摘?要:針對“大學(xué)物理”因傳統(tǒng)的教學(xué)模式所帶來的教學(xué)手段單一、教學(xué)內(nèi)容局限、重結(jié)果輕過程等方面存在不足的現(xiàn)狀,作者秉承“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,基于“知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高”協(xié)調(diào)發(fā)展的三位一體的教學(xué)目標(biāo),從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課堂互動四個方面闡述對“大學(xué)物理”這門課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果表明,改革后的教學(xué)課程極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和課堂參與度,有效提升和促進(jìn)了課堂教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理;以學(xué)生為中心;教學(xué)改革與實(shí)踐
中圖分類號:G642.3??文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
物理學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)?!按髮W(xué)物理”課程應(yīng)使學(xué)生對物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識和正確的理解,掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,增強(qiáng)科學(xué)觀察和思維的能力以及分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?!耙詫W(xué)生為中心”是美國著名心理學(xué)家卡爾·羅杰斯在1952年提出的思想主張,他認(rèn)為促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展才是教育的目的[1]。高校教師在課程教學(xué)時的首要任務(wù)是要轉(zhuǎn)變“以教師為中心”的傳統(tǒng)教學(xué)觀念,將課堂的主動權(quán)交還給學(xué)生,充分尊重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位,讓學(xué)生能夠有更多獨(dú)立思考、自主探究、自我表達(dá)的機(jī)會[2]。本文主要以教授的土木工程學(xué)院本科生為例,該學(xué)期教學(xué)內(nèi)容主講《磁學(xué)》《振動和波動》《波動光學(xué)》《近代物理和量子力學(xué)》等章節(jié),下面將從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、課堂互動四個方面介紹課堂教學(xué)改革與實(shí)踐。
1?教學(xué)設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐
為了更好地提高物理知識傳授的質(zhì)量和效率,并通過加強(qiáng)思想政治教育與物理教學(xué)的有機(jī)融合,從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的價值引領(lǐng),將“大學(xué)物理”課程各部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)分為兩部分:
1.1?上課前10分鐘“課前熱身”
“課前熱身”的方式是通過在上課之前播放科學(xué)家背后的故事,讓同學(xué)們了解到科學(xué)家們敢于突破桎梏、對自然真理堅(jiān)持不懈的探索精神,以及物理理論和物理實(shí)驗(yàn)相輔相成的辯證唯物主義思想,從而提高學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣和悟物窮理的精神。以“電磁學(xué)”為例,講第九章第一節(jié)《安培定律》,上課前10分鐘播放安培的生平事跡視頻;講第十一章第二節(jié)《感生電場》,上課前播放麥克斯韋的相關(guān)視頻,如圖1所示。
1.2?課堂教學(xué)
為了更好的順應(yīng)課堂教學(xué)將各部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為“問題提出”“問題分析”“問題的求解及應(yīng)用”的教學(xué)邏輯[34],始終以問題為導(dǎo)向,以分析為重點(diǎn),以應(yīng)用為鞏固拓展,引導(dǎo)同學(xué)們學(xué)習(xí)。
以“機(jī)械振動”為例,講第十三章第一節(jié)簡諧振動,課堂一開始給同學(xué)們播放由當(dāng)代中國杰出古箏表演藝術(shù)家袁莎教授彈奏的古箏視頻——《我和我的祖國》,讓同學(xué)們欣賞美好旋律的同時進(jìn)一步思考箏弦振動的相關(guān)物理問題,以此提出設(shè)問:什么是機(jī)械振動,如何描述機(jī)械振動?課程中,環(huán)環(huán)相扣,深入淺出,最終推導(dǎo)出機(jī)械振動中最基本的簡諧振動的振動方程,并對其應(yīng)用做相關(guān)學(xué)習(xí)。
2?教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐
2.1?基礎(chǔ)知識從“吃透”到“講透”
教師對基礎(chǔ)知識的理解要透徹,為學(xué)生分析要有理有據(jù)、細(xì)膩到位,講解時要有緊密的邏輯性。課堂內(nèi)容講解時,還要著重訓(xùn)練學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,增強(qiáng)學(xué)生思考力,從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,不能為了增加課堂容量而實(shí)施“滿堂灌”。
以本學(xué)期第一次課為例,講解第八章磁學(xué)知識。課堂一開始,通過提問方式讓學(xué)生們總結(jié)了上學(xué)期學(xué)習(xí)力學(xué)、熱學(xué)的物理研究方法,并給出了電磁學(xué)的研究方法,讓同學(xué)們意識到隨著研究對象的改變研究方法也要做相應(yīng)調(diào)整。通過回顧上學(xué)期學(xué)習(xí)電學(xué)電場強(qiáng)度E的通量和環(huán)流的數(shù)學(xué)方式,來對比研究磁場B的相關(guān)物理問題。
再以磁學(xué)求解電流的磁場例題為例,板書上給同學(xué)們規(guī)范書寫微積分方法求解電流磁場的計(jì)算過程:建坐標(biāo)系、求微分、對稱性分析、求積分、結(jié)果給出矢量大小和方向的五步法,讓同學(xué)們對每一步驟都熟稔于心,能做到舉一反三。
2.2?重、難點(diǎn)是否準(zhǔn)確把握
教學(xué)目標(biāo)中已經(jīng)非常明確教學(xué)的重、難點(diǎn),但具體落實(shí)到課堂教學(xué)中,往往會出現(xiàn)對重點(diǎn)的知識沒有重點(diǎn)的講,對難點(diǎn)知識無法突破,結(jié)果導(dǎo)致無法滿足學(xué)生渴望得到的知識,學(xué)生的實(shí)際問題沒有解決,學(xué)生不懂的知識還是不懂,該掌握理解的知識沒有拓寬加深,最終導(dǎo)致教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率的下降。為了盡可能避免或者減少這種情況的發(fā)生,就需要教師做好課前備好課的準(zhǔn)備工作。備課時,明確把握重難點(diǎn)知識以及講解的大致時間,并設(shè)計(jì)好本次課的板書內(nèi)容,這節(jié)課結(jié)束后,讓學(xué)生能通過黑板的板書對本次課整體內(nèi)容有個清晰的認(rèn)識,并能把握好重難點(diǎn)知識,為學(xué)生課下復(fù)習(xí)提高復(fù)習(xí)效率。
2.3?深入學(xué)生實(shí)際
以具體內(nèi)容為例,對于課件上面的例題,首先不是直接講,而是先讓學(xué)生們讀題,隨后留出5分鐘時間,當(dāng)堂讓同學(xué)們在筆記本上面動手做題,在同學(xué)們思考、討論過程中,教師從講臺走到同學(xué)們的課桌前,看同學(xué)們?nèi)绾畏治?,如何下筆,如何計(jì)算,并隨機(jī)給予指導(dǎo)和指正。通過隨堂轉(zhuǎn)的方式,了解了同學(xué)們的思考方式,易錯點(diǎn)以及知識盲點(diǎn)。在隨堂轉(zhuǎn)的過程中,也會有意外收獲,有做得比較好的同學(xué),教師會選拔出來,讓該同學(xué)站上講臺給所有同學(xué)講解,增強(qiáng)師生互動的同時,也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
3?教學(xué)手段改革與實(shí)踐
3.1?因“班”施教,因“人”施教
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。根據(jù)每個班級對知識的掌握程度,適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,做到因“班”施教,為了滿足學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)的學(xué)習(xí)欲望,還要做到因“人”施教。課堂中會結(jié)合生產(chǎn)和科研實(shí)際提出設(shè)問,并介紹前沿知識,引導(dǎo)學(xué)生課后查閱資料,從而拓寬學(xué)生的知識面;對學(xué)習(xí)有困難的同學(xué),教師在課下和網(wǎng)上及時答疑,加強(qiáng)了對學(xué)生的課后輔導(dǎo),能幫助學(xué)生更好地梳理知識。
3.2?多媒體教學(xué)——動畫視頻展示
結(jié)合動畫視頻展示等多媒體手段,把復(fù)雜抽象的知識做成形象易懂的動畫演示,增強(qiáng)對學(xué)生吸引力的同時也增加了課堂的趣味性,取到了很好的教學(xué)效果。如分析第十一章動生電動勢的本質(zhì)是洛倫茲力時,通過動畫演示,學(xué)生對動生電動勢中非靜電力是洛倫茲力的理解更深刻。
4?課堂互動改革與實(shí)踐
4.1?學(xué)生上講臺
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生在教學(xué)中參與度高能更好地促進(jìn)教學(xué)。通過讓學(xué)生上講臺給大家講課的方式,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)力,加強(qiáng)了課堂互動,使課堂更有趣味性;同時也能更好地反饋教學(xué)效果,從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度等內(nèi)容。
具體操作為:學(xué)生上講臺分為兩種情況:一種是,課堂上給學(xué)生時間思考討論后,會選擇一名做得較好的同學(xué)上講臺給大家具體分析講解。另外一種是,提前一周告知大家,會在某個班級里面隨機(jī)選一名同學(xué)講某個知識點(diǎn)。第一種情況能反饋學(xué)生現(xiàn)場學(xué)習(xí)情況,第二種情況能反饋學(xué)生課后自主復(fù)習(xí)后對知識點(diǎn)的掌握情況。通過學(xué)生上講臺的方式,也能更好地了解學(xué)生們的需求,從而雙向提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。如圖2所示。
4.2?學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)
課上經(jīng)常設(shè)置一些可以演示的物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(如圖3所示),并且讓同學(xué)們獨(dú)自或團(tuán)隊(duì)協(xié)作自主完成,不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣,增加了課堂的趣味性,還加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的進(jìn)一步理解,同時增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合素質(zhì)。
4.3?優(yōu)秀筆記展示
每學(xué)期末,都會組織評選優(yōu)秀學(xué)生筆記,課堂展示給大家,以鼓勵同學(xué)們對知識點(diǎn)的梳理。
4.4?學(xué)生教學(xué)評價反饋
每個學(xué)期末,教務(wù)處都會對學(xué)生展開匿名教學(xué)評價調(diào)查,調(diào)查結(jié)果能真實(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)感受。通過征求學(xué)生意見,教師能有的放矢的改善上課質(zhì)量,提高教學(xué)效果。近年來的教學(xué)改革實(shí)踐得到了學(xué)生們的一致好評,如圖4所示。
5?總結(jié)
從傳統(tǒng)的“老師教為中心”到“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變,是適應(yīng)新時代背景下對大學(xué)生培養(yǎng)的基本要求。一堂設(shè)計(jì)飽滿的課堂教學(xué)增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性,多元的教學(xué)手段和方法也提高了學(xué)生提出問題、分析問題及解決問題的能力。通過學(xué)生走上講臺、學(xué)生親手做物理實(shí)驗(yàn)并聯(lián)系理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的舉措提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、課堂參與度,更重要的是提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、團(tuán)結(jié)協(xié)作的綜合能力?!抖Y記·學(xué)記》中有言:“是故學(xué)然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后能自強(qiáng)也。故曰教學(xué)相長也?!弊鳛榻處熀芟硎苊恳淮蔚恼n堂授課,也很期待與學(xué)生們進(jìn)行交流和溝通,能從中發(fā)現(xiàn)問題并不斷完善自我,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長與共同發(fā)展。
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基金項(xiàng)目:石家莊鐵道大學(xué)2021年度高等教育教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(Z202118);國家自然科學(xué)基金(12204325)
*通訊作者:李月晴(1988—?),女,雄安新區(qū)人,博士,石家莊鐵道大學(xué)數(shù)理系講師,主要從事大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和磁性材料研究工作。