基于突破學生學習障礙的熱學教學改革探索

李斌

摘? 要：熱學課程是物理學專業(yè)重要的一門必修課，提高其教學效果是一個值得關注的話題。本文首先分析了導致學生在熱學課程學習中存在學習障礙的原因，然后在此基礎上提出改進策略，以期為熱學課程教學改革提供有意義的參考價值。

關鍵字：熱學;學習障礙;教學

熱學課程是物理學本科專業(yè)的一門專業(yè)必修課。在實際教學過程中，學生反映熱學知識的系統(tǒng)性比較差，不太容易理解，比其他物理學科學起來困難，并逐漸產生畏懼心理，導致學習效果不佳。這種不是個案，在每一年級的每個班級里都會有學生出現(xiàn)這種情況。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？如何解決學生在熱學課程學習上所出現(xiàn)的學習障礙，幫助他們順利克服，重拾自信和興趣，是一個迫切需要解決的問題。

一、學習障礙背后折射出的本質問題

通過對學生細心的觀察、分析和與之溝通，發(fā)現(xiàn)學生之所以出現(xiàn)這種學習障礙主要是由主觀和客觀兩方面的原因造成的。主觀原因表現(xiàn)為學生自身的學習模式單一、學習能力不足;客觀原因是由熱學學科特點帶來的。

（一）學生的學習模式單一

學生在進入大學之前已經進行了五年的中學物理知識的學習，主要接觸的物理知識是力學與電磁學，熱學知識接觸的較少。在這些物理知識的學習中，應試教育比較嚴重，特別是最后一年，為了高考能取得好成績，高中物理教學基本已經轉變成如何運用公式和規(guī)律進行解題上，學生們的物理學習演變成了“見題目就套公式，代入數據就得答案”的一種固化的模式。這種學習模式導致學生在大學熱學課程的學習中總是希望“老師課堂上講些有用的內容，即盡可能多地講些如何解題的方法”[1]，課后也是希望通過大量做題來理解熱學知識。他們把對熱學知識的學習簡單化為做題，會做題就表明知識掌握了，這種只重視解題，并通過大量做題來學習物理知識的模式用在大學物理知識的學習上顯然是不適用的。迫切需要學生們調整原有的學習模式，在熱學知識的學習中既要關注物理規(guī)律的應用，更應關注物理思維或觀點的發(fā)展，而不是單純的去記憶物理書上的公式和內容[2]。

（二）學生自身學習能力的局限

正如前面所述，因為中考和高考的壓力，中學物理教學更多體現(xiàn)了一種應試的學習，教師會把物理知識點像掰大白菜一樣，方方面面都給同學們分析到，并針對每一個方面都進行強化訓練，學生在這種單向傳授的被動學習模式下，只要認真聽課，按照老師的要求去做，就能取得好成績，其主動學習、主動反思的機會很少，自主學習能力比較欠缺。到了大學后，學習內容及難度陡增，老師也不會像中學老師那樣把知識嚼爛再喂給學生，更多的是需要學生自己去消化和理解。對于大學一年級的學生來說，其自身學習能力還沒有來得及跟上，故而導致學習效果不佳。

（三）熱學學科特點的原因

熱學不同于其他物理學科，它有兩種不同的、又相互補充的研究方法——宏觀與微觀描述法。宏觀描述法揭示出熱現(xiàn)象的宏觀規(guī)律，它基于對熱現(xiàn)象的直接觀察和實驗測量，總結出來普適的基本定律，運用這些基本定律可以對熱現(xiàn)象進行解釋，得出物質的宏觀性質，以及宏觀物理過程進行的方向等等。微觀描述法揭示的是熱現(xiàn)象的微觀理論，它從物質的微觀模型出發(fā)，運用統(tǒng)計方法，把宏觀性質看成由微觀粒子熱運動的統(tǒng)計平均值所決定的，從而建立起微觀量和宏觀量之間的關系。這兩種研究方法從不同角度去研究物質的熱運動，它們相互補充，相輔相成。熱學知識的學習中會不同程度的、相互交錯的接觸到宏觀規(guī)律和微觀理論，這一特點決定了學生在熱學知識的學習中需要擁有多種不同的學習模式，從高中那里繼承下來的學習模式就顯得力不從心了。正因如此，一開始進入到熱學課程的學習中，學生就有點被打懵的感覺，學習興趣和熱情很容易一下子就被壓制下來，以至后續(xù)如果沒有很好的調整好，就會出現(xiàn)學不懂的情況。

二、改革熱學課程教學，幫助學生克服障礙，提高學習效率

如何幫助學生克服上述的學習困難，提高他們的學習熱情和效果呢？第一，從幫助學生突破其學習障礙角度出發(fā)，通過改革熱學課程的授課模式和教法來培養(yǎng)學生的多種學習模式，提高其學習能力;第二，通過引導學生繪制思維導圖，來強化熱學課程的知識結構，建立起知識間的相互關系;第三，通過評價方式的改革來合理、有效評價學生的學習效果，促進學生主體作用的發(fā)揮。

（一）熱學教學中，注重培養(yǎng)學生學習模式的多樣性

學生的學習模式受到授課模式、教法的綜合影響。那種開放的、以激發(fā)學生主動學習、獨立學習為目的，教學過程體現(xiàn)教師和學生、學生和學生之間交互的授課模式和教法有利于學生多種學習模式的培養(yǎng)。為此我們在熱學教學中采取線上線下相結合、教師和學生共同承擔、課內與課外相結合的授課模式。線上線下相結合是指借助學校網教平臺，構建熱學課程網絡資源，開展線上、線下相混合的教學。教師和學生共同承擔是指根據教學內容的特點，有些內容由教師來精講，有些由學生自學，有些由學生來精講。學生自學的內容由學生自行在網上自學，然后通過小組共同討論并完成課后練習來完成;由學生精講的部分，學生小組需事先在網上自學并完成備課，然后在課堂上由學生小組代表在全班同學面前進行講解，最后同學之間進行討論。課內與課外相結合是指在完成基本教學內容的條件下，教師課后給學生安排一些拓展性作業(yè)，促進學生們在課后進一步拓展學科知識，了解學科前沿發(fā)展趨勢等。這樣的授課模式始終以學生的學為中心，注重學生的主體性，打破了教師唱獨角戲的局面，促進了知識的多向流通（學生之間、師生之間），促進了課堂教學的個性化—即“以學生獨立的、自主的活動來替代班級集體的統(tǒng)一活動，給學生以更多的適應個性的學習活動的機會” [3]。培養(yǎng)了學生多樣化的學習模式。

（二）采取多樣化的教學方法，提升學生的學習能力

在培養(yǎng)學生多種學習模式的同時，還需要提升學生的學習能力。熱學課程教學中可根據教學任務，通過采取不同的教學方法，來提升學生的學習能力。比如在學習“麥克斯韋速度分布”這一知識點時，采取類比和問題分析相結合的方法，通過位置空間和速度空間的類比，以學生對f（v）dv所代表的物理意義的理解為基礎，通過一系列、逐漸深入的問題引導學生逐一去理解f（vx）dvx、f（vy）dvy、f（vz）dvz的物理意義，在此基礎上，運用概率相乘法則，進而推論出f（vx，vy，vz）dvxdvydvz所代表的物理意義，實現(xiàn)學生對麥克斯韋速度分布的深入理解。再比如，在學習熱力學第一定律在理想氣體過程中的應用時，采取學生網上自學和課堂討論相結合的方法。首先學生小組自行在網教平臺上進行學習，并在課前寫好相關內容的教學設計及教案，然后課堂上每個小組代表講授一個過程的應用內容，講完后，其他同學提出問題，全班同學進行討論，期間教師給與指導。再比如，在學習完三種輸運現(xiàn)象后，安排學生課后在自學選讀材料的基礎上，每個學習小組自己擬定一個題目，撰寫相關的研究報告。通過這一系列的靈活多樣的教學方法使學生的學習能力得到較大提高。

（三）運用思維導圖，強化知識結構

基于熱學學科的特點，為了便于學生能更好地把握宏觀規(guī)律和微觀理論的知識框架，理解宏觀與微觀理論之間的聯(lián)系。在每一章學習完后，都會引導學生運用思維導圖給出各章的知識結構，然后在整個課程結束后，還會引導學生利用思維導圖給出宏觀規(guī)律與微觀理論的總結構框架圖，并給出兩者之間的聯(lián)系。通過這樣的方式不僅可以強化熱學知識的結構，更明確了宏觀與微觀兩者的相輔相成的關系，促進學生對熱學知識的理解與運用。

（四）改革評價方式，促進學生學習

原有熱學課程的評價主體只有教師，評價內容主要涉及課堂提問、課后作業(yè)、平時測驗及期末考試。為了促進學生學習方式的轉變和學習能力的提高，我們將學生加入評價主體，在有些環(huán)節(jié)的評價中教師和學生都參與。評價內容上，更加關注學生在學習過程中所表現(xiàn)出來的思維、語言、實踐等的參與情況、合作交流、理解反思、能力提升等方面。比如將課前預習情況、小組活動參與情況、網上自學情況、課后拓展資源學習情況、研究報告成績等加入到評價內容中。通過這種更加關注學習過程的評價方式，學生能隨時得到學習反饋，大大提高了學生學習的積極性與主動性，提高了學生學習的興趣。

三、結束語

通過課后與同學的溝通，發(fā)現(xiàn)學生們對于這樣的教學改革是支持的、歡迎的。課堂上不僅更加專心聽課，而且積極主動參與課堂討論，提出自己的見解，并針對有些問題還會在課后進行深入研究;學習中不僅關注物理知識本身，也關注物理知識背后所映射出來的思維或方法。教學實踐表明：通過對授課模式、教學方法、評價方式的改革以及思維導圖的運用，提高了學生學習熱學的興趣，增強了學生學習模式的多樣性，提升了學生的學習能力，學習效果也明顯提高。

參考文獻：

[1][2] 朱鋐雄 王世濤. 是“教物理教材”還是“用物理教材教”—大學物理《熱學》教學改革的嘗試及其提供的啟示[J]. 物理與工程， Vol.18 No.4 2008 .12-15.

[3] 俞建文. 論職業(yè)學校學生主體學習模式的內涵和特征[J] 職教論壇， 2004年3月號下， 4-10.