大學(xué)物理教學(xué)改革

大學(xué)物理教學(xué)改革教學(xué)改革為了主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)體制的改革和教育轉(zhuǎn)軌的需要，進(jìn)一步深化和發(fā)展教學(xué)改革及研究。我們?cè)诟鱾€(gè)階段都有詳細(xì)的教學(xué)改革計(jì)劃及措施，通過(guò)積極爭(zhēng)取校、院領(lǐng)導(dǎo)的支持和教學(xué)研究立項(xiàng)，努力實(shí)施使教學(xué)改革與研究不斷深化。一、適應(yīng)社會(huì)需要，實(shí)踐教學(xué)改革我們從對(duì)新生的調(diào)查研究入手，組織了新生入學(xué)問(wèn)卷調(diào)查，同時(shí)進(jìn)行了物理摸底考試。新生問(wèn)卷調(diào)查的內(nèi)容涉及四個(gè)方面的問(wèn)題：一是新生個(gè)人情況，包括新生入學(xué)總成績(jī)、物理成績(jī)及是否來(lái)自重點(diǎn)中學(xué)等；二是中學(xué)物理教材使用情況，因?yàn)槟壳爸袑W(xué)使用的物理教材達(dá)5種以上，我們要從學(xué)生使用的教材來(lái)判斷目前中學(xué)物理教學(xué)的實(shí)際狀況；三是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)情況；四是學(xué)生對(duì)物理課程的態(tài)度?？纯磳W(xué)生的主要興趣和主觀感受，并和隨后的新生入學(xué)物理考試成績(jī)作比較研究。該調(diào)查組織嚴(yán)密，統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確，具有普遍的意義。我們還對(duì)幾屆新生進(jìn)行了入學(xué)物理摸底考試，我們對(duì)該幾次考試進(jìn)行了詳盡分析，包括試卷總體分析，抽樣調(diào)查，優(yōu)、差生對(duì)比研究等，完成了《中學(xué)物理與大學(xué)課程內(nèi)容銜接研究報(bào)告》，得出了許多有意義的結(jié)論。.一般工科院校的學(xué)生約55%來(lái)自非縣以上重點(diǎn)中學(xué)，從使用的中學(xué)物理教材及摸底考試情況看，大約只有58%的學(xué)生達(dá)到了國(guó)家教委《工科物理教學(xué)基本要求》規(guī)定的起點(diǎn)。因此，大學(xué)物理教學(xué)起點(diǎn)不宜太高，特別是學(xué)生的主觀感受和實(shí)際水平不完全一致，對(duì)中學(xué)物理來(lái)說(shuō)，力學(xué)、電學(xué)仍是學(xué)生掌握的薄弱環(huán)節(jié)。.由于各中學(xué)受教學(xué)條件的限制和追求高考升學(xué)率，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠，學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)普遍掌握較差，特別是示波器、氣墊導(dǎo)軌等實(shí)驗(yàn)，在中學(xué)階段幾乎是空白，因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以此為依據(jù)制定教學(xué)改革措施和開設(shè)必要的預(yù)備性實(shí)驗(yàn)。.在優(yōu)、差生對(duì)比分析中，我們發(fā)現(xiàn)我院入學(xué)基礎(chǔ)較好的學(xué)生主要來(lái)自湖北、湖南、河南，差生主要來(lái)自青海、海南、新疆。優(yōu)、差生的差距主要表現(xiàn)在分析和處理綜合性問(wèn)題的能力上，這對(duì)于具體教學(xué)中如何培養(yǎng)尖子，幫助差生有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。程度上前者優(yōu)于后者。以上結(jié)論給我們敲響了警鐘，大學(xué)物理課程體系與教學(xué)內(nèi)容已到了非改不可的關(guān)鍵時(shí)刻。與此同時(shí)，我們還開展了大學(xué)物理課程與相關(guān)課程的銜接研究，完成了《工科物理課程與相關(guān)課程間的銜接研究報(bào)告》，得出了有價(jià)值的結(jié)論：.各門相關(guān)課程的“基本要求”存在嚴(yán)重重復(fù)，它只考慮了自身知識(shí)的完整性，不顧及前后相關(guān)課程的整體性，尤以理論力學(xué)與大學(xué)物理最為突出，兩者既有概念要求上的重復(fù)，又有理論規(guī)律上的重復(fù)。.教材內(nèi)容上都有不同程度的重復(fù)，例如理論力學(xué)教材分為靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)部分的十章中有四章內(nèi)容與大學(xué)物理重復(fù)或基本重復(fù)，我們對(duì)這些重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)、分類和分析。電路分析與大學(xué)物理在電流、電壓、電功率等概念上，在電容、電感、儲(chǔ)能、諧振動(dòng)理論、互感、自感等內(nèi)容上重復(fù)過(guò)多。熱工、電磁場(chǎng)論也與大學(xué)物理有部分不必要的重復(fù)。.要搞好課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革，必須轉(zhuǎn)變教學(xué)思想與教學(xué)觀念，既要遵循認(rèn)識(shí)上的“螺旋上升”規(guī)律，也要避免相關(guān)課程的過(guò)度重復(fù)，從培養(yǎng)綜合素質(zhì)、能力強(qiáng)的人才的知識(shí)爆炸的時(shí)代特征看，重復(fù)過(guò)多實(shí)屬浪費(fèi)。建議有關(guān)部門適時(shí)調(diào)整“工科本科基礎(chǔ)課程和技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”，調(diào)整的原則應(yīng)為技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容體系必須適應(yīng)于相關(guān)基礎(chǔ)課程，后續(xù)課程應(yīng)適應(yīng)于前授課程。要組織力量，協(xié)同攻關(guān)編寫出整體優(yōu)化的工科大學(xué)各科教材。在此基礎(chǔ)上，我們完成了《大學(xué)物理課程教學(xué)改革方案研究報(bào)告》。對(duì)大學(xué)物理的體系內(nèi)容及教學(xué)進(jìn)行了改革實(shí)踐。.按新設(shè)計(jì)的改革教材，我們調(diào)整教學(xué)內(nèi)容體系，即按力、波、熱、電、近代物理順序，使其結(jié)構(gòu)更合理，邏輯性更強(qiáng)，重新編寫了教學(xué)大綱，刪除了與中學(xué)物理重復(fù)的內(nèi)容，調(diào)整了各部分的教學(xué)時(shí)數(shù)，使近代物理內(nèi)容超過(guò)20%，并從97級(jí)開始已經(jīng)在教學(xué)中實(shí)行。.從96級(jí)開始我們進(jìn)行了教學(xué)方法的改革，使物理習(xí)題課變成了小班習(xí)題討論課。從近三年的實(shí)踐來(lái)看，習(xí)題討論課擴(kuò)大了師生交流的機(jī)會(huì)，效果十分明顯。.貫徹因材施教原則，使優(yōu)生得到充分發(fā)展，我們開設(shè)了專題講座10個(gè)，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。在當(dāng)年的期末考試中，該年級(jí)優(yōu)生率有較大幅度提高。.在教學(xué)內(nèi)容的安排上作了調(diào)整,把原先跨兩個(gè)學(xué)期的電磁學(xué)內(nèi)容全部調(diào)到第二學(xué)期,把原第二學(xué)期的波動(dòng)光學(xué)調(diào)到了第一學(xué)期,這不僅使每學(xué)期的內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立和合理,也便于習(xí)題課和其它工作的順利進(jìn)行。.從我們的研究報(bào)告中得知，物理實(shí)驗(yàn)是中學(xué)物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)，為此我們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建立了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。我們?yōu)槲催_(dá)到教學(xué)起點(diǎn)的學(xué)生開設(shè)預(yù)備性實(shí)驗(yàn)供其選修，使其進(jìn)入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)起點(diǎn)。我們的實(shí)驗(yàn)改革教學(xué)共分為三個(gè)層次：第一個(gè)層次為基礎(chǔ)訓(xùn)練、基本實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練，用30學(xué)時(shí)完成。第二個(gè)層次也為30學(xué)時(shí)，采用開放式教學(xué)方式，加大綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第三層次為科研訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，在教師指導(dǎo)下學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并獨(dú)立完成。第三層次的內(nèi)容部分優(yōu)生選做。從97級(jí)開始我們已進(jìn)入實(shí)踐階段。特別是第三層次的教學(xué)，學(xué)生踴躍報(bào)名參加，由于條件所限，我們只選取部分學(xué)生組成28個(gè)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行。此教學(xué)項(xiàng)目獲得湖北省優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。二、開展了自制大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)儀器物理學(xué)從本質(zhì)上講，是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。課堂演示實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理教學(xué)不可忽視的內(nèi)容。為了提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)條件，教師們開展了自制物理演示儀器的研究實(shí)踐活動(dòng)。經(jīng)過(guò)兩代物理教師的辛勤研制工作，完成物理演示教具84套件。為了充分發(fā)揮這些教具的作用，我們采用開放演示實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生參觀的方式，收到很好的效果。這是我們物理教學(xué)的一大特色內(nèi)容。不僅如此，我們還開展了學(xué)生自制大學(xué)物理演示儀器的第二課堂活動(dòng)，學(xué)生完成并移交使用的演示教具共26套件。開放演示實(shí)驗(yàn)室的演示儀器95%以上是自己制作的。此研究項(xiàng)目獲得中國(guó)石油天然氣總公司石油高等教育優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。三、優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)手段教學(xué)方法與手段的研究、優(yōu)化與使用。在教學(xué)手段和方法的改革上我們著重進(jìn)行了如下8種方法的探索與實(shí)踐。2003年實(shí)現(xiàn)了全部課程用MCAI教學(xué)。在精品課程建設(shè)中，我們以實(shí)現(xiàn)MCAI課件的精品化為目標(biāo)，完成了大學(xué)物理課程全套課件的制作和修改，并已上網(wǎng)。所制作使用的MCAI課件不僅系統(tǒng)性較強(qiáng)、內(nèi)容處理完整細(xì)致、形式豐富多彩，而且MCAI課件使用了三維立體空間，可以用圖片插入、影片鏈接、網(wǎng)上訪問(wèn)等技術(shù)，大學(xué)物理課程的MCAI教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，有其突出的優(yōu)點(diǎn)與優(yōu)越性，不僅形成了形象生動(dòng)、充滿活力、富有吸引力的優(yōu)勢(shì)和鮮明的特色，MCAI還以無(wú)可爭(zhēng)議的優(yōu)勢(shì)突破了學(xué)生做筆記難的教學(xué)瓶頸，采用的一個(gè)頁(yè)面兩個(gè)內(nèi)容模塊交替延時(shí)顯示，相當(dāng)于兩塊電子黑板,一邊的教學(xué)內(nèi)容被“擦掉”書寫新內(nèi)容時(shí),另一邊的教學(xué)內(nèi)容任仍然被保留,便于學(xué)生做筆記。為了方便教師制作高質(zhì)量的MCAI課件，網(wǎng)上建立了MCAI積件庫(kù)，收集、整理、制作了大量的大學(xué)物理圖片、模擬實(shí)驗(yàn)、演示動(dòng)畫等MCAI積件。四、進(jìn)行了大學(xué)物理分層分級(jí)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐近幾年，我們把大學(xué)物理的建設(shè)與改革分別在學(xué)校立項(xiàng)，將“分層分級(jí)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐”與“《大學(xué)物理》精品課程建設(shè)”兩部分內(nèi)容同步進(jìn)行。在完成中學(xué)物理與大學(xué)物理銜接研究、《大學(xué)物理》改革現(xiàn)狀研究、《大學(xué)物理》與相關(guān)專業(yè)課程間的橫向研究的基礎(chǔ)上，調(diào)研國(guó)內(nèi)其它高?！洞髮W(xué)物理》改革狀況，參照《大學(xué)英語(yǔ)》分級(jí)教學(xué)模式，確定《大學(xué)物理》分層分級(jí)教學(xué)模式的總體方案，采取邊研究、邊實(shí)踐、邊總結(jié)的研究方法，全面進(jìn)行《大學(xué)物理》分層分級(jí)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐。按照《大學(xué)物理》教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教學(xué)基本要求，根據(jù)我校專業(yè)設(shè)置和地方合并綜合性大學(xué)特點(diǎn)，《大學(xué)物理》分層分級(jí)教學(xué)模式如下圖所示。統(tǒng)一各層各級(jí)的教學(xué)學(xué)時(shí)。根據(jù)教學(xué)基本要求的指導(dǎo)意見(jiàn)，《大學(xué)物理》A、口B、C分別開設(shè)120、72、80學(xué)時(shí)。根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，《大學(xué)物理》D、E、F分別開設(shè)80、54、60學(xué)時(shí)?？诮y(tǒng)一各層各級(jí)的選用教材。理工類選用馬文蔚的兩個(gè)版本，醫(yī)學(xué)類選用梁路光和喀蔚波等編的，農(nóng)林類選用胡玉才編的教材。制定各層各級(jí)的教學(xué)大綱。根據(jù)《大學(xué)物理》課程教學(xué)基本要求，按教學(xué)體系內(nèi)容的設(shè)計(jì)，以選用的教材為基礎(chǔ)，制訂各層各級(jí)的教學(xué)大綱?！洞髮W(xué)物理》A、B、C用各自的學(xué)時(shí)進(jìn)行教學(xué)。口《大學(xué)物理》D在化工專業(yè)，《大學(xué)物理》E在水產(chǎn)、動(dòng)醫(yī)、動(dòng)科專業(yè)，《大學(xué)物理》F在臨床、護(hù)理專業(yè)分別用相應(yīng)的學(xué)時(shí)進(jìn)行教學(xué)。口通過(guò)分級(jí)教學(xué)，因材施教，打造學(xué)生個(gè)性發(fā)展新平臺(tái)，為大學(xué)物理選課制和完全學(xué)分制的實(shí)施積累理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)，本課程共開展了21項(xiàng)的教學(xué)研究，其中省部級(jí)立項(xiàng)9項(xiàng)。獲省部級(jí)優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。發(fā)表教研論文90篇，出版教材13部。五、進(jìn)行了大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)分級(jí)訓(xùn)練互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的開放與應(yīng)用該平臺(tái)運(yùn)行方式類似網(wǎng)絡(luò)上流行的“開心農(nóng)場(chǎng)”，每個(gè)學(xué)習(xí)者在該平臺(tái)注冊(cè)后，獲得初始的知識(shí)財(cái)富，并擁有自己的一片“物理知識(shí)莊園”，通過(guò)答題、學(xué)習(xí)交流和討論等多種形式，獲取“知識(shí)財(cái)富”，然后發(fā)展、壯大及修飾自己的“知識(shí)家園”而得到升級(jí)，最終發(fā)展升級(jí)到“外太空”開拓自己的“知識(shí)領(lǐng)地”。軟件提供：1、基礎(chǔ)知識(shí)類題基礎(chǔ)知識(shí)類題為填空題和選擇題。學(xué)生可一次性獲取多題，以一定題數(shù)為一“包”，如5題為一包“知識(shí)種子”,知識(shí)莊園莊主決定其中有幾題可供外人“獲取”——至少1題；內(nèi)容先不展示，打開知識(shí)種子包，顯示題目，規(guī)定時(shí)間內(nèi)給出正確答案，獲得相應(yīng)分值。知識(shí)種子設(shè)有效期限，到期不答題，知識(shí)種子“壞死”。每次只打開其中一題，解答完成一題后才能打開另外的一題（設(shè)置打開標(biāo)志）。題目難易程度不同，產(chǎn)值（收獲后的得分）不同；（系統(tǒng)從題庫(kù)中隨機(jī)抽取選擇題ID）?？?、交流討論類題3、知識(shí)種子分類題目的知識(shí)點(diǎn)不同，“知識(shí)種子”的種類不同，種子的命名不拘泥于學(xué)科的概念。根據(jù)題目難易程度不同，“知識(shí)種子”的級(jí)別分為初級(jí)某某種、中級(jí)某某種、高級(jí)某某種、黃金某某種、白金某某種、至尊某某種等。4、知識(shí)裝飾品系統(tǒng)提供除常規(guī)的“知識(shí)莊園裝飾品”外，還提供有物理特色的“知識(shí)裝飾”，如愛(ài)因斯坦蟲洞等有特色創(chuàng)意的物件（美工設(shè)計(jì)），獲取知識(shí)領(lǐng)域權(quán)（如建立空間站等），物理特色顯著。5、排名榜系統(tǒng)提供物理知識(shí)“福布斯”富人榜和最落魄物理知識(shí)乞丐排名，活躍程度作為一個(gè)評(píng)估指標(biāo)列入排名，在系統(tǒng)進(jìn)入界面中顯示。所有答題中，公式按Matlab編程規(guī)范來(lái)定義，解決求和、根號(hào)等無(wú)法顯示問(wèn)題（在答題界面中提供對(duì)照選擇表）。初期階段，除選擇題和填空題為自動(dòng)評(píng)分外，計(jì)算題和討論題評(píng)分采用教師評(píng)分，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)分。系統(tǒng)構(gòu)建BlueCulture數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含10個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù)，分別為：uer:用戶表；Group：分組表；quetion:題庫(kù)；quetiontype:題型表;crop:種植活動(dòng)表；gain:收獲表；cene:場(chǎng)景；ceneelement:場(chǎng)景元素表;eed:種子表；tak:任務(wù)表?？诖髮W(xué)物理網(wǎng)絡(luò)分級(jí)訓(xùn)練互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，用游戲中廣泛使用的“獎(jiǎng)勵(lì)”方式，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過(guò)程中獲得“成就感”，讓學(xué)生在玩中“學(xué)”；學(xué)習(xí)者發(fā)起新的學(xué)習(xí)討論話題及參與他人的有益討論同樣能獲得“收益”，鼓勵(lì)其與其它學(xué)習(xí)者之間的交流和協(xié)作，充分發(fā)揮CSCL（計(jì)算機(jī)支持下的協(xié)作學(xué)習(xí)）的優(yōu)勢(shì)。該平臺(tái)不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，把大學(xué)物理課后作業(yè)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)化，而且尊重學(xué)生間的差異，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)、互動(dòng)、合作學(xué)習(xí)，還能充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性與主觀能動(dòng)性，通過(guò)分級(jí)訓(xùn)練培養(yǎng)精英人才。大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)分級(jí)訓(xùn)練互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，不僅能應(yīng)用于大學(xué)物理課后作業(yè)訓(xùn)練，其簡(jiǎn)化版本還能應(yīng)用于大學(xué)物理考查考試，為大學(xué)物理無(wú)紙化教學(xué)奠定基礎(chǔ)。為了方便教師制作高質(zhì)量的MCAI課件，網(wǎng)上建立了MCAI積件庫(kù)，收集、整理、制作了大量的大學(xué)物理圖片、模擬實(shí)驗(yàn)、演示動(dòng)畫等MCAI積件。附：《大學(xué)物理》課程雙語(yǔ)教學(xué)的問(wèn)卷調(diào)查口為了迎接2007年教育部對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)的本科教學(xué)評(píng)估，