(1、2、3.安顺学院电子与信息工程学院,贵州 安顺561000)
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用规律的科学,是在人类社会探索自然奥秘的过程中形成的科学。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课[1]。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分,是成为一名科技工作者和工程技术人员必学的专业基础课[2]。
地方高校大学物理课程教学存在很多困境。一是由于教学条件不能与985、211等高校相比,教学设施上配套少,大学物理多采用的是黑板加粉笔的讲授式教学方法。教师按照物理学科知识体系讲授内容,对教材认真加工,力求把每个概念、定义和知识点讲透,把所涉及的各方面都讲到,希望学生容易学习和记忆。教师总觉得自己讲得很清楚,但偌大的教室里却只有一部分学生在听课,其他学生都在低头做自己的事情。学生普遍反应物理难学,感觉物理学来对专业没用,听不懂,没有兴趣。同一个问题老师讲几遍,学生说听懂了,但只要遇到问题稍有变化,学生便无处下手。二是在教学方法上,从事大学物理教学的教师都是物理专业毕业,经过物理专业知识体系的学习,加之长期的教学积累一定的经验,对大学物理课程知识体系比较熟悉,在课堂教学中把每一个概念、公式、定理都做仔细认真的推导,一节课45分钟安排很紧凑,怕遗漏掉某一点后学生听不懂。但从布鲁纳的教学目标分类法看,这种教学方法只能实现从知道、领会到应用的低级教学目标,对于分析、综合、评价等高级教学目标却很难实现。从学生注意力保持时间上看,一节课上学生注意力保持的时间平均在15分钟左右,这与教师主观期望的记忆效果和记忆保持时间相去甚远。仅仅教师讲解很难形成长时记忆[3],这也是教师觉得上得累,学生也觉得听得累的一个原因。三是大学物理教师根据自己所接大学物理课程的课时数,结合自己物理学的知识体系,自己确定教什么,怎么教,带有主观性,常常从物理学本身知识体系出发,考虑知识的完整性,却忽略了物理知识与专业的相关性,让学生觉得学习物理与专业无关。例如54学时的课程,主讲力学、电学后课时所剩无几,再加上还有光学和热学以及近代部分时间就远远不够,就只能上到哪里算哪里。但不同专业对大学物理知识的需求是不一样的,需要根据专业特点,找到跟专业相关的知识点进行讲授,让学生确实体会物理学的作用,然而这又给教师带来了问题,如果不从基础讲后面知识又怎么讲,如果讲了基础,讲到相关专业知识时候,课时不够了。这样的困惑仍需要探讨和研究来解决。四是大学物理课程开设一般都在大一,学生刚从高中进入大学,学习、生活对他们来说都是一个大的跨越,很多学生都受到“进入大学后你们就自由了,就不用像高中这样苦了,想玩就玩,想学就学”思想的影响。进入大学后离开父母的管束,老师也不像高中老师那样严格,课余时间变多,很多学生不知道自己要做什么,学这些力热电光和高等数学做什么[4]。因此给大学物理课程学习带来了一个难题。五是随着高等教育改革,大学物理出现了减少学时的情况,大学物理授课学时数由开课专业所在学院确定,一般的授课学时多为54学时,实验学时更少。有些专业只开设理论课,没有开设大学物理实验。
面对大学物理课程中出现的种种困难,为了全面了解地方院校非物理专业大学物理教学中存在的问题,提高非物理专业大学物理教学质量,切实发挥好大学物理课程作为专业基础课的作用,针对我校开设大学物理课程的非物理专业的学生设计问卷进行调查。问卷围绕学生基本情况、大学物理教学情况、学生学习情况三个方面设计,回收问卷后进行统计分析。
本文以安顺学院电子信息工程专业、材料物理专业、农学专业、数学专业,化学专业的学生为对象,共发放问卷300份,回收288份,回收率为96%,有效问卷281份,有效率为97.5%,调查内容主要从学生基本情况,教师教学情况,学生学习情况,三个方面开展调查。
1.学生基本情况
通过对学生生源地调查情况得知,安顺学院参与此次调查的学生中,贵州籍学生221人,占比78.60%,省外学生60人,占比21.4%。图1是高中物理成绩分布情况,从图1可知,高中时物理成绩在30分以下的学生占6%,30-50分段学生占29%,50-70分段的学生占比42%,70分以上的学生的学生占23%。从这两个结果可见,我校理工科学生以贵州籍学生为主要生源,外省学生较少,大部分学生的物理成绩偏低,基础弱,学习难度大。
图1 高中物理成绩分布情况
2.教学方面
图2是教师上课方法,从图2可以看出一直讲授占37.4%,演示讲解占32%,师生共同讨论占26.70%,仅有3.90%比例是动画模拟与讲授。可见讲授法仍是主要的教学方法,教学手段还比较落后。究其原因是我校多媒体教室数量有限,很多大学物理课程安排在没有多媒体设备的教室,多媒体辅助教学很难开展,教学条件有待改善。
图2 教师上课方法
图3 学生认为教师备课是否充分
图3是学生认为教师的备课情况图。从图3中可以看出,78%学生认为教师备课充分,10%学生认为教师备课不充分,12%学生认为老师照本宣科。
从图4可知,教师每章都布置作业的比例达67.7%,其中57.3%比例是认真修改的。仅有3.8%的比例认为教师布置作业少,且批改不认真。从结果上看学生认为教师是充分备课的,而教师也在认真的备课,上课、批改作业,但面对的现实是学生还是听不懂,仍有部分学生上课在做自己的事情。究竟什么样的备课、上课才叫充分?是不是把知识备透就可以?是不是能离开书讲就可以?是不是认真批改作业就可以?是否应该在这些前提下更多的思考教学的方法和方式,更多的结合学生实际因材施教。
图4 布置和批改作业情况
3.学习方面
学习方面分别从学生课前预习,上课情况,课后复习、学习动力等进行调查。调查结果显示,能做到课前预习的学生仅有11.4%,40.9% 的学生有时间就预习,而很少预习和基本不预习的比例达到了32%和15.7%。
图5 课堂知识接受情况
图5是学生课堂知识接受情况。图5中仅有5.3%的学生上课能完全听懂,59.4%的学生听懂一部分,而33.3%的学生很少能听懂,一点听不懂的学生占了3.9%。从课后复习情况看,仅有7.1%的学生课后复习。很少复习和从不复习的学生占据了47.4%。
图6为课堂上你在做什么占比图。从图6中上课情况看,认真听课的学生占38.4%,想听但听不懂的学生占39.4%,很少听的同学占了16%,自己做自己事的占6.2%。
图6 课堂上你在做什么
对物理的学习动力方面,25.3%的学生认为不得不学,应付考试的占57.2%,感兴趣的占17.5%。
以上四个方面的调查结果显示,能主动课前预习,上课认真听讲,课后复习,独立思考的学生仅占很少的部分。有时间才学,能懂一部分的学生占了一半多。很少学、很少听懂的占据30%左右。由此可知,学生学习的主动性不强,对大学物理课程学习迫于考试不得不学的情况比较严重,提高学生的学习兴趣,改变学生学习主动性成为目前来说比较迫切的问题。
从本次调查分析情况看,目前安顺学院大学物理课程的教学效果不是很理想,造成这种情况的原因有以下几个方面。
一是由于安顺学院学生生源以贵州省内学生为主,学生基础相较于重点高校学生差,学习困难度大。二是由于大学物理讲授内容与专业融合度不高,导致学生觉得与专业关联度低,学习兴趣和积极性不高。这是因为大学物理课程理论性强,若从物理学知识结构出发,按照现有的学时数必定教授不完,造成后续知识点讲不到而有些专业却要用。若按专业需要授课,必定要对有些知识点进行删减,可怎么删减又成了困扰教师的问题,删得太多后面要用的方法不会,删得太少课时又有限制。因此出现了教师上得累,学生学得累的现状。三是由于大学物理课程属于专业基础课,在大学一年级开设,学生刚从高中进入大学,自主学习能力差,学习方法还停留在高中,未能做好及时的转变。进入大学以后课余时间增多,没有明确的学习目标,存在为应付考试而学习的现象。
面对大学物理课程教学质量不高,存在硬件和软件少、教师的教法和学生的学法都有待提高和改善的情况,对物理教师来说既不能视而不见,也不能固守现有的教学模式不变,只有积极探索,主动作为,才能找到提高大学物理教学方法,提高教学质量的途径[5]。针对上述问题,从以下几个方面探讨提高大学物理课程教学质量的方法。
1.根据专业需求确定教学内容,提高教学内容针对性
大学物理课程是理工科专业的专业基础课,大学物理从自身知识体系上分为研究力学运动的力学、热现象的热学、研究电磁现象、光现象以及辐射规律的电学和光学,以及相对论和量子力学部分的近代物理学。如果所有内容都要讲到、讲透,从所给的教学学时来说是不可能的。因此需要对不同专业需求进行调查,从专业需求的角度摸清各专业对物理知识的需求,根据专业需求和学时数制定与各专业密切结合的教学大纲,确定教学内容,提高所授知识的针对性和关联度。如电子信息工程专业电磁学和光学部分知识应用得比较多,力学和热学用得少,在教学过程中可以适当减少力学部分的学时,重点讲授电磁学和光学部分。热学部分可以适当舍弃教学内容,让学生的确感受到所学知识的相关性,提高学习目的性和兴趣。根据专业确定教学内容之后,教师要根据所教专业及学时修改教学大纲,选定教材,而不是怕麻烦所有专业都用一个大纲和一本教材。例如54学时的课程如果用上下册本的教材,学时就显得很少,很难安排。改用简明教材可能会稍宽裕。
2.改变教学模式,提高教学质量
随着计算机和互联网技术的发展,传统粉笔加黑板的教学模式显然已经不能适应教学现代化的需要。在教学过程中教师要敢于突破自己的经验,接受新知识、新事物,把新的教学手段和方法应用进大学物理课堂中来,改变原有的教学模式,让学生参与到课堂中来,真正做课堂主人翁。逐步采用“互联网+课程”模式,让学生主动的走进课堂,融入课堂。如:可以借助网络教学平台,微信公众号等便捷的网络资源,将预习、复习、讨论内容放到网络上,学生可以实现随时随地预习、讨论和复习,让学生在不知不觉中成为课堂的主体。
3.加强学习,提高教学设计能力和教学水平
教师在教学中的主要作用不再是一一讲授知识点,而是引导学生学习。如何从学生的需要出发,从专业的需要出发,发现学生的兴趣是什么和帮助学生为学习而选择最重要的兴趣,重新设计课程结构尤为重要。只有这样,才能把课堂变成学生喜欢参与的课堂,把课程变成学生主动学习的课程。因此,大学物理教师要加强学习,提高教学设计能力和教学水平,积极应用新是教学方法,让学生主动参与课堂教学,提高学生学习的兴趣和主动性。
4.加强引导,提高学习自主性
从大学物理课程开设的时间来看,大多在大学一年级。大一的新生离开父母,独自生活,课余时间相较于高中来说变多,不知道自己该做什么。而老师却不像高中老师一样手把手地教,一遍又一遍地练,很多内容都是讲一遍就过去了,如果不预习、复习,很难跟上下一次课的内容。在这个阶段教师不仅要扮演传道授业的角色,还要进行育人的教育,正确引导大一新生适应大学生活,找到适合大学的学习方法,帮助学生顺利迈过大一的坎,逐渐学会自主学习。
5.简化推导,强化应用
杨振宁先生曾说,演算“是物理学的一部分,但不是最重要的部分”[6]。老师常说物理难教,学生常说物理难学,难在众多的公式推导和数学运算上。很多时候我们在讲物理思想和物理方法时学生感觉还能听明白一点,但是一进入推导的过程,由于数学基础差,学生就听得云里来雾里去,一来二去学生就失去了兴趣。觉得太难,听不懂最后演变成不愿听。从理工科专业知识结构上讲,大学物理课程是以后进行工程设计、研发、制作等工作的知识源泉和先导。理工科学习大学物理目的主要是拿来用,而不用深究其理。从自身专业的角度,理工科学生没有必要像物理学专业学生一样需要掌握物理学学科知识体系和概念规律、定理、定律的推导过程,而更多是传授给学生物理学的思想和方法,学生学会物理学的思想和方法,掌握做科学研究的方法论,从而迁移到自己的专业中去,这才是大学物理开设的初衷。因此在大学物理教学过程中,教师要敢于走出自己所学物理学的知识体系,走出为非物理学专业学生建构物理学完整知识体系的想法,走出所有概念公式、定理都必须一一推导的教学经验束缚,确实把物理学思想和方法融入课堂、融入专业。只有学生会用物理学的概念、公式和定理解决专业问题,本门课程的教学目才算达到了。
教学是一个相互促进的过程,只有教师找到适合学生的教学方法,让学生觉得学习是有趣的、有用的,学生才乐于学习,主动学习,看着学生学习的积极性不断提高,也会促进教师以更高的热情投入教学。教学是一个常改常新的过程,只要一直走在奋斗和探索的路上,只要我们更多是去思考怎样教,才能不断突破自己,确实提高教学的质量。