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青岛科技大学2018年度大学物理教学分析

2019-11-14闫鹏飞郭广海

课程教育研究·学法教法研究 2019年24期
关键词:创新意识学习兴趣教学改革

闫鹏飞 郭广海

【摘 要】大学物理是高等学校理工科专业必修的一门公共基础课,课程在培养学生分析问题、解决问题以及培养学生的探索精神和创新意识等方面具有其它课程所不能替代的重要作用。本文结合青岛科技大学2018年度大学物理的教学实情剖析了存在的问题,并提出相应的教改措施,旨在培养符合时代发展需求的合格人才。

【关键词】大学物理教学;学习兴趣;创新意识;教学改革

【中图分类号】G642.0       【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)24-0006-02

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用规律的科学,它的基本理论渗透于自然科学的各个领域中,应用于生产技术的许多部门,是其它自然科学和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校非物理类理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是一个科学工作者和工程技术人员所必备的基本要素。

大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础的同时,在培养学生树立科学的世界观、增强学生分析问题和解决问题的能力和培养学生的探索精神和创新意识等方面具有其它课程所不能替代的重要作用。大学物理作为一门重要的公共基础课,不仅需要微积分、标积矢积等高等数学知识,而且也是后继理工专业课程的基础,起到承前启后的重要作用。因而,做好大学物理课程的教与学是一个非常值得摸索探讨的问题。

青岛科技大学的大学物理在2006年被评为省级精品课程,其基本任务是通过课程学习,使学生在科学思维能力、应用数学解决物理问题的能力、自学能力等诸多方面得到严格的训练,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。

我校大学物理授课在2016年之前采用由马文蔚改编的面向21世纪课程教材“物理学”第四版和第五版教材,自2016年采用本校自编的21世纪高等院校公共基础系列规划教材“大学物理”(郭广海主编)。大学物理分别于大一下学期和大二上学期两个学期开课,根据专业需要,总学时共分为80学时(分上、下册部分,分别简称C1、C2)和96学时(简称B1、B2)两种类别进行授课。C1课程内容安排为:质点运动学、牛顿定律、动量守恒定律与机械能守恒定律、刚体的转动、静电场和静电场中的导体和电解质,B1在C1的基础上增加热力学基础部分;C2内容包括:恒定磁场、电磁感应、振动、机械波、光学、狭义相对论和量子物理,B2比C2增加自感和互感、磁场的能量和能量密度、位移电流和电磁场基本方程、简谐振动能量、波的能量等内容。课程总成绩由平时成绩(含期中考试)和期末成绩两部分进行综合评价。

一、2018年度大学物理课程教学实情

据统计,近几年大学物理课程成绩普遍不够理想,这也是高校目前存在的相对突出的问题[1]。以下以青岛科技大学2018年的大学物理课程成绩为例作统计分析。

1.大学物理B1、C1教学情况。

2018上半年(2017-2018年度第2学期,简记2017-2018-2)开设大学物理B1课程的有包装工程、材料物理、材料化学等共计20个专业,期末實考1753人;开设C1课程的有化学工程与工艺、高分子材料与工程、制药制剂等共计20个专业,实考3185人。2017-2018-2大学物理B1、C1及学生整体(B1+C1)课程总评成绩统计结果如图1、图2和图3所示。

从统计结果来看,B1和C1的成绩中90分以上(优秀)的学生占比很小,在80-89分(良好)、70-79分(中等)、60-69分区间(及格)比例依次升高,不及格率占比最高(B1和C1分别高达40.56%和30.30%),及格学生以60-69分占主导。B1比C1的不及格率高出10个百分点,这也与考核内容相关。B1比C1在内容上增加了热力学基础部分,该部分内容属于单独的热学知识,学生对于热力学第一定律、气体功、内能、热机效率等知识的理解和计算不够透彻,导致失分较多。学生在大一第一学期都修过高等数学,但将微积分应用到物理问题中时,有些同学会发懵不能够灵活;另外,刚体力学部分的转动定律、刚体系统的角动量守恒定律等内容对学生而言算是新知识,有不少学生不能够很好的理解并熟练运用,导致不及格率偏高,整体而言,有三分之一(33.94%)的学生总评成绩低于60分。

2.大学物理B2、C2教学情况。

2018下半年(2018-2019年度第1学期,简记2018-2019-1)开设大学物理B2课程共计20个专业,实考1698人;开设C2课程的有21个专业,实考3182人。B2、C2及学生整体(B2+C2)课程总评成绩统计如图4、图5和图6所示。

从大学物理B2与C2总评成绩的统计结果来看,90分以上(优秀)的学生所占比例依然较低(<5%),70-79分(中等)比例最大,比上一学期B1、C1主导成绩(60-69分)提高了一个分数段,及格率均在25%-26%,整体成绩有所提升。特别值得一提的是,B2比上一学期的B1及格率提高了14个百分点,C2比C1及格率提高了5个百分点,且70-79分(中等)、80-89分两个分数区间的比例都有所提高。

3.学生参加大学物理竞赛获奖情况。

整体而言,B2、C2的总评成绩比B1、C1要好些,学生对于微积分的应用比较熟练,对大学物理学习的重视程度也有所提高,这也体现在我校参加2018年山东省第二届大学生物理竞赛成绩上。我校学生在2011-2016年参加全国部分地区大学生物理竞赛,自2017年开始参加山东省大学生物理竞赛。山东省大学生物理竞赛由山东省教育厅、省科学技术协会、山东物理学会等7个部门联合主办,旨在促进物理教育改革、激发学生学习热情、提高教学效率、适应科技发展、培养创新精神为目的,秉持有利于教学改革、有利于提高学生能力的原则,2018年吸引了山东省众多高校的物理爱好者8000多人参赛。参赛学校主要来自山东大学、中国海洋大学、中国石油大学、青岛科技大学等三十五所省内高校,整体水平高,影响范围广泛。我校在此次竞赛中,共获得229项奖项,获奖比例为66.95%。其中,物理类考生取得突破性成绩,25人参赛共获得省级一等奖9项、二等奖6项、三等奖6项,获奖率84%;非物理专业类获得省级一等奖91项、二等奖64项、三等奖53项;一等奖和获奖总数实现学校自2011年开始参加全国部分地区大学生物理竞赛以来的历史突破。

4.存在的主要问题。

综上所述,我校2018年度大学物理教学取得了一定的成绩但也存在不少不足之处,究其原因,大致归纳如下:

(1)学生学习动力不足。

学生考上大学之前干劲十足,上了大学之后,管理不像高中那样严格,有些学生不能够很好的自我约束,迷恋上了网上聊天、打游戏等等,出现上课迟到、上课打瞌睡、缺勤等现象,更谈不上积极主动的学习,有问题不能够及时请教同学、老师,得过且过,久而久之,会感到物理难学,对物理学习失去了兴趣和动力,导致成绩一落千丈。

(2)习题量不充足。

以总学时80学时的大学物理C为例,由于学时压缩,授课内容讲完之后,几乎很少有多余时间用于专门的习题课教学。若以每次课布置3-4题计算,大学物理C课可以留160题左右(分两个学期)。学生仅靠这些作业题来巩固消化所學知识,有一定的挑战,不少学生作业也只是抄袭应付而已。

(3)学生不能很好的适应多媒体教学。

多媒体教学的最大优势就是可以提高授课质量,可以图文并茂的展示一些物理问题,特别是结合动画演示可以让学生很直观的理解相关知识点,比如速度的定义、角动量守恒定律等。但是由于多媒体授课信息量大,学生容易跟不上节奏,要取得理想的听课效果,学生须提前预习,课上积极参与讨论分析,做适当的听课笔记,课后及时巩固所学;有些同学还停留在高中那种课前不需预习、一小节内容老师反反复复讲也能学得滚瓜烂熟的思想状态上,导致听课很被动、抓不住新的知识点、跟不上老师的讲课节奏,效果自然不会太好。

二、大学物理教学改革措施

针对以上情况,我们大学物理教研室尝试作出如下改革措施:

1.改变教学观念,以学生的发展为中心,重视学生的非智力因素培养。

传统的教学模式是“注入式”教学,学生被动的接收知识,主动参与度不够,很难挖掘他们的潜能和创新思维,这将限制学生的进步与成长。教师应在完成教学内容授课、考核学生出勤、作业完成情况和关注考试成绩之外,还需注意培养学生的非智力因素,将物理知识与日常现象相结合,理论联系工程实践,根据展示或演示的物理现象,激发学生对物理课堂的兴趣,鼓励学生通过类比、联想等方式进行假设猜想,创造一种主动发现、动脑思考、探究分析的情景,改变那种“只唯师,不发问;只唯书,不质疑”的弊端,调动学生自主学习的热情,而不是一味的抄袭作业答案、考前突击复习、苦于应付考试。

2.改进多媒体电子教案,突出启发式教学。

物理概念、公式、定律定理推导的严谨性,使得大学物理教学不能完全依赖多媒体,特别是对于物理公式的理论推导,需要结合板书教学,在推导过程中,可以调动学生的积极性,提高学生思维能力。为了便于学生理解知识点,电子教案在内容编排上应尽量接近板书行式;教师需把握好多媒体授课节奏,留出充分的时间开展课堂讨论,实施启发式教学,调动学生的参与度,激发学生的创新精神,授人以“渔”,而不是授人以“鱼”[2,3],真正做到多媒体教学与理论教学很好的结合,相辅相成,进而提高教学效果。

3.加强习题课教学,注重培养发散思维。

大学物理素有“易于理解难于做题”的说法,为了切实提高学生的解题能力,可以安排专门的习题课或每次上课留出一定的时间讲解几个典型习题,着重分析解题思路方法,切勿一味追求习题答案。这样,不仅加强了学生对知识的理解、提高了解题能力,还活跃了课堂气氛,积累了学生的习题量。

传统的物理教学只注重培养收敛思维,在讲解题目时,鼓励学生勤思多问、另辟蹊径,给出不同的解题思路,培养他们的发散思维能力[1],引导学生的创新意识,进而能转变成创新能力[4],有助于促进课程教学改革、提升教学质量。

4.借助“雨课堂”、“学习通”等教学手段,增强师生互动。

授课时可以采用充分运用“雨课堂”、“学习通”等新的教学手段调动学生的参与度,加强师生互动,提高学习积极性。

5.鼓励学生利用慕课(MOOC)、大学物理精品在线开放课程进行学习。

MOOC(Massive Open Online Course),即大规模在线开放课程,是2011年以来教育领域出现的一种面向大众免费开放的新兴教育模式[5]。MOOC和大学物理精品在线开放课程充分利用多媒体教学手段和互联网优势,为学生营造一种感兴趣、用得上、随时用、自主学习、有收获的教学平台[6]。精品在线课程是一个师生共同参与的助学平台,教师可以收集学生留言区和讨论区的反馈信息,进一步完善课程建设,提高教学效果。

三、结束语

21世纪是科技迅猛发展、竞争更加激烈的知识经济时代,实施素质教育,培养具有创新意识和创新能力的应用型人才,是当前高等教育改革与发展的主题。本文结合青岛科技大学2018年度大学物理的教学实情,针对存在的问题,提出了提高学生兴趣、做好启发式教学、充分利用丰富的网络资源进行自主学习等提高教学质量的改进措施,以期可以提高教学质量,实现学生能力、知识和素质三者结合的全面发展。教学改革是一个长期而艰巨的任务,我们还需在教学实践中不断的完善课程体系和教学内容,将教与学有机结合,注重培养学生发散思维和创新能力,为培养更好的适应新时代发展需求的人才做出贡献。

参考文献

[1]彭荣荣,王帅,秦梅宝.以培养创新能力为导向的大学物理教学研究[J].教育界:高等教育研究(下),2016(2):127-127.

[2]范钦珊.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]韦成龙,李学罡,徐飞鸿等.材料力学教学体现改革的研究与实践[J].中国高教研究,2001(4):59-60.

[4]刘新柱,王冬,潘佳卉.机遇创新能力培养目标的工程力学教学改革与实践[J].黑龙江教育,2014(1):39-40.

[5]李曼丽.MOOCs的特征及其教学设计原理探析[J].清华大学教育研究,2013(8):14-23.

[6]李晶.基于MOOC背景的基础力学课程教学改革探究[J].长春教育学院学报,2015,31(15):101-102.

基金项目:青岛科技大学本科高水平教学团队建设项目。

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