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大学物理学作为一门专业基础课,人们更多地强调它的基础性、系统性,重视概念、原理、定律推导和数学公式的表达,忽视了不同专业学生对大学物理内容的不同需求。从而导致在大学物理教学过程中按照多年来形成的固定模式,对不同专业的学生采用统一的教学大纲和同一个授课计划。大部分地方院校大学物理内容以经典物理为主,近现代物理内容所占比例较少,有的院校甚至不讲近代物理。而实际上以量子力学和相对论为支柱的近现代物理是现代科技的先导。大部分大学生以后将在高新技术领域工作,肩负着国家未来科技发展的重任,他们不能不学习近现代物理的内容。教学内容没有和学生的专业需求紧密联系起来,没有用发展的观点来选择、组织传统物理教学内容,导致物理教学与时展、科技进步脱节。这种对各专业和学科不加区分的课程设置,导致学生无法体会大学物理与自身专业的密切联系,从而很难激发学生的学习兴趣。
1.2教学内容宽泛
大多数院校的培养计划不断增加专业课和专业实践课的学时,压缩大学物理的学时。而大学物理教学内容不变,从而导致学生难以在如此短的时间内消化和吸收新知识。并且不同理工科专业的大学物理课时都一样,这样就造成了为了完成教学大纲规定的全部内容,教师往往挑拣考试的内容讲,只重视物理结论定律,很难对知识点的应用进行详细地展开和深入地剖析。因此,如何利用最少的课时,讲解更多的对学生专业有帮助的教学内容,以及如何处理好本学科知识与后续专业课知识衔接等问题,对大学物理教学提出了严峻的挑战。
1.3考评方式单一
绝大部分普通院校对大学物理学的考核手段非常单一,就是简单地采用期末考试成绩为主(占总成绩的80%),出勤率及课后作业完成情况(占总成绩的20%)为辅的考核方式。大多数院校都是进行统考统评,老师上课时为了应付考试对一些与学生专业知识相关但又不考试的内容不敢深入讲,学生也是处于考试压力之下被动学习。这种单一的考评方式并不能真正地反应一个学生对知识的掌握和应用程度。大多数期末考试题一般都是填空、选择和计算题,其中计算题占分较重,这种考核方式最终把学生导向用记概念公式、背定理定律的学习方式来学学物理课程。另外,有的院校甚至还规定了期末考试及格率的底线,如果及格率低于所规定的低线,学校将问责任课教师,所以教师为了提高及格率尽可能的降低考试要求,甚至于出现老师给学生划重点,学生背试卷考试的不良现象。
2分专业进行大学物理教学的必要性
洛阳理工学院是一所新建的理工本科院校,几乎所有理工科专业都开设大学物理课程,所有开设大学物理课程的专业都严格按照大学物理的框架体系,统一的教学大纲和授课计划组织教学,教学效果并不理想。学生的物理基础参差不齐,不同专业的学生对大学物理学的内容需求差异比较大。在这种情况下,按照统一的教学大纲和教学计划,对各个专业不加区分地进行教学,会导致学生对大学物理与自身专业的联系体会不深,无法激起学习兴趣。因此,为了突出专业特色、加大专业的针对性,使大学物理更好地为专业课的学习服务,实行按专业分类教学是十分必要的。
3大学物理分专业教学的几点建议
针对以上大学物理教学过程中出现的问题,笔者将结合不同的专业特色提出以下几点建议。
3.1结合不同专业特色修改完善教学大纲
不同的专业有不同的培养目标,学生毕业就业方向也不尽相 同。他们对大学物理的需求肯定不一样。而且不同的院校有各自不同的专业服务定位,也有各自不同的专业特色。比如洛阳理工学院服务面向定位就是“立足洛阳,面向河南,服务地方,服务行业”。该校的特色专业有无机非金属材料工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、自动化、计算机科学与技术和土木工程等。根据这些不同的专业、不同的培养目标应该制定不同的教学大纲。可以将这些专业根据对大学物理需求的高低分成三类:无机非金属材料工程、材料物理、金属材料工程、自动化和电气工程及其自动化专业归为一类,这一类对大学物理要求比较高,后继专业课的学习与物理知识联系紧密,且物理学所培养的思维方式,对于他们来说也非常重要。包括力学、热学、光学、电磁学和近代物理,各部分内容讲解比较详细,教学学时应不少于128学时。为这些专业的学生打下坚实的物理基础,提高他们利用科学的思维方法分析、解决问题的能力。而对于机械设计制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、材料成型及控制工程、过程装备与控制工程、计算机控制技术、通信工程和计算机科学与技术专业可以分为一类,教学学时可以控制在96学时。在教学过程中针对专业特点,可以减少相应的内容,对与学生专业结合紧密、学生需要的物理学内容要有所侧重,并加强近代物理及物理知识在生产、生活、科学技术应用等方面的内容。对于这些专业的学生来说,由于有了侧重点,可以使他们体会大学物理课程与自身专业的联系,激发学习兴趣,为后续专业课学习打下良好的物理基础。对于大学物理要求不高的高分子材料与工程、土木工程、建筑环境与能源应用工程等专业可以开设64学时。在教学中加强应用性和趣味性的内容,侧重物理规律内在的联系性、物理体系的严密性,侧重对物理现象的描述而弱化具体解题的过程,注重培养学生科学思维素养和理论联系实际能力。
3.2针对不同专业适当调整教学内容、制定不同的授课计划
任课教师在制订授课计划时,应与所教专业学科教师和学生进行座谈,详细了解所教学科专业后续课程及学生在以后工作和学习过程中对大学物理知识的需求,为各专业订制不同的教学内容体系,使大学物理的基础性和实用性充分扩展到学生求学和工作的整个过程中。在授课过程中,任课教师应将一些技术应用方面的知识纳入到教学内容中。让学生切身体会到学学物理的作用,从而培养他们学学物理的兴趣。现实中大学物理课时开设不足,可以在在开设大学物理课程时根据不同专业对物理知识的需求,教学内容有所侧重。如土木工程和机械类等专业,他们对力学要求比较高,对热学、光学和电磁学要求就相对低一些。任课老师在讲授时就应该侧重力学部分,尤其是刚体力学,对光学、电磁学的知识可以少讲。而对于计算机与电子信息类等专业,他们对电磁学、光学要求比较高。任课老师在制定授课计划时就应该侧重电磁学、光学部分,还要将近代物理知识,尤其是半导体物理贯穿到课堂教学过程中,这些专业需求比较低的力学和热学部分可以少讲。对于材料类专业,这部分专业的学生对热学、电磁学、光学和近代物理要求比较高,对质点运动和动力学要求就相对低一些。老师在讲授时就应该侧重热学、电磁学、光学和近代物理部分。此外,教师在讲课的过程中还可以考虑压缩经典物理教学内容,增加近代物理的知识传授,精简与中学物理相同的内容并加深与现代科技、现代物理知识相关的内容,这样即可以扩大学生的科学视野,又可以提高学生的综合应用能力和学习兴趣。
3.3改变单一的考核方式
大学物理课程是培养大学生基本的科学素质和科学分析、解决问题的能力,为学生进一步学习后续专业知识、掌握工程技术以及今后知识更新打下必要的物理学基础。所以对于大学物理的考核,可以改变以往的重期末考试成绩的方式。甚至可以把大学物理课改成考查课来进行考核,而不是全校统一进行考试。考核时加大平时成绩的比例,但平时成绩不能只看学生出勤情况,还要将学生完成作业情况、课堂回答问题情况和分析解决工程应用中的与物理相关的问题考虑在内,使平时成绩能对学生学习过程起到督促作用。根据以上制定的三类教学大纲和相应的授课计划分专业进行考核:对大学物理要求比较高,后继专业课的学习与物理知识联系紧密的材料和电子信息类专业可以采用期末考试和平时成绩相结合的方式,而对于大学物理要求不高的高分子材料与工程、土木工程、建筑环境与能源应用工程等专业可以采用考查的考核方式。虽然是考查课,但同样可以培养学生对所学知识的综合运用能力。比如,可以考虑让学生设计跟自己专业相关的课程论文,或者利用所学大学物理知识解释与本专业紧密相关一些物理现象。这样既可以把大学物理知识与学生的专业知识紧密地结合在一起,同学们也会从内心觉得学学物理对自己有很大帮助。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)12-0042-02
大学物理是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修课。新形势对大学物理教学提出了新要求:增加物理演示实验,数量不少于40个,并且要逐年增加;演示内容要与科学技术接轨,使科学技术的进步成果渗透到传统的经典物理课程中。演示实验区别于传统物理实验,它可让学生直观感受到物理现象,奇妙的物理现象可激发学生的兴趣,由现象主动探求其原理,再在教师的积极引导下培养学生的创新意识和创新能力,适应社会对人才提出的新要求。
一 大学物理演示实验的开设
我校于2012年开始筹建大学物理演示实验室,2014年春季投入使用。演示实验涵盖力学、热学、光学、电磁学及分子物理学6类近70个实验,分6个学时开设,通过学生亲身感受的方式,引发学生好奇心,了解其中的物理原理,对提高学生探索兴趣,激发创新意识,活跃课堂气氛有非常好的效果。教师们也在近一年的教学实践过程中摸索,尽可能挖掘实验室的潜能,优化利用。
1.选择的实验仪器要模块化
近年来高校选择的实验仪器越来越集装化,将多个实验安排在一个系统的一体化设备中,这样的设备性价比高,并且易于维修,学生通过一套这样的设备就可以完成多个实验。但是这样的设备只能通过改变数据,得出相应的数据结果,学生由输入输出的数据总结其中的规律,对设备的内部结构、原理、运作过程等一概不知,使学生探索的积极性受挫。若要让学生从实验课中培养探索、创新、知识系统化的能力,就必须将实验仪器尽可能地模块化,了解每部分的结构、原理及模块之间的协同工作,实在不能拆解的模块也要通过教师讲解,采用多媒体等多种手段使其直观化,最好整个实验由学生用这些模块亲手搭建而成,充分理解整个实验的每一细节。在教学过程中我们看到这样的仪器不仅能达到我们预想的效果,而且部分学生还能将实验仪器灵活运用在其他实验中,学生根据原理及目标设计实验过程,众多仪器任其搭配,若是结论与实际有所偏差,教师引导学生分析原因。这是对学生是否了解仪器、理解原理最好的考查,也对学生的学习、探索能力有较好的培养。
2.实验内容要层次化
我校在建立大学物理实验室时,根据实验内容将实验仪器分在三间不同的实验室,代表三个层次:体验性、操作性和创新性。(1)体验性实验室的开放面向全校大一新生,学生主要以参观、体验为主。与教材内容紧密相关的实验,教师可申请将相关仪器带到课堂进行讲解,其余实验可在学期末参观,从教学结果看,学生对这些实验现象表现出浓厚的兴趣,能主动问及其原理,部分学生还能提出改善性想法,对培养学生的物理兴趣有较大帮助。(2)操作性实验室的开放面向理工科各专业,是基于大学物理教学内容的探索性课程。学生通过现有的实验条件自行探索,完成数据测试,并得出结论。教师在其过程中重点考查每个学生的动手操作能力,鼓励学生动手完成实验内容,给予积极的引导。(3)创新性实验以PASCO物理实验为主,是创新设计性课程,面向少部分学生开放,由教师根据学生情况挑选学生参与,有兴趣的学生也可通过选修课形式参与。学生通过实验仪器进行个性化设计,最后以结论或论文形式完成课程考核。
二 演示实验室的有效利用
除用于课堂基本教学外,演示实验室的功能还可根据学校情况加以利用,充分挖掘其潜能。
1.利用实验室平台,参与相关竞赛
现在很多高校都在进行演示器材的自制和设计,一方面学生能使用自主设计的仪器实验,他们内心产生的自豪感和成就感是极其强烈的;另一方面学校利用物理平台参与相关竞赛,可以带动教师和学生共同参与研发新仪器,学生也能从中找到目标,可以有效地提高兴趣和成就感。
2.建立废旧仪器实验室
学校每年都有不少仪器被淘汰,将这些废旧的仪器集中起来,以公共选修课的方式面向全校学生开放,学生可以利用课余时间来实验室进行仪器拆卸、探索、组装、改进等活动,有助于培养学生的自学能力和动手能力。在这个过程中,学生能完善的不仅是大学物理知识,更是对后期多门专业课程的学习有较大帮助。不少学生不仅能将部分模块加以利用,还能进行仪器重构,虽然技术不够纯熟,但是学生在这个动手、动脑的过程中收获到的成功体验将使他们终身受益。
三 完善考核制度
语言是教师用以向学生进行教育、教学、交流思想、表达感情的工具。教师的语言要从语言的科学性、精确性、启发性和趣味性四个方面给学生做出示范:第一,科学性。语言的科学性一是指讲话内容要符合科学原理,不能信口开河。二是用词正确,表达准确,达到传播知识准确无误。第二,精确性。语言的精确性一是指教学语言要严谨,符合逻辑原理。用来表达概念、定律的语言不能多一字,少一字。二是措辞恰当,一就是一,二就是二,不能含含糊糊。第三,启发性。具有启发性的语言既能引人人胜,发人思考,又能示范启发式教学的语言特点及组织形式。第四,趣味性。语言的趣味性不仅仅是一个语言的技巧问题,也是教师深厚教学功底的体现。富有趣味性的教学语言能够刺激学生对头脑中的记忆表象加工改造,激发学生再造想象和创造想象。
1.2实验的示范性
教师进行课堂演示实验时,要用规范的操作方式向学生示范正确使用仪器,认真读取数据,尊重事实,不涂改、不凑数据,科学分析实验结果。1.3板书的示范性教师的板书对学生起着示范作用。因此,板书要力争做到构图简单,布局合理,比例恰当,原理正确,形象逼真。
2在物理教学中从教技能的训练
2.1表达能力的训练
教师语言表达能力的强弱,直接影响着教学质量。所以,语言表达能力的培养和训练在中师物理教学中显得尤为重要。语言表达能力的训练应从以下四个方面来考虑:第一,对教材中某些内容片断可以有选择地让学生讲解。第二,课堂复习提问时,请学生到前面回答教师提出的问题。第三,讲解新课时,提出具有启发性的问题让学生互相讨论,发表见解。第四,讲完新课后让学生到讲台前面小结。
2.2实验能力的训练
实验能力的训练主要是从两方面考虑:一是基本仪器使用的切l练,使学生掌握仪器的用途、使用注意事项及保养措施。二是实验操作能力的训练。学生实验对学生操作能力的培养起着决定性作用。在实验教学中,有计划、有步骤按教学大纲要求开展各项学生实验,并把一些验证性的实验改为探索性实验,一些演示性实验变为分组实验。在实验过程中,可以制造一些故障,让学生来排除。每个实验让学生自己设计实验过程,包括原理、仪器的使用、步骤、注意事项、结果分析。在实验能力训练方面,还可以让学生自找材料做一些小实验、小制作,这样既能增强了实验能力,也培养了学生的创造力。
2.3自学能力的训练
在教学中,对内容比较浅显、难度不大的课节,安排学生自学。学生在阅读教材的基础上,提出问题,然后大家讨论,最后教师总结、讲评。还可以结合教材中的阅读材料、小知识,以作业的方式留给学生,让学生认真阅读,课后教师检查学生阅读情况。
将我校2013级三年制中专护理专业学生,按随机原则分为讲练结合教学班(1、8班,共179人)和传统教学班(6、7班,共191人)。两班学生来源、入学成绩、年龄和性别等方面无明显差异。讲练结合教学班和传统教学班授课时数(64学时)、任课教师等方面均相同。
1.2教学方法
1.2.1讲练结合教学班
围绕要讲授的内容,设置相关的疾病案例及目标检测题。如讲解热镇痛抗炎药时,设置疾病案例:刘某,女性,5岁,两周前与水痘患儿有密切接触。现体温39℃,胸前区出现红色斑、丘疹,护士不能采用的降温措施是:A.阿司匹林口服;B.适量对乙酰氨基酚口服;C.冰枕;D.布洛芬口服;E.冰袋。为什么?应用时应注意什么?在章节内容学习结束后,对相关案例及目标检测题进行分析、讨论。1.2.2传统教学班用传统教学法进行课堂教学,以教师讲授为主。
1.3教学效果评价
为检验讲练结合教学方法的教学效果,对讲练结合教学班和传统教学班学生进行药物学基础理论考试。以均数±标准差(x±s)表示,并行t检验;学习结束时进行问卷调查,请两班学生对本班的教学情况进行评价。
2结果
2.1药物学基础考试成绩
对讲练结合教学班和传统教学班进行药物学基础闭卷考试(相同试卷)。题型有选择题、名词解释、填空题、分析思考题及问答题。选择题题型为单项选择题(40小题),名词解释(5小题)是对一些常见概念的考查,填空题(15空)为对常用药物的作用、用途、注意事项的考查,分析思考题及问答题(3小题)为对临床病例有关问题和有关药物作用与应用的思考分析。讲练结合教学班成绩均明显高于传统教学班,差异显著(P<0.01)。
2.2问卷调查结果
笔者对讲练结合教学班和传统教学班进行不记名问卷调查,发放调查问卷370份,收回370份,均为有效问卷。从学生反馈的信息看,在激发学生学习药物学基础的兴趣、调动学习积极性和主动性、提高对讲授内容的理解与记忆、提高教学效果及教学质量等方面,讲练结合教学班与传统教学班持赞同意见的学生比例经检验差异显著(P<0.01)。