大学物理课程研究性学习模式的构建

摘要：基于当前地方工科院校大学物理教学现状，本文提出大学物理教学改革的核心是转变学生学习方式，构建研究性学习模式。为了激发学生学习兴趣，转变学习方式，形成研究性学习模式，作者从校园物理文化建设、课程教学开放、渗透研究性学习理念的融合教学和教学评价多元化等四个方面进行了改革和实践。

关键词：大学物理教学改革；研究性学习

通过对大学一年级学生学习情况的问卷调查和大学物理教学情况的分析表明，当前地方工科院校大学物理（含实验）教学存在的主要问题是学生主动探究问题的意识薄弱，自主性、研究性学习能力差。造成这一问题的主要原因是中学长期以来的应试教育，导致学生逐步形成了接受式学习的思维定势，这使得学生对教师产生过强的依赖性，缺乏主动性，怠于思考。而现行的大学基础课程教学大多延续知识导向型的系统学习，进一步强化了这种接受式学习的习惯。就大学基础教育而言，激发大学生求知的热情与探究之心比教知识本身更重要。因此，突出学生的主体地位，培养学生自主性、研究性学习能力，形成研究性学习的模式，正是大学教育的核心问题。特别是面对刚入学新生的大学物理课程教学，在传授知识的同时，着重培养研究性学习的能力，引导学生养成研究性学习的习惯，使学生真正学会学习，尤其重要。

为此，我们围绕这一教育核心问题，从校园物理文化的建设、课程教学的开放、渗透研究性学习理念的融合教学和教学评价的多元化等四个方面进行改革和实践，激发学生学习兴趣，转变学习方式，以期构建大学生研究性学习模式。

一、改革理念与路径

培养学生自主性、研究性学习能力，需要转变教学观念，从以教师为中心的传授知识观向以学生为中心的知识建构观转变，引领、启发学生自主构建所学的物理知识和体系，让学生感到所学的知识有自己的印迹和“体温”；需要有新的课程理念，从知识传授型课程向能力培养型课程转变，课程不再囿于大纲和考试，要有开放性，渗透研究性教学的思想；在教学评价上，以多元化方式融入研究性学习能力的评价手段，引导学生走向主动学习和探究，逐步形成研究性学习模式。

基于这样的改革理念，我们认为大学物理课程改革应首先从校园物理文化氛围的营造入手，以唤起学生好奇心和激发学生学习兴趣为出发点；其次，推动课程教学从封闭走向开放，把具有亲和性、发展性、质疑要素的原始文献和网络资源融合到课程教学之中；再次，针对大学物理教学情况，渗透研究性学习，改造、提升传统的物理教学，形成融合的教学新思想；最后，改革课程评价体系，引导学生学习方式的转变，推动课程改革顺利进行。

二、改革实践

1.营造校园物理文化氛围，激发学习兴趣

不可否认，当前地方工科院校校园物理文化日趋淡化，这对物理教学极其不利。因此，大学物理教学改革不能仅限于课堂上的努力，应把着眼点首先放在营造物理文化氛围上，让跨进校园的大学新生，不仅感受到物理学是现代科学的根基，也是现代科学前沿领域最有创造性和富有成果的学科，而且让学生充分体会到物理学是有趣的、有用的，是值得好好学习的一门学科。为此，我们每年举办全校性的物理文化节，营造物理文化氛围。例如，每年10月受聘我校维尔切克量子中心的首席科学家、诺贝尔物理学奖获得者维尔切克教授面向全校学生作物理学前沿的讲演报告，大大激发了学生对物理学的好奇和兴趣；与学生社团联合，设立面向全校学生的“格致杯”物理创新大赛，营造自主性、研究性学习氛围；用多媒体技术展示物理学前沿和现代技术，打造物理文化走廊；开放探究演示实验，使物理可以被“触摸”，融动手实践与理论学习于一体，唤起了学生对物理的好奇心和学习兴趣。

2.走教学开放之路，形成开放性教学

我们通过查阅学校图书馆学生借阅物理类书籍的记录了解到，大学物理教材、学习指导书和习题解答之类的图书借阅量占到总阅量的89%。这是一个令人吃惊的结果，说明学生的学习资源太封闭，阅读视野太窄。这也从一个侧面说明，我们的物理教学仍然走在封闭的、以考纲为中心的接受式学习的体系中。物理教学改革亟须打破这样的束缚，使物理教学从封闭走向开放，形成开放性教学。

为此，我们采取了以下教学改革措施：一是把原始文献的阅读引入课堂教学，将知识置于历史的动态发展过程之中，让学生感到自己是知识发展的参与者、批评者。如在光电效应的教学中，引入一段爱因斯坦的原文，并要求学生课后阅读“论爱因斯坦《关于光的产生和转化的一个试探性观点》一文的得失”。这样会使学生不惧权威，形成批判性思维的习惯。

二是把网络引入到课堂教学中，引导学生走出课本，为自主学习拓展学习空间。互联网资源为物理学习提供了无限可能，不论原始文献的查找，还是科学的最新进展，均能与课堂教学无缝对接，从而大大拓展了教学视野，有利于培养学生的自主探究能力。比如讲到激光时，让学生搜索有关原子激光方面的网络教学资源进行对比学习；讲到经典驻波时，让学生上网了解量子围栏方面的知识，从而拓展了驻波的教学内容。

三是适时地把物理与当代科技热点对接。例如，新能源、新材料、探月工程、环境保护等均与物理密切相关，在课间适时对接，不仅可激发学生学习物理的兴趣，更可以把物理教学内容进一步拓展，把一门课程的学习拓展为一个学科的研读。

3.渗透研究性学习，开展融合教学

在课堂教学中存在两种不同的学习方式，即接受式学习和研究性学习，它们并非对立，而是应该让两种学习方式各自发挥自己的长处，实现优势互补，从而更好地实现课堂教学的目标。因此，通过渗透，形成融合的教学思路，是非常适合当前大学物理课堂教学的。我们强调的渗透和融合，既包含教育思想和理念的渗透与融合，把研究性学习的教育理念逐步整合到传统教学中，以改造和提升传统教学；同时，也包含学习方式的融合，使学生在研究性学习的逐步渗透中，渐渐地转变学习方式，从单一接受式学习中走出来，养成研究性学习的习惯。

（1）渗透研究性学习理念，改进讲授式教学。比如，对一些重要物理概念的教学，通过演示或动画，展示物理现象，激发学生兴趣，然后，从中提出问题，与学生开展互动讨论，形成基于问题的互动式教学，引导学生自主构建起物理概念。对重要物理规律的教学，也是从观察物理现象入手，引导学生自主建立物理模型，探究物理规律，运用物理规律。这样的教学，学生在学习物理的同时，更重要的是经历了知识的发现过程，引导学生参与知识的建构，学生学习的主动性、积极性会被激发出来，从而逐步形成研究性学习的模式。

（2）注重内容关联，实现课内教学与课外自主学习相融合。大学物理涵盖力学、热学、电磁学、光学和近代物理学等内容，范围广，知识量大，而近年来地方工科院校大学物理课时数相对不足。因此，可充分利用物理学知识的关联性，开展课内教学与课外自主学习的融合。比如，引力场及引力势能可以安排在课内教学，而与引力场类似的静电场及电势能则安排学生课外自主学习，再通过课堂讨论来总结静电场规律。教学上一详一简，既让学生明确学习目标，又留给学生自主学习空间，培养学生自主学习的能力。

（3）改进课后练习，形成多种练习形式的有机融合。大学物理课后练习是学习的一个重要环节。经过大学物理教学共同体同仁们多年的努力，建立了试题库，形成了大量规范的题目，便于学生练习，提高学习能力。但是，注重规范性、理想化的试题使得课后练习变得程式化，对学生学习主动性和创新能力的培养不利。为了使课后练习更具研究性学习特点，我们从三方面进行了改造：一是逆物理建模过程来改造习题，即教学建模是对自然现象的纯化、简化后提升为物理模型，许多习题也是以此思想命制的。设定的种种条件，使问题变得简单。我们的做法就是把限制条件去掉或放宽，使得题目有一定挑战性。如简振子问题，如果弹簧质量不能忽略，其振动周期如何变化？再如单摆问题，摆长有微小变化，其周期怎样？二是在各章节内容讲授完后，要求学生对所做练习题进行总结，梳理题目类型和基本解题策略。三是要求学生创新题目，论证解题，最终命制试题。通过对传统练习模式的改革，使物理课程练习更富有挑战性和个性化。在传统课后习题的基础上，每章节融合进这三种练习形式，使课后练习也从封闭走向开放，提升了学生的学习欲望，取得了良好的教学效果。

（4）课内与课外相融合，培养学生主动创新能力。创新已成为学校工作的主旋律，特别是学生社团，每年都举办一系列创新大赛，许多竞赛与物理学密切相关。因此，大学物理教学要与学生社团密切结合，而学生社团也渴望物理教师的参与和指导。因此，大学物理教学与学生竞赛相融合，把科技创新活动纳入大学物理的教学体系之中，使教学与各种创新成为一个相互促进的整体，开展基于项目的研究性学习，培养学生的创新能力。若竞赛取得了成绩，学生大学物理的成绩可加分，教师能获得学院的奖励。

4.统一考试与多样性评价相结合，引导学生转变学习方式

当前，研究生保送、奖学金评定等政策与学业成绩相关度高，学生非常重视课程成绩，因此大学物理课程评价仍是引领学生学习方式转变的有效指挥棒。所以，量大面广的基础课不能再沿袭传统的一考定成绩的教学评价模式，而需要探索研究性学习能力评价的新机制，引导学生学习方式的转变。

经过几年探索与尝试，我们把期末统考的权重降到50%，另外50%的权重开展多样性评价。一是互评型课程论文答辩。每学期初，教师提供一系列论文选题，学生也可以自拟题目，但要求题目源于物理。学期结束时，组织课程论文答辩，并以师生共评和学生互评的方式，让教学班的全体学生和教师一起参与答辩论文的评价打分（教师权重50%，学生权重50%）。通过这种方式，引导学生查找资料、自主研究，并学习科技文章的撰写，提高了研究性学习能力和口头表达能力。二是借用网络软件开展课堂即时评价，注重学习过程的评估，及时反馈学生的学习情况，教师动态调整教学策略。把这种评价结果纳入学期总评成绩中，可推动学生课前预习，提高学生学习的主动性。三是建立学生自主学习测试网站，测试题目以选择题和填空题为主，学生登录后可自行选择测试内容，测试满意后可提交，学生即时可看到测试成绩。若对成绩不满意，可通过进一步自学，再次随机组卷进行测试。网站后台可自动记录学生每次的测试成绩、测试内容的范围，测试次数等详细信息，并在学期结束时，统计学生参与测试的总次数和平均成绩。四是把课外科技竞赛活动融入物理教学中，鼓励学生参加各类物理竞赛、与物理有关的科技创新活动。我们根据学生获奖的等级，制定了加分细则。这一做法，大大提高了学生参与课外活动的热情。以浙江省大学生物理竞赛为例，我校年年是学生参赛比例最高、成绩最优的省属高校。

除了这些被教师共同采纳的评价方法外，也鼓励教师把自己的科研与教学结合，进行有个性化的评价，形式不限，但需要把评价依据和成绩报系里备案。

三、效果与思考

通过改革，我校大学物理教学生态环境有了明显的好转。比如，我校每年参加浙江省大学生物理创新竞赛的学生数达到近3000人，远远超过其他省属高校。经过两轮的改革与实践，我们再次查阅了学生借阅物理类书籍的情况，统计数据有了较明显的好转，借阅大学物理教材、学习指导书和习题解答类图书的比例下降到67%，而借阅其他类图书的比例有了较大的上升，从原来的11%上升到33%。这从一个侧面反映了学生的学习更加积极主动。但要扭转学生长期以来形成的学习习惯和思维定势，道路艰难而漫长。只要我们有了研究性教学的理念，形成教研文化，并不断实践，相信大学物理教学能有效引导学生学习方式的转变，养成自主学习、研究性学习的习惯，使研究性学习成为我国大学生学习的常态。

[责任编辑：夏鲁惠]

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