楊雪玲 蘇 凱

1.齊魯醫(yī)藥學(xué)院，山東 淄博 255000；2.博山區(qū)第二職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，山東 淄博 255000

在新高考形勢下，部分理工類專業(yè)近一半學(xué)生高中沒有選學(xué)物理，大學(xué)物理學(xué)習(xí)存在很大難度，在此現(xiàn)狀下，基于ETA 理論及建構(gòu)主義理論，研究基于學(xué)生自身基礎(chǔ)的教學(xué)實施方法，通過教學(xué)內(nèi)容的整合及教學(xué)方法的研究，以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)動力，既要傳授學(xué)生知識，更要注重學(xué)習(xí)能力及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)及提高。本教學(xué)模式對其他學(xué)科教學(xué)也有一定的參考意義。

一、教學(xué)方法探討的依據(jù)

（一）ETA 物理認(rèn)知模型［1］

ETA 物理認(rèn)知模型是北京大學(xué)物理學(xué)院副教授穆良柱提出的物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知模型。包括實驗物理（Experimenal Physics）、理論認(rèn)知（Theoretical Physics）和應(yīng)用物理（Applying Physics）三個認(rèn)知階段，認(rèn)知物理是觀察物理現(xiàn)象、找出研究問題，確定研究方法，通過實驗方法觀察測量并總結(jié)實驗規(guī)律；而理論認(rèn)知過程更趨近于拓展和外延，從特殊到一般，尋求規(guī)律的內(nèi)因和本質(zhì)，最后一個階段則是應(yīng)用物理認(rèn)知，是利用理論進(jìn)行應(yīng)用和創(chuàng)新，從某一角度說，應(yīng)試教育是應(yīng)用物理認(rèn)知階段。我國近年來以科技興國，強調(diào)了應(yīng)用物理，同時也看重認(rèn)知教育和創(chuàng)新教育?，F(xiàn)階段，就如何重視創(chuàng)新教育，如何開展和實現(xiàn)是亟待研究的問題。

ETA 模型也適合零基礎(chǔ)或薄弱基礎(chǔ)教學(xué)，在新高考模式下有大部分學(xué)生并未選修物理。此部分學(xué)生適合用該理論教學(xué)法。

（二）建構(gòu)主義理論［2］

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)知識的過程是學(xué)習(xí)者在原有的知識框架的基礎(chǔ)上主動對信息加工、吸收、同化、構(gòu)建，形成新的知識體系，“情景教學(xué)”“協(xié)作”“意義構(gòu)建”是學(xué)習(xí)的重要方式。該理論強調(diào)了學(xué)生自身的知識基礎(chǔ)及心理特點，這是影響教學(xué)效果的主要因素。

ETA 教學(xué)法更注重的是內(nèi)容及方法從表象到內(nèi)涵，而建構(gòu)主義理論核心是基于學(xué)生自身內(nèi)因的因素。二者的共同點是充分考慮學(xué)生自身的認(rèn)知及情感因素，是教學(xué)的主要“內(nèi)因”。

二、基于ETA 實驗認(rèn)知理論，利用實驗課進(jìn)行探索及討論，并與理論知識結(jié)合

（一）在實驗課中應(yīng)用ETA 理論

依據(jù)ETA理論，學(xué)習(xí)的第一步為觀察及實驗，可以充分利用實驗儀器生動形象展示抽象理論，讓學(xué)生主動探索、在一定的實驗情景下基于自己已有的知識框架思考、歸納，構(gòu)建新的知識框架。下面以振動及波動內(nèi)容為例說明。

學(xué)生利用示波器，分別演示水平掃描和豎直信號，最后二者信號都加上。通過演示講解抽象的示波器原理，引導(dǎo)學(xué)生去探索振動及合成規(guī)律。對于抽象的知識如相位，可以通過圖示觀察、比較學(xué)習(xí)；振動的疊加分類講解，并用示波器實時觀察疊加波形，引導(dǎo)學(xué)生思考，并領(lǐng)會物理量的本質(zhì)含義，剖析理論知識，使抽象與形象結(jié)合，使學(xué)生更好地理解理論知識。這種方法提高了學(xué)生興趣，并培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

（二）在實驗課教學(xué)中運用建構(gòu)主義理論，實行以學(xué)生為中心的討論式教學(xué)方法

在實驗教學(xué)中人數(shù)較少，適合開展分組討論式教學(xué)。

1.教師講解基本理論，提出實驗任務(wù)，然后學(xué)生分組討論。

2.討論后以小組為單位發(fā)言闡述本組方案。學(xué)生提出設(shè)想或疑問，教師鼓勵學(xué)生發(fā)散思維的運用。

3.學(xué)生可以選出最科學(xué)最合理的方案，教師在學(xué)生方案基礎(chǔ)上加以修正改善。

4.學(xué)生獨自完成實驗，教師引導(dǎo)或予以答疑幫助。

5.教師注意學(xué)生動手環(huán)節(jié)，實時指點和答疑。

以上過程經(jīng)過多年實踐和檢驗，使學(xué)生的學(xué)和教師的教完美結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，學(xué)生通過實驗收獲的不僅僅是知識，更多的是解決問題的能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、語言表達(dá)的能力和自信心的提高。

三、實行“剝洋蔥式教學(xué)”和“系統(tǒng)教學(xué)法”，使高中物理與大學(xué)物理緊密銜接［3］

在新高考背景下，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在某些專業(yè)中部分學(xué)生物理是零基礎(chǔ)。在這樣的現(xiàn)狀下，如何實施和保障教學(xué)效果成為一個難題。

根據(jù)建構(gòu)主義理論，新知識是在舊知識的基礎(chǔ)上構(gòu)建加工的過程，教師適當(dāng)補充基礎(chǔ)，把知識整合至系統(tǒng)化、模塊化，使教學(xué)內(nèi)容成為一個整體，教師的講解猶如剝洋蔥層層展開，從簡單到復(fù)雜，從定性到定量運算，變教材內(nèi)容為教學(xué)內(nèi)容，簡講復(fù)雜推導(dǎo)或換算，以下是具體措施及實施。

（一）鼓勵學(xué)生補充基礎(chǔ)

鼓勵學(xué)生自學(xué)高中物理知識或較容易的內(nèi)容，教師把每次課堂教學(xué)需要自學(xué)的知識用列表的形式總結(jié)出來，在學(xué)習(xí)通或其他平臺有相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料或視頻，鼓勵學(xué)生預(yù)習(xí)，并把預(yù)習(xí)中的難點及疑點記錄下來，反饋給老師，在教學(xué)中建立良好的師生交流通道，實時反饋，調(diào)整教學(xué)。使教學(xué)過程成為一個良好的循環(huán)系統(tǒng)。

教師也可在課堂中適當(dāng)補充基礎(chǔ)知識，做好銜接和補充。如光的干涉中補充光的折射定律、折射率、光速等基本知識，再引入光學(xué)核心知識，結(jié)合醫(yī)學(xué)應(yīng)用作為拓展，使知識系統(tǒng)化、條理化，前后聯(lián)系呼應(yīng)成為一個整體，易于學(xué)生接受掌握，并且教師設(shè)計好主線，使系統(tǒng)化知識在主線下脈絡(luò)分明，重點突出。通過多年的教學(xué)實踐，該方法在課堂教學(xué)中效果很好。

（二）整合教學(xué)內(nèi)容，分層教學(xué)

《大學(xué)物理》教學(xué)內(nèi)容整體抽象，數(shù)學(xué)運算推導(dǎo)眾多。實行分層次的“剝洋蔥式教學(xué)”使學(xué)生更容易認(rèn)知和接受。以振動和波動為例：

首先講解振動的定義，演示動畫，直接根據(jù)動畫講解振動的三要素及振動方程（沒有數(shù)學(xué)推導(dǎo)），讓學(xué)生對振動的情景有直觀的認(rèn)識。這是第一層。

第二層提出問題：振動的受力及動力學(xué)方程，針對問題求解，結(jié)合數(shù)學(xué)知識自然得到動力學(xué)規(guī)律及方程，并深層次理解了振動要素的本質(zhì)含義。

第三層，結(jié)合前面講解的運動學(xué)知識求解振動的速度、加速度及合成分解、復(fù)雜振動等。

以上是從簡單到復(fù)雜，層層深入、引導(dǎo)思考、系統(tǒng)教學(xué)的一個簡單舉例。當(dāng)然也適合其他學(xué)科的教學(xué)。

（三）教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)整合，變教材內(nèi)容為教學(xué)內(nèi)容

大多數(shù)教材內(nèi)容及順序大同小異，教師可以適當(dāng)改變順序，使教學(xué)內(nèi)容更條理化、系統(tǒng)化、內(nèi)涵化。如仍然以振動和波動教學(xué)為例，可分為四個系統(tǒng)：

一是上面講解的振動為一個小系統(tǒng)。

二是波的產(chǎn)生、波的物理量及關(guān)系作為一個小系統(tǒng)。

三是把波動方程、波的干涉、駐波、波的衍射作為一個小系統(tǒng)。

四是把振動的能量、波的能量、波的強度、波的衰減、聲波及超聲波作為一個系統(tǒng)。

以上每一個系統(tǒng)都是條理性及遞進(jìn)性較強，環(huán)環(huán)相連，學(xué)生利于理解及整合。通過多年的教學(xué)實踐及課堂觀察，效果良好，學(xué)生比較喜歡。教師講解也水到渠成。

在整體教學(xué)中教學(xué)順序也可適當(dāng)調(diào)整，如運動學(xué)、動力學(xué)、剛體力學(xué)、流體運動學(xué)作為一個系統(tǒng)，而電場、磁場、電磁感應(yīng)作為一個整體。把振動及波、波動光學(xué)作為一個整體。使學(xué)生對大學(xué)物理有一個由易到難的、系統(tǒng)化掌握的過程，這樣知識之間更容易實現(xiàn)融會貫通。

（四）適當(dāng)刪減，重點突出

《大學(xué)物理》不同專業(yè)的特點及側(cè)重點有所不同，實際教學(xué)中需要把物理學(xué)教學(xué)的重點與專業(yè)結(jié)合，適當(dāng)調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容，如化學(xué)類專業(yè)的后續(xù)課程《物理化學(xué)》中用到大量熱學(xué)知識，但本教材中熱學(xué)內(nèi)容很少，適當(dāng)補充了熱力學(xué)定律的知識及應(yīng)用。重點講解熱學(xué)中三大定律、光學(xué)、激光及X 射線、原子物理學(xué)等內(nèi)容，既體現(xiàn)了物理學(xué)的奧妙，又為后續(xù)課程打下了基礎(chǔ)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

在教材中繁瑣復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可以簡講，而對于基本概念、理論、應(yīng)用則重點要求。

（五）關(guān)注科學(xué)前沿，在教學(xué)中聯(lián)系實際，提高學(xué)習(xí)興趣［4］

ETA 理論的應(yīng)用認(rèn)知階段，是大學(xué)物理與現(xiàn)代科技的密切結(jié)合在運動學(xué)中穿插導(dǎo)彈的運動軌跡及射程，在電磁學(xué)中穿插磁約束、人工智能、信號處理、超導(dǎo)技術(shù)等前沿知識，在波動光學(xué)中穿插X 衍射技術(shù)、納米技術(shù)等等，并把前沿科技與專業(yè)聯(lián)系起來，提高學(xué)生興趣及查閱資料能力。鼓勵學(xué)生進(jìn)行參加實驗創(chuàng)新及科技創(chuàng)新大賽。在實驗教學(xué)總結(jié)中積極鼓勵學(xué)生對實驗方案及測量方法進(jìn)行創(chuàng)新。也可以鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)資料，以小文章的形式總結(jié)前沿科技，提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力。

以科技前沿作為課堂教學(xué)的引入，可以提出問題或埋下伏筆，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在求知欲，例如在光學(xué)中以激光應(yīng)用引入，以地球的范艾倫輻射帶引入磁場教學(xué)，在電學(xué)中以電子顯微鏡引入，在原子核物理中以原子彈及氫彈引入等等。［5］

四、利用線上教學(xué)資源實行混合式教學(xué)［6］

充分利用線上資源，實現(xiàn)學(xué)習(xí)時間和空間上的延伸，促進(jìn)了知識的加深和擴(kuò)展。利用超星等平臺鼓勵學(xué)生線上學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、提出問題，結(jié)合線下教學(xué)解決難點、重點，并適時測試進(jìn)行反饋，鼓勵學(xué)生自學(xué)與課堂教學(xué)結(jié)合。彌補學(xué)生欠缺的知識，使學(xué)生有目標(biāo)、有計劃地學(xué)習(xí)，具有長久的內(nèi)在驅(qū)動力。

五、學(xué)生調(diào)查及教學(xué)滿意度統(tǒng)計結(jié)果

（一）在教學(xué)中，分別對對比班及實驗班（二者為平行班級）的滿意度及隨堂測試結(jié)果如圖1及圖2 對比。

圖1 對比班與實驗班滿意度對比

圖2 對比班與實驗班平時測試成績對比

（二）對不同年級的學(xué)生進(jìn)行物理選擇及滿意度縱向比較。選修物理的學(xué)生逐年下降，但對本學(xué)科的滿意度提升，平均分也提高。如表1 所示。

表1 不同年級期末滿意度及成績對比

六、結(jié)論及不足

通過具體的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法改革，改革前及改革后學(xué)生的調(diào)查問卷比較及總結(jié)，得到如下結(jié)論：

1.改革后學(xué)生對課堂興趣、滿意度、平均分在實施改革后都提高了。

2.通過調(diào)查問卷及課堂反映，改革后對教學(xué)內(nèi)容的滿意度提高，教學(xué)內(nèi)容整合符合學(xué)生認(rèn)知特點，效果良好，在調(diào)查中學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容強調(diào)了“簡潔，重點突出，例題輔助”的愿望。

3.教學(xué)方法改革受到學(xué)生認(rèn)可。調(diào)查問卷中學(xué)生肯定了討論式教學(xué)、探究式教學(xué)的方法，具體過程需要規(guī)范化且靈活調(diào)節(jié)，以后會繼續(xù)探討完善。

4.學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要困難有兩個：一是基礎(chǔ)的參差不齊，二是主動學(xué)習(xí)能力不足，不會解決應(yīng)用性題目，加強引導(dǎo)，鞏固內(nèi)化，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，是教學(xué)中的關(guān)鍵。學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的期望及興趣，只要教師引導(dǎo)得當(dāng)，可以順利實施。

5.教師的專業(yè)能力及綜合能力備受學(xué)生期待，重視物理學(xué)與專業(yè)內(nèi)容的結(jié)合，提高教師專業(yè)水平及教學(xué)水平是關(guān)鍵。

不足之處：

1.教學(xué)資源及平臺不夠完善。

2.成課后的鞏固及反饋欠缺。

3.教師需通過學(xué)習(xí)及進(jìn)修等途徑提高物理學(xué)專業(yè)知識的融合，提高專業(yè)技能及教學(xué)技能。

本教學(xué)成果可以用于其他課程教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容的整合方法、ETA 教學(xué)理論的應(yīng)用、討論及探究法的應(yīng)用等。