竹錦霞

【摘 要】本文根據(jù)地方高校非物理類(lèi)《大學(xué)物理》教學(xué)的現(xiàn)狀，以因材施教為主線，從任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的思想出發(fā)，以靜電力的功為例進(jìn)行了探索。該方案的應(yīng)用不僅能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并能提高大學(xué)物理教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】地方高校；大學(xué)物理；教學(xué)改革；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

中圖分類(lèi)號(hào)： G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）15-0087-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.040

Preliminary study on the reform of physics teaching in non-physical universities in local universities

ZHU Jin-xia

（Intelligent Manufacturing School ofSichuan University of Arts and Sciences，Dazhou 635000，China）

【Abstract】Based on the current situation of physics teaching in non-physical universities in local universities， this paper takes teaching according to aptitude as the main line， starts from the idea of task-driven teaching method， and takes the work of static electricity as an example to explore.The application of this program can not only cultivate students' learning initiative， but also improve the quality of physics teaching in university.

【Key words】Local universities； University physics； Teaching reform； Task-driven teaching method

0 引言

物理學(xué)是一門(mén)自然科學(xué)，它是研究物質(zhì)的最基本、最普遍的運(yùn)動(dòng)形式及基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)的基本原理在社會(huì)生活和科學(xué)技術(shù)中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展都源于對(duì)其研究對(duì)象物理規(guī)律的探索。

《大學(xué)物理》是高等院校培養(yǎng)理工科學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、協(xié)調(diào)理論知識(shí)與動(dòng)手能力的一門(mén)重要公共基礎(chǔ)課[1]。大學(xué)物理的學(xué)習(xí)不僅是要求學(xué)生打好必要的物理基礎(chǔ)，而且要求學(xué)生具備科學(xué)的思維方法及研究問(wèn)題的方法。很多不同層次的高校都對(duì)非物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)物理課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究[2-5]。

為了提高本?！洞髮W(xué)物理》的教學(xué)質(zhì)量，本文從我?！洞髮W(xué)物理》課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題入手進(jìn)行分析，提出了對(duì)本課程教學(xué)改革的一些措施。

1 大學(xué)物理的課程特點(diǎn)及教學(xué)中面臨的問(wèn)題

1.1 大學(xué)物理課程特點(diǎn)

（1）大學(xué)物理課程內(nèi)容豐富主要包括力、熱、光、電等四大模塊，涵蓋了從微觀世界到宏觀世界，從低速運(yùn)動(dòng)物體研究到高速運(yùn)動(dòng)物體研究。

（2）大學(xué)物理課程除了理論性外，實(shí)踐性和應(yīng)用性都非常強(qiáng)，并且課程設(shè)置必須是理論課程和實(shí)驗(yàn)課程同時(shí)教學(xué)。

（3）對(duì)數(shù)學(xué)手段的更高要求是大學(xué)物理區(qū)別于初高中物理的重要標(biāo)志之一。高等數(shù)學(xué)中的很多思想在大學(xué)物理中被廣泛運(yùn)用。除了微積分，數(shù)理統(tǒng)計(jì)、微分方程、向量、無(wú)窮級(jí)數(shù)等均在大學(xué)物理中擁有不可替代的地位和重要的作用。

1.2 大學(xué)物理教學(xué)在我校面臨的問(wèn)題

近些年我校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，涉及專(zhuān)業(yè)不斷增加，大學(xué)物理的課程涵蓋面已經(jīng)涉及到了我校的13個(gè)專(zhuān)業(yè)。 圖1為我校學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程涉及專(zhuān)業(yè)組織結(jié)構(gòu)圖。本校5個(gè)理科學(xué)院中就有4個(gè)學(xué)院涉及大物物理課程的學(xué)習(xí)。大物物理對(duì)非物理專(zhuān)業(yè)是公共課程，學(xué)生普遍不重視，理科基礎(chǔ)也較薄弱，這勢(shì)必也為大學(xué)物理教學(xué)帶來(lái)了客觀上的難度。教學(xué)課時(shí)數(shù)由于專(zhuān)業(yè)的不同各不相同，但現(xiàn)有的課時(shí)數(shù)由原來(lái)的180學(xué)時(shí)（包含實(shí)驗(yàn)）減少為現(xiàn)有的基本學(xué)時(shí)140（包含實(shí)驗(yàn)），甚至于有些專(zhuān)業(yè)基本學(xué)時(shí)為100（含實(shí)驗(yàn)）。學(xué)時(shí)數(shù)的壓縮也是我們大學(xué)物理講授必須面臨的新挑戰(zhàn)。針對(duì)大學(xué)物理教學(xué)課時(shí)數(shù)壓縮問(wèn)題，文獻(xiàn)[6]做了詳細(xì)分析。不斷擴(kuò)大的招生規(guī)模以及課時(shí)壓縮的現(xiàn)象對(duì)大學(xué)物理的理論教學(xué)提出了新的挑站。師資力量的缺乏也是大學(xué)物理教學(xué)中面臨的另一個(gè)問(wèn)題。我校大學(xué)物理的教學(xué)工作主要由智能制造學(xué)院物理學(xué)專(zhuān)業(yè)教師承擔(dān)。本院大約10位教師承擔(dān)所有本校的大學(xué)物理的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，教學(xué)任務(wù)相當(dāng)繁重，教學(xué)工作量大。

2 制定不同層次的教學(xué)大綱，根據(jù)相近專(zhuān)業(yè)合班教學(xué)

傳統(tǒng)大學(xué)物理的教學(xué)已經(jīng)不滿(mǎn)足適應(yīng)21世紀(jì)高新科技飛速發(fā)展的形勢(shì)需要，教學(xué)內(nèi)容中，力學(xué)，熱學(xué)、電磁學(xué)多是19世紀(jì)前所建立的理論體系，并且其中與高中物理多有重復(fù)。盡管非物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)都以大學(xué)物理為學(xué)科基礎(chǔ)課，但化工類(lèi)各專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)類(lèi)各專(zhuān)業(yè)，電子類(lèi)各專(zhuān)業(yè)等對(duì)其大學(xué)物理課程的內(nèi)容以及深度所需程度都不盡相同，因此大學(xué)物理理論涉及面也不盡相同。為了適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)，根據(jù)我校的實(shí)際師資力量情況，我們可以大致將教學(xué)設(shè)置為A、B兩大板塊。電子科學(xué)與技術(shù)機(jī)械工程、機(jī)械電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程土木工程和工程造價(jià)歸屬于A類(lèi)板塊?；瘜W(xué)、化學(xué)工程與工藝、制藥工程、應(yīng)用化學(xué)和數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)歸屬于B類(lèi)板塊。A類(lèi)板塊對(duì)大學(xué)物理中的電磁學(xué)、近代物理知識(shí)要求高些，這就需要在滿(mǎn)足基本教學(xué)內(nèi)容基本上加強(qiáng)電磁學(xué)、近代物理知識(shí)等部分的教學(xué)。B類(lèi)板塊對(duì)大學(xué)物理中的熱學(xué)、光學(xué)以及量子力學(xué)知識(shí)需求多些，對(duì)于此類(lèi)專(zhuān)業(yè)需加強(qiáng)熱學(xué)和光學(xué)等部分的教學(xué)內(nèi)容。在分層次的基礎(chǔ)上，我們?cè)俅胃鶕?jù)我校實(shí)際的師資力量進(jìn)行相近專(zhuān)業(yè)合班教學(xué)活動(dòng)，這即解決了學(xué)校師資力量的不足，又可以將教師從繁瑣的不斷重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，以保障教師將教學(xué)重心放置在有效的教學(xué)方法研究中。

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，是培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的重要手段之一。大學(xué)物理課程在教學(xué)中通常采取的方法是教授法： 教師“灌”、“填” ，學(xué)生“裝”、“吞”，即教師講課， 學(xué)生聽(tīng)課，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中主體是教師。這種填鴨式教育說(shuō)是蘇聯(lián)教育家凱洛夫發(fā)明的[7]。滿(mǎn)堂灌、填鴨式教學(xué)是目前大學(xué)物理教學(xué)最明鮮的特征[8]。這種傳統(tǒng)的、陳舊的、單一的教學(xué)方法無(wú)法積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無(wú)法發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。為此高校的教師都在不斷更新教學(xué)方法，采用各種好的教育模式[9-10]，其中任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位為中心，讓學(xué)生通過(guò)完成具體的任務(wù)，掌握教學(xué)內(nèi)容，順利完成教學(xué)目標(biāo)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法正符合人類(lèi)的這種認(rèn)知過(guò)程，即人類(lèi)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)總是在平衡—不平衡—新的平衡的循環(huán)中得到不斷的豐富和提高[11]。

左邊部分是歸屬教師主體活動(dòng)內(nèi)容，右邊部分歸屬學(xué)生主體活動(dòng)內(nèi)容，中間部分是教師和學(xué)生共同活動(dòng)協(xié)作進(jìn)行的內(nèi)容。這種教學(xué)模式即體現(xiàn)了以任務(wù)為明線，教學(xué)目標(biāo)為暗線，教師為主動(dòng)，學(xué)生為主體的新型教學(xué)模式?？朔藵M(mǎn)堂灌、填鴨式的以教師為主體的傳統(tǒng)舊教學(xué)模式。

現(xiàn)以《靜電力的功》為例來(lái)說(shuō)明任務(wù)設(shè)計(jì)的基本步驟。

首先分析學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)水平， 確定學(xué)生已經(jīng)具備分析萬(wàn)有引力做功的過(guò)程以及做功特點(diǎn)的基礎(chǔ)， 確定以靜電力做功研究為所設(shè)計(jì)的任務(wù)， 通過(guò)類(lèi)比萬(wàn)有引力做功，分析靜電力做功是學(xué)生自己可以先行探究的。

認(rèn)真細(xì)致分析教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容是任務(wù)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)?！鹅o電力做功》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：

1）熟練掌握靜電力的數(shù)學(xué)矢量表達(dá)式

2）熟練掌握功的定義和數(shù)學(xué)矢量表達(dá)式

3）老師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用類(lèi)比法，通過(guò)前期教學(xué)的萬(wàn)有引力做功特點(diǎn)去分析靜電力做功的特點(diǎn)

4）重點(diǎn)從靜電力和靜電力做功的角度對(duì)靜電場(chǎng)進(jìn)行研究

5）得出靜電場(chǎng)的環(huán)路定理：

過(guò)程與方法：

1）學(xué)會(huì)運(yùn)用對(duì)比的方法來(lái)解決物理問(wèn)題

2）學(xué)會(huì)應(yīng)用微積分思想來(lái)解決物理問(wèn)題

圖3為靜電力做功任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)流程圖，在具體執(zhí)行過(guò)程中，教師指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)資源可以?xún)?yōu)先引入圖4（a）萬(wàn)有引力做功圖，由于本部分內(nèi)容為已經(jīng)講授的內(nèi)容并且和電場(chǎng)力做功有相似點(diǎn)，學(xué)生更易接受。通過(guò)類(lèi)比法使教學(xué)活動(dòng)中對(duì)抽象、難懂的靜電力做功概念的新知識(shí)遷移到簡(jiǎn)單、熟悉的舊知識(shí)萬(wàn)有引力做功的特點(diǎn)上。這樣對(duì)圖4（b）靜電力做功的分析會(huì)使學(xué)生更容易獲得成就感。圖3中的效果評(píng)價(jià)也是此教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，主要包括教師對(duì)任務(wù)完成情況的評(píng)價(jià)以及學(xué)生的自我評(píng)價(jià)，并引導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行正確的相互評(píng)價(jià)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法將抽象的學(xué)習(xí)對(duì)象轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)，學(xué)生會(huì)在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)中運(yùn)用已有的知識(shí)體系基礎(chǔ)上，主動(dòng)不斷探索解決問(wèn)題的途徑。這種可以通過(guò)親身參與而形成的知識(shí)構(gòu)建超越了填鴨式的單一教學(xué)模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

大學(xué)物理課是理工科高等院校的一門(mén)公共基礎(chǔ)課，大學(xué)物理教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期并且復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文分析了本校非物理類(lèi)大學(xué)物理教學(xué)的現(xiàn)狀，從靜電力做功為例引入了大學(xué)物理中的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，這種教學(xué)方法將抽象的學(xué)習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為具體的學(xué)校任務(wù)， 學(xué)生在想完成任務(wù)的思想驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的主動(dòng)應(yīng)用，在自主探索和同學(xué)間互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)過(guò)程中，找出完成任務(wù)的方法，最后通過(guò)任務(wù)的完成來(lái)達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)和培養(yǎng)能力的意義。

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