陳 菁 何彥雨

(北京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院 北京 100083) (北京林業(yè)大學(xué)工學(xué)院 北京 100083)

2004年，響應(yīng)教育部號召，我校啟動精品課程建設(shè)工作.目前我校大學(xué)物理課程體系包含物理學(xué)A(96學(xué)時)，物理學(xué)B(80學(xué)時)，物理學(xué)C(48學(xué)時)3種類型，以及相配套的、獨立設(shè)課的物理實驗課程.在2005年結(jié)題并建設(shè)完成的物理學(xué)B精品課程的基礎(chǔ)上，近年來我們又針對不同的學(xué)科要求、不同的生源基礎(chǔ)，進一步建設(shè)適應(yīng)農(nóng)林院校少學(xué)時、具有農(nóng)林院校特色的大學(xué)物理精品課程體系，全面推進關(guān)于大學(xué)物理理論課程和實驗課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面的改革，并注重在實踐中檢驗改革成效.努力在大學(xué)物理課堂上，既要講清基本理論、夯實學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，又要做到能為后繼專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進一步獲取有關(guān)知識奠定必要的物理基礎(chǔ).

1 農(nóng)林院校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀與解決方案

針對目前農(nóng)林院校的大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)狀，從我校課程內(nèi)容、學(xué)時安排、學(xué)時與教學(xué)內(nèi)容的矛盾、學(xué)生特點、教材特點等方面作如下分析：

(1)農(nóng)林院校大學(xué)物理課程教學(xué)長期沿用理工院校的教學(xué)內(nèi)容，缺乏農(nóng)林、環(huán)境、生命科學(xué)特色.

(2)教學(xué)內(nèi)容的龐雜與教學(xué)學(xué)時較少的矛盾突出.

(3)學(xué)生對于開設(shè)大學(xué)物理課程的重要性和必要性認識不足，學(xué)習(xí)物理課程的積極性不高.

(4)來自不同省份或者高考科目選擇不同的學(xué)生,其物理基礎(chǔ)參差不齊.

(5)教材對于現(xiàn)代物理中的前沿內(nèi)容，只是稍作擴展和延伸，淺嘗即止，無法開闊學(xué)生的視野.

(6)傳統(tǒng)實驗課程教學(xué)模式僅使學(xué)生機械性地完成操作過程，缺乏“自主性”和“創(chuàng)新性”培養(yǎng)，與提高大學(xué)生動手能力和創(chuàng)新實驗設(shè)計能力要求相矛盾.

針對以上問題，我校課程改革的解決辦法如下：

(1)編寫出版針對農(nóng)林院校少學(xué)時物理教學(xué)的專用教材.

(2)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，強化與林學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科相關(guān)的物理學(xué)內(nèi)容，弱化與學(xué)科相關(guān)度較小的內(nèi)容，同時考慮中學(xué)物理內(nèi)容和高考改革的影響，注重保持物理知識結(jié)構(gòu)的完整性，形成滿足“農(nóng)林類專業(yè)物理學(xué)課程教學(xué)基本要求”的教學(xué)計劃，以緩解少學(xué)時的矛盾.

(3)創(chuàng)新教學(xué)形式，使用獲國家獎的演示實驗素材，并自主研發(fā)“課堂表決器”，開展互動反饋式教學(xué)實踐，自主建設(shè)開發(fā)大學(xué)物理課程網(wǎng)站，提高學(xué)生課堂參與度及自主學(xué)習(xí)的積極性.注重啟發(fā)式教學(xué)，把與物理理論相關(guān)的農(nóng)林業(yè)應(yīng)用實例和科學(xué)前沿內(nèi)容以例題、前言引導(dǎo)問題等方式引入到課堂教學(xué)中.開設(shè)全校素質(zhì)選修課《物理與人類文明》，以通識教育的方式講述物理科學(xué)體系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.

(4)實施差異化教學(xué)，提高教學(xué)針對性.通過教輔材料的差異化，實施分層次教學(xué).降低基礎(chǔ)差學(xué)生的學(xué)習(xí)起點，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，補齊中學(xué)基礎(chǔ)的差異.對基礎(chǔ)好的學(xué)生增設(shè)拓展訓(xùn)練.

(5)出版全國高等農(nóng)林院?！笆濉币?guī)劃教材《大學(xué)物理實驗教程》，增加學(xué)生獨立完成的選作實驗項目和綜合創(chuàng)新性實驗項目，實現(xiàn)學(xué)生從“學(xué)實驗”到“做實驗”的轉(zhuǎn)變.自主研發(fā)和建設(shè)物理實驗系統(tǒng)(已成功申請軟件登記)，能客觀評價實驗成績并逐步實現(xiàn)無紙化實驗教學(xué)，提高物理實驗的信息化水平.

(6)注重提升教師素質(zhì).主講教師積極參加各種教學(xué)競賽、培訓(xùn)、進行教學(xué)改革研究，提高教育教學(xué)水平.

2 改革思路

以上解決目前少學(xué)時大學(xué)物理課程困境的方法主要實現(xiàn)于我校每門大學(xué)物理課程中，具體實施思路如下.

2.1 物理學(xué)B(80學(xué)時)改革思路和建設(shè)目標(biāo)

作為課程體系中最早建設(shè)的精品課程，課題組選用優(yōu)秀教材，制作多媒體課件，靈活運用各種教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，保證教學(xué)效果好，并為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供參考資料.教學(xué)檔案資料齊全.

2.2 物理學(xué)A(96學(xué)時)改革思路和建設(shè)目標(biāo)

作為本校物理課程中最多學(xué)時的課程，該課程建設(shè)過程中，重點加強主講教師的教育理論及專業(yè)理論的學(xué)習(xí)，選用優(yōu)秀教材，制作具有農(nóng)林特色的多媒體課件，完善課后習(xí)題庫和試題庫.采取多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的潛能，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，合理使用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，提高本科教學(xué)水平.

2.3 物理學(xué)C(48學(xué)時)改革思路和建設(shè)目標(biāo)

本課程是針對少學(xué)時的物理課程，該課程的建設(shè)重點在于根據(jù)不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)自學(xué)模塊自考題庫，重編教學(xué)目標(biāo)手冊，建立重點難點課程集體備課制度，給學(xué)生指定不同層面的參考書及相應(yīng)電子資料，進一步規(guī)范物理學(xué)C的公共基礎(chǔ)課教學(xué)模式，更好地解決和專業(yè)課的銜接問題，提高我校基礎(chǔ)課程在同類院校中的地位.

2.4 物理學(xué)實驗(40學(xué)時)改革思路和建設(shè)目標(biāo)

重點對實驗項目進行合理的增減，力求對物理知識的覆蓋面大.改進教學(xué)形式，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性.豐富實驗課教學(xué)手段.調(diào)整實驗報告的提交形式及考核方式.建設(shè)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)網(wǎng)站，提高學(xué)生的積極性與主動性，培養(yǎng)學(xué)生的實踐探索能力[1].

2.5 物理教學(xué)信息化系統(tǒng)建設(shè)思路和目標(biāo)

課程建設(shè)越來越注重信息技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合,以實現(xiàn)教學(xué)的新突破.為了提高教學(xué)的深度、廣泛性和針對性，建設(shè)適合農(nóng)林院校少學(xué)時大學(xué)物理理論課程和實驗課程的網(wǎng)站和系統(tǒng).通過對教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與具體功能的實現(xiàn)，依托現(xiàn)代教育技術(shù)手段，挖掘整理豐富多彩的信息化教學(xué)資源，將網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的物理教學(xué)，用來拓寬學(xué)生視野，激發(fā)求知欲望，提高自主學(xué)習(xí)能力，解決師生之間交互的困難.

3 改革措施

3.1 物理學(xué)B改革措施

(1)將原有多媒體課件文字敘述部分減去一些，將演示實驗和動態(tài)效果加入其中，并增加適當(dāng)例題，使課堂教學(xué)更加生動活潑，互動性強.

(2)購買國家級大學(xué)物理題庫和獲國家獎的演示實驗素材，使教學(xué)條件進一步得到改善.

(3)在原有教學(xué)目標(biāo)測試手冊的基礎(chǔ)上，根據(jù)清華大學(xué)教材重新調(diào)整作業(yè)習(xí)題、增加討論題和思考題，編輯成冊并印刷出版.

(4)調(diào)整原有試卷庫的題目，制定標(biāo)準(zhǔn)答案和評分方法，形成標(biāo)準(zhǔn)試卷庫.

3.2 物理學(xué)A改革措施

(1)根據(jù)教育部頒布的教學(xué)大綱，結(jié)合我校教學(xué)計劃的實際情況，重新調(diào)整教學(xué)大綱的部分內(nèi)容，形成滿足“農(nóng)林類專業(yè)物理學(xué)課程教學(xué)基本要求”的教學(xué)計劃.加強物理理論課程及相關(guān)專業(yè)課程的聯(lián)系和前沿知識的引入.

(2)創(chuàng)新教學(xué)形式，使用獲國家獎的演示實驗素材，合理使用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，采取教師講解、學(xué)生自學(xué)、師生討論等多種方式對本門課進行學(xué)習(xí).

(3)自主研發(fā)“課堂表決器”讓課堂“動起來”.在物理學(xué)A課程上開展互動反饋式教學(xué)實踐[2].

(4)在原有教學(xué)目標(biāo)測試手冊的基礎(chǔ)上，重新篩選新的習(xí)題庫和試題庫：習(xí)題分為預(yù)習(xí)題目和作業(yè)習(xí)題，均以章為單位配套，并附上詳細的答案和解題思路，每章的題目突出教學(xué)重點.完成了十套適合物理學(xué)A課程的試卷，規(guī)范試卷格式，形成標(biāo)準(zhǔn)試卷庫.

3.3 物理學(xué)C改革措施

(1)聯(lián)合國內(nèi)9所農(nóng)林高校于2009年共同出版專用教材《大學(xué)物理教程》(2016年再版)，是教育部物理教學(xué)指導(dǎo)委員會在農(nóng)林院校中的推薦示范教材，我校作為主編在同類院校中已得到了同行的廣泛認可和好評.

(2)根據(jù)教育部物理教學(xué)指導(dǎo)委員會的要求，結(jié)合中學(xué)教改情況，對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，加強物理理論課程及相關(guān)專業(yè)課程的聯(lián)系，使其更加科學(xué)合理.

(3)建設(shè)自學(xué)模塊自考題庫，作為課程教學(xué)先導(dǎo)課.并修訂習(xí)題冊及習(xí)題解答，為學(xué)生指定不同層次的參考教材及習(xí)題解答，實現(xiàn)不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生的差異化教學(xué).

(4)建設(shè)物理學(xué)C精品課程網(wǎng)站，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，增強學(xué)生與學(xué)校的互動，學(xué)生與教師的溝通以及學(xué)生之間的交流和討論.

3.4 物理學(xué)實驗課程改革措施

(1)調(diào)整實驗項目安排，增加需要學(xué)生獨立完成的選作實驗和綜合性、創(chuàng)新性實驗項目[3].

(2)自主研發(fā)和建設(shè)物理實驗系統(tǒng)(已成功申請軟件登記)，能客觀評價實驗成績并逐步實現(xiàn)無紙化實驗教學(xué)，提高物理實驗的信息化水平.

(3)課題組教師編纂出版全國高等農(nóng)林院?！笆濉币?guī)劃教材《大學(xué)物理實驗教程》.

3.5 物理教學(xué)信息化系統(tǒng)建設(shè)措施

(1)自主研發(fā)的“課堂表決器”讓課堂“動起來”，開展互動反饋式教學(xué)實踐[2].

(2)自主建設(shè)開發(fā)物理學(xué)C精品課程網(wǎng)站，為少學(xué)時物理學(xué)習(xí)的學(xué)生，挖掘整理豐富多彩的信息化教學(xué)資源，作為課堂教學(xué)資源的有力補充，輔助實現(xiàn)不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)學(xué)生的差異化教學(xué).

(3)自主建設(shè)開發(fā)大學(xué)物理課程網(wǎng)站，已在全校公選課《物理與人類文明》中使用，課程對象涵蓋本校所有專業(yè)學(xué)生，尤其為文科學(xué)生提高科學(xué)素養(yǎng)起到積極作用.

(4)自主研發(fā)物理實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)實驗選課、實驗預(yù)習(xí)及系統(tǒng)自動考核預(yù)習(xí)成績、系統(tǒng)預(yù)判實驗報告等功能，讓學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進行基本實驗?zāi)芰Φ挠?xùn)練和考察，同時幫助學(xué)生進行實驗項目的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí).

(5)面向全校開設(shè)《物理與人類文明》素質(zhì)選修課，將物理科學(xué)體系以通識教育的方式，結(jié)合人類文明大背景，向各專業(yè)學(xué)生做出全面的、多角度的闡釋.課程對象覆蓋全面，包含文科專業(yè).

4 改革措施的創(chuàng)新點

(1)編寫出版適應(yīng)農(nóng)林院校少學(xué)時的大學(xué)物理理論和實驗教材.理論教材上，在保持物理學(xué)知識和結(jié)構(gòu)體系完整的前提下，強化與林學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科的銜接和應(yīng)用.實驗教材上，設(shè)置不同層次實驗的難易程度，增加選作、綜合性及設(shè)計性實驗.

(2)自主開發(fā)建設(shè)兩套物理課程網(wǎng)站和一套物理實驗系統(tǒng)(可計算機和手機操作).3套教學(xué)系統(tǒng)均為開放系統(tǒng)，可持續(xù)性強.自主研發(fā)“課堂表決器”，提高學(xué)生課堂參與度，讓課堂“動起來”.

(3)重新制作具有農(nóng)林特色、滿足教學(xué)要求的多媒體課件.以例題、前言引導(dǎo)問題等方式把與物理理論相關(guān)的農(nóng)林業(yè)應(yīng)用實例和科學(xué)前沿內(nèi)容引入到課堂教學(xué)中，使課程內(nèi)容技術(shù)性、綜合性和探索性的關(guān)系處理得當(dāng).

(4)實現(xiàn)差異化教學(xué).編寫不同層次的教輔材料，為學(xué)生指定不同層次的參考教材及習(xí)題解答.通過實施分層次教學(xué)，降低基礎(chǔ)差學(xué)生的學(xué)習(xí)起點，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，補齊中學(xué)基礎(chǔ)的差異.對基礎(chǔ)好的學(xué)生增設(shè)拓展訓(xùn)練.

5 成果實施情況及已取得成績

(1)主編理論和實驗教材，廣泛應(yīng)用于大學(xué)物理教學(xué)課堂.

主編并出版了農(nóng)林院校少學(xué)時大學(xué)物理專用教材《大學(xué)物理教程》(2016年再版)，體現(xiàn)農(nóng)林特色,是教育部物理教學(xué)指導(dǎo)委員會在農(nóng)林院校中的推薦示范教材，發(fā)行量為 22 449冊，使用范圍涵蓋海南大學(xué)等高校.2015年編撰出版的《大學(xué)物理實驗教程》，是全國高等農(nóng)林院?！笆濉币?guī)劃教材，我校物理實驗教學(xué)指定教材，發(fā)行量18 879冊.兩本教材在農(nóng)林院校中已得到了同行的廣泛認可和好評.

(2)具有農(nóng)林院校特色的多媒體課件在課堂教學(xué)中廣泛引入，教師授課獲得學(xué)生好評.

將演示實驗和動態(tài)效果加入多媒體課件中，并增加適當(dāng)例題，注意以例題、前言引導(dǎo)問題等方式把與物理理論相關(guān)的農(nóng)林業(yè)應(yīng)用實例和科學(xué)前沿內(nèi)容引入到課堂教學(xué)中，使課堂教學(xué)更加生動活潑，互動性強，教師授課獲得學(xué)生廣泛好評.特色多媒體課件以及生動教學(xué)形式的運用，也使得陳菁老師和姚宇峰老師等主講教師在教學(xué)競賽中屢次獲得最佳演示獎.

(3)實施差異化教學(xué)，初見成效，加強了教學(xué)針對性.

通過實施分層次教學(xué)，學(xué)生可以根據(jù)自身基礎(chǔ)，選擇不同輔助教材和不同習(xí)題難度進行自覺地自學(xué)，最終達到補齊中學(xué)基礎(chǔ)的目的.針對基礎(chǔ)好的學(xué)生的拓展訓(xùn)練也使其得到更大的進步和發(fā)展.通過改革發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的物理成績不斷提高，物理學(xué)A的期末考試及格率持續(xù)提高，已由83%左右提高到上學(xué)期的92%.以前學(xué)生參加全國部分地區(qū)大學(xué)生物理競賽，因為少學(xué)時教學(xué)，又同在一類院校，我校學(xué)生與傳統(tǒng)理工強校同臺競技時常處于劣勢，近年來我校有了一等獎的突破，2016年工學(xué)院高天嘯獲得一等獎、理學(xué)院鄧妍獲得二等獎.

(4)物理課程體系信息化建設(shè)成為師生互動的良好平臺.

各景區(qū)都有其合理的環(huán)境承載量，但長假期間游客洪流般涌入各景區(qū)，造成了景區(qū)負荷嚴重超載，一些自然和人文景觀景點受到了污染和損害[2]，基礎(chǔ)設(shè)施損耗加劇，留下了大量垃圾。降低了游客的享受效用，影響了游客的觀景興致和審美情趣，景區(qū)所在地居民的生活環(huán)境被干擾，產(chǎn)生抵觸情緒。雖然帶來了巨額的經(jīng)濟效益，但景區(qū)的可持續(xù)發(fā)展難以為繼。

物理課程體系包含自主研發(fā)的“課堂表決器”、自主建設(shè)開發(fā)的物理學(xué)C精品課程網(wǎng)站和文科物理公選課網(wǎng)站、自主研發(fā)的物理實驗系統(tǒng).已形成一系列優(yōu)質(zhì)虛擬教學(xué)資源的共享平臺，將虛擬教學(xué)資源和真實課堂教學(xué)相結(jié)合，形成互補效應(yīng)，打造高水平的虛實結(jié)合的教學(xué)模式.在課堂之外建立長效的師生聯(lián)系途徑和課外學(xué)習(xí)環(huán)境，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的實效性.教師也能及時調(diào)整自己的教學(xué)進度和深度，課下及時反思，利用存檔數(shù)據(jù)進行教學(xué)質(zhì)量評價，因人施教、有的放矢.

(5)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)質(zhì)量正不斷提升專業(yè)吸引力.

通過改革，我校物理課程教育教學(xué)水平不斷提高，得到各兄弟學(xué)院的認可和支持，比如2015年工學(xué)院調(diào)整教學(xué)計劃，把大學(xué)物理課程由48學(xué)時物理學(xué)C調(diào)整為96學(xué)時的物理學(xué)A，機械專業(yè)把物理實驗課類型由專業(yè)選修課調(diào)整為必修課，車輛專業(yè)的物理實驗課程仍為選修，但都是全員選課.自2015年全校公選課程《物理與人類文明》開課以來，每年選課人數(shù)不斷增加，達到四五個自然班以上，教學(xué)效果反饋良好，不同學(xué)科背景的學(xué)生了解到物理學(xué)對人類文明的貢獻，促使學(xué)生對于開設(shè)大學(xué)物理課程的重要性和必要性有足夠的認識.

(6)實驗教學(xué)多管齊下，促使學(xué)生動手和創(chuàng)新能力不斷提高.

實驗教學(xué)中結(jié)合專業(yè)特點，增加學(xué)生獨立完成的選作內(nèi)容，增大知識覆蓋面，并根據(jù)難易程度分為不同層次后，很好地調(diào)動了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，不斷提高學(xué)生獨立完成實驗?zāi)芰蛯嶒瀯邮帜芰?增加綜合性及設(shè)計性實驗，結(jié)合國家及省部級的大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計大賽及物理實驗競賽等，極大提高了學(xué)生實驗探索的興趣，不斷增強學(xué)生實驗創(chuàng)新能力.近5年來，我校參加北京市大學(xué)生物理實驗競賽35組，共有26組獲獎，獲獎率達75%，并多有一等獎的斬獲.

(7)通過課程改革建設(shè)，激發(fā)教師提高自身教學(xué)水平的熱情.

際教學(xué)中去，不僅使學(xué)生獲益匪淺，還推動了我校大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量的整體提高.

6 總結(jié)

通過對通識必修課物理學(xué)A,物理學(xué)B,物理學(xué)C以及物理實驗課程精品課程的建設(shè)，以及全校素質(zhì)選修課程——《物理與人類文明》網(wǎng)站的建設(shè)，整個物理教學(xué)體系中的各個環(huán)節(jié)均得到進一步完善，已將我校大學(xué)物理課程建設(shè)成為完整的、區(qū)分難度層次的、針對農(nóng)林院校少學(xué)時的、有特色的、規(guī)范的大學(xué)物理理論和實驗課程教學(xué)體系，覆蓋全校各專業(yè)(包含文科物理).有效解決了農(nóng)林院校物理課程教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏特色，課程體系繁雜但課時較少的問題，引領(lǐng)了農(nóng)林院?；A(chǔ)教育教學(xué)的發(fā)展趨勢.在改革中注重科技手段的運用，有效提高了學(xué)生參與度，提升了整體教學(xué)效果，促進了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，具有很強的創(chuàng)新性.教學(xué)成果在教學(xué)實踐中反復(fù)改進，在實踐中檢驗改革成效，目前各項教學(xué)成果仍在使用，體現(xiàn)了項目的良好成效性，在農(nóng)林院校中具有很高的推廣價值.