牟 冰　李 穎　馬麗珍　方立新

(中國海洋大學信息學院　山東 青島　266100)

1　引言

大學物理是我國高校大部分理工科專業(yè)的必修公共基礎課，這是因為物理學是一切自然科學的基礎，不僅為其他自然科學和各種技術提供科學理論依據，還可提供各種各樣的實驗手段、科學的研究方法和思維方法．更重要的是能夠使當代大學生在掌握知識的同時，在辨證唯物主義世界觀、科學的審美觀、邏輯思維、創(chuàng)造能力等方面都得到陶冶．

在目前高考綜合改革制度下，大學新生的高中物理基礎存在更明顯的差異性．大學物理教學中，如果通過常規(guī)“一刀切”的模式開展教學，將很難獲得理想的教學效果，因此根據大學新生物理基礎差異開展分層次的大學物理教學是提高教學質量的重要舉措[1～3]．

2　高中物理基礎差異調研和分析

根據《國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見》(國發(fā)〔2014〕35號)，從2014年起覆蓋全國的考試招生制度改革工作已經啟動，首批改革試點的上海市和浙江省高中生將于2017年9月升入大學．山東省與北京市、天津市、海南省被國家確定為第二批納入高考綜合改革的4個試點省份，自2017年高中入學新生開始，實施高考綜合改革．按照以“不分文理”、“按專業(yè)(類)投檔”、“考生自行組合選考科目”為最大特點的綜合改革方案，物理學科由原來的理科生必考科目改為選考科目．

目前的高中物理教材被分為了2個必修模塊和5個選修模塊，即使考生選擇物理作為考試科目，每個學?；蚴》輰x修模塊的要求也各不相同，從而進一步導致大學生的物理基礎參差不齊．我們對中國海洋大學2015級來自26個不同省市的209名同學開展了問卷調查，48.8%的同學在高中沒有做過物理實驗，物理學不同知識模塊在高中的選修率如表1所示．

表1　物理學不同知識模塊在高中學習階段的選修率

3　分層次大學物理教學設計與實踐

針對目前學生基礎差異顯著的現(xiàn)狀，設計了3個層次的大學物理教學方案，如圖1所示．第一層次為基礎層次，通過開展針對性措施，為學生的大學物理學習夯實基礎．其后進一步,將拓展思維和研究型教學做為提高層次，滿足學生對物理學習更多的求知需求．

圖1　分層次大學物理教學方案示意圖

3.1　夯實基礎

夯實基礎是大學物理的首要教學任務，通過引導選課、知識推送、管理促進和作業(yè)強化4個模塊彌補學生物理基礎的不足．

引導選課.由于物理課程面向全校理工科學生，多名任課教師同時承擔，因此在選課階段，可通過設定選課先修建議，引導相同物理基礎特點的學生選擇相同的任課教師，盡可能統(tǒng)一同一選課班學生的物理知識基礎，以利于提高教學效果．但是由于學生物理基礎差異的復雜性以及課程開課時間的局限性，引導選課不能完全解決問題，因此需要任課教師在教學過程中進一步進行分層次教學．

知識推送.對于學生高中掌握情況差異較大的物理知識點，注重收集更多大學物理課程之外的輔助理解資料等，根據情況將其以自學材料或課前預習任務等形式推送給學生，以此讓學生在學習該知識點之前盡可能到達同一基礎．

管理促進.在具體的教學過程中，任課教師充分了解班級實際情況，建立多個互助學習小組，將不同物理基礎的學生安排在同一組．在授課過程中，以小組為單位布置相應的學習任務，激勵小組成員互相幫助，互相學習討論，從而令每個成員都能夠彌補各自薄弱的知識環(huán)節(jié)．

作業(yè)強化.由于學生高中物理知識的差異必然導致其大學物理內容掌握的差異，因此需要通過作業(yè)重點強化基礎薄弱學生的學習．在作業(yè)布置中，根據學生的具體情況(課堂測驗、高中基礎等)為其定制作業(yè)，基礎薄弱的學生為其增加基礎概念等方面的習題作業(yè)，不同掌握情況學生完成不同的作業(yè)．

以機械波部分舉例．機械波是大學物理的一個重要知識模塊和教學難點，為必修內容，而其在高中物理中為選修內容(以人民教育出版社高中教材為例)．根據中國海洋大學學生調研結果，有約33%的學生學習過該部分內容，其他學生對該部分知識沒有任何基礎，因此該部分知識基礎的差異顯著．但是原有教學方式不注重考慮該種差異，則造成：若任課教師講授時知識點切入過快，沒有基礎的學生不易理解消化；而若任課教師講授時內容展開過于細致，已有基礎的學生則感覺拖沓乏味，且影響教學進度．

因此，在選課過程中可根據是否已學習過機械波相關知識推薦不同的任課教師，盡可能引導同一基礎的學生選擇相同的任課教師．在教學過程中，任課老師向未有機械波知識基礎的學生推薦高中教材相應部分作為參考(如高中《物理·選修3-4》)，同時制作和收集機械波科普趣味性課件，將其分享推送給學生作為自學材料，以利于學生對波動抽象概念的理解．根據任教班級學生對機械波的掌握情況，任課教師為班級互助學習小組布置3～5個關于波動概念理解和應用的習題．要求小組成員共同完成并將其計入平時成績考核．經由課下準備各學習小組通過板書或ppt形式為全班同學講解，同時回答任課教師或其他同學的提問，以此促進小組各成員對知識點的深入掌握．在作業(yè)布置時，為沒有機械波基礎的學生增加高中物理水平的機械波基礎性問題和練習．

3.2　拓展思維

在大學物理課堂引入大學物理競賽題目，進一步訓練拓展學生物理思維．在大學物理課堂，若一味地針對基礎薄弱的學生開展教學，勢必打擊知識掌握理想、基礎比較全面的學生的學習積極性．中國海洋大學物理系已組織學生連續(xù)多年參加全國部分地區(qū)大學生物理競賽，任課教師通過多年積累獲取了針對物理類和非物理類大學生物理競賽的經驗和素材．因此，在大學物理教學過程中，可選擇與教學大綱貼合的物理競賽題目作為拓展例題課堂講解，或將其作為選做課后作業(yè)，滿足對大學物理基本內容學有余力學生的需求．

3.3　研究型教學

打破原有講授為主的授課方式，引入數值計算與模擬研究的教學方法，使學生變被動為主動.選擇一批有豐富物理內涵且具有較大拓展空間的典型物理問題，如,小船過河、碰撞問題、剛體模型、偶極子模型、電磁場分布模型、各類統(tǒng)計分布模型、光衍射模型、氫原子模型、非線性擺模型、散射模型等．

例如，任課教師在課堂上介紹了幾個用Matlab程序求解運動學的范例，范例程序表明利用Matlab可以實現(xiàn)微積分的過程，把有限長的一個物理過程，分成許多微小過程來計算，再累積．受到啟發(fā)，有學生提出要用Matlab編程來解決其他運動學問題，在任課教師引導鼓勵下學生自己擬定了要解決的問題，課下探索完成．在之后的課堂上，學生將工作成果展示給其他同學，又引起同學們之間一系列的主動討論，教學相長得到完美體現(xiàn)．

4　結論

針對目前高中物理學習現(xiàn)狀，本文對大學新生的高中物理基礎差異進行了調研，發(fā)現(xiàn)除了力學和電磁學，其他模塊選修率均沒有超過60%，量子物理、相對論、機械振動和機械波模塊選修率均未超過35%；大學新生的高中物理基礎差異顯著，成為影響教學效果的一個重要因素．針對該現(xiàn)狀，設計了3個層次的大學物理教學方案．第一層次通過引導選課、知識推送、管理促進和作業(yè)強化4個模塊彌補學生物理基礎的不足．第二層次在大學物理課堂引入大學物理競賽題目，進一步訓練其物理思維．第三層次引入數值計算與模擬研究的教學方法，使學生變被動為主動，從而更好地主動參與到研究性學習的教學活動中來．