016)04-012-03