大学物理教学方法改革=20110728-1

1、二一一年七月浙江大学理学部物理系潘正权 厉位阳 薛大建 张 宏 应和平 阮永红 大学物理教学方法多环节改革的实践与探索8/13/20221phypzq引言（现状与主要问题）改革理念、思路及实施方案改革的特色与创新预期的成果及辐射面8/13/20222phypzq引言：1、课程性质： 物理学是自然科学的基础，是现代科技的先导。 大学物理课程是高等学校理工科各专业学生必修的一门重要通识性基础课，它不仅是理工农医各专业重要的基础课程，而且是培养大学生科学精神、科学思维方法、创新能力的素质课。 大学物理课程在培养学生树立科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识等方面

2、，具有其他课程不能替代的重要作用。8/13/20223phypzq为什么要学大学物理?学好“大学物理”有什么用?掌握或者了解自然界的基本规律（效率最高）训练和提高综合思维能力(科学素质）提高原始创造力（竞争力）8/13/20224phypzq通过大学物理课程学习,可以培养学生以下能力：1. 独立获取知识的能力逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。2. 科学观察和思维的能力运用物理学的基本理论和基本观点，通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、

3、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对所涉问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性。3分析问题和解决问题的能力根据物理问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。8/13/20225phypzq通过大学物理课程学习,可以培养学生以下素质：1. 求实精神通过大学物理课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。2. 创新意识通过学习物理学的研究方法、物理学的发展历史以及物理学家的成长经历等，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、

4、创新欲望，以及敢于向旧观念挑战的精神。3. 科学美感引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。8/13/20226phypzq 通过大学物理课程的教学，应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。8/13/20227phypzq

5、2、目前面临的挑战： 随着我国高等教育规模不断扩大，办学的自主性不断增加，人才培养模式的国际化、全球化越来越高；新知识、新信息的快速增长，传播渠道的不断扩展。 必须重新审视我国大学物理课程教学的基本内容、教学方法、教材建设以及课程实施各环节：如何提升课程的内在品质、增加知识本身的吸引力？如何改革教学的方法，激发学生的学习兴趣？ 8/13/20228phypzq目前浙大的大学物理（系列课程群）教学现状：1、改革涉及的课程群和学生每届的数量： 大学物理（甲） (061B0211）（中文班及双语班） 大学物理（甲） (061B0221) （中文班及双语班） 大学物理（乙）(061B0212) 大学物

6、理（乙）(061B0222) 大学物理及实验(061B0230) 全校公共基础课、量大面广5门大学物理系列课程每年的授课总人数为4000左右 8/13/20229phypzq目前大学物理（系列课程群）的教学现状：2、基本特点： 课程内容与中学物理联系紧密，课程知识框架相对稳定 大班化（100人以上）课堂教学，课堂教学大多采用多媒体（PPT）教学 教师讲授为主，配以一定的课堂演示实验、动画模拟和物理应用实例的视频片段，师生的课内外互动相对较少 课程的考核以期末的 “四统一”书面闭卷考试为主，平时成绩主要根据期中考试成绩和作业完成情况确定 8/13/202210phypzq目前大学物理（系列课程群

7、）的教学现状：3、存在的主要问题： 课程教学内容本身对学生的吸引力不够 课堂教学以教师讲授为主，学生参与程度不高 平时对学生的学习过程缺乏有效的督促和激励机制 课程的考核方式比较单一，平时成绩较难判定 导致：“平时松，最后紧 ”，对学习过程不重视，课程不及格率偏高 8/13/202211phypzq学生课程学习失败调查： 大学物理重修班（周末循环班）调查分析表明：大部分学生的课程学习失败与缺课有密切关系课程缺乏吸引力平时学习缺乏有效的反馈和监督激励机制高校退学率问题矛盾突出8/13/202212phypzq改革基础： 2003年承担了浙江省教改项目“大学物理原版教材的引进及研究” 2005年主

8、持完成了美国麻省理工（MIT）的大学物理课堂教学课件的整体翻译及比较研究(含全程录像） 2008年承担了教育部物理基础课程教指委的教改项目： “中外物理教学的基本要求、 教材和课程实施的比较研究”（项目编号：08018） ，该项目已于2010年10月优秀结题对2004年高中物理实施新课改以来的普通高中物理课程标准和全国通用的5种普通高中课程标准实验教科书进行了系统的研究8/13/202213phypzq教学方法改革的基础：进行了多年的大班课堂教学师生交互试点班的教学方法改革实践（2004年引进课堂交互系统PRSPersonal Response System ，2008年开始研发HG-互动教学

9、反馈系统）大学物理课程是浙江大学首届精品课程，浙江大学重点课程，浙江省精品课程建设项目，浙江大学首届优质课程 。浙江大学物理系同时拥有：国家工科物理课程教学基地和国家理科人才培养基地，具有雄厚的学科基础和出色的师资队伍8/13/202214phypzq 可以部分实现探究式、启发式教学与课堂师生互动课堂实时交互系统（PRS课堂即时应答系统） 全体学生积极参与检查预习与复习8/13/202215phypzq实时反馈，对师生两方面的正向激励 8/13/202216phypzq改革的思路、理念： 联合国教科文组织在其报告学会生存教育世界的今天和明天中指出： “教师的职责现在已经越来越少地传播知识, 而

10、越来越多地激励思考”，学生是学习的主体，教学方法改革要真正体现“以人为本”的教学思想，改革的目标主要是激发学生的学习兴趣和热情，真正贯彻因材施教原则，既能针对全班学生情况选择适当的教学方法，又能区别学生个性给予特殊指导 ！8/13/202217phypzq改革的思路、理念：学生是学习的主体，教学方法改革必须以学生的自主学习和知识建构为中心，对课程的教学基本要求、教学内容、教学模式和考核方式等环节进行了全方位改革加强学生知识结构和学习规律的研究，不断激发学生的学习兴趣和学习成就感，变被动学习为主动学习强调科研教学相互渗透，采用探究式、工程应用实例讨论和师生实时交互系统等多种教学方法激发学生的学习

11、兴趣和热情，全面提高课程教学质量 8/13/202218phypzq改革的具体实施方案： 改革课程的教学大纲： 目前的课程教学基本要求均是由国家教指委统一制定，对教学内容（知识点）的研究比较深入，强调知识体系的掌握为主，突出了“教”的理念。以学生为主体的课程教学大纲应该突出“学”的理念，明确学生学习该课程应达到的目标（而不是掌握的内容），应强调通过多种方法（注重唤起学习兴趣、解释自然现象，结合物理学史等）提高课程的吸引力鼓励学生完成课程的学习。 8/13/202219phypzq改革的具体实施方案：提高任课教师的教学水平：定期召开课程教学研讨会，讨论解决教学遇到的具体问题，邀请著名的教学名师上

12、示范课或作专题报告，组织青年教师观摩学习，把优秀教师的教学经验传承下去，基本的教学技巧传授，制定措施鼓励教师提高教学责任心，钻研教学内容，不断改进教学方法，提高教学水平，结合自己的科研背景与经历，逐渐形成独特的教学风格。 8/13/202220phypzq改革的具体实施方案： 规范课程教学过程：学习国外名校（如MIT，加州理工等），以学生的学习为中心，制定详细全面的课程教学日程，强调具体教学内容的预习要求与学习目标，利用平时教学进程中的每一周甚至每一节课指导和督促学生去完成学习目标。 8/13/202221phypzq改革的具体实施方案： 优化课程教学内容：教学内容的选取要立足教材而不拘泥于教

13、材，多媒体教案的内容组织应强调物理概念、思想、规律或理论的起源及其发展，把物理原理与有趣的社会话题、自然现象、技术进步联系起来，通过实际的例子显示物理学在其他学科（包括工程、化学、医学）中的重要角色，缩小学科基础知识与实际应用之间的间距，让学生感觉到生活中到处都有物理，学习物理知识很有用，从而激发他们学习的动力，增加课程知识本身的吸引力。 8/13/202222phypzq改革的具体实施方案： 优化课程教学内容：同时，教学内容还要强调教学与科研相结合，如将科研成果固化到教材和课堂教学内容中，使得教学内容更加言之有物，使学生身临其境。一方面及时将各种物理学科的最新研究成果应用于教学，充实教学内容

14、。另一方面还将科学研究直接引入教学，开展探究式、研究型教学，指导学生进行科学研究，培养学生的创新能力，从而引导学生主动去追踪学科领域最新进展，培养学生创新意识和探索精神。 8/13/202223phypzq改革的具体实施方案： 改进课堂教学模式：以知识结构建立为导向，采用启发探究式教学。在具体教学中，不断创设问题情景，设置课程知识的认知冲突，引导学生去找到答案，始终注重激发学生的兴趣、保持对教学内容的好奇心（在多媒体教案中尽量多配以精美的彩色照片和插图、动画模拟和物理应用实例的视频片段等，同时有针对性提出相关的思考问题，进行相关公共教学资源库建设）。 提高课堂教学质量：利用师生课堂实时交互系统

15、（HG-互动教学反馈系统）解决大班化课堂教学中教师与每个同学之间交互问题交互过程重在启发、引导（认知冲突），课前、课后、实时都可以准备不同类型的交互问题。8/13/202224phypzqHG-互动教学反馈系统8/13/202225phypzq8/13/202226phypzq8/13/202227phypzq实际课堂教学中的新功能需求:1、双向反馈2、防堵塞3、课堂上展开讨论-随机取人4、多功能的教师卡（倒计时，调取数据，鼠标与激光笔）5、师生交互探究问题库的研制和开发8/13/202228phypzq改革的具体实施方案： 改课程习题课为专题讨论课：把平时以讲授解题技巧为主的习题课改为专题讨

16、论课，收集配合课程内容的真实的工程实例为案例进行分析讨论。可以大大激发学生的学习主动性、积极性和参与程度。专题讨论课主题应提前布置，由学生自行组合，最好在教师指导下由学生助教轮流主持每次讨论课等。8/13/202229phypzq8/13/202230phypzq8/13/202231phypzq8/13/202232phypzq8/13/202233phypzq8/13/202234phypzq改革的具体实施方案： 强调课程的课外学习：大班化教学还可以同课堂分类指导，采用黑板或电子白板公布教学提纲，多媒体课件进行基本教学，每堂课均布置课后思考题，每一单元布置课外选作课程小论文。鼓励学生组成课

17、外学习讨论小组，协作完成课程论文等。（设专门的物理答疑室，组织课外讨论） 改革课程考核方式：参照国外名校的考核模式（课程的平时考核非常严格，作业要求高），强调学生平时学习过程的考核。课程最终成绩由平时作业单元测试网络师生交流课堂表现课程小论文期中考试期末考试等构成。8/13/202235phypzq改革的具体实施方案： 充分利用校园网络：利用“大学物理教学中心”课程网站，提供教师多媒体课件的下载，建立网络上的师生交流，对学生学习中遇到的常见问题进行收集建库，给予详细解答并在网络发布。同时，开展课前预习、课后复习的网络测试，同样纪录为平时成绩，形成不受时空限制的多维的课程学习环境。 8/13/2

18、02236phypzq利用课程网站（2003.11）进行课前、课后的预习与复习，网络测试也作为平时成绩的一部分主要内容：课程介绍教师信息学习辅导教学资源教学管理8/13/202237phypzq改革特色与成效：始终突出学生是学习的主体，以学生的自主学习和知识建构为中心，从注重激发学生学习兴趣的启发式教学理念出发，对课程内容、授课方式、课内外自主学习、考核形式等多个课程教学环节进行了全方位的教学方法改革；在大班化教学的课堂教学模式进行全面改革，在引进PRS的基础上，研发了师生课堂实时交互系统（HG-互动教学反馈系统），解决教师与每个同学之间交互问题。同时对大班化教学进行同课堂分类指导，实施一定程度的因材施教，可以大大提高课堂教学质量；8/13/202238phypzq改革的特色与创新：倡导学生开展多种形式的课外自主学习活动（如利用课程网站预习和复习，通过课外学习小组协作完成课程论文等），从课内学习向课内外学习相结合转变； 全面实施课程考核方式改革，强调平时学习过程的考核。课程考核由“最终结果考核”向“学习过程最终结果考核”转变。吸引学生参与教学的全过程，变被动学习为主动学习。8/13/202239phypzq改革的