基于三維目標(biāo)的物理課程分層次教學(xué)分析優(yōu)秀獲獎(jiǎng)科研論文

1、基于三維目標(biāo)的物理課程分層次教學(xué)分析優(yōu)秀獲獎(jiǎng)科研論文 【摘要】論述物理學(xué)分層次教學(xué)中教學(xué)改革的必要性和三維教學(xué)目標(biāo)的具體表現(xiàn)形式，闡述分層次教學(xué)過程中落實(shí)三維教學(xué)目標(biāo)的主要教學(xué)方法，通過對(duì)大學(xué)物理和群論兩門物理課程、不同教學(xué)班級(jí)教學(xué)效果的分析揭示三維教學(xué)目標(biāo)的確立在教學(xué)過程中的作用，展望在未來(lái)的教育教學(xué)過程中對(duì)三維教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行深入優(yōu)化的可能方向。 【關(guān)鍵詞】分層次教學(xué) 物理課程 三維目標(biāo) 1G641A 2095-3089104-0148-02 一、引言 物理學(xué)的分層次教學(xué)是近年來(lái)各高校和中學(xué)進(jìn)行物理教學(xué)改革中的重要舉措之一，其目的在于依據(jù)學(xué)生的知識(shí)積累、智力與技能，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生采取分類教學(xué)

2、，最終獲得較高的教學(xué)質(zhì)量，即有教無(wú)類。關(guān)于教學(xué)目標(biāo)的探索和應(yīng)用由來(lái)已久。早在二十世紀(jì)五十年代，美國(guó)芝加哥大學(xué)的著名教育心理學(xué)家布盧姆博士就立足于教育目標(biāo)的完整性，倡導(dǎo)對(duì)教育目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)地分類，他所提出的分類理論將教育教學(xué)的目標(biāo)分為認(rèn)知、情感與動(dòng)作技能這三個(gè)基本框架，具有劃時(shí)代的創(chuàng)新意義。近年來(lái)，我國(guó)教育學(xué)研究領(lǐng)域的學(xué)者系統(tǒng)地發(fā)展了相關(guān)的分類理論，并結(jié)合我國(guó)基礎(chǔ)教育的實(shí)際情況（目前主要著眼于中小學(xué)），統(tǒng)一地將我國(guó)基礎(chǔ)教育的相關(guān)課程目標(biāo)設(shè)置為三個(gè)層次（常稱作三維）即：知識(shí)和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀。時(shí)至今日，針對(duì)大學(xué)物理課程分層次教學(xué)的理論與實(shí)踐均已取得一定進(jìn)展。 近年來(lái)筆者在教學(xué)活動(dòng)中

3、對(duì)上述課題進(jìn)行了初步探索，現(xiàn)將相關(guān)過程總結(jié)為文字，以供批評(píng)指正。本文中，筆者闡述在大學(xué)物理和群論兩門重要物理類課程教學(xué)中三維教學(xué)目標(biāo)實(shí)踐過程的主要方面，舉例說(shuō)明在分層次教學(xué)中實(shí)行三維教學(xué)目標(biāo)的重要性。本文所采用的部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自于筆者于2011-2013年在原工作單位中國(guó)礦業(yè)大學(xué)擔(dān)任全校性基礎(chǔ)課大學(xué)物理分層次教學(xué)班主講教師的教學(xué)實(shí)踐過程，采集自該校教務(wù)系統(tǒng)。相關(guān)課程為春夏學(xué)期課程，共計(jì)80學(xué)時(shí)（5個(gè)學(xué)分）。教學(xué)班級(jí)為2011-2012學(xué)年和2012-2013學(xué)年的分層次教學(xué)班（以下分別簡(jiǎn)稱為2012班和2013班），相關(guān)教學(xué)班級(jí)由學(xué)生自主選課情況組成，學(xué)生人數(shù)分別為40人和52人（為保有數(shù)據(jù)的有效

4、性，不計(jì)入缺考學(xué)生的成績(jī)）。可以看出，兩個(gè)教學(xué)班級(jí)課程安排相同，開課時(shí)間相若（均為春夏學(xué)期），班級(jí)規(guī)模類似，具有可比性。在前期實(shí)踐的基礎(chǔ)上，作為對(duì)相關(guān)教學(xué)改革的進(jìn)一步探索，同樣是在小班教學(xué)的背景下，筆者于2014-2015學(xué)年安徽師范大學(xué)物理系研究生專業(yè)基礎(chǔ)課程群論教學(xué)中將相關(guān)教學(xué)思路作進(jìn)一步的拓展，取得了較好的教學(xué)效果。 二、三維教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程的比較研究 1.學(xué)業(yè)知識(shí)與基本技能的提升 三維目標(biāo)中的第一個(gè)目標(biāo)表現(xiàn)為學(xué)業(yè)知識(shí)的積累和學(xué)習(xí)能力的提高，在教學(xué)過程中，主要體現(xiàn)在作業(yè)完成情況和考試成績(jī)上。我們?cè)诒恚?）中列舉了上文中提到的大學(xué)物理2012班和2013班考試成績(jī)的分段人數(shù)和相關(guān)百分比（人

5、數(shù)和占比數(shù)據(jù)采集自筆者在相關(guān)單位教務(wù)系統(tǒng)中的信息）。 表（1）顯示：2013班及格率為92%、高分率（80分以上）達(dá)到52%，而2012班及格率為85%、高分率僅為25%。不難看出，2013班在學(xué)業(yè)知識(shí)的掌握方面顯著優(yōu)于2012班。究其原因，主要可分為兩點(diǎn)： 一方面，2013班實(shí)行了期中考試制度，獲得了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的及時(shí)反饋，而2012班沒有；另一方面，在2013班的教學(xué)過程中，任課老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)得以提高，教學(xué)方法得到了進(jìn)一步優(yōu)化。例如，基于分層次物理教學(xué)的特點(diǎn)對(duì)課件上的例題進(jìn)行分類梳理，以便于學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況，由易到難逐步明確解題思路，從而加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。因此，相對(duì)于大學(xué)物理

6、2012班而言，2013班在學(xué)業(yè)知識(shí)與相關(guān)技能上的突出表現(xiàn)主要源自分層次教學(xué)的實(shí)踐，以及課程教學(xué)手段的創(chuàng)新。 基于上述課程教學(xué)創(chuàng)新過程中的積累，在以研究生為授課對(duì)象的群論課程教學(xué)中，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)背景，引入了經(jīng)典物理系統(tǒng)中幾個(gè)半群的實(shí)例（滿足群定義的部分條件，而不滿足全部條件），包括相變和臨界行為研究中常用的重整化群方法和量子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中常用的Lindblad方程等，此舉拓展了傳統(tǒng)課程教學(xué)的范疇。正是由于課程教學(xué)內(nèi)容的立體化，使得學(xué)生親身體會(huì)到相關(guān)課程在實(shí)際科學(xué)研究中的重要性，因而在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這體現(xiàn)為學(xué)生作業(yè)完成程度和出勤率的顯著提升。在最后的期末總評(píng)中，使用一貫的標(biāo)

7、準(zhǔn)，絕大數(shù)同學(xué)的成績(jī)達(dá)到良好或以上等級(jí)?？梢哉f(shuō)，通過在教學(xué)實(shí)踐中引入不同形式的分層次教學(xué)，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)技能的理解和掌握得到顯著提升。 2.學(xué)習(xí)過程的優(yōu)化和學(xué)習(xí)方法的升華 學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高和學(xué)習(xí)方法的改善是三維教學(xué)目標(biāo)的又一重要表現(xiàn)，而后者正是大學(xué)教育的精髓所在，因而筆者在課程教學(xué)過程對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。在大學(xué)物理教學(xué)過程中，無(wú)論是2012班還是2013班，部分學(xué)生沒有從中學(xué)的填鴨式灌輸教學(xué)中轉(zhuǎn)變過來(lái)，自我激發(fā)和自學(xué)能力有待提高。此外，兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生所在年級(jí)本身的學(xué)業(yè)壓力較大。根據(jù)相關(guān)年級(jí)的課程設(shè)定，他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中不僅要同時(shí)學(xué)習(xí)英語(yǔ)、數(shù)學(xué)和大學(xué)物理（理論和實(shí)驗(yàn)）等基礎(chǔ)課程，還要接觸到更為繁重

8、的專業(yè)課，因而學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)方法就顯得尤為重要?？紤]到分層次班學(xué)生普遍基礎(chǔ)薄弱，同時(shí)又要應(yīng)付英語(yǔ)和多種理工類課程，筆者在2013班的教學(xué)過程中十分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)方法的重要性，并引導(dǎo)學(xué)生形成合理的學(xué)習(xí)方法。在給學(xué)生傳授課本知識(shí)的同時(shí)，盡量站在學(xué)生的角度，為其提供具體的學(xué)習(xí)策略。例如，在電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)邏輯體系的重要性，引導(dǎo)學(xué)生識(shí)記少數(shù)幾個(gè)重要模型的結(jié)論，強(qiáng)調(diào)對(duì)相關(guān)模型進(jìn)行拓展的可能性；在機(jī)械波的教學(xué)過程中，對(duì)加速度、速度和位移函數(shù)中相因子大小的物理起源進(jìn)行了系統(tǒng)分析；在波動(dòng)光學(xué)的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生使用遷移學(xué)習(xí)法，將光波和機(jī)械波進(jìn)行類比，從而在形式上削減學(xué)生必須掌握的新知識(shí)點(diǎn)，而在本質(zhì)上

9、又不影響教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因而，表（1）中2013班學(xué)業(yè)成績(jī)的優(yōu)異表現(xiàn)部分源于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高和學(xué)習(xí)方法的升華。endprint 相較于大學(xué)物理的教學(xué)實(shí)踐，群論的教學(xué)對(duì)象則是具有較強(qiáng)自學(xué)能力的一年級(jí)碩士研究生，大部分學(xué)生本身就具有較強(qiáng)的自我激勵(lì)能力。針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)，筆者在課程教學(xué)中在較大范圍內(nèi)引入了探究式學(xué)習(xí)。例如，借助于廣泛的調(diào)研和資料搜集，在教學(xué)過程中通過前沿講座報(bào)告的引入，以引發(fā)學(xué)生之間的討論，并及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和分析，在最大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。 3.正確價(jià)值觀的塑造 在兩個(gè)大學(xué)物理教學(xué)班級(jí)中，多數(shù)學(xué)生為低年級(jí)本科生，而且部分學(xué)生在前期學(xué)習(xí)過程中有不及格的經(jīng)歷，因而引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程

10、中塑造正確的價(jià)值觀顯得十分重要。如何在大學(xué)物理的教學(xué)過程中既傳授知識(shí)技能，又幫助學(xué)生形成正確的價(jià)值觀？筆者進(jìn)行了初步的探索。在2013 班的教學(xué)過程中，嘗試將物理學(xué)史的介紹穿插到教學(xué)過程中，例如以英國(guó)著名物理學(xué)家麥克斯韋為例，講述麥克斯韋作為一名成功的物理學(xué)家，他自身的學(xué)習(xí)過程沒有功利化而是注重全面的發(fā)展，這使得他同時(shí)積累了豐富的數(shù)學(xué)知識(shí)，從而幫助他將前人的電磁學(xué)研究進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)和提煉，最終提出了簡(jiǎn)潔而優(yōu)雅的電磁學(xué)理論數(shù)學(xué)形式麥克斯韋方程組。筆者還根據(jù)課程安排的時(shí)間分布，在課間推介與科學(xué)巨匠相關(guān)的史實(shí)資料，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的興趣，并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生將這種興趣轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)中。正確價(jià)

11、值觀的形成不僅體現(xiàn)在表（1）所展示的總評(píng)成績(jī)上，還將在學(xué)生未來(lái)的求學(xué)生涯中發(fā)揮作用。 類似的舉措也被運(yùn)用在群論的教學(xué)過程中。例如，在課程教學(xué)伊始通過介紹伽羅瓦在創(chuàng)立群論這一重要數(shù)學(xué)分支學(xué)科的過程中不畏艱難、孜孜以求的精神，堅(jiān)持真理的態(tài)度，以及在科學(xué)探索過程中所體現(xiàn)的偉大人格魅力，以激勵(lì)學(xué)生在未來(lái)的求學(xué)生涯中不畏艱難，求實(shí)進(jìn)取。 三、總結(jié)與展望 本文中，筆者對(duì)兩門課程、三個(gè)班級(jí)的教學(xué)過程的創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行了提煉和對(duì)比，闡述了三維教學(xué)目標(biāo)在物理類課程分層次教學(xué)中的重要性以及三個(gè)維度之間相互制約、相輔相成的關(guān)系。結(jié)合具體實(shí)例，我們不難發(fā)現(xiàn)任何一個(gè)維度的缺失都可能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生不利影響。受此啟發(fā)，在后續(xù)的