李 響 林振衡 宋駱林

莆田學院機電工程學院 福建莆田 351100

隨著地方本科院校向應用型轉型，如何真正提高學生的知識應用能力成為教學改革的重中之重[1]。大學物理課程作為理工類專業(yè)開設的一門重要的專業(yè)基礎課，教學改革尤為重要[2]。通過大學物理課程教學，首先讓學生學習基礎理論、概念，在此基礎上，還要培養(yǎng)學生的實踐動手能力、物理思維能力、科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力。大學物理課程的主要目標是讓學生養(yǎng)成科學思維，提高其解決問題的能力。

應用案例式教學法能夠很好地達成大學物理課程的教學目標。案例式教學法最早在美國受到推崇，現在廣泛流行于世界各國教育界[3]。這種教學法需要挑選生產生活中的案例，引導學生思考，遵循“發(fā)現問題、建立模型、解決問題、歸納得出結論”的過程，提高學生的學習積極性，使學生在思考中學到知識，并且增強學生分析問題、解決問題、歸納總結、理論聯(lián)系實際的能力。對于提高學生的知識應用能力很有好處。莆田學院正在向應用型本科院校轉型，案例式教學法尤為適合。

1 案例式教學法實施的背景

莆田學院前身為莆田高等?？茖W校，學校專業(yè)少，大學物理課程主要在計算機應用專業(yè)、機械電子專業(yè)、數學教育專業(yè)等幾個專業(yè)開設。2002年學校升為本科院校后，在學科建設和專業(yè)建設上有了很大進步，設立了多個學科和專業(yè)，所以大學物理課程得以在多個專業(yè)開設，如醫(yī)學類專業(yè)、環(huán)境生物類專業(yè)、機械電子類專業(yè)、數學教育、體育教育等專業(yè)。隨著學校的發(fā)展壯大，本課程也不斷發(fā)展。在教學方面，優(yōu)先采用案例式教學法，并與其他多種教學方法相結合；同時，進一步完善教學大綱、考試大綱、電子教案、多媒體課件等。

傳統(tǒng)大學物理課程通常采用大班教學[4]，圍繞各種定理展開。教師通常以書本為中心，輔助一些案例。教師主講，學生聽課、理解、做筆記、做練習。學生在學習過程中是被動的，一直跟著教師的思路走，甚少自我思考。學生的主動性沒有得到發(fā)揮，對知識的理解不夠深入。而案例式教學法中，教師處于引導的地位，以學生為中心。教師根據需要學習的內容找出合適的案例，引導學生對案例進行剖析和思考，分析其中的科學原理，提出解決方案，測量相關數據，總結推導公式，完成知識的消化和理解。在實施案例式教學的過程中，教師可以用大量鮮活案例激發(fā)學生的學習積極性，如日常生活中的實例，以便于學生更好理解。

2 案例式教學法實施的過程與經驗

2.1 建立大學物理案例庫

首先，為了案例式教學的開展，教師必須編寫貼近知識點的案例庫。這些案例，能夠將大學物理課程中的知識點包含進去。

其次，建立案例的篩選標準。案例須與教學大綱的知識點高度相關，這些案例最好能對大學物理課程的知識點重新進行梳理，揭示知識點產生的背景，努力重現物理學家的發(fā)現過程，展示問題的發(fā)現、解決、歸納、質疑、完善的過程。讓學生學會創(chuàng)造性思維，能夠打破常規(guī)，突破傳統(tǒng)觀念，具備敏銳的觀察力和豐富的想象力，從而使思維具有一種“超前性”。

第三，案例的選擇還要考慮其實現的技術難度、經濟性、實現案例所花費的時間等。案例難度太低就無法達到提高學生解決問題能力、創(chuàng)新思維能力的目的；難度過高則會打消學生的積極性。理工科的案例尤其需要注意可操作性。每個案例都需要仔細構思，并在教學過程中不斷磨合、豐富、完善，力爭做到理論聯(lián)系實際，鍛煉學生解決問題的能力、創(chuàng)新思維的能力。

以第三章《剛體的定軸轉動—力矩、角動量定理》為例，引入了案例式教學：自行車急剎車時，應該花更多力氣剎前輪還是后輪？摩托車呢？剎車方法與自行車有什么不一樣？本案例具有中等難度，其中對于自行車翻轉臨界點的分析、對于自行車和騎手共同的重心位置的確定等都具有一定的難度，但是學生通過思考和查找資料，能夠分析出正確的答案。此案例還具有較強的可操作性，自行車、臺秤、卷尺等實驗器材都是生活中常用的，價格低廉且容易找到。

2.2 做好課堂案例式教學

案例式教學通常有兩個重要的步驟[5]：(1)案例準備。教師提供教學案例，學生針對案例和提出的問題，在教師的指導下做好資料的收集工作。(2)討論及報告。各小組對同一案例進行剖析，并通過分析、梳理形成小組意見，為討論環(huán)節(jié)做好準備。

仍以第三章《剛體的定軸轉動—力矩、角動量定理》為例，引入了“自行車急剎時的剎車策略”這個和實際生活息息相關的案例。從實際出發(fā)，激發(fā)學生的興趣，讓學生積極思考。整堂課在分析案例的同時，圍繞重要知識點“力矩”和“角動量”的概念和表達式展開。在案例的分析過程中，多次強調和應用力矩的不同表達式，加深學生的理解和記憶。

學生在課堂上進行充分討論。在實際的教學過程中，學生首先在課前對山地車的急剎車現象進行實驗和分析，然后在課堂上分成小組討論，再將討論結果上傳至學習通的討論模塊。教師選擇優(yōu)秀的小組上臺演示和講解。其他小組可以點評和反駁。最后學生在課后完成案例報告。

2.3 調整傳統(tǒng)教學法與案例式教學相適應

教學方法要與所選擇的案例相適應。根據知識點和教學目的，創(chuàng)新不同的教學方法，如微信教學、二維碼教學、視頻彈幕教學等，也可以采用情景法等引出問題，引起學生的探究欲望，再采用驅動式教學，不斷提問引導，充分開展課堂討論，研究問題，最終解決問題。教師多問多變，讓學生發(fā)散思維，不依常規(guī)，尋求變化，從多方位、多角度尋求答案，它可以使學生的學習過程自然地變成學生發(fā)現問題、分析問題、解決問題的過程。

仍以第三章《剛體的定軸轉動—力矩、角動量定理》為例，采用情景法引出問題：實驗和視頻演示了急剎時山地車的翻轉現象，采用驅動式教學，引導學生分析山地車翻轉的原因。學生可以掃描二維碼反復觀看引導視頻，利于課后分析思考。采用細桿繞軸轉動模型的動圖分析力矩的意義和力矩的大小；采用PowerPoint畫出示意圖進行深入分析；采用板書推導，引導學生得出力矩的三種表達式；采用形象記憶法讓學生深刻記住力矩的向量表達式。

3 案例式教學法的成效與不足

3.1 提高學生的學習興趣和學習能力

經過案例式教學，學生的學習興趣大為增強，從“怕被選中成為代表”到“主動要求被選中”，激發(fā)了學生的創(chuàng)造性和動手能力。

仍以上文提到的案例為例：自行車和摩托車是學生常見的交通工具，每名學生都會用到剎車。但是大多數學生沒有深入分析過剎車所蘊含的物理原理，特別是摩托車和自行車剎車策略的異同。該案例的討論可以激發(fā)學生強烈的學習興趣。通過案例教學，學生對力矩有了較好的認識，學生不再限制于書本理論和基本知識點的學習，而是通過對實際生活現象的思考，完成擬定的任務目標，激發(fā)了學習積極性和興趣，提高了綜合知識應用能力。

3.2 促進教師教學模式和教學方法的創(chuàng)新

除了引入探究式教學，引入豐富的教具，充分利用多媒體、板書以外，教學還引入了超星學習通教學平臺、利用手機教學等創(chuàng)新型教學方法，取得了不錯的教學效果，力爭讓學習者的知識內化并形成持續(xù)性學習，既要讓學習者學得進去，又要讓學習者持續(xù)地學。

依托案例式教學，成功實現了“大課堂+代表討論”的“半翻轉課堂”。由于條件所限，我校的專業(yè)基礎課采用大班教學，人數眾多，加上階梯教室座椅無法挪動，因此無法實現“翻轉式教學”。將學生按相鄰座位分成“三人小組”，進行討論，然后派代表將討論結果拍照上傳至投影屏幕，教師對這些結果進行篩選后，讓有代表性的小組進行講解和實驗操作，臺下學生也參與討論，從而取得了良好的教學效果。

3.3 學生滿意度較高

從期末的投票數據中可見，學生對案例式教學法表示認同(如圖1、圖2所示)。

圖2 學生對團隊合作能力提升的投票結果

從期末成績中可見，學生積極參與討論，互動較好，對知識的掌握也更加牢固，理解更加透徹，靈活運用知識的能力也得到提高(見表1)。

表1 部分學生期末成績

3.4 不足之處

案例式教學雖然能夠激發(fā)學生的興趣，增強學生的能力，但是也有知識點較為零碎、整體性不強的缺點。因此在案例式教學過程中，要注意總結本節(jié)課在整個章節(jié)中的地位，最好能夠提供本章的知識脈絡圖，這樣可以幫助學生形成完整的知識脈絡。

4 結語

案例式教學法以學生為主體，讓其主動思考學習，鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，也提高了學生的物理思維能力、科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和實踐動手能力。教師需要在課前課后做大量的工作，包括建立案例庫、調整教學法等，采用案例式教學法能較好地實現教學目標。