大學(xué)物理教學(xué)方法改革=20110728-1

1、二一一年七月浙江大學(xué)理學(xué)部物理系潘正權(quán) 厲位陽 薛大建 張 宏 應(yīng)和平 阮永紅 大學(xué)物理教學(xué)方法多環(huán)節(jié)改革的實踐與探索8/13/20221phypzq引言（現(xiàn)狀與主要問題）改革理念、思路及實施方案改革的特色與創(chuàng)新預(yù)期的成果及輻射面8/13/20222phypzq引言：1、課程性質(zhì)： 物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代科技的先導(dǎo)。 大學(xué)物理課程是高等學(xué)校理工科各專業(yè)學(xué)生必修的一門重要通識性基礎(chǔ)課，它不僅是理工農(nóng)醫(yī)各專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，而且是培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)思維方法、創(chuàng)新能力的素質(zhì)課。 大學(xué)物理課程在培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面

2、，具有其他課程不能替代的重要作用。8/13/20223phypzq為什么要學(xué)大學(xué)物理?學(xué)好“大學(xué)物理”有什么用?掌握或者了解自然界的基本規(guī)律（效率最高）訓(xùn)練和提高綜合思維能力(科學(xué)素質(zhì)）提高原始創(chuàng)造力（競爭力）8/13/20224phypzq通過大學(xué)物理課程學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生以下能力：1. 獨立獲取知識的能力逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，閱讀并理解相當(dāng)于大學(xué)物理水平的物理類教材、參考書和科技文獻，不斷地擴展知識面，增強獨立思考的能力，更新知識結(jié)構(gòu)；能夠?qū)懗鰲l理清晰的讀書筆記、小結(jié)或小論文。2. 科學(xué)觀察和思維的能力運用物理學(xué)的基本理論和基本觀點，通過觀察、分析、綜合、演繹、歸納、科學(xué)抽象、類比聯(lián)想、

3、實驗等方法培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力，并對所涉問題有一定深度的理解，判斷研究結(jié)果的合理性。3分析問題和解決問題的能力根據(jù)物理問題的特征、性質(zhì)以及實際情況，抓住主要矛盾，進行合理的簡化，建立相應(yīng)的物理模型，并用物理語言和基本數(shù)學(xué)方法進行描述，運用所學(xué)的物理理論和研究方法進行分析、研究。8/13/20225phypzq通過大學(xué)物理課程學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生以下素質(zhì)：1. 求實精神通過大學(xué)物理課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的勇氣、嚴(yán)謹求實的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的作風(fēng)。2. 創(chuàng)新意識通過學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究方法、物理學(xué)的發(fā)展歷史以及物理學(xué)家的成長經(jīng)歷等，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，激發(fā)學(xué)生的求知熱情、探索精神、

4、創(chuàng)新欲望，以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。3. 科學(xué)美感引導(dǎo)學(xué)生認識物理學(xué)所具有的明快簡潔、均衡對稱、奇異相對、和諧統(tǒng)一等美學(xué)特征，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)審美觀，使學(xué)生學(xué)會用美學(xué)的觀點欣賞和發(fā)掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強認識和掌握自然科學(xué)規(guī)律的自主能力。8/13/20226phypzq 通過大學(xué)物理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生對物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的認識和正確的理解，為進一步學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。在大學(xué)物理課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，都應(yīng)在傳授知識的同時，注重學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。8/13/20227phypzq

5、2、目前面臨的挑戰(zhàn)： 隨著我國高等教育規(guī)模不斷擴大，辦學(xué)的自主性不斷增加，人才培養(yǎng)模式的國際化、全球化越來越高；新知識、新信息的快速增長，傳播渠道的不斷擴展。 必須重新審視我國大學(xué)物理課程教學(xué)的基本內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)以及課程實施各環(huán)節(jié)：如何提升課程的內(nèi)在品質(zhì)、增加知識本身的吸引力？如何改革教學(xué)的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？ 8/13/20228phypzq目前浙大的大學(xué)物理（系列課程群）教學(xué)現(xiàn)狀：1、改革涉及的課程群和學(xué)生每屆的數(shù)量： 大學(xué)物理（甲） (061B0211）（中文班及雙語班） 大學(xué)物理（甲） (061B0221) （中文班及雙語班） 大學(xué)物理（乙）(061B0212) 大學(xué)物

6、理（乙）(061B0222) 大學(xué)物理及實驗(061B0230) 全校公共基礎(chǔ)課、量大面廣5門大學(xué)物理系列課程每年的授課總?cè)藬?shù)為4000左右 8/13/20229phypzq目前大學(xué)物理（系列課程群）的教學(xué)現(xiàn)狀：2、基本特點： 課程內(nèi)容與中學(xué)物理聯(lián)系緊密，課程知識框架相對穩(wěn)定 大班化（100人以上）課堂教學(xué)，課堂教學(xué)大多采用多媒體（PPT）教學(xué) 教師講授為主，配以一定的課堂演示實驗、動畫模擬和物理應(yīng)用實例的視頻片段，師生的課內(nèi)外互動相對較少 課程的考核以期末的 “四統(tǒng)一”書面閉卷考試為主，平時成績主要根據(jù)期中考試成績和作業(yè)完成情況確定 8/13/202210phypzq目前大學(xué)物理（系列課程群

7、）的教學(xué)現(xiàn)狀：3、存在的主要問題： 課程教學(xué)內(nèi)容本身對學(xué)生的吸引力不夠 課堂教學(xué)以教師講授為主，學(xué)生參與程度不高 平時對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程缺乏有效的督促和激勵機制 課程的考核方式比較單一，平時成績較難判定 導(dǎo)致：“平時松，最后緊 ”，對學(xué)習(xí)過程不重視，課程不及格率偏高 8/13/202211phypzq學(xué)生課程學(xué)習(xí)失敗調(diào)查： 大學(xué)物理重修班（周末循環(huán)班）調(diào)查分析表明：大部分學(xué)生的課程學(xué)習(xí)失敗與缺課有密切關(guān)系課程缺乏吸引力平時學(xué)習(xí)缺乏有效的反饋和監(jiān)督激勵機制高校退學(xué)率問題矛盾突出8/13/202212phypzq改革基礎(chǔ)： 2003年承擔(dān)了浙江省教改項目“大學(xué)物理原版教材的引進及研究” 2005年主

8、持完成了美國麻省理工（MIT）的大學(xué)物理課堂教學(xué)課件的整體翻譯及比較研究(含全程錄像） 2008年承擔(dān)了教育部物理基礎(chǔ)課程教指委的教改項目： “中外物理教學(xué)的基本要求、 教材和課程實施的比較研究”（項目編號：08018） ，該項目已于2010年10月優(yōu)秀結(jié)題對2004年高中物理實施新課改以來的普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)和全國通用的5種普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書進行了系統(tǒng)的研究8/13/202213phypzq教學(xué)方法改革的基礎(chǔ)：進行了多年的大班課堂教學(xué)師生交互試點班的教學(xué)方法改革實踐（2004年引進課堂交互系統(tǒng)PRSPersonal Response System ，2008年開始研發(fā)HG-互動教學(xué)

9、反饋系統(tǒng)）大學(xué)物理課程是浙江大學(xué)首屆精品課程，浙江大學(xué)重點課程，浙江省精品課程建設(shè)項目，浙江大學(xué)首屆優(yōu)質(zhì)課程 。浙江大學(xué)物理系同時擁有：國家工科物理課程教學(xué)基地和國家理科人才培養(yǎng)基地，具有雄厚的學(xué)科基礎(chǔ)和出色的師資隊伍8/13/202214phypzq 可以部分實現(xiàn)探究式、啟發(fā)式教學(xué)與課堂師生互動課堂實時交互系統(tǒng)（PRS課堂即時應(yīng)答系統(tǒng)） 全體學(xué)生積極參與檢查預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)8/13/202215phypzq實時反饋，對師生兩方面的正向激勵 8/13/202216phypzq改革的思路、理念： 聯(lián)合國教科文組織在其報告學(xué)會生存教育世界的今天和明天中指出： “教師的職責(zé)現(xiàn)在已經(jīng)越來越少地傳播知識, 而

10、越來越多地激勵思考”，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)方法改革要真正體現(xiàn)“以人為本”的教學(xué)思想，改革的目標(biāo)主要是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，真正貫徹因材施教原則，既能針對全班學(xué)生情況選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，又能區(qū)別學(xué)生個性給予特殊指導(dǎo) ！8/13/202217phypzq改革的思路、理念：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)方法改革必須以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和知識建構(gòu)為中心，對課程的教學(xué)基本要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式等環(huán)節(jié)進行了全方位改革加強學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)律的研究，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成就感，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)強調(diào)科研教學(xué)相互滲透，采用探究式、工程應(yīng)用實例討論和師生實時交互系統(tǒng)等多種教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)

11、興趣和熱情，全面提高課程教學(xué)質(zhì)量 8/13/202218phypzq改革的具體實施方案： 改革課程的教學(xué)大綱： 目前的課程教學(xué)基本要求均是由國家教指委統(tǒng)一制定，對教學(xué)內(nèi)容（知識點）的研究比較深入，強調(diào)知識體系的掌握為主，突出了“教”的理念。以學(xué)生為主體的課程教學(xué)大綱應(yīng)該突出“學(xué)”的理念，明確學(xué)生學(xué)習(xí)該課程應(yīng)達到的目標(biāo)（而不是掌握的內(nèi)容），應(yīng)強調(diào)通過多種方法（注重喚起學(xué)習(xí)興趣、解釋自然現(xiàn)象，結(jié)合物理學(xué)史等）提高課程的吸引力鼓勵學(xué)生完成課程的學(xué)習(xí)。 8/13/202219phypzq改革的具體實施方案：提高任課教師的教學(xué)水平：定期召開課程教學(xué)研討會，討論解決教學(xué)遇到的具體問題，邀請著名的教學(xué)名師上

12、示范課或作專題報告，組織青年教師觀摩學(xué)習(xí)，把優(yōu)秀教師的教學(xué)經(jīng)驗傳承下去，基本的教學(xué)技巧傳授，制定措施鼓勵教師提高教學(xué)責(zé)任心，鉆研教學(xué)內(nèi)容，不斷改進教學(xué)方法，提高教學(xué)水平，結(jié)合自己的科研背景與經(jīng)歷，逐漸形成獨特的教學(xué)風(fēng)格。 8/13/202220phypzq改革的具體實施方案： 規(guī)范課程教學(xué)過程：學(xué)習(xí)國外名校（如MIT，加州理工等），以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，制定詳細全面的課程教學(xué)日程，強調(diào)具體教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)要求與學(xué)習(xí)目標(biāo)，利用平時教學(xué)進程中的每一周甚至每一節(jié)課指導(dǎo)和督促學(xué)生去完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。 8/13/202221phypzq改革的具體實施方案： 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容的選取要立足教材而不拘泥于教

13、材，多媒體教案的內(nèi)容組織應(yīng)強調(diào)物理概念、思想、規(guī)律或理論的起源及其發(fā)展，把物理原理與有趣的社會話題、自然現(xiàn)象、技術(shù)進步聯(lián)系起來，通過實際的例子顯示物理學(xué)在其他學(xué)科（包括工程、化學(xué)、醫(yī)學(xué)）中的重要角色，縮小學(xué)科基礎(chǔ)知識與實際應(yīng)用之間的間距，讓學(xué)生感覺到生活中到處都有物理，學(xué)習(xí)物理知識很有用，從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的動力，增加課程知識本身的吸引力。 8/13/202222phypzq改革的具體實施方案： 優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容：同時，教學(xué)內(nèi)容還要強調(diào)教學(xué)與科研相結(jié)合，如將科研成果固化到教材和課堂教學(xué)內(nèi)容中，使得教學(xué)內(nèi)容更加言之有物，使學(xué)生身臨其境。一方面及時將各種物理學(xué)科的最新研究成果應(yīng)用于教學(xué)，充實教學(xué)內(nèi)容

14、。另一方面還將科學(xué)研究直接引入教學(xué)，開展探究式、研究型教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而引導(dǎo)學(xué)生主動去追蹤學(xué)科領(lǐng)域最新進展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和探索精神。 8/13/202223phypzq改革的具體實施方案： 改進課堂教學(xué)模式：以知識結(jié)構(gòu)建立為導(dǎo)向，采用啟發(fā)探究式教學(xué)。在具體教學(xué)中，不斷創(chuàng)設(shè)問題情景，設(shè)置課程知識的認知沖突，引導(dǎo)學(xué)生去找到答案，始終注重激發(fā)學(xué)生的興趣、保持對教學(xué)內(nèi)容的好奇心（在多媒體教案中盡量多配以精美的彩色照片和插圖、動畫模擬和物理應(yīng)用實例的視頻片段等，同時有針對性提出相關(guān)的思考問題，進行相關(guān)公共教學(xué)資源庫建設(shè)）。 提高課堂教學(xué)質(zhì)量：利用師生課堂實時交互系統(tǒng)

15、（HG-互動教學(xué)反饋系統(tǒng)）解決大班化課堂教學(xué)中教師與每個同學(xué)之間交互問題交互過程重在啟發(fā)、引導(dǎo)（認知沖突），課前、課后、實時都可以準(zhǔn)備不同類型的交互問題。8/13/202224phypzqHG-互動教學(xué)反饋系統(tǒng)8/13/202225phypzq8/13/202226phypzq8/13/202227phypzq實際課堂教學(xué)中的新功能需求:1、雙向反饋2、防堵塞3、課堂上展開討論-隨機取人4、多功能的教師卡（倒計時，調(diào)取數(shù)據(jù)，鼠標(biāo)與激光筆）5、師生交互探究問題庫的研制和開發(fā)8/13/202228phypzq改革的具體實施方案： 改課程習(xí)題課為專題討論課：把平時以講授解題技巧為主的習(xí)題課改為專題討

16、論課，收集配合課程內(nèi)容的真實的工程實例為案例進行分析討論?？梢源蟠蠹ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性和參與程度。專題討論課主題應(yīng)提前布置，由學(xué)生自行組合，最好在教師指導(dǎo)下由學(xué)生助教輪流主持每次討論課等。8/13/202229phypzq8/13/202230phypzq8/13/202231phypzq8/13/202232phypzq8/13/202233phypzq8/13/202234phypzq改革的具體實施方案： 強調(diào)課程的課外學(xué)習(xí)：大班化教學(xué)還可以同課堂分類指導(dǎo)，采用黑板或電子白板公布教學(xué)提綱，多媒體課件進行基本教學(xué)，每堂課均布置課后思考題，每一單元布置課外選作課程小論文。鼓勵學(xué)生組成課

17、外學(xué)習(xí)討論小組，協(xié)作完成課程論文等。（設(shè)專門的物理答疑室，組織課外討論） 改革課程考核方式：參照國外名校的考核模式（課程的平時考核非常嚴(yán)格，作業(yè)要求高），強調(diào)學(xué)生平時學(xué)習(xí)過程的考核。課程最終成績由平時作業(yè)單元測試網(wǎng)絡(luò)師生交流課堂表現(xiàn)課程小論文期中考試期末考試等構(gòu)成。8/13/202235phypzq改革的具體實施方案： 充分利用校園網(wǎng)絡(luò)：利用“大學(xué)物理教學(xué)中心”課程網(wǎng)站，提供教師多媒體課件的下載，建立網(wǎng)絡(luò)上的師生交流，對學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的常見問題進行收集建庫，給予詳細解答并在網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。同時，開展課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)測試，同樣紀(jì)錄為平時成績，形成不受時空限制的多維的課程學(xué)習(xí)環(huán)境。 8/13/2

18、02236phypzq利用課程網(wǎng)站（2003.11）進行課前、課后的預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)測試也作為平時成績的一部分主要內(nèi)容：課程介紹教師信息學(xué)習(xí)輔導(dǎo)教學(xué)資源教學(xué)管理8/13/202237phypzq改革特色與成效：始終突出學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和知識建構(gòu)為中心，從注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的啟發(fā)式教學(xué)理念出發(fā)，對課程內(nèi)容、授課方式、課內(nèi)外自主學(xué)習(xí)、考核形式等多個課程教學(xué)環(huán)節(jié)進行了全方位的教學(xué)方法改革；在大班化教學(xué)的課堂教學(xué)模式進行全面改革，在引進PRS的基礎(chǔ)上，研發(fā)了師生課堂實時交互系統(tǒng)（HG-互動教學(xué)反饋系統(tǒng)），解決教師與每個同學(xué)之間交互問題。同時對大班化教學(xué)進行同課堂分類指導(dǎo)，實施一定程度的因材施教，可以大大提高課堂教學(xué)質(zhì)量；8/13/202238phypzq改革的特色與創(chuàng)新：倡導(dǎo)學(xué)生開展多種形式的課外自主學(xué)習(xí)活動（如利用課程網(wǎng)站預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，通過課外學(xué)習(xí)小組協(xié)作完成課程論文等），從課內(nèi)學(xué)習(xí)向課內(nèi)外學(xué)習(xí)相結(jié)合轉(zhuǎn)變； 全面實施課程考核方式改革，強調(diào)平時學(xué)習(xí)過程的考核。課程考核由“最終結(jié)果考核”向“學(xué)習(xí)過程最終結(jié)果考核”轉(zhuǎn)變。吸引學(xué)生參與教學(xué)的全過程，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。8/13/202239phypzq改革的