許雪松，荊 波，王軼卓，彭 勇，王耀川

網(wǎng)絡(luò)時代，學(xué)生獲取知識的渠道多元，傳統(tǒng)的“以教師為中心”的單向灌輸?shù)慕虒W(xué)模式不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，限制了學(xué)生的思考空間和探索的自由度，學(xué)習(xí)通道狹窄；相當(dāng)一部分學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，缺乏主動獲取專業(yè)知識的動力，為了應(yīng)付考試和獲得學(xué)分而學(xué)習(xí)；學(xué)生的眼界有限，所學(xué)知識停留在純粹的理論層面，建立科學(xué)期待的意識差，缺少探索科學(xué)問題的精神，更沒有切身享受學(xué)習(xí)科學(xué)知識帶來的成就感。因此，大多數(shù)學(xué)生的物理學(xué)理論課程學(xué)習(xí)處在淺表狀態(tài)。在《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》中，國家大力倡導(dǎo)各高校要廣泛開展啟發(fā)式、討論式、參與式教學(xué)，推動教師把國際前沿學(xué)術(shù)發(fā)展、最新研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)融入課堂教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的批判性和創(chuàng)造性思維。物理學(xué)理論課程教學(xué)應(yīng)以此為契機(jī)，剖析學(xué)生、分析課程，樹立新時代的教學(xué)觀，多方位、多視角地從學(xué)生的學(xué)習(xí)需要出發(fā)，重構(gòu)知識結(jié)構(gòu)與學(xué)習(xí)過程，助力學(xué)生知識和能力共成長。

一、高校物理學(xué)理論課程教學(xué)特點(diǎn)及現(xiàn)狀

人類在對物質(zhì)世界的探索過程中進(jìn)行物質(zhì)創(chuàng)造和精神思考，從而推動了人類文明的發(fā)展。物理學(xué)的發(fā)展與人類的文明進(jìn)步相伴相生，是人類的寶貴資源和精神財(cái)富，是人類認(rèn)識世界和改造世界的重要支撐。物理思想與方法不僅對物理學(xué)本身有價值，而且對整個自然科學(xué)，乃至社會科學(xué)的發(fā)展都有重要貢獻(xiàn)。物理學(xué)中的理論課程是物理學(xué)大廈堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)好理論課程有益于學(xué)生構(gòu)建物理理論思維和進(jìn)行具有廣度和深度的科學(xué)探索，探索的前提是必須繼承先輩留下的成熟的知識遺產(chǎn)，這就對高等學(xué)校中從事物理教學(xué)的教師提出了高要求。

“教學(xué)”=“教師的教”+“學(xué)生的學(xué)”，這是一種人類特有的人才培養(yǎng)活動。“教”重在有內(nèi)容、有目的、有方案、有側(cè)重、有組織；“學(xué)”重在有吸收、有總結(jié)、有應(yīng)用、有轉(zhuǎn)化、有提升。教師的知識傳授藝術(shù)與學(xué)生的深度學(xué)習(xí)息息相關(guān)。教學(xué)有法又教無定法，對物理理論課程教學(xué)而言，教師應(yīng)該怎樣把握課程難度、控制教學(xué)節(jié)奏、教學(xué)進(jìn)程等才能取得理想的教學(xué)效果呢？教學(xué)實(shí)踐表明，教師需結(jié)合課程特點(diǎn)、學(xué)生現(xiàn)狀、專業(yè)需求等采取靈活有效的措施，提升物理學(xué)理論課程的授課品質(zhì)和學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

（一）物理學(xué)理論課程的共同特點(diǎn)。1.物理學(xué)的重大突破都有數(shù)學(xué)的融入，即物理學(xué)以數(shù)學(xué)為工具語言，數(shù)學(xué)是物理學(xué)重要的知識載體。2.物理學(xué)的概念和原理內(nèi)涵深刻、知識體系嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯性強(qiáng)，成熟但并不古老。3.物理學(xué)理論應(yīng)用廣泛，幾乎向一切學(xué)科滲透，它是理工科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，如激光、無線電、微電子、原子能等領(lǐng)域都是從物理學(xué)中分化出去且形成的獨(dú)立學(xué)科，冶金、機(jī)械、通訊、計(jì)算機(jī)等等領(lǐng)域也都需要物理學(xué)知識做支撐。4.物理學(xué)被古人稱為“自然哲學(xué)”，是以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有其他教學(xué)內(nèi)容和形式所不能替代的作用。5.物理學(xué)的發(fā)展與科學(xué)家們的科學(xué)歷程息息相關(guān)，典型范例可以喚起學(xué)生們的求知欲和科學(xué)情懷。6.物理學(xué)中的數(shù)學(xué)語言可以用匯編語言程序化，從而進(jìn)行知識的總結(jié)與拓展，還可以進(jìn)一步圖形化，化抽象為形象。7.物理學(xué)的理論用于指導(dǎo)生產(chǎn)生活實(shí)踐，實(shí)踐可以檢驗(yàn)理論的正確性、可以去偽存真，發(fā)揮科學(xué)理論的積極作用。8.關(guān)注與物理學(xué)有關(guān)的前沿科技，如神舟發(fā)射、深海蛟龍、5G通信、北斗導(dǎo)航等等，激發(fā)學(xué)生的探索欲。

（二）理工科學(xué)生現(xiàn)狀。1.備戰(zhàn)高考時，輕松、浪漫的大學(xué)生活為學(xué)生的精神追求，理工科專業(yè)課程多、任務(wù)重，現(xiàn)狀與夢想之間的差距使得一些學(xué)生迷失了方向。2.擴(kuò)大招生圓了好多學(xué)生的大學(xué)夢，相對而言，學(xué)生的素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力均有所下降，對慣常的物理課程教學(xué)內(nèi)容的接受程度也與隨之下降；3.新高考選科制度下，一些學(xué)生為了追求高分回避物理科目，致使物理基礎(chǔ)只有學(xué)業(yè)考試水平，薄弱的物理基礎(chǔ)使得這些學(xué)生的物理課程學(xué)習(xí)相當(dāng)困難。4.從社會層面上看，相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生畢業(yè)后所從事的工作與物理課程學(xué)習(xí)關(guān)系不大，這對在校大學(xué)生的學(xué)習(xí)生態(tài)有很大影響。5.課堂上學(xué)生的參與度低。相當(dāng)一部分學(xué)生沒有目標(biāo)，有的學(xué)生甚至是“我媽讓我學(xué)”，課程學(xué)習(xí)完全處于被動狀態(tài)，沒有高要求，及格或者能夠畢業(yè)就行，由于很難協(xié)調(diào)學(xué)生的胃口，教師的教學(xué)活動經(jīng)常得不到學(xué)生的響應(yīng)。6.部分學(xué)生有進(jìn)一步求學(xué)的想法，需要在理論課程中有更多的積累和突破，為從事科研工作打牢基礎(chǔ)。7.先修課程學(xué)習(xí)膚淺，不能在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中無縫對接。如電動力學(xué)課程，需要高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)學(xué)物理方法、電磁學(xué)、光學(xué)等課程知識的積累和應(yīng)用，相當(dāng)比例的學(xué)生完全沒有頭緒，概念、定理、定律極其模糊，有限的知識儲備根本談不上靈活應(yīng)用。

（三）專業(yè)需求。以我校應(yīng)用物理專業(yè)為例，學(xué)生的畢業(yè)出口有升學(xué)、考取公務(wù)員和事業(yè)單位、在大中型企業(yè)就職和自主擇業(yè)等，畢業(yè)后升學(xué)比例約40%，即相當(dāng)一部分學(xué)生畢業(yè)后從事的工作與專業(yè)課程學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)度較低。純粹的物理專業(yè)尚且如此，其他專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后還需要用到物理專業(yè)知識的比例則更低。

二、高校物理學(xué)理論課程教學(xué)實(shí)踐及思考

青年大學(xué)生的思想政治狀況、道德品質(zhì)和科學(xué)文化素質(zhì)關(guān)乎整個民族的發(fā)展和祖國的未來。在信息技術(shù)高度發(fā)展的今天，著力培養(yǎng)大學(xué)生的政治素養(yǎng)和文化素養(yǎng)繼而使之成為具有過硬素質(zhì)的接班人是擺在高等學(xué)校教育管理者和任課教師面前的重要任務(wù)。物理學(xué)是在人類探索自然奧秘的過程中形成的學(xué)科，每一次重大發(fā)現(xiàn)和突破都引發(fā)新領(lǐng)域、新方向，甚至衍生新的科學(xué)技術(shù)，盡管理論知識比較抽象，但是學(xué)好物理就會發(fā)現(xiàn)物理不僅有趣而且有用；學(xué)好物理會建立與眾不同的思維方式。作為高校從事物理學(xué)專業(yè)理論課程教學(xué)的老師，要以現(xiàn)代的觀點(diǎn)審視傳統(tǒng)的物理教學(xué)內(nèi)容，要充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段全面整合各類教學(xué)資源，在以學(xué)生為中心的教學(xué)活動中做到知識傳授和思想引領(lǐng)，幫助學(xué)生愉悅地主動獲取知識并付諸實(shí)踐。有鑒于此，打造網(wǎng)絡(luò)時代下的新型課堂意義重大。教學(xué)實(shí)踐表明，教師結(jié)合課程特點(diǎn)、學(xué)生現(xiàn)狀、專業(yè)需求和未來發(fā)展等進(jìn)行以下有益嘗試，可以顯著提升教學(xué)品質(zhì)。

（一）充分調(diào)研確定學(xué)期學(xué)習(xí)任務(wù)。就某一門課程而言，不同專業(yè)、不同學(xué)年、不同時代的學(xué)習(xí)任務(wù)不能一成不變。一般來說，對于非物理專業(yè)的物理學(xué)理論課程教學(xué)，需要深度調(diào)研，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)需求確定明晰的教學(xué)任務(wù)，要體現(xiàn)專業(yè)特色；而對物理專業(yè)而言，要考慮學(xué)生的特點(diǎn)、與學(xué)過知識的銜接、為后續(xù)課程服務(wù)等，以完成培養(yǎng)計(jì)劃的基本要求。除此之外，還需要考慮部分學(xué)生需要高層次學(xué)習(xí)、需要科研訓(xùn)練等。所以，確定學(xué)生的學(xué)期學(xué)習(xí)任務(wù)是一個復(fù)雜的工程，不可一概而論。

（二）數(shù)學(xué)知識準(zhǔn)備。每一門物理學(xué)理論課程中的理論規(guī)律都以數(shù)學(xué)形式呈現(xiàn)，深入理解物理規(guī)律豐富而深刻的物理意義以及熟練應(yīng)用定理定律解決具體問題才真正達(dá)到學(xué)習(xí)物理課程的目的。大多數(shù)學(xué)生缺少這種知識轉(zhuǎn)化的能力，原因就在于數(shù)學(xué)知識停留在淺層，不能建立物理圖像，更不能在物理問題中準(zhǔn)確理解和應(yīng)用，因此將理論課程所需要的數(shù)學(xué)知識前移至物理課程之前將大有裨益。如電動力學(xué)課程中矢量場基礎(chǔ)知識，如代數(shù)運(yùn)算、微分運(yùn)算、張量分析等。

（三）前置課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，充分預(yù)習(xí)且形成問題。問題即不能用已有知識解決的疑問，同一問題對不同學(xué)生的復(fù)雜程度也不同。教師可制作微視頻（包括知識要點(diǎn)、問題等）、提綱式的PPT將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容提前一周告知學(xué)生，同時推薦匹配的中國大學(xué)MOOC資源，學(xué)生便可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源和教材進(jìn)行自主前置學(xué)習(xí)。再在課前匯總學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到或提出的問題，然后針對這些問題重新梳理課堂教學(xué)內(nèi)容，在課堂教學(xué)實(shí)施過程中有針對性和有所側(cè)重地解決問題，消除學(xué)生的疑問，使物理知識清晰呈現(xiàn)。

（四）課程內(nèi)容先易后難、循序漸進(jìn)。根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和課程特點(diǎn)，審視理論物理課程中各個部分的相對關(guān)系及其地位，對教材的內(nèi)容、順序、結(jié)構(gòu)作統(tǒng)一重構(gòu)，既保持理論物理課程理論的嚴(yán)謹(jǐn)性和完整性，又便于學(xué)生消化和吸收。目前，在物理學(xué)理論課程學(xué)時普遍壓縮的情況下，可以避免過多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與證明，將側(cè)重點(diǎn)放在深入理解物理學(xué)理論規(guī)律、建立清晰的物理圖像和解決實(shí)際物理問題等方面。

（五）打開與物理學(xué)理論相關(guān)的科技前沿“窗口”。如：以北京大興國際機(jī)場建設(shè)、天眼工程、蛟龍?zhí)栞d人潛水器、天宮號太空實(shí)驗(yàn)、墨子號量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、北斗定位導(dǎo)航等為切入話題，討論工程的物理結(jié)構(gòu)、聲光電科技、科學(xué)功能等，感受知識的力量與魅力，通過實(shí)實(shí)在在、活生生的典型和前沿科技讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理學(xué)知識的神奇魅力，鼓勵學(xué)生去追蹤、去探索，這對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力大有裨益。

（六）開展線上線下混合教學(xué)。使用智能手機(jī)、平板電腦已經(jīng)成為學(xué)生的日常，學(xué)習(xí)也不再是簡單的實(shí)體課堂教學(xué)活動。教師應(yīng)充分利用各種資源，采用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段，改變傳統(tǒng)的理論課堂單純教師講授的單一授課模式，將學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教師講授等學(xué)習(xí)方式有機(jī)整合。在傳統(tǒng)的教師講授、微視頻、MOOC等基礎(chǔ)上充分利用Blackboard等平臺建設(shè)多維網(wǎng)絡(luò)資源，包括預(yù)習(xí)模塊、課程學(xué)習(xí)模塊、自我測試模塊、國外教學(xué)資源共享模塊和演示實(shí)驗(yàn)?zāi)K等，除此之外，還可進(jìn)行作業(yè)上傳與批改。這樣的混合教學(xué)不僅實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的立體化以及教學(xué)資源的深度拓展和融合，而且可以整合數(shù)據(jù)資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方便了解學(xué)情，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，也有助于任課教師積累教學(xué)素材、豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

（七）將物理模型程序化，開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。利用倍受學(xué)生青睞的科技產(chǎn)品計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)大量的科學(xué)計(jì)算，輔以作圖軟件便可將計(jì)算結(jié)果可視化，將不能或不能用實(shí)驗(yàn)演示的物理內(nèi)容用計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行模擬演示，拓寬了物理內(nèi)涵，學(xué)生可切身感受枯燥的理論知識轉(zhuǎn)化為直觀圖形的神奇魅力。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和形式上的創(chuàng)新，可以大大激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識和探索精神，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供有力支撐，同時也提升了教師自身的教學(xué)水平和科研能力。

（八）推行問題引導(dǎo)的學(xué)生為中心的研究型教學(xué)模式。這種教學(xué)模式倡導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和知識的自我建構(gòu)。教師從教學(xué)科研領(lǐng)域中挖掘課題開展科研，引導(dǎo)學(xué)生參與教科研項(xiàng)目，教給他們查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法與思路，指導(dǎo)學(xué)生撰寫科技小論文，發(fā)揮學(xué)生特長。由于學(xué)時有限，課堂上這種研究型學(xué)習(xí)的占比自然受限，可以延展課堂或以第二課堂的形式呈現(xiàn)。這種由學(xué)生主動參與的課堂學(xué)習(xí)與知識建構(gòu)，不僅提高了教學(xué)效果而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。

（九）翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂包括研究性學(xué)習(xí)和線上線下混合教學(xué)要素，翻轉(zhuǎn)課堂中，盡管教師的角色從主動變被動，從主導(dǎo)變引導(dǎo)，但從側(cè)面加強(qiáng)了教師所扮演的角色，要求老師通過提問、交流討論、項(xiàng)目完成情況分析等把握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，實(shí)際上是對授課教師提出了更高要求。其優(yōu)越性在于真正實(shí)現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教育理念，所有的學(xué)生都可以參與，技術(shù)應(yīng)用、協(xié)作學(xué)習(xí)和個性化教育都可以在翻轉(zhuǎn)課堂上實(shí)現(xiàn)，但是，對于物理課程而言，知識點(diǎn)集中，國內(nèi)的學(xué)生不擅于提問和主動性不強(qiáng)，會直接影響翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果。所以，物理理論課程可以結(jié)合專題進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試和探索，不適合貫穿課程始終。

（十）案例教學(xué)。學(xué)習(xí)過程是一個認(rèn)識逐漸深化的過程，如何引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、由吸納知識轉(zhuǎn)化為主動應(yīng)用以解決具體問題考驗(yàn)著教師的課程設(shè)計(jì)水平。在物理類理論課程中，適當(dāng)采用教學(xué)案例法可以激發(fā)和誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)動向、進(jìn)而進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，即教師在學(xué)生已經(jīng)掌握學(xué)科基礎(chǔ)知識和具有一定的分析能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，將學(xué)生帶入“問題情境”。如電磁場理論中高斯定理部分的學(xué)習(xí)中“如何選擇合適的高斯曲面”、重在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力和繪圖能力的軟件類課程教學(xué)等均適宜采用“案例教學(xué)”。在此過程中，學(xué)生先捕捉知識，然后經(jīng)過縝密思考獲取解決方案，最后凝練總結(jié)，這是一個能力逐漸提升的過程。當(dāng)然，在處理問題過程中，學(xué)生的知識走向可能與教師的設(shè)置有偏差，教師可以適時輔以干預(yù)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生獲得知識與技能。

（十一）課程思政。物理學(xué)理論物理課程蘊(yùn)含著豐富的物理思想、辯證唯物主義內(nèi)容、科學(xué)家的家國情懷、科學(xué)之美等要素，定理、定律都源于科學(xué)家們智慧的結(jié)晶，可以非常自然地以科學(xué)成果為切入點(diǎn)，將科學(xué)家們?nèi)〉每茖W(xué)成果的艱辛歷程、深明大義、艱苦抉擇、博愛擔(dān)當(dāng)?shù)冉Y(jié)合到具體的物理問題中，引導(dǎo)學(xué)生的思維向縱深發(fā)展，深刻領(lǐng)會大家的“家國情懷”與“民族擔(dān)當(dāng)”，引導(dǎo)學(xué)生有所思、有所想、更有所行動，將所學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自身的修養(yǎng)和素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一、教書與育人的和諧統(tǒng)一。引入課程思政的教學(xué)會更有溫度、更有張力、也更有活力。

普通高等學(xué)校教師承載著教書和育人的雙重使命。授課教師作為知識的傳授者總是對學(xué)生的學(xué)習(xí)充滿期待，期待他們掌握基本知識、期待他們深入學(xué)習(xí)、期待他們靈活應(yīng)用、期待他們在自然的學(xué)習(xí)過程中獲得高層次的發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)時代背景和立德樹人教育理念下，要培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，本科教育階段的教學(xué)改革重在打破傳統(tǒng)的灌輸式教育教學(xué)模式，以豐盈學(xué)生內(nèi)心、讓學(xué)生有角色感、有參與意識、有重任在肩的姿態(tài)為抓手，教師須開源節(jié)流，走進(jìn)學(xué)生的內(nèi)心，適時、深度開發(fā)和整合教育教學(xué)資源，不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教育理念，采取與時代相符合的教育教學(xué)方法和教學(xué)手段從事教育教學(xué)工作，只有這樣才能站好高校教師這方神圣的大舞臺。