農(nóng)林院?！洞髮W(xué)物理》教學(xué)改革與實踐初探

黨亞愛，王立青，王國棟，劉云鵬

摘要：《大學(xué)物理》是一門重要的公共基礎(chǔ)課。但教學(xué)過程中存在內(nèi)容多、教學(xué)手段和方法單一等主要問題。本文以西北農(nóng)林科技大學(xué)《大學(xué)物理》教學(xué)實踐為基礎(chǔ)，從教學(xué)體系、教學(xué)方法及課后輔導(dǎo)三個方面對《大學(xué)物理》教學(xué)改革進行分析，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為出發(fā)點，優(yōu)化課堂講授，提高教學(xué)效果，并構(gòu)建和優(yōu)化該課程教學(xué)的內(nèi)容體系和教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；課堂教學(xué)；課后網(wǎng)上輔導(dǎo)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）28-0035-03

物理學(xué)是自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的基礎(chǔ)，它對人類社會的進步、科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用[1]。《大學(xué)物理》的教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并進行獨立思考、分析和推理的能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際，強化實際應(yīng)用，強調(diào)素質(zhì)教育，提高學(xué)生綜合能力[2]。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和探索，《大學(xué)物理》作為高等農(nóng)林院校重要的基礎(chǔ)課之一，已形成了較為完整的體系，為各專業(yè)的人才培養(yǎng)發(fā)揮了重要作用。通過《大學(xué)物理》課程的學(xué)習(xí)，能夠鍛煉學(xué)生的抽象思維能力，提高分析問題和解決問題的能力。但由于《大學(xué)物理》涵蓋了力、熱、光、電、原子物理等各物理分支的內(nèi)容，體系龐大，內(nèi)容多，學(xué)生難以掌握；同時由于農(nóng)林院校的特殊性質(zhì)，與理工科類學(xué)生相比，學(xué)生的物理基礎(chǔ)相對較差，學(xué)習(xí)熱情不夠[1]。同時，課程內(nèi)容理論性較強，學(xué)習(xí)過程比較枯燥，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺乏、學(xué)習(xí)主動性減弱。因此，如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力等是目前我們積極探索而又具有重要意義的問題，也是擺在廣大物理教師、學(xué)生、教學(xué)管理部門面前急待解決的迫切任務(wù)。

探討和摸索《大學(xué)物理》課程體系、教學(xué)內(nèi)容、方法改革的思路以及學(xué)生能力、素質(zhì)培養(yǎng)在具體教學(xué)中的體現(xiàn)途徑，是全面推進教育、教學(xué)改革，實現(xiàn)《大學(xué)物理》課程現(xiàn)代化和高素質(zhì)人才培養(yǎng)的先導(dǎo)。本文結(jié)合近年來的教學(xué)實踐中一些嘗試性探索，探討農(nóng)林院校《大學(xué)物理》的教學(xué)及改革。

一、目前，農(nóng)林院校《大學(xué)物理》教學(xué)中存在的問題

1.教學(xué)內(nèi)容過于傳統(tǒng)和規(guī)范。目前的《大學(xué)物理》教學(xué)主要以課堂講解為主，實行統(tǒng)一的大綱、教材和統(tǒng)一的考試，在這種統(tǒng)一的規(guī)范下，培養(yǎng)出來的學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和思維方式缺乏個性、缺乏創(chuàng)見。而且在教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)較被動，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)生的思維被局限在書本和教師所限定的范圍內(nèi)。

2.課堂教學(xué)方式單一，教學(xué)效果不理想。目前隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和推廣，多媒體教學(xué)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用[3]。盡管相對于傳統(tǒng)教學(xué)模式來說，多媒體教學(xué)有許多獨到的優(yōu)點，可以使學(xué)生對客觀世界的認(rèn)識更形象、深刻、全面，有利于增加課堂信息量，提高教學(xué)質(zhì)量[4，5]。但多媒體教學(xué)也存在一些固有的缺陷，主要表現(xiàn)在以下兩方面：第一，師生課堂交流較少，上課主要以老師講解、學(xué)生被動接受為主，放大了教師的主導(dǎo)作用，教師在課堂上只是機械地將知識單方向輸送給學(xué)生，學(xué)生被動接受，學(xué)生學(xué)習(xí)的獨立性消失了，學(xué)習(xí)積極性很難被調(diào)動起來，從而導(dǎo)致學(xué)生有時候思想游離于課堂之外。第二，教學(xué)信息量大，學(xué)生難以及時消化，且多媒體教學(xué)容易產(chǎn)生腦和視覺的疲勞，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)自主性及學(xué)習(xí)的興趣，從而影響教學(xué)效果。

3.老師和學(xué)生課后交流較少。目前的基礎(chǔ)教學(xué)一般為大班上課，這種教學(xué)模式導(dǎo)致老師和學(xué)生課上、課后交流的時間較少，學(xué)生有問題不能及時得到解決，老師也不能隨時跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中存在的問題，從而影響教學(xué)效果。

因此，如何在有效完成課程教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，提高教學(xué)質(zhì)量，并通過對《大學(xué)物理》的教學(xué)達到對大學(xué)生創(chuàng)新能力和自主思維能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，成為擺在每一位任課教師面前的問題。

二、針對目前《大學(xué)物理》教學(xué)存在的主要問題，我們從以下幾個方面加以改革

1.課程體系、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化是《大學(xué)物理》教學(xué)質(zhì)量提高的首要條件?！洞髮W(xué)物理》教學(xué)的目的是全面培養(yǎng)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及能力、素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。在農(nóng)林院?！洞髮W(xué)物理》的教學(xué)過程中，我們強調(diào)近代物理內(nèi)容，在新的高度上重新組織經(jīng)典物理內(nèi)容。鼓勵教師結(jié)合課程內(nèi)容向?qū)W生介紹一些當(dāng)代最新的科學(xué)技術(shù)以及物理前沿學(xué)科，引導(dǎo)學(xué)生了解物理前沿知識，從而開闊學(xué)生視野，啟迪思維，加深他們對本課程的理解。同時，結(jié)合學(xué)生專業(yè)，對經(jīng)典物理學(xué)相關(guān)內(nèi)容進行詳略重新分配，以最大程度上做到學(xué)以致用的目的。比如，對工科專業(yè)，我們主要講解力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對論及量子物理。而針對本校的農(nóng)林各專業(yè)，因為后續(xù)力學(xué)相關(guān)內(nèi)容較少，而與液體流動相關(guān)的后續(xù)內(nèi)容較多，比如生物流體的運動、土壤、植物養(yǎng)分的運移規(guī)律及特點等，因此，我們針對農(nóng)林各專業(yè)的特點，相應(yīng)增加了流體力學(xué)和表面張力的基本原理及其應(yīng)用，而對傳統(tǒng)的質(zhì)點力學(xué)做了相應(yīng)的刪減。盡可能多地將物理原理和學(xué)生專業(yè)相結(jié)合，以優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)。同時，在課堂講解時，結(jié)合專業(yè)特點將理論知識、原理及其應(yīng)用進行拓展，比如，對機電和電氣工程專業(yè)，可以把電磁爐、微波爐等電器的原理與電磁感應(yīng)知識相結(jié)合；對水土保持專業(yè)，將毛細現(xiàn)象與土壤中的水分運移相結(jié)合，讓學(xué)生理解如何合理應(yīng)用土壤中的毛細水；對植物保護專業(yè)，在講解表面張力時，利用噴灑農(nóng)藥舉例說明表面張力系數(shù)的影響因素，以及如何有效地調(diào)整液體的表面張力系數(shù)以更好地發(fā)揮藥效。

2.教學(xué)方法的改革是全面推進基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量提高的關(guān)鍵。經(jīng)過高中階段知識“灌輸式”的學(xué)習(xí)后，在《大學(xué)物理》教學(xué)階段，物理教師的角色就是在強化基礎(chǔ)、形成系統(tǒng)的物理知識體系的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自我思考，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和創(chuàng)新[6]。因此，在大學(xué)階段，更應(yīng)注重堅持以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的原則，打破傳統(tǒng)教學(xué)中教師的統(tǒng)治地位，從主導(dǎo)性角色轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計者、組織者的多重角色。在教學(xué)中要讓學(xué)生避免題海戰(zhàn)術(shù)，徹底走出“為了考試拿到學(xué)分而做題”的誤區(qū)，避免學(xué)生感覺大學(xué)物理作業(yè)多、負(fù)擔(dān)重，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。應(yīng)該通過精選例題和習(xí)題的練習(xí)突出物理思想和意義，對于復(fù)雜的題要抓住其中所包含的物理本質(zhì)、科學(xué)方法等，凝練物理規(guī)律并培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。另外，在課堂上注意運用啟發(fā)和互動的方式，主要講思路、方法、引導(dǎo)學(xué)生討論，力爭教師的講授與學(xué)生的思路同步，采用提問的方式活躍課堂氣氛，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性；同時，結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)，開展課堂討論，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用，將物理學(xué)原理和學(xué)生專業(yè)將結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和應(yīng)用知識的能力。endprint

積極鼓勵學(xué)生參與課堂教學(xué)，恰當(dāng)?shù)臅r候讓學(xué)生來主持課堂是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)習(xí)效果的有效方式。比如，在課程后半部分，我們嘗試讓學(xué)生三五個人組成一個小組，根據(jù)相關(guān)原理查詢、整理資料，再整理成ppt在課堂上和大家交流，同學(xué)們興趣很高，有的小組選擇熱力學(xué)第二定律相關(guān)的熵的應(yīng)用，在課堂上提出了日常生活中熵應(yīng)用，提出了生命活動的本質(zhì)，并交流了信息熵等相關(guān)概念；有的小組選擇電磁學(xué)相關(guān)原理的應(yīng)用，舉例說明電磁爐、微波爐等的構(gòu)造原理、應(yīng)用及使用注意事項；有的小組介紹了光的偏振的應(yīng)用，比如，立體電影的制作及觀看特點，照相時反射光的消光原理及應(yīng)用等；也有的小組和大家分享了共振的應(yīng)用及其危害，以及在日常的生活工作中如何利用或避免共振現(xiàn)象等；還有的小組針對剛剛發(fā)射的“嫦娥三號”，論述了“嫦娥三號”奔月的主要過程及其中的主要物理原理等。雖然同學(xué)講的可能不那么全面，但學(xué)生的積極性被大大提高了，原本枯燥的物理學(xué)原理被靈活的和日常生活、工作結(jié)合了，傾聽的同學(xué)也會針對匯報同學(xué)的發(fā)言表達自己的觀點或提出疑問，進而引導(dǎo)課堂討論；同時，小組主題的選擇和整理也會鍛煉學(xué)生分工合作的協(xié)作精神，鍛煉學(xué)生查閱資料、整理、提煉主題的能力；課后，學(xué)生根據(jù)自己查閱的資料和課堂上學(xué)生的響應(yīng)，將相關(guān)資料整理，可以寫成一篇小論文。在這個過程中，老師只是作為一個引導(dǎo)者，而學(xué)生是課堂的主體，在這個過程中學(xué)生學(xué)會了針對課堂所學(xué)內(nèi)容查閱、整理相關(guān)資料，提煉、總結(jié)科學(xué)問題，同時拓寬了知識面。這種訓(xùn)練大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新性，而這些訓(xùn)練是老師單獨講課很難達到的。在我們實驗的十幾個班級中，學(xué)生反映也是比較好的。

3.課后師生的有效聯(lián)系是保證課堂效果的保障?！洞髮W(xué)物理》學(xué)承擔(dān)著學(xué)生從中學(xué)到大學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維方式轉(zhuǎn)型的艱巨任務(wù)[6]，僅靠教師課堂教學(xué)是遠遠不夠的，課后輔導(dǎo)答疑對保障教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。然而，在新課程建設(shè)情況下，《大學(xué)物理》課時較少，知識的濃縮使學(xué)生學(xué)習(xí)壓力增大，在學(xué)習(xí)中遇到的問題比較多，但學(xué)生提出的問題常常得不到及時解答，或得不到滿意的解答而不能保證有效的教學(xué)效果；另外，目前在高校中，一般基礎(chǔ)課都是大堂課，一個老師面對六七十甚至上百名學(xué)生，教學(xué)任務(wù)繁重，輔導(dǎo)答疑工作更重，顯得應(yīng)接不暇，而且教師也往往由于問題太多或不了解提問題學(xué)生的實際水平而難以做出及時、恰當(dāng)?shù)拇饛?fù)。

如何改變這種師生均感被動的局面是我們一直探索的重要問題。而結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，探索將傳統(tǒng)的教學(xué)方法與現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段相結(jié)合是解決這一問題的最佳途徑[7，8]。實現(xiàn)師生網(wǎng)上互動教學(xué)，以保證學(xué)生——老師之間交流的通暢性和適時性，為進一步鞏固課堂教學(xué)效果提供一定的技術(shù)支撐和保障。本校師生網(wǎng)絡(luò)互動的具體的溝通方式如下：一是利用學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺，學(xué)生和老師可以通過自己的學(xué)號或工號登陸，老師將課堂上用的多媒體課件放在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺相應(yīng)模板上，學(xué)生可以直接進入下載，這樣，學(xué)生課堂上就不用疲于記筆記，而課后又能看到完整的課堂資料，保證了課堂學(xué)習(xí)的效率。另外，老師可以將學(xué)習(xí)重點、課后作業(yè)、課外閱讀等相關(guān)要求放在平臺的粘貼板上，學(xué)生可以下載閱讀，并通過平臺提交網(wǎng)絡(luò)作業(yè)。二是使用電子郵件與學(xué)生進行溝通，教師通過郵件解答學(xué)生提出的問題，并有針對性地把與物理學(xué)相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料發(fā)送給學(xué)生，以擴大學(xué)生的信息量和知識面。三是師生通過QQ聊天軟件進行及時溝通，可以建立以班為單位的學(xué)習(xí)群，既可以單獨討論，也可以就一些常見問題集體討論，這種方式簡便、自由，既可以拉近師生距離，又可以隨時隨地將課堂內(nèi)容延續(xù)、鞏固、加強；另外，也可以設(shè)定特定的時段進行現(xiàn)場交流。通過以上幾種方式，基本能保證學(xué)生課外輔導(dǎo)的有效性和及時性，并進一步保證《大學(xué)物理》學(xué)習(xí)效果。

三、結(jié)束語

《大學(xué)物理》是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和思維能力的一門重要基礎(chǔ)課程，課堂教學(xué)中滲透的科學(xué)理念和思維方式將會使學(xué)生受益終身。提高《大學(xué)物理》課堂教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生通過《大學(xué)物理》的學(xué)習(xí)提高自主學(xué)習(xí)能力及方法是我們努力的目標(biāo)。而采用和學(xué)生專業(yè)相結(jié)合的教學(xué)體系、以學(xué)生為主體的教學(xué)方法、開放的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，將創(chuàng)立學(xué)生與教師平等參與教學(xué)的新型師生關(guān)系。這為《大學(xué)物理》教學(xué)效果的提高鋪墊了很好的基石。

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基金項目：西北農(nóng)林科技大學(xué)校級教改項目（JY1302101）。

作者簡介：黨亞愛（1975-），女，陜西蒲城人，西北農(nóng)林科技大學(xué)理學(xué)院副教授，博士，主要從事大學(xué)物理課程、實驗的教學(xué)及土壤物理學(xué)方面的研究。endprint