以创新人才培养为目标的大学物理教学改革(2)

　　（1）课程准备：针对学生培养的不同要求，我们将大学物理课程教学内容分为3个部分，其中前两个部分主要来自于教学大纲所规定的教学内容：第一部分为力、热、光、电和近代物理的基本规律、基本方法和基本知识部分。第二部分为由各个内容模块中对于具体物理问题的分析、解决和应用所精炼的扩展内容部分。第一个部分是教学主体内容，其目的是为学生打好坚实的物理学基础，由主讲教师通过传统的课堂教学完成。第二部分打破传统模式中由教师讲授的单一方式，通过提炼出一些专题内容，由学生通过自主学习、交流合作和讨论的方式自行学习和公开讲授。这部分主要是针对培养、挖掘学生自学能力和自学意识所设置。第三部分是为培养学生的科学素养、创新意识、创新精神和创新能力所设定。结合部分课内教学内容和物理学前沿发展，开发和设计研究课题，激励和引导有需要的学生自由组队进行课堂外研究。

　　（2）课程实施主体：由教学名师担任主讲教师进行课堂授课，同时指导两个助教队伍分别进行课堂内的专题讨论课和课堂外的研究活动。助教队伍由具有博士学位并承担科研工作的年轻教师构成，主要引导学生实施后两个环节。

　　在专题讨论课环节中，由课内助教准备一定数量的可拓展性的专题以及能够紧密联系实际的物理问题交给学生进行自主学习和自由探索[3]，并做相应的指导，引导学生分组在课外时间进行充分讨论、总结，最后每组选出1～2名学生代表在课堂上进行讲授（每学期每名学生至少讲两次），开展学生自评及相互间的互评，整个过程学生自主学习起主导作用。

　　课堂外的研究环节，主要针对部分优秀的并且对物理学非常有需要的学生。由教师结合课程内容和科技前沿的发展，协助学生开发或引导开发与课程内容相关的科研题目。由学生自愿组队，从设计研究方案、实验方案、具体实验进行、结果整理、讨论并向其他同学讲授，到最后完成论文写作，都由学生自主完成。

　　（3）考评方式和成果评价：针对以上的教学模式，我们采取了学生的小论文、大作业、专题演讲、学术报告、期末口试、考试等相结合的多样化考评方式进行考核。其目的在于鼓励学生主动学习、自主钻研，以达到培养学生综合素质的目标。在具体措施中，考试成绩所占的比例下调到50%；平时教学、学习环节占50%，其中作业占10%，学生在讨论课中的表现占20%，课题答辩中的表现占20%（学生自评5%、互评5%、教师评价10%）；另外学生参与科研活动、获得的科研成果以及正式发表的论文都会获得奖励成绩。

　　3.实践及成果

　　虽然有以上的改革的思想和方案，但是具体的实施方案一定要根据试点学生对象的情况有针对性地设置。下面以我校钱学森班为例，说明我们进行试点改革的具体情况。

　　钱学森班由我校几乎所有专业最优秀学生所构成，针对他们，大学物理既是基础课又属于通识教学课程的范畴，因此结合“开放研究型、讨论互动式”的教学模式与评价方法，我们在实践钱学森班大学物理课程教学改革中遵循了4个特点：

　　（1）要使学生获得坚实的物理基础和广泛的物理学知识面。为了能在有限的课时内同时实现这两个目的，我们一方面尽可能浓缩力、热、光、电和近代物理中的最基本的教学内容进行课堂讲授，另一方面增加和拓展了如流体力学基础、广义相对论、量子物理、物理学前沿及交叉发展等其他专业从不涉及的内容体系。其中第二个方面的教学通过课内讲授、案例教学、课内讨论课、教师引导课外自主学习、专题讨论和演讲等不同形式进行。特别鼓励学生通过自主学习的形式完成学习，对于学生做的每一项工作都会得到不同程度的奖励。

　　（2）要培养和训练学生自主学习的本领。针对这个目的，我们提炼了一些自主学习教学专题，如火箭及变质量问题、刚体非定轴转动及其应用、热力学循环及其在制冷器件中的应用、从热力学熵到信息熵、从气体分子模型分析实际气体性质、每年物理学著名发现和重大进展的讨论等。基于这些专题，我们制定了按照寻找现象、发现兴趣点、发现问题、自主思考、调研、交流讨论、研究、整理总结等要素规划的学习过程，根据每个要素对学生的学习过程进行监督和检查。在实践中我们发现，鼓励合适的组织能力和责任心强、外向型的学生作为自主学习、讨论和课堂演讲的核心和组织者，会对完成教学改革工作起到很好的促进作用。

　　（3）要培养学生应用物理学基础知识和方法分析和解决实际问题的能力。在这一方面，我们大幅度减少了课程中传统习题的讲授，而代之以加强能够体现多个知识点、方法综合应用的物理学案例教学，同时鼓励学生参与建立了系列与案例相关的计算机数值演示模型，引导学生进行较为深入的分析和思考。

　　（4）通过加强创新实验教学环节培养学生实际动手能力。物理学是一门实验科学，从一开始就培养学生进行实验研究的能力和积累相关实验的素养也是我们实践新教学模式的重要内容。在这一方面，除了正常的大学物理实验教学和课堂演示实验，我们从基本力学、流体、热学、电磁学、光学等方面的现象入手，提炼出一些普通物理模型，比如用碗内的小球运动模拟万有引力、封闭瓶子中液体随瓶子的运动行为等。这些模型高于课内知识范畴同时又易于实验。为了支持学生进行这些创新实验，除了建立基础的实验平台以外，我们设置了一些创新实验项目、竞赛项目鼓励学生进行申请参加并完成，同时配备了一些责任感强、科研水平高的青年教师指导学生完成实验。对于难以用普通方法实现的实验、量子物理、相对论物理方面的现象，我们引导和鼓励学生开发数值模拟实验。实践证明，我们在试点班的改革大大促进了课堂教学质量、提高了学生的学习主动性和兴趣，一定程度上挖掘了学生的综合潜能。

　　为了能够将试点改革的经验及时应用到普通班，使得更多的学生受益。除了一些传统的方法，如定期举办教研法讨论、将一些试点的方法和内容直接应用于其他的课堂等，我们还采取了通过交叉试点班学生和普通班学生共同参与项目开发、课题研究，并以这些学生为中心在普通班实施一定程度的教学改革，取得了很好的实际效果。

　　2013年，我校的“大学物理”课程成为国家首批资源共享课，研究成果荣获陕西省高等教育教学成果特等奖。

　　参考文献：

　　[1]王小力，李宏荣，徐忠锋，张孝林.提高教学质量创新拔尖人才培养[J].大学教学，2011（12）.

　　[2]王小力，李宏荣，徐忠锋，张孝林.文科物理课程的内容设置与教学方法改革[J].大学教学，2010（9）.

　　[3]卢德馨，许望.以研究型教学为目标的大学物理课程建设[J].大学教学，2004（5）.

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