大学物理教学改革

大学物理教学改革教学改革为了主动适应社会主义经济市场体制的改革和教育转轨的需要，进一步深化和发展教学改革及研究。我们在各个阶段都有详细的教学改革计划及措施，通过积极争取校、院领导的支持和教学研究立项，努力实施使教学改革与研究不断深化。一、适应社会需要，实践教学改革我们从对新生的调查研究入手，组织了新生入学问卷调查，同时进行了物理摸底考试。新生问卷调查的内容涉及四个方面的问题：一是新生个人情况，包括新生入学总成绩、物理成绩及是否来自重点中学等；二是中学物理教材使用情况，因为目前中学使用的物理教材达5种以上，我们要从学生使用的教材来判断目前中学物理教学的实际状况；三是中学物理实验情况；四是学生对物理课程的态度。看看学生的主要兴趣和主观感受，并和随后的新生入学物理考试成绩作比较研究。该调查组织严密，统计准确，具有普遍的意义。我们还对几届新生进行了入学物理摸底考试，我们对该几次考试进行了详尽分析，包括试卷总体分析，抽样调查，优、差生对比研究等，完成了《中学物理与大学课程内容衔接研究报告》，得出了许多有意义的结论。.一般工科院校的学生约55%来自非县以上重点中学，从使用的中学物理教材及摸底考试情况看，大约只有58%的学生达到了国家教委《工科物理教学基本要求》规定的起点。因此，大学物理教学起点不宜太高，特别是学生的主观感受和实际水平不完全一致，对中学物理来说，力学、电学仍是学生掌握的薄弱环节。.由于各中学受教学条件的限制和追求高考升学率，对物理实验教学重视不够，学生对物理实验普遍掌握较差，特别是示波器、气垫导轨等实验，在中学阶段几乎是空白，因此物理实验教学应以此为依据制定教学改革措施和开设必要的预备性实验。.在优、差生对比分析中，我们发现我院入学基础较好的学生主要来自湖北、湖南、河南，差生主要来自青海、海南、新疆。优、差生的差距主要表现在分析和处理综合性问题的能力上，这对于具体教学中如何培养尖子，帮助差生有一定的指导意义和参考价值。程度上前者优于后者。以上结论给我们敲响了警钟，大学物理课程体系与教学内容已到了非改不可的关键时刻。与此同时，我们还开展了大学物理课程与相关课程的衔接研究，完成了《工科物理课程与相关课程间的衔接研究报告》，得出了有价值的结论：.各门相关课程的“基本要求”存在严重重复，它只考虑了自身知识的完整性，不顾及前后相关课程的整体性，尤以理论力学与大学物理最为突出，两者既有概念要求上的重复，又有理论规律上的重复。.教材内容上都有不同程度的重复，例如理论力学教材分为静力学、运动学、动力学部分的十章中有四章内容与大学物理重复或基本重复，我们对这些重复内容进行了统计、分类和分析。电路分析与大学物理在电流、电压、电功率等概念上，在电容、电感、储能、谐振动理论、互感、自感等内容上重复过多。热工、电磁场论也与大学物理有部分不必要的重复。.要搞好课程体系和教学内容的改革，必须转变教学思想与教学观念，既要遵循认识上的“螺旋上升”规律，也要避免相关课程的过度重复，从培养综合素质、能力强的人才的知识爆炸的时代特征看，重复过多实属浪费。建议有关部门适时调整“工科本科基础课程和技术基础课程教学基本要求”，调整的原则应为技术基础课程内容体系必须适应于相关基础课程，后续课程应适应于前授课程。要组织力量，协同攻关编写出整体优化的工科大学各科教材。在此基础上，我们完成了《大学物理课程教学改革方案研究报告》。对大学物理的体系内容及教学进行了改革实践。.按新设计的改革教材，我们调整教学内容体系，即按力、波、热、电、近代物理顺序，使其结构更合理，逻辑性更强，重新编写了教学大纲，删除了与中学物理重复的内容，调整了各部分的教学时数，使近代物理内容超过20%，并从97级开始已经在教学中实行。.从96级开始我们进行了教学方法的改革，使物理习题课变成了小班习题讨论课。从近三年的实践来看，习题讨论课扩大了师生交流的机会，效果十分明显。.贯彻因材施教原则，使优生得到充分发展，我们开设了专题讲座10个，扩大了学生的知识面。在当年的期末考试中，该年级优生率有较大幅度提高。.在教学内容的安排上作了调整,把原先跨两个学期的电磁学内容全部调到第二学期,把原第二学期的波动光学调到了第一学期,这不仅使每学期的内容相对独立和合理,也便于习题课和其它工作的顺利进行。.从我们的研究报告中得知，物理实验是中学物理教学的薄弱环节，为此我们进行了实验教学改革，建立了新的实验教学体系。我们为未达到教学起点的学生开设预备性实验供其选修，使其进入适当的教学起点。我们的实验改革教学共分为三个层次：第一个层次为基础训练、基本实验方法训练，用30学时完成。第二个层次也为30学时，采用开放式教学方式，加大综合实验、设计性实验内容。第三层次为科研训练实验，在教师指导下学生设计实验项目并独立完成。第三层次的内容部分优生选做。从97级开始我们已进入实践阶段。特别是第三层次的教学，学生踊跃报名参加，由于条件所限，我们只选取部分学生组成28个实验小组进行。此教学项目获得湖北省优秀教学成果二等奖。二、开展了自制大学物理演示实验仪器物理学从本质上讲，是一门实验科学。课堂演示实验是大学物理教学不可忽视的内容。为了提高教学质量，改善教学条件，教师们开展了自制物理演示仪器的研究实践活动。经过两代物理教师的辛勤研制工作，完成物理演示教具84套件。为了充分发挥这些教具的作用，我们采用开放演示实验室让学生参观的方式，收到很好的效果。这是我们物理教学的一大特色内容。不仅如此，我们还开展了学生自制大学物理演示仪器的第二课堂活动，学生完成并移交使用的演示教具共26套件。开放演示实验室的演示仪器95%以上是自己制作的。此研究项目获得中国石油天然气总公司石油高等教育优秀教学成果二等奖。三、优化教学方法和教学手段教学方法与手段的研究、优化与使用。在教学手段和方法的改革上我们着重进行了如下8种方法的探索与实践。2003年实现了全部课程用MCAI教学。在精品课程建设中，我们以实现MCAI课件的精品化为目标，完成了大学物理课程全套课件的制作和修改，并已上网。所制作使用的MCAI课件不仅系统性较强、内容处理完整细致、形式丰富多彩，而且MCAI课件使用了三维立体空间，可以用图片插入、影片链接、网上访问等技术，大学物理课程的MCAI教学与传统教学方法相比，有其突出的优点与优越性，不仅形成了形象生动、充满活力、富有吸引力的优势和鲜明的特色，MCAI还以无可争议的优势突破了学生做笔记难的教学瓶颈，采用的一个页面两个内容模块交替延时显示，相当于两块电子黑板,一边的教学内容被“擦掉”书写新内容时,另一边的教学内容任仍然被保留,便于学生做笔记。为了方便教师制作高质量的MCAI课件，网上建立了MCAI积件库，收集、整理、制作了大量的大学物理图片、模拟实验、演示动画等MCAI积件。四、进行了大学物理分层分级教学模式的研究与实践近几年，我们把大学物理的建设与改革分别在学校立项，将“分层分级教学模式的研究与实践”与“《大学物理》精品课程建设”两部分内容同步进行。在完成中学物理与大学物理衔接研究、《大学物理》改革现状研究、《大学物理》与相关专业课程间的横向研究的基础上，调研国内其它高校《大学物理》改革状况，参照《大学英语》分级教学模式，确定《大学物理》分层分级教学模式的总体方案，采取边研究、边实践、边总结的研究方法，全面进行《大学物理》分层分级教学模式的研究与实践。按照《大学物理》教学指导委员会制定的教学基本要求，根据我校专业设置和地方合并综合性大学特点，《大学物理》分层分级教学模式如下图所示。统一各层各级的教学学时。根据教学基本要求的指导意见，《大学物理》A、口B、C分别开设120、72、80学时。根据学校实际情况，《大学物理》D、E、F分别开设80、54、60学时。口统一各层各级的选用教材。理工类选用马文蔚的两个版本，医学类选用梁路光和喀蔚波等编的，农林类选用胡玉才编的教材。制定各层各级的教学大纲。根据《大学物理》课程教学基本要求，按教学体系内容的设计，以选用的教材为基础，制订各层各级的教学大纲。《大学物理》A、B、C用各自的学时进行教学。口《大学物理》D在化工专业，《大学物理》E在水产、动医、动科专业，《大学物理》F在临床、护理专业分别用相应的学时进行教学。口通过分级教学，因材施教，打造学生个性发展新平台，为大学物理选课制和完全学分制的实施积累理论和实践经验。近年来，本课程共开展了21项的教学研究，其中省部级立项9项。获省部级优秀教学成果二等奖2项，三等奖4项。发表教研论文90篇，出版教材13部。五、进行了大学物理网络分级训练互动学习平台的开放与应用该平台运行方式类似网络上流行的“开心农场”，每个学习者在该平台注册后，获得初始的知识财富，并拥有自己的一片“物理知识庄园”，通过答题、学习交流和讨论等多种形式，获取“知识财富”，然后发展、壮大及修饰自己的“知识家园”而得到升级，最终发展升级到“外太空”开拓自己的“知识领地”。软件提供：1、基础知识类题基础知识类题为填空题和选择题。学生可一次性获取多题，以一定题数为一“包”，如5题为一包“知识种子”,知识庄园庄主决定其中有几题可供外人“获取”——至少1题；内容先不展示，打开知识种子包，显示题目，规定时间内给出正确答案，获得相应分值。知识种子设有效期限，到期不答题，知识种子“坏死”。每次只打开其中一题，解答完成一题后才能打开另外的一题（设置打开标志）。题目难易程度不同，产值（收获后的得分）不同；（系统从题库中随机抽取选择题ID）。口2、交流讨论类题3、知识种子分类题目的知识点不同，“知识种子”的种类不同，种子的命名不拘泥于学科的概念。根据题目难易程度不同，“知识种子”的级别分为初级某某种、中级某某种、高级某某种、黄金某某种、白金某某种、至尊某某种等。4、知识装饰品系统提供除常规的“知识庄园装饰品”外，还提供有物理特色的“知识装饰”，如爱因斯坦虫洞等有特色创意的物件（美工设计），获取知识领域权（如建立空间站等），物理特色显著。5、排名榜系统提供物理知识“福布斯”富人榜和最落魄物理知识乞丐排名，活跃程度作为一个评估指标列入排名，在系统进入界面中显示。所有答题中，公式按Matlab编程规范来定义，解决求和、根号等无法显示问题（在答题界面中提供对照选择表）。初期阶段，除选择题和填空题为自动评分外，计算题和讨论题评分采用教师评分，最终实现自动评分。系统构建BlueCulture数据库，该数据库包含10个子数据库，分别为：uer:用户表；Group：分组表；quetion:题库；quetiontype:题型表;crop:种植活动表；gain:收获表；cene:场景；ceneelement:场景元素表;eed:种子表；tak:任务表。口大学物理网络分级训练互动学习平台，用游戏中广泛使用的“奖励”方式，使学习者在学习的过程中获得“成就感”，让学生在玩中“学”；学习者发起新的学习讨论话题及参与他人的有益讨论同样能获得“收益”，鼓励其与其它学习者之间的交流和协作，充分发挥CSCL（计算机支持下的协作学习）的优势。该平台不仅能激发学生学习物理的兴趣，把大学物理课后作业训练网络化，而且尊重学生间的差异，鼓励学生主动、互动、合作学习，还能充分发挥学生的个性与主观能动性，通过分级训练培养精英人才。大学物理网络分级训练互动学习平台，不仅能应用于大学物理课后作业训练，其简化版本还能应用于大学物理考查考试，为大学物理无纸化教学奠定基础。为了方便教师制作高质量的MCAI课件，网上建立了MCAI积件库，收集、整理、制作了大量的大学物理图片、模拟实验、演示动画等MCAI积件。附：《大学物理》课程双语教学的问卷调查口为了迎接2007年教育部对长江大学的本科教学评估，