大學物理教學藝術與卓越人才培養(yǎng)探索

劉鳳敏+于肇賢+胡紀平

摘要：本文介紹了我們在大學物理教學藝術方面的一些探討，論述了大學物理教學藝術在培養(yǎng)卓越人才方面的重要意義，分析了在大學物理教學中使用云課堂的具體做法，探討了提高教學質量的有效方式。

關鍵詞：物理教學藝術；卓越人才培養(yǎng)；云課堂；微助教

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）01-0105-03

一、引言

以物理學基礎為內容的大學物理課程，是理工科各專業(yè)學生一門重要的通識性的必修基礎課。通過大學物理課程的學習，可以使學生逐步掌握物理學研究問題的思路和方法?？梢允箤W生在獲取知識的同時，獲得建立物理模型的能力；獲得定性分析、估算與定量計算的能力；獲得獨立獲取知識的能力和理論聯(lián)系實際的能力?？梢允箤W生開闊思路，活躍思維，激發(fā)創(chuàng)新能力，促進他們科技素養(yǎng)的整體提高。通過該課程的學習，使學生掌握科學的學習方法并形成良好的學習習慣，養(yǎng)成辯證唯物主義的世界觀和方法論。

云課堂是通過租用網(wǎng)絡互動直播技術服務的一種高效、便捷、實時互動的遠程教學課堂形式。主要是通過互聯(lián)網(wǎng)終端界面，快速高效地與全國乃至世界各地的學生同步分享語音、視頻及數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)同步和異步教學及培訓的目的。云課堂是一種完全突破時空限制的全方位互動性遠程教學模式。

隨著計算機虛擬技術的不斷成熟，虛擬技術操作更接近于大眾化，虛擬課堂在各大院校以及企業(yè)、大學中的應用必然更加廣泛、更靈活、更智能，對現(xiàn)今教育體制改革和職業(yè)人才培養(yǎng)將起到更大的推動作用。而如何確定一套完善的虛擬課堂應用解決方案（技術、服務、安全、管理維護機制等）將是一個需要在實踐中不斷總結和完善的課題，探索多種教學模式是搞好教學藝術的重要方面。比如新近出現(xiàn)的微助教平臺，利用最輕便、實用的信息化教學手段，幫助教師搭起自己的一個智慧課堂，進行高效率的師生互動，以及全面評價學生的學習過程和效果，客觀記錄學生參與的每一次教學活動（包括測試），用數(shù)據(jù)說明誰才是課堂上和課后學習大學物理最活躍、最投入的學生。

二、教學藝術

所謂教學藝術，就是教師為取得最佳教學效果，在課堂上通過肢體語言、行為動作、面部表情、圖案色彩、數(shù)據(jù)、音響、圖像（包括數(shù)字文字、符號代碼、圖表公式、模型、實物、標本、動畫、視頻、課堂演示）等手段，按照教學開展的規(guī)律，堅持教學實施原則，創(chuàng)建設立教學情境，綜合運用嫻熟的教學方法和技巧。其特點如下：

1.形象性?？茖W的教學方法主要是運用嚴密的邏輯推理來達到教學的目的，而教學藝術的表現(xiàn)主要是通過運用生動形象的語言、面部表情、肢體動作、直觀實物、繪畫、音響、動畫、視頻、課堂演示等手段，將課程教學的內容進行具體的描繪，把抽象的理論形象化、簡單化，轉化為學生易于接受的知識，從而達到教學目的。在教學過程中，教師的語言表現(xiàn)力最為重要，比如生動幽默、寓教于樂的語言描述，可以引導學生逐步走進理論的深處，找到“柳暗花明”的頓悟，以便于學生對抽象的理論有透徹的理解。

為了體現(xiàn)形象性，在《大學物理》課程教學中，我們在課堂上可通過演示實驗、動畫、視頻等手段給學生以直觀的感受。比如，在介紹電磁感應定律的應用時，我們播放了電磁淬火、電磁阻尼、電磁渦流等視頻。加強了學生對電磁感應定律的理解。在講解超導現(xiàn)象時，我們播放了超導磁懸浮實驗，使得學生對超導中的邁斯納效應有了深刻的理解，進而對超導磁懸浮列車的原理加深了印象。在講解狹義相對論時，我們通過列車中誰先動手的問題引出時間可以先后的問題。

2.情感性。情感是人對客觀事物所持的態(tài)度體驗。心理學研究表明：影響教學質量的因素中情感因素是最為重要的因素。我們都知道，人的認識過程是需要積極豐富的情感來促進的，同時也促進人的個性品質的全面發(fā)展。在教學過程中，學生是實施教學的主體和重點。所以，影響教學質量和效果的情感因素值得高度重視。興趣是學習最好的老師，它能夠使學生心情愉快、全神貫注地自主學習鉆研，享受探索知識的過程。調查表明，學生的學習成績確實與其對學科的興趣呈正比關系，學生在濃厚的學習興趣下所獲得的知識常常會掌握得更加迅速而扎實。

培養(yǎng)學生對學習《大學物理》課程的情感，應該抓住以下幾點：其一，要求學生刻苦學習、勤于思考，首先從基本的物理現(xiàn)象出發(fā)，引導和啟發(fā)學生如何進行有效的思考；其二，要求學生設身處地，把自己置身于當年的研究行列，即“投身實踐，積極工作”；其三，要求學生要興趣廣泛，課余生活充實。

為此在課堂上我們要求學生結成學習討論小組。教師要根據(jù)課堂授課內容提出若干問題，由學生們充分討論，必要時進行辯論。實踐證明，這種教學方式收到了較好的效果。我們也嘗試了由每個學習小組提交作業(yè)，這樣做既減輕了學生的學業(yè)負擔，同時又訓練了學生合作的團隊精神，有效地避免了過去部分同學那種抄襲作業(yè)的習慣。

調查表明，低年級的學生對大學物理最感興趣。教學實踐過程也證實了這一觀點：大學生剛入學時對大學物理都很感興趣，很想學好這門學科，也能夠意識到物理學在社會科技發(fā)展和人類日常生活中的重大作用和意義，能夠積極主動地投入到學習中去。可是，隨著學習過程的不斷深入，知識點的難度逐漸加大，一部分學生的學習興趣也逐漸淡化，甚至還有不少學生對大學物理產(chǎn)生了厭倦排斥的負面情緒。

為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？我們發(fā)現(xiàn)，其原因并不都是學生的智力因素，而主要是教師在教學過程中只重視向學生傳授知識，而忽視了培養(yǎng)學生學習中積極的情感因素，從而導致學生沒有建立起積極的學科情感，失去了對物理學習的信心和樂趣。

心理學研究表明：當人們通過面部表情以及聲音的變化等把情感傳達到給接受對象時，主體的情感便對客體產(chǎn)生感染作用，對客體產(chǎn)生影響，產(chǎn)生與主體相類似的感覺。當前，在物理課堂或是其他學科的教學中，部分教師片面地認為，只要用通俗的符合邏輯的語言去說明學科知識就可以了，關鍵在于學生專心聽講和認真理解。有的教師在課堂教學中照本宣科，課堂講授平淡無奇，導致課堂氣氛不熱烈，甚至壓抑沉悶。可想而知，在這樣的課堂氛圍中，學生怎么能夠專心聽講。長此下去，學生就形成對本學科的厭倦情感。endprint

物理教師對自己的工作是樂意還是厭倦，上課時是精神飽滿還是萎靡不振，都直接影響了學生的聽課情緒，也充分體現(xiàn)了教師對教學工作投入的情感。教師的語言行為等情感因素對學生學科情感具有強烈的感染作用。培養(yǎng)學生對學習《大學物理》課程的情感，教師需要做到以下幾點：首先，要有敬業(yè)精神。教師首先要對物理學科有濃厚的興趣，能夠以滿腔熱情投入到教學工作中去，去探索物理世界的奧秘，這樣才能對學生的學習情感產(chǎn)生良好的影響。其次，要提高自身素養(yǎng)。俗話說，“言為心聲，情動于意而形于色”。教師要不斷地學習借鑒好的教學方法，提高教學語言運用的能力水平。講課時要有津津樂道的熱情和笑容可掬的神情，這樣才能得到學生的尊敬與愛戴。第三，要建立良好的師生情感。教師要努力消除師生間的距離感和代溝，在課堂上多與學生互動交流，這樣才能有助于學生學習情感的培養(yǎng)。

為了使得大學生認識到《大學物理》的重要性，我們在第一次課上介紹了二百年以前，英國作家威廉·布來克的話“to see a world in a grain of sand and a heaven in a wild flower hold infinity in the paim of your hand and eternity in an hour”（一粒沙里有一個世界，一朵花里有一個天堂，把無窮無盡握于手掌，永恒寧非是剎那時光？）我們告誡學生“物理學里有一個世界，物理學里有一個天堂，把思想方法握于手掌，終身受益且澤被后世?！敝档靡惶岬氖?，經(jīng)過一段時間的學習，確實有學生來說，他們認可這樣的說法。

《大學物理》課程可以訓練學生掌握物理學中獲取知識、組織知識和運用知識的有效步驟和方法，即：

（1）提出命題。命題一般是從新的觀測事實或實驗事實中提煉出來的，也可能是從已有原理中推演出來的。愛因斯坦曾說：“提出一個問題往往比解決一個問題更為重要，因為解決一個問題也許只是一個數(shù)學上或實驗上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步”。

（2）推測答案。推測答案可以有如下層次，即建立唯象的物理模型、用已知原理對現(xiàn)象作定性的解釋、根據(jù)現(xiàn)有理論進行邏輯推理和數(shù)學演算，對現(xiàn)象做出定量解釋；當新事實與舊理論不相符時，需要提出新的假說和新的原理去說明。

（3）理論預言。一個好的理論，都要有理論預言。

（4）實驗檢驗。物理學是實驗的科學，一切理論最終都要以觀測或實驗的事實為準則。理論不是唯一的，若一個理論包含的假設越少、越簡潔，同時與之符合的事實越多、越普遍，它就越是一個好的理論。

（5）修改理論。當一個理論與新的實驗事實不相符合時，或者不完全符合時，它就面臨著被修改或被推翻。不過，那些經(jīng)過大量事實檢驗的理論是不大會被推翻的，只是部分被修改，或者確定其成立或者適用的范圍。通過該課程的學習，我們要讓學生掌握科學史上解決問題的正確方法：一是在原有理論的基礎上，通過提出合理的假設，去修正舊的理論；二是提出新概念，建立新理論。

為了更好地讓學生理解物理，也需要厘清“歸納法”和“演繹法”的應用范圍、應用內容，闡述在學生能力培養(yǎng)方面所起的重要作用，提出處理復雜問題的一般方法。另外，我們還要強調要訓練學生學會從基本的物理現(xiàn)象出發(fā)，強調數(shù)學工具的應用，建立相應合理的物理模型，得到有實際物理意義的結果。

總之，我們要通過問題導入法，實施探究性教學模式、探索案例教學、情景教學、任務驅動式教學、討論式教學、啟發(fā)式教學、合作式教學、研究型教學、產(chǎn)學研相結合等教學方法。真正把數(shù)學文化和物理文化的魅力滲入到課堂，讓學生學到活的數(shù)學和活的物理知識，讓學生在處理具體問題中獲得成就感和快樂感。

3.創(chuàng)造性與靈活性。教育的目標是不斷提高國民素質，培養(yǎng)適應不斷發(fā)展的社會需要的人才。而教育創(chuàng)新的目的是為了適應社會發(fā)展形勢，實現(xiàn)階段性的教育目標，而在教育領域進行的革新創(chuàng)造活動。伴隨著人類社會的發(fā)展進步，教育本身始終在不斷地進行著變革和創(chuàng)新，比如書本的出現(xiàn)和教學場所的創(chuàng)立。教育創(chuàng)新的內容十分廣泛，包括教育體系、教育結構、教育觀念、教育方法、教育手段、課程教材以至教育的時間和空間等，幾乎涉及教育領域的方方面面。

隨著科學技術的迅速發(fā)展，知識經(jīng)濟和信息社會已經(jīng)來臨。當今時代，比任何時候都迫切需要高素質的、具有創(chuàng)新能力的人才。因此，培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新意識和能力顯得十分重要。而創(chuàng)新意識是創(chuàng)造性思維的基礎，所以教學中應注意學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。作為教師，可以建立一個較為寬松但有秩序的學習氛圍，要為學生提供活動、自我表現(xiàn)的機會和條件。例如，允許學生對課本觀點發(fā)表不同看法，提倡師生討論，甚至爭論；對于學生某些“異想天開、不可思議”的言行，要予以客觀的評價和肯定；不要抹殺瞬間的“閃光點”；要善于捕捉學生創(chuàng)造性思維的火花，鼓勵學生“獨創(chuàng)己見、堅持己見”的自信心和勇氣。引導學生學會查資料、找證據(jù)、求事實，以千方百計地論證自己的觀點，想方設法地證實自己的見解，要有敢于堅持真理、勇往直前的大無畏精神。

但可能我們平時的課堂教學由于教學時間十分有限、教學內容很多，而且學生人數(shù)也較多，所以影響了學生個體創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。為此有必要開辟豐富多彩的課外課堂。

4.表演性。教師教學的表演指教師具備演員的某些基本素質，掌握舞臺藝術的表現(xiàn)手法，借助于手、眼、身、法、步的恰當運用，帶著形象、帶著情感、帶著體驗去教，使教學成為表演藝術。教師教學的表演可以活化知識，優(yōu)化學習過程；喚醒情緒，創(chuàng)造學習環(huán)境；啟動情感，提升學習動機；激發(fā)興趣，展現(xiàn)學習魅力，最終使學習真正成為一種幸福而不是一種苦惱。這就要求教師成為表演藝術家，具有較強的表現(xiàn)力、感染力和吸引力，以進行現(xiàn)場表演。教師還應作導演，師生雙方共同演出。

5.個性化。教育的核心理念是以人為本，大學教育則主要是以學生為本，促進每一個學生的全面發(fā)展。人的“個性差異”是客觀存在的，所以每個學生都有其獨特的行為方式，因而對他們進行個性化教育是十分必要的。教師要研究不同學生的性格、氣質、意志、興趣等特點，了解他們的差異，以滿足其對教學的不同需求。進行個性化教學，要重視學生非智力方面的培養(yǎng)，根據(jù)學生的特點來進行教學。美國有一項調查研究：對1500多名智力相當?shù)膬和M行40年的追蹤研究發(fā)現(xiàn)，成就最大的20%的人（有些獲得諾貝爾獎，有些在美國政府擔任重要職務）和成就最小的20%。endprint

教學就是尊重學生個性的發(fā)展，根據(jù)每個學生的性格、興趣、特長進行因材施教。也就是學生需要什么，教師便需授予什么，學生完全是一種自主性的學習。

6.審美性。物理學史，既是一部探索物質結構的歷史，也是一部發(fā)現(xiàn)美、捕捉美、發(fā)展美的歷史。物理世界存在對稱美，如作用力與反作用力、正電與負電等；物質世界存在奇異美，如原子彈爆炸的蘑菇云等。每一個物理概念的建立，新的理論定律的形成，都無不展現(xiàn)了物理學之美。在物理學科教學中，借助物理現(xiàn)象中蘊含的科學美，以及物理知識中包含的自然美，培養(yǎng)學生完善的心理品質和正確的審美觀，陶冶學生的良好道德情操，激發(fā)學生的求知欲望。只有通過實驗觀察，提出問題，讓思想的火花發(fā)生激烈碰撞，才能讓學生迸發(fā)出新的思維、新的理論、新的方法，從而提高學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]牛頓.自然哲學之數(shù)學原理[M].王克迪，譯.北京大學出版社，2006.

[2]張奠宙.楊振寧文集（上下冊）[M].華東師范大學出版社，1997.

[3]吳文俊，葛墨林.陳省身與中國數(shù)學[M].南開大學出版社，2007.

[4]閻金鐸，查有梁.物理教學論[M].廣西教育出版社，1998.

[5]郭奕玲，沈慧君.物理學史[M].清華大學出版社，1993.

Abstract：This paper introduces some of the art of physical education in our university. This paper discusses the importance of College Physics Teaching in the cultivation of excellent talents，the practice of using cloud classrooms in college physics teaching，the effective way to improve teaching quality is discussed.

Key words：physics teaching art；excellent personnel training；cloud class；micro tasendprint