荊濤 梁冬梅

[摘要]大學(xué)物理作為重要的基礎(chǔ)課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、獨立自主、抽象思維等方面起著積極作用，高校物理教學(xué)很大程度上體現(xiàn)著高校總體實力。進(jìn)入新時期，信息技術(shù)的迅速發(fā)展為教學(xué)改革注入了新的活力，將信息技術(shù)融入大學(xué)物理教學(xué)之中，在課程設(shè)計、教學(xué)模式、教材重構(gòu)等方面進(jìn)行深度融合，創(chuàng)新教學(xué)模式，突破傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)中的弊端，實現(xiàn)大學(xué)物理課堂教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)育人質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理；教學(xué)與信息技術(shù)深度融合；教學(xué)模式

[中圖分類號]G633.7；G434? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.04.055

引言

隨著信息技術(shù)與教育之間聯(lián)系的日益緊密，教學(xué)信息化已是大勢所趨。教學(xué)信息化結(jié)合了大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術(shù)，實現(xiàn)了以“教師為中心”向“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。大學(xué)物理課程作為全國高校理工科學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課程，對各專業(yè)的工程認(rèn)證、學(xué)生的畢業(yè)達(dá)成度以及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有不可替代的作用[1]。因此，在新形勢下，高校要立足自身實際，針對自身在物理課程教學(xué)存在的問題，順應(yīng)時代發(fā)展潮流，結(jié)合信息化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)模式創(chuàng)新，優(yōu)化物理教學(xué)的質(zhì)量和實效。

一、信息技術(shù)在大學(xué)物理教學(xué)中的作用

（一）提高物理課堂教學(xué)實效

不同于其他學(xué)科，大學(xué)物理課程包含海量的公式、理論、定理、概念等，這些知識點具有抽象性強(qiáng)的特點，在教學(xué)和學(xué)習(xí)中需要教師細(xì)致講解和學(xué)生大量的記憶；而部分學(xué)生采取死記硬背的方式，雖達(dá)到記憶的效果但在理解方面還存在不足，不利于提高學(xué)習(xí)效果。在將信息技術(shù)引入教學(xué)后，可以充分利用多媒體技術(shù)，將抽象概念進(jìn)行形象化的展示，在身臨其境的過程中加深學(xué)生的印象和理解能力。比如在講解電流的相關(guān)知識中，教師可以充分利用信息技術(shù)將各類知識點形象化地展示出來，學(xué)生可以更加直觀地理解，如此可以將大學(xué)物理課堂中更多抽象的、靜態(tài)的物理知識點變得活起來、動起來，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（二）豐富物理課堂教學(xué)內(nèi)容

信息技術(shù)與大學(xué)物理教學(xué)的結(jié)合，可以為教學(xué)提供海量的教學(xué)資源，這是因為信息技術(shù)打破了學(xué)科之間、學(xué)校之間的隔閡，實現(xiàn)了各類資源的共享，達(dá)到了線上教學(xué)和線下教學(xué)優(yōu)勢互補(bǔ)，在資源整合和優(yōu)勢互補(bǔ)方面達(dá)到教學(xué)效益的最大化，擴(kuò)展了學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將物理學(xué)科和其他學(xué)科有機(jī)結(jié)合起來。

（三）創(chuàng)新物理教學(xué)模式

大學(xué)物理教學(xué)有較強(qiáng)的理論性，在“講述+實驗”為代表的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生只能通過抽象思維進(jìn)行理解，無法實現(xiàn)對知識點的深刻理解。在大學(xué)課堂教學(xué)中，信息技術(shù)為課堂帶來新的活力，教師將抽象的知識概念形象化展示，并結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)和線上教學(xué)的優(yōu)勢，創(chuàng)新了現(xiàn)有的教學(xué)模式。比如在具體的大學(xué)物理課堂教學(xué)中，教師采用板書的形式將物理知識各個點進(jìn)行講解，再運用信息技術(shù)進(jìn)行動態(tài)展示，更全面地為學(xué)生提供物理知識理解空間，便利教學(xué)開展和學(xué)生學(xué)習(xí)。

（四）提高學(xué)生的課堂參與度

信息技術(shù)融合了聲音、圖片、視頻等多種因素，實現(xiàn)了人工智能、情景再現(xiàn)、仿真模擬等多種功能，這些新型技術(shù)為物理課堂注入了較多的趣味性和活力。因此，大學(xué)物理教師可以集合信息這些特點激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，將學(xué)生注意力凝聚在課堂之中，將課堂教學(xué)時間最大化地利用起來，不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、大學(xué)物理課程教學(xué)存在的問題

大學(xué)物理課程在塑造學(xué)生抽象思維能力、獨立自主解決問題、綜合素質(zhì)方面具有積極的作用，需要大量的理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行學(xué)習(xí)。但目前在教學(xué)過程中仍受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響較大，信息技術(shù)與之融合的程度不深、運用不強(qiáng)，影響物理課堂教學(xué)的展開，具體來講主要存在以下幾方面的問題：

（一）課程內(nèi)容更新程度不高

目前，大多數(shù)高校物理課程主要內(nèi)容仍聚焦于經(jīng)典物理知識，對最新的物理研究成果涉及得較少、差距日益拉大。在跨學(xué)科建設(shè)的背景下，物理課程與其他學(xué)科之間的聯(lián)系不緊密，這除了有物理課程特殊的學(xué)科地位因素外，還與物理學(xué)科建設(shè)滯后的因素有關(guān)，因此加劇了課程內(nèi)容的滯后性。另外，物理課程對學(xué)生抽象思維要求較高，在教學(xué)過程中需要關(guān)注學(xué)生的個體差異，但目前分層教學(xué)的落實程度不一，極易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，不利于物理課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

（二）課程實驗對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不足

大學(xué)的物理實驗課課時相對來說較少，但是物理實驗課需要掌握的知識量卻較多，并且涉及內(nèi)容較為廣泛，為學(xué)生在大學(xué)物理實驗這門課程中的學(xué)習(xí)造成了一定的困難，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度[2]。且在實驗課程之中均采取灌輸式的示范教學(xué)，學(xué)生僅僅掌握了基本的實驗知識，自由發(fā)揮的機(jī)會較少，無法培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。因此，高校應(yīng)繼續(xù)變革現(xiàn)有實驗?zāi)Ｊ?，?qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新思維的鍛煉，提升學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（三）教學(xué)時間短教學(xué)內(nèi)容有限

大部分高校的大學(xué)物理課時為48學(xué)時左右，課程內(nèi)容包括質(zhì)點、含剛體、流體、熱學(xué)、靜電場、振動和波動、波動光學(xué)7章內(nèi)容。[3]要在僅有的課時將理論和實驗并行教學(xué)，勢必會影響教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，導(dǎo)致學(xué)生無法全面地理解物理知識；在規(guī)定的課時內(nèi)完成較多的教學(xué)內(nèi)容，一方面造成教學(xué)進(jìn)度緊張，另一方面也加劇了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。隨著教學(xué)環(huán)境的改變，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不適用于現(xiàn)有的學(xué)習(xí)情景。

三、大學(xué)物理教學(xué)與信息技術(shù)深度融合模式研究

（一）利用信息技術(shù)創(chuàng)新課程教學(xué)方法

要想實現(xiàn)大學(xué)物理教學(xué)與信息技術(shù)的深度融合，就必須實現(xiàn)教學(xué)手段和方法的創(chuàng)新，突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實現(xiàn)信息技術(shù)和教學(xué)手段的相互融合，樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重塑造學(xué)生的綜合能力，確保課程內(nèi)容與時代接軌。具體來講，主要采用“層級+模塊”的方式進(jìn)行課程教學(xué)和手段創(chuàng)新，主要從以下幾方面做起：

1.理論課程

具體來講，層次就是將學(xué)生根據(jù)個體水平差異性分為兩個層級進(jìn)行教學(xué)，每個層級下面包含不同的模塊進(jìn)行針對性教學(xué)。對于第一層級學(xué)生，教師提前在信息化平臺上布置課前預(yù)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生自主下載相關(guān)的課件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，記錄疑問，在課堂教學(xué)的過程和教師開展交流互動，解決疑問；其學(xué)習(xí)模塊設(shè)定為自主學(xué)習(xí)、交流探究、自主探究三個模塊，注重培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力。而對于第二層級基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生，教師在課堂上借助信息化平臺為學(xué)生提供教學(xué)資源并進(jìn)行輔導(dǎo)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)談?wù)摗⒓由顚W(xué)習(xí)印象，這一層級的模塊設(shè)計為課堂學(xué)習(xí)、交流互動、課后鞏固。

2.實驗課程

對實驗課程采取“層級+模塊”方式和理論課程分層的方式類似，但在具體的模塊設(shè)計方面存在差距。對于第一層級的學(xué)生，其模塊分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新實驗和開發(fā)實驗四個模塊，教師提前在信息化教學(xué)平臺上布置教學(xué)任務(wù)，學(xué)生在平臺上初步模擬后直接進(jìn)入實驗室進(jìn)行基礎(chǔ)性實驗和綜合性實驗；在創(chuàng)新實驗和開發(fā)實驗?zāi)K均由學(xué)生自主開展，教師借助教學(xué)平臺實時記錄數(shù)據(jù)，反饋存在的問題。對于第二層級的學(xué)生，其模塊分為基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實驗三個模塊，教師提前在教學(xué)平臺提供基礎(chǔ)輔導(dǎo)，學(xué)生自主開展基礎(chǔ)實驗和綜合實驗；而在創(chuàng)新實驗方面由學(xué)生收集問題，教師及時進(jìn)行解答以幫助學(xué)生盡快掌握實驗知識。在分層級和分模塊結(jié)合的實驗體系下，確保每一位都能較好地掌握專業(yè)知識。

（二）利用信息技術(shù)創(chuàng)新課堂教學(xué)

目前，我國信息化建設(shè)日益完善，大學(xué)物理課程可以借助信息化技術(shù)來拓展教學(xué)深度、提升教學(xué)效果和目的。在課程內(nèi)容創(chuàng)新方面，教師可以采用制作微課，為學(xué)生提供便捷化的學(xué)習(xí)資源。信息化技術(shù)為物理教學(xué)提供了豐富的軟件資源來配合進(jìn)行物理實驗，在保障實驗準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上節(jié)約了課堂教學(xué)時間，通過信息化平臺的互動交流模塊，在學(xué)生之間、師生之間就預(yù)習(xí)中的問題進(jìn)行一對一、點對點地交流與反饋。[4]除此之外，教師還可以利用信息化技術(shù)打造“虛擬實驗室”來滿足物理學(xué)科實驗的需要。

物理學(xué)科需要大量的實驗支撐，目前部分高校還存在實驗設(shè)備不全、實驗條件不具備的問題，達(dá)不到物理實驗的需要。借助信息化打造虛擬的實驗室，將那些實驗難度高、條件要求苛刻或存在安全隱患的實驗在信息化平臺上實現(xiàn)“虛擬實驗”，將其作為實踐的補(bǔ)充。虛擬實驗室不受時間和空間的限制，學(xué)生可以隨時隨地、多次進(jìn)行實驗強(qiáng)化，達(dá)到檢驗“知識”的目的，在節(jié)約教學(xué)資源的同時滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

（三）利用信息技術(shù)打造共享資源體系

信息技術(shù)最大的特點就是資源共享，物理學(xué)涉及較多的實驗，這些數(shù)據(jù)共享對學(xué)習(xí)交流具有較大的幫助。首先，高校要積極加強(qiáng)與其他院校的交流互動，引進(jìn)其他學(xué)校物理教學(xué)資源供學(xué)生共享參考。其次，教師還可以將實驗結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式在教學(xué)平臺上共享。如此，一方面便利不同層級的學(xué)生進(jìn)行差異化學(xué)生，另一方面共享資源也提高了教學(xué)效率。教師可以將大量的時間運用到重難點知識的攻克方面，也利于加強(qiáng)學(xué)生自主能力培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)主體意識，使學(xué)生可以主動參與到物理課程知識的學(xué)習(xí)和實踐中，逐步提高教學(xué)效果。[5]為避免版權(quán)問題，高校要加強(qiáng)信息化平臺的安全維護(hù)，為學(xué)生提供良好的資源平臺。

（四）利用信息技術(shù)補(bǔ)充拓展知識體系

大學(xué)物理課程與其他學(xué)科相比有較強(qiáng)的獨特性，其貼近生活實際而又具有較強(qiáng)的抽象性，理論性較強(qiáng)但又需要大量的實驗驗證。教師在教學(xué)過程中必須充分解釋相關(guān)的概念和理論，而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須充分發(fā)揮主觀能動性和對抽象思維進(jìn)行理解，這就導(dǎo)致了大學(xué)物理課時較為緊張、部分理論知識展開教學(xué)時間不充裕等問題。因此，教師要充分利用信息化技術(shù)將部分淺顯易懂的知識在平臺上布置任務(wù)讓學(xué)生自學(xué)，對重難點問題則重點講解，而對于課程外未涉及的知識點要及時搜集資料在信息化平臺提供給學(xué)生自學(xué)、在線答疑解惑，既幫助學(xué)生完整掌握課程知識，更進(jìn)一步與行業(yè)動態(tài)接軌學(xué)習(xí)最新物理知識。

四、結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，教育模式也需要順應(yīng)時代發(fā)展而進(jìn)行創(chuàng)新，在教育信息化日益成熟的情況下，大學(xué)物理教學(xué)需融合信息化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。對此，高校要立足自身實際查找在物理教學(xué)中存在的問題，并針對存在的問題在課程內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)資源打造等方面加強(qiáng)建設(shè)，突破傳統(tǒng)物理課堂弊端，使物理課堂教學(xué)更加生動、具體，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，提升課堂教學(xué)的實效和質(zhì)量，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力，實現(xiàn)物理學(xué)科建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王輝，吳平，朱浩，等.基于“金課”建設(shè)的“大學(xué)物理”線上線下混合教學(xué)實踐[J].大學(xué)物理，2021，40（3）：51-55+61.

[2]寧珍珍.信息技術(shù)與大學(xué)物理實驗深度融合的教學(xué)模式研究[J].信息記錄材料，2019，20（12）：207-209.

[3]馮放，金長江，王睿垠，等.網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與大學(xué)物理課程教學(xué)深度融合的研究與實踐[C]//中國管理科學(xué)研究院教育科學(xué)研究所.2021教育科學(xué)網(wǎng)絡(luò)研討年會論文集（下）.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2021：915-918.

[4]張鳳琴，劉強(qiáng)，林曉瓏.信息技術(shù)與大學(xué)物理實驗深度融合的教學(xué)模式研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2019，36（6）：204-207.

[5]肖星宇，毛弘宇.高校物理教學(xué)中多媒體技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用[J].中國高新科技，2021（21）：123-124.

基金項目：貴州省教育廳教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目，項目名稱：基于CD10工程教育模式的《模擬電器與數(shù)字電路》課程教學(xué)改革研究（項目編號：2021318）

作者簡介：

荊濤（1981.5-），男，漢族，湖北荊門人，博士，副教授，研究方向：物理學(xué)教學(xué)；

梁冬梅（1982.11-），女，漢族，山東鄆城人，博士，副教授，研究方向：物理學(xué)教學(xué)。