地方院校大学物理_模块类_结构化_建构性_教学模式初探.pdf

doi 10 3969 j issn 1673 6060 2011 12 028 地方院校大学物理 模块类 结构化 建构性 教学模式初探 王慧君 河南大学 河南 开封475000 摘要 针对当前地方院校大学物理教学存在的问题 在反思其形成原因的基础上 通过修订教学大纲 制定多层 次的教学计划 探索有效教学的方法和手段等改革思路 构建了教学计划分层次 教学内容重结构 教学方法依建 构的 模块类 结构化 建构性 教学模式 并对该模式的实施提出了合理化建议 关键词 地方院校 大学物理 建构 教学模式 中图分类号 G712文献标识码 A 文章编号 1673 6060 2011 12 0102 04 收稿日期 2011 07 18 基金项目 河南省高校教学改革项目 新课程背景下地方院校大学物理教学模式的创新研究 2009SJGLX221 作者简介 王慧君 1966 女 河南延津人 副教授 博士 主要从事科学教育与学科教学论的教学与研究 非物理类理工学科大学物理课程教学基本要 求 中指出 大学物理是高等院校理工科各专业学生 一门通识性必修基础课 1 其限定词 通识性 必修 基础 言简意赅地说明了大学物理课程 的地位和作用 但从我们对各地方院校的大学物理 教学的走访和调查中发现 目前各地方院校的大学 物理教学现状不容乐观 主要表现在 大学物理教 学内容多 教学课时紧 教学任务繁重 学生学习程 度参差不齐 不同专业对大学物理的需求不尽相同 大班上课难以满足不同学生 不同专业的需要 学生 普遍反映物理难学 对学习有畏难情绪 学习物理的 兴趣和积极性不高等等 这些问题不仅造成了大学 物理教学的低效 阻碍了大学物理课程功能的充分 发挥 而且会造成学生知识基础 知识结构上的诸多 问题 进而对学生后续发展产生掣肘 因此改革陈 旧的教学模式 探索大学物理有效教学的新路子 是 改变当前大学物理教学困境 提高教学质量和效率 的重要途径 为此 我们课题组在对当前地方院校 大学物理教学存在问题进行反思的基础上 通过修 订教学大纲 制定多层次教学计划 探索有效教学的 方法和手段等改革思路 构建了 模块类 结构化 建构性 教学模式 一 新教学模式的理论基础 新教学模式主要以建构主义理论为其理论基 础 建构主义理论是当前最重要的教学与学习理论 之一 它兴盛于20 世纪70 年代 90 年代开始逐渐被 我国教育研究者及教育实践工作者所熟悉 建构主 义理论认为 学习是学习者主动建构内部心理表征 的过程 学习过程是对新信息的意义的建构 同时 又包含对原有经验的改造和重组 学习者以自己的 方式建构对于事物的理解 不存在唯一的 标准的 理解 建构主义理论在有效教学策略方面提出诸多建 议 不能将初级学习阶段的教学策略不合理地推及 到高级学习阶段 高级学习阶段更适合 随机通达教 学 1 教学设计可以自上而下展开 即首先呈现整 体性任务或者核心概念 使学习活动围绕该中心自 然展开 便于学生建构知识结构网络 教学应注重情 境创设 为学生学习提供必要的 脚手架 以及合作 交流 二 新教学模式的主要内涵 新教学模式主要围绕教学计划 教学目标 教 201 第 12 期 No 12 河 南 科 技 学 院 学 报 Journal of Henan Institute of Science and Technology 2011 年 12 月 Dec 2011 学内容 教学方法等核心内容的改革而构建 其主 要内涵表现在三个方面 一 教学计划 教学目标 分模块 依据 非物理类理工学科大学物理课程教学基 本要求 以下简称 基本要求 结合对学生学习 情况 专业需求情况的调查与研究 首先对不同层 次 不同专业的学生制定不同的教学计划 教学计 划 教学目标 分层 即不同学习水平 不同专业需 求的学生可以有不同的教学要求 确保每一个学生 通过大学物理的学习都可以得到相应的提高 避免 一刀切 的统一化管理 以我校为例 该校学生生源分布广 层次多 既 有工科专业 又有农林专业 既有普招生 又有对口 招生学生 大学生在物理水平方面的差异非常明显 统一化管理给教学带来了很大困难 统一的教学计 划又导致优等生 吃不饱 中等生 吃不好 差等 生 吃不了 的局面 为了改变这种局面 我们制定 出了四个不同的教学计划 开始进行分层次 模块化 管理的改革尝试 模块结构如图 1 所示 A 计划用 于理工普招专业 为较高要求 教学内容以 基本要 求 中 A 类内容为主 适当吸纳部分 B 类内容 理论 学时为 72 实验学时为 48 B 计划用于理工对口专 业 为一般要求 教学内容以 A 类内容为主 适当补 充高中物理内容 理论学时为 96 实验学时为 32 C 计划用于农林普招专业 为一般要求 教学内容以 A 类内容为主 理论学时 64 实验学时 16 D 计划用于 农林对口专业 为一般要求 教学内容主要以 A 类内 容为主 适当补充高中物理内容 理论学时 64 学时 实验学时 32 图 1大学物理教学计划模块结构图 二 教学内容重结构 当前大学物理教学面临的主要问题之一就是教 学内容多 教学时数少 对多所地方院校大学物理 开设情况的调查发现 80 的学校都未能达到 基本 要求 中所规定的最低不少于 126 学时的要求 大部 分学校理工专业大学物理的教学课时在 72 学时左 右 其他如农林 医学各专业的教学时数更少 而 大学物理 教材的教学内容却是一个系统 完整的 知识体系 由于各部分知识之间的连贯性 后面知识 以前面知识为基础 往往是牵一发而动全身 如果不 对教学内容作出大的调整 根本无法完成教学任务 也无法达到所规定的基本教学目标 为此 我们在 多年教学实践的基础上 对大学物理教学内容进行 了大胆调整 特别是在知识体系上 打破了力 热 光 电 近代的经典框架模式 按照 运动 力 能量及 守恒定律 的主线将大学物理基础知识内容贯穿其 中 编写了 大学基础物理 教材 该书共分三大部 分 第一编 物理学基础 第二编 常见运动的分析 研究 第三编 量子物理简介 该书的特点在于 打破原有的经典体系 在 力 的介绍中把常见的 力进行了归类 把电场及有关性质放在电场力中讲 解 把磁场放在磁场力中讲解 把分子运动论以及物 体的基本结构 基本性质放在分子力中讲解 从而使 物理学中大量基础知识能在第一编中概括介绍 节 省了授课时间 部分缓解了物理课时紧张的现状 每编都可单独进行 任课老师和学生可根据需要 对三编的内容进行取舍 选编 课程具有弹性 能发 挥学生和老师的主观能动性 本书最大的特点之 一是以物理学史贯穿物理知识介绍的始终 强调物 理学发展的历史背景 物理学家的思想历程 并附有 科学家肖像及实验插图 图文并茂 一改以往物理学 拒人于千里之外 的冰冷面孔 使读者能在一种轻 松愉快的氛围中掌握物理学基础知识 在调整教材教学内容 使教材教学内容结构化 的同时 我们还在具体课堂教学设计中突出了结构 性教学的特点 以物理学中基本概念 基本定律为 教学的核心内容 精心设计 重点讲解 然后通过回 顾 推演 类比 应用等方法 指导学生对和基本概 念 定律相关联的其他知识进行学习 使学生逐渐建 立起关于物理学知识的网络结构 布鲁纳认为 教 学应该重视掌握知识的基本结构 在此基础上才能 形成普遍的迁移 3 重视物理知识结构的教学 不 仅有利于学生对内容的记忆和知识的迁移 而且有 助于培养学生重视事物间联系和自主探索的良好习 惯 同时也可节约一部分教学时间 三 教学方法依建构 教无定法 大学物理教学应吸纳众家之长 使教 学方法多样化 新模式非常重视教学方法的改革 301 王慧君 地方院校大学物理 模块类 结构化 建构性 教学模式初探第 12 期 针对传统教学方法的弊端 我们在合理利用信息化 技术手段的基础上 积极探索讨论教学法 项目教学 法 理论实践相结合教学法 4 等在大学物理课堂教 学中的运用 并使多种教学方法有机融合 灵活变 化 使课堂充满生机和活力 在综合运用各种教学 方法的同时 我们始终秉持一个坚定的信念 尽可能 多给学生主动建构的空间 尽可能地发挥学生学习 主体的作用 大学物理课程多在一年级下学期或者 二年级上学期开设 学生已经具备了基本的自主学 习习惯和学习能力 教师完全没有必要对所有教学 内容都一一进行讲解 而要充分相信学生的能力和 潜能 在教学中我们非常重视问题情境的创设 尽量 为学生展示真实的物理情境 比如 首先以生活中 的真实事例 物理演示实验 自然界现象等为导入 引发学生认知冲突 将一个客观存在的物理问题转 变为学生亟需了解或解决的个人认知问题 使问题 由外在问题转化为内在的问题 学生认知驱动力显 著增强 学生面对问题就会主动思考 为什么 在 此基础上 教师可以启发学生对问题进行提炼 确立 一个可以讨论和研究的物理问题 待问题确定后 就 可以对问题进行尝试性解决 学生可以自己思考 也 可以进行讨论协作解决 教师的作用就在于及时解 答学生提出的问题 参与和引导学生讨论 对偏离主 题的讨论进行及时纠正 最后 同学们之间对得出的 结论进行交流 评价 在充分考虑别人意见或建议的 基础上对所得结果进行修改或补充 以达到基本共 识 在教学改革的起始阶段 由于学生和教师之间 需要磨合 学生自主学习能力还不够强 教师可以适 当增加引导强度 经一段时间后 教师的引导作用要 慢慢减弱 逐步放手由学生自主学习 逐步增强学生 自主学习 自主建构的能力 此外 我们在教学中还适当引入了一些具体研 究项目 这些项目由简单到复杂 可供不同程度的学 生选择 研究不占用教学时间 主要在课余时间由 专门指导老师完成 这些研究不仅可以增加学生学 习的兴趣 而且可以培养学生利用物理知识解决实 际问题的能力 并使学生接触 了解 经历具体的研 究过程 进而培养学生进行物理研究的初步研究能 力 例如 第一个研究项目是估测人的步行速度 速 率 这个项目的目的有两个 一是提供学生应用物 理相关概念 展示物理实验能力的机会 加深学生对 相关物理知识的理解 二是激发学生对物理研究的 兴趣 让学生经历具体的物理研究过程 项目研究 内容包括 确立研究方案 实施方案 对研究结果进 行评价和评估 还有较为复杂的项目即专题研究 项目 如关于理论方面的 宽禁带氧化物半导体的电 子结构与 p 型掺杂的理论研究 InN 半导体团簇 结构及光学性质的研究 关于物理实验改进方面的 单摆实验中计时装置的研制 等 上述研究项目 都分别获得了省级 校级大学生创新基金 创新实 验 项目的大奖 三 新教学模式的优势 新教学模式是鉴于当前大学物理教学中存在的 若干问题 有针对性地对传统教学模式进行的改革 它在诸多方面都明显比传统教学模式具有优势 这 些优势主要表现在 一是节省了教学时间 在课时较 少的情况下能较好地完成教学任务和教学目标 二 是针对不同层次 不同专业学生开设不同的大学物 理课程 避免了一刀切的弊端 有利于各个层次的学 生都得到应有的发展 三是教学设计具有弹性 留 给学生自主学习的空间 鼓励学生自主建构 采用了 多元化的教学方法 给课堂带来了生机和活力 四 是改变了以往 重灌输 的传统理念 只将主要的 核心的概念和规律教给学生 重点引导学生对知识 的主动建构 特别是以现实生活中的实际问题为切 入点 根据具体情境 以原有知识为基础 通过多个 概念原理以及大量的经验背景的共同作用而实现对 问题的解决 这种教学避免抽象地谈概念如何运 用 而是把概念具体到一定的实例中 并与具体情境 相联系 每个概念的教学都涵盖充分的实例和变式 分别用于说明不同方面的含义 而且各实例都可能 同时涉及到多个概念 从而可以在学生头脑中建构 起丰富的认知知识网络 5 五是有利于培养学生自 主学习的意识和能力 有利于培养学生的研究意识 和进行初步研究的能力 同时使学生真正参与其中 成为学习的主人 从而激发了学生学习物理的兴趣 和主人翁责任感 四 新教学模式实施的一般流程 新教学模式的教学流程大致包括以下六个环 节 确立课堂教学目标 确立评价教学目标达成的评 价策略和评价体系 确立核心任务 比如 一个项目 401 2011 年 河南科技学院学报 一个核心概念等 选择 规划教学策略 实施教学 在教学中根据实际情况及时调整教学设计 对学生 评估 即对学生学习情况进行诊断 确定 是否需要 补充教学以及补充什么 在具体实施教学的过程 中 首先要创设问题情境 引发学生的认知冲突 引 导学生提炼 总结 形成要研究的问题 引导学生思 考 小组讨论 交流 尝试对解决问题或对问题作出 合理解释 全班范围内组织讨论 鼓励发表不同意 见 学会对别人的成果作出评价 并在吸纳别人建议 的基础上修改 完善自己的方案 五 新教学模式的实施建议 为保证新教学模式实施的有效性 依据模式改 革的重点及主要特点 特提出该模式实施的可操作 化建议 第一 该模式的实施适合以教学的章或具体任 务项目为单元进行综合教学设计 教学设计是关 键 尽量为学生呈现结构性知识 避免内容的重复和 线性呈现 以利于学生建立物理知识的网络化结构 第二 注重启发学生思考 培养学生主动建构知 识的意识 逐步提高学生自主建构的能力 为学生自 主学习提供指导和帮助 改变以往注重知识传授 教师一言堂的教学方式 多给学生自主的空间 一 些知识教师完全可以不讲 交给学生讨论 交流 让 他们自己得出结论 教师的 教 是为了将来的 不 教 教师要相信学生 逐步放手 把学习的主动权交 还给学生 第三 改变以往只关注显性知识的评价方式 对 显性知识以外的学生其他方面的积极变化也要给予 肯定和鼓励 多元的评价方式有利于学生全面的发 展 能照顾到各种层次学生的学习兴趣 使评价起到 激励 引导的作用 而不仅仅只是甄别 第四 该模式实施的另一个关键是关于具体项 目的选择和排序 选择具体研究项目一定要符合学 生学习水平 不能难度过大或者过小 而且研究项目 必须是学生感兴趣的 与实际有关联的内容 排列顺 序要由易到难 由简到繁 教师指导要视项目难度而 定 在开始实施的前期阶段 教师指导要相对多一 些 等学生有了一定研究基础 积累了一定经验后 教师的指导要逐渐减少 尽量放手让学生自己完成 培养学生独立完成任务的能力 参考文献 1 非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求 J 物理 与工程 2006 5 1 7 2 刘儒德 一种新建够主义 认知灵活性理论 J 心理 科学 1999 4 360 361 3 布鲁纳教育论著选 M 北京 人民教育出版社 1989 24 4 黄淑芳 吴雨宁 大学物理教学与实验结合的改革和创 新 J 大学物理实验 2008 3 35 37 5 张建伟 陈琦 从认知主义到建构主义 J 北京师范大 学学报 社会科学版 1996 4 75 82 责任编辑 李运萍 A primary exploration on College Physics teaching pattern of Modularize