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摘要：物理学是人类知识的精华，是承载人类科学技术不断进步的阶梯。因此物理基础课程的教学是高等学校学科教学的重要组成部分。但就国内普通理工科院校的实际教学效果来看，物理基础课程在学生当中的重视程度普遍不足，课程内容更新滞后，物理课时被不断压缩，物理基础课程存在被边缘化的危险。本文主要研讨了物理基础课程教学中所面临的问题，包括学生兴趣不足，课程内容老旧，教师答疑不及时等，并针对这些问题尝试提出解决的方案。
关键词：大学物理；课程更新；师生互动；考试改革
本文引用格式：梅玉雪，等.浅析大学物理教学中面临的问题及改革探究[J].教育现代化,2020,7(38):46-48,72.
Analysis of Problems and Reforms in College Physics Teaching
MEI Yu-xue,WANG Cao
(School of Physics&Optoelectronic of Engineering of Shandong University of Technology,Zibo Shandong)
Abstract:Physics is the essence of human knowledge,and it is the ladder that carries the continuous progress of human science and technology.Therefore,the teaching of physics courses is an important part of subject teaching in colleges and universities of science and technology.However,as far as learning outcomes are concerned,the learning effect is not satisfactory.The common situation is that students pay insufficient attention to the course,the course content is updated slowly,and the physics class time is reduced.The basic physics curriculum is at risk of being marginalized.This article mainly discusses the problems in the teaching of basic physics courses,including insufficient student interest,stale curriculum content,and teacher’s untimely response,etc.,and attempts to propose solutions to these problems.
Key words:College physics;Curriculum update;Teacher-student interaction;Examination reform
一 引言
从文艺复兴起，物理学作为一门独立的科学开始获得广泛的关注和飞速的发展。回顾迄今人类文明的三次工业浪潮，无一不是建立在物理学大发现的基础上：热学的研究，带来了蒸汽机、内燃机，直到今天还承载着几乎整个人类的交通运输；电磁理论的建立，使人类进入了电气时代。在当今社会，电力几乎成了空气、水、食物之后的第四大人类的必需品。尤其是进入二十世纪以来量子物理、固体材料物理的大发展，将人类带入了第三次工业革命——信息革命。今天的人们几乎已经无法想象没有手机、电脑以及互联网的工作和生活要如何进行。而这些习以为常的电子设备，无一不和二十世纪初期物理学的发展密切相关。可以预见，下一次人类的技术革命，也必将建立在新的物理学突破基础上。[1-3]因此物理学作为人类科技进步的原动力，一直都是高等学校理工科教育的重要组成部分。但是，近年来高校理工科的物理学科教学却出现了令人不安的停滞和萎缩。[4]部分院校出于各种原因开始减少物理课程的课时,学生中也开始出现“物理无用论”。如果这种现象长久发展下去，高校培养的学生将失去应该具备的科学素养，知识面变得极端狭窄，创新研发能力丧失。
导致这种现象的原因归结起来有三个方面：学生的问题，教材的问题，以及教师的问题。来自学生方面的问题主要是学生的功利化学习态度，忽略了对自身价值的提高。这样凡是考研不考的科目，用人单位不问的问题都不在学习目标范围之列。教材方面，由于历史的原因，建国后我国的高等教育发展沿袭了前苏联的模式，大学物理教材的编写一方面注重传授知识的深度和逻辑严密性，另一方面对知识面的宽度、易读性以及激发学生兴趣方面比较欠缺。[5,6]这就导致编写的教材内容比较生硬，和实际生活以及当前物理学前沿严重脱节。强调对物理定律的理解记忆和习题练习，但忽视对定律的发现以及所经历的挫折的回顾，忽视物理定律的现实意义以及和我们生活的关系，忽视物理定律在整个物理学框架中的地位介绍，尤其忽视了课程内容和当今物理学前沿的关联。这就容易使学生产生“物理太难学”“物理和我没关系”“物理知识没用”等错误的观念。最后教师教学方面，在当前工作环境下，高校教师分配到教学以及相关研究的精力较少。具体到《大学物理》这类公共课中，课堂上师生共同参与的讨论很少，课后的师生交流也仅限于习题的答疑。同时由于学生积极性不高，大部分学生甚至羞于或懒于请教老师。都这使学生难以体会到学习物理知识的乐趣，同时和学生学习动力欠缺形成了恶性循环。
为了解决上述问题，我们尝试提出一些大学物理课程教学改革的建议。
二 教学内容不断更新和完善
1.增加物理学发展史的相关教学内容，使物理学史教学和物理定理的教学有机结合起来。回顾整个物理学发展史，几乎所有的正确理论的诞生都经历过质疑、挑战和争辩。而那些被证明错误的观点，往往都被淹没在历史中，很少被教材提及。但是，重温这些错误的理论，以及他们和正确的理论竞争的过程，对刺激学生的独立思维能力、激发学习兴趣、加深对物理知识的理解都有极其重要的意义。在课堂教学中，教师可以通过营造具体环境，使学生置身历史上典型的学术争论之中，创造机会让学生以角色扮演的方式尝试提出推翻错误理论的方法或者让学生试图为错误理论辩护。[7]这样会使学生体会正确理论战胜错误理论的过程往往并不是一帆风顺的，从而在潜移默化中提升了学生独立分析问题解决问题的能力。
2.课堂教学中加强物理学知识和现实生活的关联。物理学是植根现实生活的科学，可以说生活中处处皆物理。以大学物理中机械振动部分为例，生活中小到洗衣机摇摆的甩干桶、坑洼道路上颠簸的汽车，大到天空中喷气飞机的轰鸣以及灾难性的地震，无一不和这部分知识有关。但由于学生们已经适应了演绎法思维方式，当面对这些生活中的具体现象时很难利用归纳总结的方法和书本上的物理定律建立关联。因此在教师讲解环节，可以根据授课章节的不同设置若干现实生活相关的开放性问题，并要求学生以调研论文或研究报告等形式提交研究结果。笔者在近几年的《大学物理》教学中进行了相关方面的尝试，效果有明显改善。学生们在论文中纷纷表示“通过调研发现物理无处不在”“原来物理真的有用”“通过调研亲身体会到学习的乐趣”“完成了调研，有成就感，还有点小激动”……
3.加强教学内容和当今物理学前沿的联系。当前的大学物理教学中，学生所学的知识绝大部分都来自经典物理理论体系。和高中物理知识比较，内容的扩展并不大，只是在数学工具方面加入了矢量运算、微积分及简单的微分方程。部分学生甚至可以依靠高中的物理底子就可以轻松通过考试。从物理学发展史角度看，大学物理授课的绝大部分内容都是十八世纪中期之前成果。换句话说，最近一个半世纪内物理学的进展对学生们而言显得极其陌生。而正是这些最新的发展才使人类的各项技术都得到巨大的推进。因此，增加前沿知识的介绍，将有助于学生理解当今物理学和其他科学交叉发展的大趋势，从根本上回答“物理有什么用”这一问题。这不仅能提升学生的学习动力，扩展学生的眼界，还可能帮助学生利用物理学知识解决本专业的实际问题。
4.适当减少习题课。当前大学物理教学的另一个顽疾就是相对于大量的教学内容，课时的安排往往不足。为了能在有限的时间内使学生掌握知识点并能通过考试，教师往往会花大量的课堂时间讲解习题。这样做不仅使教师无法拓展授课内容，同时也容易使学生产生学习的惰性。很多学生对教师事先安排的习题作业完全不理会，只等着教师上课讲解时记录答案。这就极大地降低了习题课的效率。另外，大量的习题讲解虽然能短时间内提高考试成绩，但长久看这样做将可能极大地挫伤学生的学习积极性，以为学习的目的就是通过考试，而忽略了获得知识本身的幸福感和充实感。在减少习题课的同时还要注意提高习题讲解的质量，做到典型习题重点讲，偏题怪题和重复性习题不讲。学生的个别疑问则采用网上答疑的方式由教师帮助解决。
三 加强师生间的交流
（一）加强课堂的互动
传统的大学物理课堂往往由教师来完全支配，期间学生扮演的角色比较被动。这样的授课模式的优点是便于教师掌控教学进度，但缺点是教师和学生之间缺乏沟通和交流，容易变成填鸭式的教学[10]。在学生看来，这种授课模式和高中的课堂几乎没有差别，因此很难调动学生的兴趣及学习的主动性。对此我们提出采用多种模式加强课堂上的师生交流。首先，教师针对讲课进度和所讲内容，适当设置若干扩展性专题，要求学生课下自由分组讨论并撰写研究报告。课堂上抽出部分时间让各组的代表就专题内容进行模拟答辩，并由教师点评并评定成绩。其次，在教师讲课过程中，鼓励学生随时提出和所讲内容相关的问题，由教师进行当场回应。为了激励学生参与课堂互动和交流，参与上述课堂活动的学生将视其活跃程度计入平时成绩。
（二）建立师生的网上互动平台
随着互联网技术的普及，越来越多的学生已经习惯了通过互联网进行人际交流的生活方式，而传统的面对面的人际交流，特别是和教师之间的交流往往会让学生感觉到一定的心理压力。因此大部分学生羞于或懒于课下时间当面向教师提问。即便是每周固定的教师答疑，参加的人数都很少。这样不仅极大的浪费了教师的工作时间，同时也很难达到答疑的目的。对此，我们提出应该建立基于互联网的师生互动平台。平台采用类似“知乎网”的形式。登录平台后学生可以采用图片或文字的形式整理自己的疑问并发表。教师可以在自己方便的时间登录平台对学生提出的问题进行网上解答。学生看到解答后可以进行评论或追加提问。所有的提问和解答过程都向第三方完全公开。同时也鼓励学生回答其他同学的疑问。为了提高效率，多位教师可以采用轮流网上值班的形式不间断的解决学生的问题。这样既可以避免学生当面向老师提问的心理压力，也更加有效地利用了教师的工作时间。
四 优化课程考核方式
（一）增加平时成绩的比例
当前大学物理的成绩评定主要采用平时成绩结合期末考试的卷面成绩的核算方式。但平时成绩所占比例一般不高，学生群体中普遍存在不重视平时成绩的错误观念。长此以往，渐渐养成了“平时不努力，考试靠突击”的不良学习习惯。因此笔者认为适当提高平时成绩在总成绩中的比例，可以帮助学生把注意力更多的投入到平时的学习积累中，改变试图依赖考前的临时突击通过考试的坏习惯。
（二）平时成绩评定依据多样化
目前普遍采用的平时成绩评定依据只有作业上交和课堂考勤两项。虽然提高了成绩评定的易操作性，但忽略了学生的主体地位，造成学生中大量存在作业抄袭和上课点名时代替别人答到。为了进一步促使学生把精力投入到课堂学习中，我们认为在加大平时成绩比例的同时要努力实现平时成绩评定依据的多样化，包括：（1）小组调研报告答辩计入平时成绩。在前述的课堂答辩环节，依据调研报告的质量进行评分，同时考虑组内同学的贡献不同在小组内实现成绩差别分布。（2）课堂上积极正确的回答教师的提问，或能提出相关的有价值的问题均计入平时表现成绩。（3）在网络答疑的环节，能正确的解答别的同学的疑问的，或能提出和课程相关的创新性研究方案或问题的也计入平时表现成绩。总之，通过适当的教学设计，使学生能通过平时的积极表现来有效提高成绩，培养学生脚踏实地的学习习惯。
2020年，受肺炎疫情的影响，国内大多高校相继采取了线上教学的授课模式。相比较传统的线下教学，线上教学有它新的特点。比如，线下教学一般每课时在45-50分钟之间，而且一门课程会连上2课时。如果线上教学仍然采用这种长课时制，恐怕学生的眼睛会疲劳，且上课容易走神，这样上课质量就很难保证了。针对这种情况，笔者认为分小段（30分钟左右）授课会好一些，并且上课期间教师不宜满堂灌，可以每讲完一个节段，就发布一个与授课内容相关的有趣的话题进行讨论，调动学生参与课堂教学的积极性。另外，由于线上教学在一定程度上要依赖学生个人的自觉性（即便有些平台会设置有上课签到等环节，但也不能保证签过到的学生就会认真听课），所以需要对学生的学习情况进行经常性的调查反馈，比如可以在每学习完一章的知识后发布在线测试，根据测试结果来了解学生对知识的掌握情况而随时调整授课进度。当然，如果授课平台有相关的随堂测试项目也可以每次课的最后10分钟左右进行随堂测试，以便实时掌握学生每堂课的学习情况。同时为了让学生重视平时学习的积累，可以进一步提高平时成绩（线上学习）的比例，鼓励学生多登陆网络教学平台进行学习资料的查阅及学习视频的观看，鼓励学生通过网络教学平台或课程教学群与教师及班内同学进行多方面交流讨论，以期望将线上学习效果最优化。
五 结束语
近年来，在线开放课程（如MOOC，大型开放式网络课程)在高校有所发展，给传统教学带来了一定冲击。[8]由于开放课程依赖学生的高度自觉性，对普通高校的大部分学生能否适用，还有待进一步考证。[9]总之，笔者希望通过本篇的讨论能对普通高校的大学物理教学提供一点建议和思考。当然，物理教育还需要得到国家、社会以及学校更多的关注和支持，也需要每一位物理老师更多的付出和努力。
参考文献
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[9]杨晓宏,李运福,杜华,等.高校在线开放课程引入及教学质量认定现状调查研究[J],电化教育研究,2018,(8):50-58.
[10]熊元强.“大学物理”课程教学中几点建议[J].教育现代化,2018,5(33):212-213.
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