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自主設計作業(yè)模式對大學(xué)物理的應用論文
摘要：作業(yè)是大學(xué)物理課程學(xué)習的一個(gè)重要環(huán)節。為了培養學(xué)生對大學(xué)物理課程作業(yè)的興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新意識，本文提出了一種新的大學(xué)物理課程作業(yè)模式-自主設計作業(yè)模式。學(xué)生可以根據教師對教學(xué)內容和例題的講解，結合自己對知識的理解和自身的生活實(shí)踐，按照自己的想法設計作業(yè)，并自行進(jìn)行解答。這種自行設計作業(yè)的模式極大地激勵了學(xué)生做作業(yè)的主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生內在的學(xué)習動(dòng)力，培養了學(xué)生的創(chuàng )新思想。
關(guān)鍵詞：自主設計作業(yè)；大學(xué)物理；創(chuàng )新思想
中圖分類(lèi)號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2016）05-0063-02
一、概述
作為自然科學(xué)的一門(mén)基礎學(xué)科，物理學(xué)是人類(lèi)物質(zhì)文明和精神文明的基礎和動(dòng)力。對于理工科院校的學(xué)生而言，大學(xué)物理課程則是一門(mén)基礎的必修課程。物理課堂理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)和課后作業(yè)構成了大學(xué)物理課程教學(xué)的三大支柱。從小學(xué)到中學(xué)，再到大學(xué)，從國內到國外，作業(yè)是所有從事高等教育者一直關(guān)注的問(wèn)題。作業(yè)作為一種檢驗和評價(jià)學(xué)生理論知識掌握程度的重要手段，在大學(xué)物理課程中被廣泛采用。從學(xué)生角度來(lái)講，通過(guò)課外作業(yè)，有助于學(xué)生發(fā)現自己在掌握基本概念和基礎知識上存在的問(wèn)題，加深對所學(xué)知識的理解。對于教師而言，通過(guò)學(xué)生的作業(yè)，可以了解學(xué)生對知識的掌握程度，檢驗課堂的理論教學(xué)效果，從而發(fā)現問(wèn)題并及時(shí)調整教學(xué)安排。對于學(xué)生而言，由于不再面臨升學(xué)的壓力，因此作業(yè)已經(jīng)不再是他們必須完成的任務(wù)。而在高校向研究型發(fā)展的今天，在創(chuàng )新型人才培養目標的大環(huán)境下，作為基礎課程的大學(xué)物理究竟該如何設計作業(yè)才能促進(jìn)創(chuàng )新型人才的培養，才能與研究型高校的發(fā)展相適應，已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。這里，我們試圖尋找一些設計作業(yè)的方法和實(shí)施的原則，探尋既有一定的難度，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的高質(zhì)量作業(yè)，以及如何將高質(zhì)量的作業(yè)納入學(xué)生的學(xué)習中以促進(jìn)課堂教學(xué)效率的提高。
二、大學(xué)物理作業(yè)的現狀分析
對于理工科院校的大學(xué)物理教師來(lái)講，課堂教學(xué)任務(wù)重，批改作業(yè)的量大，再加上相應的科研等其它工作，工作忙，而成效低。對于學(xué)生來(lái)說(shuō)，物理課程難學(xué)，課外作業(yè)難做，學(xué)生沒(méi)有耐心和興趣來(lái)完成教師布置的課外作業(yè)，因此為了應付交作業(yè)的任務(wù)而不假思索地抄襲作業(yè)的現象非常普遍�？上攵�，在一本抄襲來(lái)的作業(yè)本上，學(xué)生沒(méi)有達到作業(yè)應該給予的復習和鞏固所學(xué)知識的目的，教師也無(wú)法獲得學(xué)生理論知識掌握程度的具體情況，從而使作業(yè)從根本上失去了它所應具備的作用和意義。國內目前大多數高校的大學(xué)物理作業(yè)主要存在以下三個(gè)主要問(wèn)題。
�。ㄒ唬┡c高中物理的銜接不好
在作業(yè)中能夠用高中學(xué)物理方法求解的習題偏多，特別在力學(xué)的牛頓定律部分，學(xué)生普遍反映70%的題目可以用高中的方法求解，當然，出現這種狀況也取決于目前我國現行的高考制度，從而影響了剛踏入大學(xué)校門(mén)的新生學(xué)習大學(xué)物理新知識的興趣，使學(xué)生在剛接觸大學(xué)物理這門(mén)課程就產(chǎn)生了厭學(xué)情緒，失去學(xué)習大學(xué)物理知識的興趣和動(dòng)力。
�。ǘ┳鳂I(yè)以與教材配套練習題為主，類(lèi)型單一、題型單調
在大多數高校中，貫穿大學(xué)物理教學(xué)的整個(gè)學(xué)期，大學(xué)物理作業(yè)幾乎都以計算題的形式出現，有的只有少量的思考題，而創(chuàng )新綜合型題目很少，甚至幾乎沒(méi)有。這不僅增加了學(xué)生的學(xué)習負擔，為了解題而解題，更使大多數學(xué)生失去了學(xué)習大學(xué)物理的樂(lè )趣，沒(méi)有起到促進(jìn)學(xué)生創(chuàng )新能力培養的作用。另外，互動(dòng)、相互合作的作業(yè)題目偏少，與學(xué)生的日常生活實(shí)踐嚴重脫節，不適合學(xué)生的心里特點(diǎn)，導致一部分學(xué)生厭煩作業(yè)，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。通過(guò)調查發(fā)現，探索與互動(dòng)合作類(lèi)型的作業(yè)更受學(xué)生的歡迎。
�。ㄈ┳鳂I(yè)的題目過(guò)分理想化，脫離實(shí)際情形，比較陳舊
由于大學(xué)物理是一門(mén)公共基礎課程，在課外作業(yè)的布置上，很少有教師鼓勵學(xué)生自己設計喜歡的作業(yè)。大多數課外作業(yè)以文字、算式的形式出現，沒(méi)有體現出大學(xué)物理課外作業(yè)對解決實(shí)際問(wèn)題的指導作用和應用功能。在大學(xué)物理教學(xué)中，為了消化、鞏固和理解一些基本概念和定理、定律，對某些情況進(jìn)行理想化的假設是應該的，也是必要的，但若理想化的內容和習題偏多，勢必脫離生活實(shí)際和工程實(shí)踐，就會(huì )使學(xué)生覺(jué)得大學(xué)物理知識在科學(xué)研究、工程技術(shù)、日常生活和實(shí)際應用中沒(méi)有用處，對大學(xué)物理的實(shí)用性產(chǎn)生懷疑，致使學(xué)生無(wú)法將所學(xué)的理論知識和實(shí)際應用聯(lián)想起來(lái)，使理論和實(shí)際應用嚴重脫節，從而因課堂理論致死態(tài)抽象而降低學(xué)生學(xué)習大學(xué)物理的興趣。
三、自主設計作業(yè)的方案與實(shí)踐
自主設計作業(yè)的過(guò)程不僅僅是完成作業(yè)的過(guò)程，更重要的是培養學(xué)生探索和創(chuàng )新能力的過(guò)程，培養學(xué)生自我發(fā)現問(wèn)題、自我解決問(wèn)題的過(guò)程。因此對于大學(xué)物理作業(yè)范圍的選擇和引導，作業(yè)結果的展示和評價(jià)應注意以下幾點(diǎn)。
�。ㄒ唬┳鳂I(yè)設計內容的選擇
不是所有的大學(xué)物理教學(xué)內容都適合學(xué)生自主設計作業(yè)。具體實(shí)施時(shí)應選取那些難易適中、便于學(xué)生理解的內容。所選內容的難易度會(huì )直接影響到學(xué)生自主設計作業(yè)的積極性，教師要適時(shí)跟蹤學(xué)生的作業(yè)設計情況，調控作業(yè)設計的難易度。教師可以先舉一兩個(gè)例題，使學(xué)生清楚所學(xué)內容可以應用的環(huán)境及題型，然后再讓學(xué)生舉一反三，結合個(gè)人對知識掌握的程度和日常生活實(shí)際來(lái)自主進(jìn)行作業(yè)設計。
�。ǘ┳鳂I(yè)設計時(shí)間和空間的選擇
在有限的時(shí)間內，要想讓學(xué)生坐在教室里上交一份完美的設計是不可能的。他們只會(huì )像完成任務(wù)一樣匆匆了事，根本起不到培養其創(chuàng )新能力的作用。因此，要留給學(xué)生足夠的時(shí)間和空間，讓他們能夠放松地去消化自己所學(xué)的知識，大膽地去創(chuàng )想自己所做的設計，主動(dòng)地去探索所遇問(wèn)題的答案。在設計時(shí)要具有更大的開(kāi)放性，這有利于培養學(xué)生的發(fā)散性思維。這樣即鞏固了所學(xué)的知識，又激發(fā)了學(xué)生獨立設計作業(yè)的興趣，使他們發(fā)現原來(lái)做作業(yè)并不是一件苦差事，其中也蘊含了很多樂(lè )趣。當然學(xué)生在設計作業(yè)方案時(shí)往往存在這樣或那樣的缺陷，作為教師可以由學(xué)生制定出有缺陷的方案，讓其他同學(xué)參與討論，通過(guò)討論來(lái)逐步進(jìn)行完善，這種策略將有助于培養學(xué)生的批判性思維。通過(guò)自主設計作業(yè)，既可以使學(xué)生成為評價(jià)的主體，又可以使學(xué)生在分析他人方案中的錯誤時(shí)吸取教訓，以避免類(lèi)似的問(wèn)題在后續的作業(yè)設計中出現，從而使學(xué)生學(xué)會(huì )設計作業(yè)的基本方法，提高其設計能力。
�。ㄈ┳鳂I(yè)設計的考核與評價(jià)
自主設計作業(yè)完成的好壞應綜合考慮多種指標。通常只注重解答結果正確與否的作業(yè)評價(jià)，不利于學(xué)生良好學(xué)習習慣的養成，也不利于他們各項素質(zhì)的全面提高。自主設計作業(yè)的模式使得正確的結果已經(jīng)不再是評價(jià)課外作業(yè)完成情況的唯一標準，我們更注重的是學(xué)生題目的設計，題目中是否綜合考慮了所學(xué)知識，題目是否更貼近、顯現日常生活中的應用等因素。作業(yè)題目設計出來(lái)了，答案自然也就出來(lái)了。因為在自主作業(yè)的設計過(guò)程中，學(xué)生本身就會(huì )考慮所設計的題目會(huì )用到哪些知識點(diǎn)、哪些公式和概念，所以對于自主設計作業(yè)的評價(jià)來(lái)說(shuō)，相比所設計的題目而言，答案已經(jīng)不再那么重要。這種自主設計作業(yè)的模式也是與當下一種新的教學(xué)理念“本科生介入研究”不謀而合�？茖W(xué)研究，不論是基礎研究還是應用研究，都是要有所發(fā)現，要發(fā)現物理的基本規律及其應用。如果沒(méi)有扎實(shí)的基本概念、基本理論和基本方法等知識，就很難給出有意義的發(fā)現。就本科生而言，除了少部分學(xué)生可以直接參與課題組的研究，大部分學(xué)生還是應該“以學(xué)為主”，而他們在利用基礎知識進(jìn)行作業(yè)設計及解答的過(guò)程中，其實(shí)本身就已經(jīng)是在進(jìn)行科學(xué)研究的工作。自主作業(yè)設計模式在大學(xué)物理教學(xué)中已進(jìn)行了試驗應用。在講到穩恒磁場(chǎng)的畢奧-薩伐爾定律時(shí)，將其應用在載流有限長(cháng)直導線(xiàn)和載流圓形導線(xiàn)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的例子中，并且得到了無(wú)限長(cháng)載流直導線(xiàn)、載流圓環(huán)在圓心以及載流圓弧在圓心的磁感應強度公式結果，為了讓學(xué)生理解并加深對理論公式的掌握與應用，在課堂中在引入了載流直導線(xiàn)和載流圓弧組合的綜合應用例題。結合該類(lèi)例題給學(xué)生布置了利用直導線(xiàn)、圓環(huán)和圓弧自由組合的創(chuàng )新作業(yè)設計，由學(xué)生充分發(fā)揮他們的想象，去設計題目并自行計算，學(xué)生們對此表現出了濃厚的興趣，交上來(lái)的作業(yè)也是形式各異。由他們提交的作業(yè)設計可以看出，有些學(xué)生喜歡大學(xué)物理課程，且基礎知識扎實(shí)，因此所設計的題目相對比較復雜；相反另一部分學(xué)生只是對課堂例題做了簡(jiǎn)單的修改和拓展。但是，無(wú)論復雜還是簡(jiǎn)單的題目設計，我們都欣喜地看到了作業(yè)是學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的思考而獨立完成的，充分發(fā)揮了他們的主觀(guān)能動(dòng)性，起到了促進(jìn)學(xué)生鞏固知識、提高創(chuàng )新能力的作用。自主設計作業(yè)模式給我們指明了因材施教的方向。通過(guò)學(xué)生完成自主設計作業(yè)，一方面去發(fā)掘優(yōu)秀學(xué)生以及對課程感興趣的學(xué)生的潛能，另一方面也改變了部分學(xué)生對大學(xué)物理課程的厭學(xué)狀況。教師從學(xué)生的實(shí)際情況、個(gè)性差異出發(fā)，有的放矢地進(jìn)行有差別的教學(xué)，使每個(gè)學(xué)生都能揚長(cháng)避短，獲得最佳學(xué)習效果。
四、結束語(yǔ)
通過(guò)幾學(xué)期的大學(xué)物理課程自主設計作業(yè)模式的實(shí)踐，學(xué)生反饋的信息是很有收獲的。其實(shí)作業(yè)方案的設計是同時(shí)兼備了理性思維和實(shí)踐思維的一種思維方式。學(xué)生在相互討論、猜想和交流的過(guò)程中，學(xué)會(huì )了接納、贊賞、互助，培養了他們的合作精神，體驗了科學(xué)探究的樂(lè )趣和成功的喜悅。我們發(fā)現這種新穎的作業(yè)設計模式不僅有利于學(xué)生對課堂學(xué)習知識的復習和應用，還能夠使他們更深入地探索和思考課堂學(xué)習的知識，避免了學(xué)生對科學(xué)研究的畏懼感、神秘感，起到了對學(xué)生心里的一種親近作用。學(xué)生親近了素材，也就親近了知識，親近了知識，進(jìn)而產(chǎn)生了濃厚的興趣，為自主、愉快地學(xué)習科學(xué)知識創(chuàng )設了有益的情境，從而促進(jìn)了學(xué)生原創(chuàng )性意識和創(chuàng )造性思維的培養，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習興趣。
參考文獻
[1]劉小蘭.低年級大學(xué)生研究性學(xué)習的實(shí)踐研究[D].揚州大學(xué)，2012，5.
[2]姜海麗，孫秋華，趙言誠，等.資源共享背景下大學(xué)物理視頻資源建設的探索與實(shí)踐[J].物理與工程，2013，8.
[3]孫秋華，姜海麗，趙言誠，等.多元化教學(xué)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J].物理與工程，2013，6.
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