黃喜強(qiáng) 張伶莉 王曉鷗 劉志國 曹永印 時(shí)紅艷 王 旸 王先杰 孟慶鑫 張 宇

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)物理學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150001 )

1 引言

國際21世紀(jì)教育委員會(huì)向聯(lián)合國教科文組織提交的報(bào)告《教育——財(cái)富蘊(yùn)藏其中》指出:為了適應(yīng)不斷變革的世界,教育要使學(xué)習(xí)者“學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)共存、學(xué)會(huì)生存”,這被稱為學(xué)習(xí)的四大支柱[1]．這也是我國全面推進(jìn)素質(zhì)教育要努力實(shí)現(xiàn)的培養(yǎng)目標(biāo)．大學(xué)物理課程作為工科院校的必修基礎(chǔ)課,課程改革必須朝著這個(gè)方向進(jìn)行．課程作業(yè)是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)．學(xué)生通過完成作業(yè)可以強(qiáng)化知識(shí)和技能,教師通過批改作業(yè)可以了解學(xué)生情況,為教學(xué)計(jì)劃調(diào)整提供依據(jù)．因此,如何有效利用作業(yè)這個(gè)平臺(tái),充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用,是大學(xué)物理課程改革的一個(gè)重要的方向．

知識(shí)輸出(knowledge output,簡稱KO)是知識(shí)的應(yīng)用、傳播和再創(chuàng)作過程的總稱．對于學(xué)生來說,回答問題、做作業(yè)、給別人講解等過程都屬于知識(shí)輸出．知識(shí)輸出是非常重要的,它有助于知識(shí)資源的整合、反思、記憶和掌握,以及提高學(xué)習(xí)效率等[2-3]．實(shí)現(xiàn)知識(shí)輸出的方式可分為3種:文字書寫、語言表述和肢體動(dòng)作．若同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種以上方式,則可稱為立體式知識(shí)輸出(stereoscopic knowledge output,簡稱SKO);而僅實(shí)現(xiàn)某一種輸出方式,則稱為平面式知識(shí)輸出(planar knowledge output,簡稱PKO)．采用SKO作業(yè)教學(xué)策略是使學(xué)生獲得學(xué)習(xí)四大支柱的可行方式,利于全面考查學(xué)生的能力,也有助于教師全方位了解學(xué)生知識(shí)盲點(diǎn),進(jìn)行教學(xué)調(diào)整．近年來手機(jī)等電子產(chǎn)品以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)滲透到我們的學(xué)習(xí)生活中,這也使得課后進(jìn)行SKO活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)[4-6]．前人在大學(xué)物理作業(yè)改革方面已經(jīng)做了大量的工作,在作業(yè)形式、設(shè)計(jì)等方面取得了較好成效[7-8],但在諸多作業(yè)形式中還很少強(qiáng)調(diào)SKO過程．課后SKO作業(yè)具有傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè)無法實(shí)現(xiàn)的功能．傳統(tǒng)大學(xué)物理紙質(zhì)作業(yè)雖然有著形式穩(wěn)定,答案客觀統(tǒng)一,利于應(yīng)試等優(yōu)點(diǎn)[9],但是紙質(zhì)作業(yè)僅實(shí)現(xiàn)了學(xué)生“文字書寫”的PKO過程,無法實(shí)現(xiàn)“語言表述”和“肢體動(dòng)作”等方式的SKO過程．

本文在前人工作的基礎(chǔ)上,在大學(xué)物理作業(yè)中加入 SKO元素,實(shí)施一種關(guān)于大學(xué)物理課程SKO作業(yè)的教學(xué)策略,獲得在傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè)中難以獲得的信息,全面了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思,針對性進(jìn)行輔導(dǎo),使學(xué)生更加深入地理解物理概念和物理過程,促使學(xué)生建立清晰的物理圖像,同時(shí)提升其知識(shí)輸出表達(dá)能力和應(yīng)用能力．此教學(xué)策略是以作業(yè)為導(dǎo)向,促使學(xué)生“學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)共存、學(xué)會(huì)生存”,獲得學(xué)習(xí)的四大支柱．此教學(xué)策略也受到學(xué)生的喜愛,給與他們充分展示和相互協(xié)作、自行探索的平臺(tái)．

2 SKO作業(yè)的教學(xué)實(shí)施過程

2.1 SKO作業(yè)的設(shè)計(jì)

2.1.1 基于物理概念和理論的SKO作業(yè)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè)實(shí)現(xiàn)的是文字書寫的PKO過程,往往要求回答出問題的一些要點(diǎn)即可,會(huì)略去一些問題細(xì)節(jié)的分析．SKO作業(yè)并不是將紙質(zhì)作業(yè)簡單地念出來或背出來,而是要將整個(gè)問題的思路講出來,這就需要不僅回答出問題要點(diǎn),還要將問題給聽者講解清楚,類似給聽者講課．因此,SKO作業(yè)的考查要求更高,考查點(diǎn)也更細(xì)化、更全面．有的學(xué)生理解得不夠透徹,可能做紙質(zhì)作業(yè)分?jǐn)?shù)很高,但要把題目講解出來,就會(huì)暴露出很多知識(shí)盲點(diǎn)和欠缺的能力,這一點(diǎn)相信諸多教育工作者們深有同感．

基于物理概念和理論的SKO作業(yè)主要選擇包含豐富物理概念、物理過程和物理原理的題目,增加問題綜合性,這樣更容易考查學(xué)生的知識(shí)邏輯和思維能力,也可考查和鍛煉學(xué)生的講解和語言表達(dá)能力,容易使學(xué)生暴露知識(shí)盲點(diǎn),方便教師調(diào)整教學(xué)．這類作業(yè)可分為兩類,即語音作業(yè)與視頻作業(yè)．例如讓學(xué)生語音講解:楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,普通光源與雙縫之間存在一個(gè)單縫,那么這個(gè)單縫的作用是什么?或者視頻講解:兩個(gè)玻璃片構(gòu)成一個(gè)空氣劈尖,用普通光源照射的話為什么一般只考慮劈尖區(qū)域的薄膜干涉,而不考慮玻璃片本身的薄膜干涉(即玻璃片本身上下表面反射光線間的干涉)?這樣的題目看似與往常的紙質(zhì)作業(yè)區(qū)別不大,但在完成作業(yè)的過程中,對學(xué)生的知識(shí)邏輯、語言表達(dá)、總結(jié)能力等有更全面立體的考查．

2.1.2 基于理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)的SKO作業(yè)設(shè)計(jì)

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),理論與實(shí)驗(yàn)相互結(jié)合,才能達(dá)到好的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果．此類SKO作業(yè)中涉及了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和講解,親自動(dòng)手設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生對知識(shí)的理解更加深入．在小組分工合作中,學(xué)生也學(xué)會(huì)關(guān)心、學(xué)會(huì)分享、學(xué)會(huì)合作,進(jìn)而學(xué)習(xí)社會(huì)交往的思維．對于這類作業(yè),可以要求學(xué)生針對力學(xué)(光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué))等知識(shí),自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),錄制并上交一個(gè)視頻文件,視頻中要求在實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí),講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、原理、操作及現(xiàn)象．

需要注意的是,本作業(yè)不僅要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)操作通過視頻展示出來,最關(guān)鍵的是需要學(xué)生將這個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和物理原理講解清楚,實(shí)現(xiàn)“肢體動(dòng)作+語言表述”的SKO過程．在這個(gè)作業(yè)的完成過程中,使學(xué)生不僅學(xué)會(huì)認(rèn)知,學(xué)會(huì)做事,也讓他們通過合作學(xué)會(huì)共處、生存．

2.1.3 基于實(shí)際應(yīng)用的SKO作業(yè)設(shè)計(jì)

對非物理專業(yè)的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程時(shí),與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來至關(guān)重要,能讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)以致用,提高學(xué)習(xí)興趣和應(yīng)用能力．例如可以要求學(xué)生以小組為單位,準(zhǔn)備一個(gè)關(guān)于大學(xué)物理電磁學(xué)知識(shí)實(shí)際應(yīng)用的報(bào)告,內(nèi)容包括此應(yīng)用所涉及的物理概念、物理理論、應(yīng)用原理、應(yīng)用前景等,并要求小組選出代表在課堂上給全班同學(xué)進(jìn)行講解和分享．

以往此種報(bào)告式作業(yè),通常上交一個(gè)紙質(zhì)報(bào)告即可,即僅實(shí)現(xiàn)了文字書寫的PKO過程．然而,這里的SKO作業(yè)加入了學(xué)生現(xiàn)場講解報(bào)告的環(huán)節(jié),是對學(xué)生各方面能力的全面鍛煉與考查,對學(xué)生提出了更高的要求．

2.2 SKO作業(yè)的評價(jià)與反饋

作業(yè)的評價(jià)與反饋是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)．學(xué)生在完成SKO作業(yè)的過程中,會(huì)暴露出一些在紙質(zhì)作業(yè)中難以暴露的細(xì)節(jié)問題,教師在評價(jià)批改時(shí),應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注．具體如下:

(1)暴露物理概念理解方面的細(xì)節(jié)問題

上面語音作業(yè)實(shí)例中,通常的紙質(zhì)答案中把單縫的作用歸結(jié)為減小光源寬度,也就是把單縫看作光源．然而單縫不發(fā)光,怎么能看作是光源呢?看作是光源的哪一部分呢?事實(shí)上,實(shí)驗(yàn)用的普通光源上的所有點(diǎn)發(fā)出的光,初相位隨機(jī)分布,根據(jù)惠更斯原理,它們在單縫中的某一點(diǎn)處相遇并發(fā)生非相干疊加,造成此相遇點(diǎn)處的初相位是隨機(jī)的,這樣單縫就可看作是一個(gè)寬度為縫寬的普通光源．關(guān)于這個(gè)細(xì)節(jié)問題,有的學(xué)生并沒有給與講解,這說明對光源這一物理概念的理解還比較模糊,不夠深入,我們必須加以強(qiáng)調(diào)．

(2)暴露物理原理理解方面的細(xì)節(jié)問題

仍以上面語音作業(yè)為例,光源上不同點(diǎn)發(fā)出的光,在屏上產(chǎn)生的干涉條紋不重合,相互錯(cuò)開最終導(dǎo)致屏上條紋可見度為零,紙質(zhì)作業(yè)中通?；卮鸬酱朔N程度即可．然而學(xué)生在語音作業(yè)中要想進(jìn)行深入的講解,必須將很多細(xì)節(jié)上的原理講解清楚．比如:需強(qiáng)調(diào)光源上不同點(diǎn)發(fā)出的光為非相干光,所以它們各自在屏上的干涉條紋間的疊加不會(huì)另外產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,屬于非相干疊加,即光強(qiáng)的疊加．有的學(xué)生在講解過程中遺漏了這樣細(xì)節(jié)上的原理講解,而這種遺漏在紙質(zhì)作業(yè)中很難被發(fā)現(xiàn)．

(3)暴露物理過程理解方面的細(xì)節(jié)問題

以上面視頻作業(yè)為例,有的學(xué)生在畫光線時(shí),逆著光的傳播方向畫;還有的學(xué)生在講解兩條光線間的光程差時(shí),所指的光線不是光程差所對應(yīng)的那兩條光線;還有的學(xué)生在指出干涉條紋時(shí),指的地方卻不是干涉條紋定域的地方(劈尖表面),而是遠(yuǎn)離定域的位置,這些都表明了學(xué)生對物理過程的理解存在著問題和偏差,然而學(xué)生寫出的公式及結(jié)論往往是正確的,這使得問題在紙質(zhì)作業(yè)中很難暴露．

(4)暴露表達(dá)能力方面的問題

在大學(xué)物理教學(xué)過程中,學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)也是重要的一環(huán),這里的表達(dá)能力主要體現(xiàn)在知識(shí)輸出方面．好的表達(dá)能力,不但有助于知識(shí)的融會(huì)貫通,還有利于日后的復(fù)試、面試、學(xué)術(shù)交流等工作．教師在批改SKO作業(yè)的過程中,通過學(xué)生表達(dá)的節(jié)奏、重音、抑揚(yáng)頓挫,能夠判斷出學(xué)生的表達(dá)能力強(qiáng)弱,甚至能大概判斷學(xué)生對知識(shí)理解的深入程度．這一方面的信息也是在紙質(zhì)作業(yè)中難以獲得的．加強(qiáng)這方面的培養(yǎng),有助于提高學(xué)生的表達(dá)能力.

(5)暴露學(xué)習(xí)態(tài)度方面的問題

有的學(xué)生在完成SKO作業(yè)時(shí),僅僅把紙質(zhì)作業(yè)答案或?qū)懞玫膱?bào)告念出來或背出來,沒有去試圖講解,實(shí)質(zhì)僅僅完成了文字輸出的PKO過程,不是一個(gè)SKO過程．還有的學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的SKO作業(yè)中,僅僅有實(shí)驗(yàn)操作,卻沒有講解,也不是一個(gè)SKO過程．這樣,SKO作業(yè)就失去了意義．這些行為也在某種程度上暴露了學(xué)習(xí)態(tài)度問題,而如果交紙質(zhì)作業(yè)的話,他的答案往往卻是正確的,學(xué)習(xí)態(tài)度問題很難暴露．

學(xué)生完成SKO作業(yè)后,通過教師評語和觀看優(yōu)秀作業(yè)展播得到反饋,尋找差距和知識(shí)盲點(diǎn),全面提升自己．教師利用SKO作業(yè)的反饋,能夠得到較全面的教學(xué)信息,把握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),為后期的教學(xué)反思提供重要素材和依據(jù)．教師還可根據(jù)SKO作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的問題,課后進(jìn)行有針對性的教學(xué)輔導(dǎo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有的放矢．

3 關(guān)于SKO作業(yè)策略實(shí)施的調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果及分析

為了進(jìn)一步了解學(xué)生對SKO作業(yè)策略的反應(yīng),我們對學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查．問卷中列出了6個(gè)問題,調(diào)查學(xué)生對SKO作業(yè)的態(tài)度、SKO作業(yè)對學(xué)生的影響、學(xué)生完成一個(gè)錄制視頻的SKO作業(yè)的時(shí)間以及學(xué)生認(rèn)為布置的SKO作業(yè)的合適次數(shù)．表1給出了學(xué)生的問卷反饋．從學(xué)生的反饋中,可以看出學(xué)生對SKO作業(yè)很感興趣,以及SKO作業(yè)對其學(xué)習(xí)的幫助也比較認(rèn)可．雖然完成SKO作業(yè)相對來說需要耗費(fèi)的時(shí)間較長,但學(xué)生還是希望每學(xué)期多布置幾次,普遍認(rèn)為是2～3次．教師可以根據(jù)教學(xué)的需要布置不同形式的SKO作業(yè),進(jìn)行相關(guān)教學(xué)活動(dòng)．讓學(xué)生在完成作業(yè)的過程中,充分得到鍛煉,獲得學(xué)習(xí)的能力.

表1 關(guān)于SKO作業(yè)策略的問卷調(diào)查

4 結(jié)束語

在大學(xué)物理教學(xué)中引入SKO作業(yè),實(shí)施立體式知識(shí)輸出作業(yè)策略．通過這樣的作業(yè)設(shè)計(jì)與布置,引導(dǎo)學(xué)生不僅學(xué)習(xí)知識(shí)本身,更重要的是在共同知識(shí)內(nèi)化的過程中,相互促進(jìn),學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)共存、生存,獲得學(xué)習(xí)的四大支柱．實(shí)踐表明這樣的作業(yè)有利于學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的深入掌握,提高學(xué)生的知識(shí)輸出表達(dá)能力,有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題,受到學(xué)生的喜歡．