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。　　1.一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。　　2.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。　　3.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。　　不仅如此，我们对中学物理内容与大学物理内容进行了对比研究。我们以把现行普通高中物理教学大纲和高中学生普遍使用的各种课本，与我们使用的两套大学物理教材，即程守诛等编写的《普通物理学》和马文尉改编的《物理学》进行了对比研究。包括内容重复程度、科学素质培养、联系工程实际、知识更新程度的对比等，完成了《中学物理与大学课程内容衔接研究报告》。constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n　　在研究中，我们发现在内容上两者有一定的重复，其中力学部分重复比例略高；在科学素质培养上前者优于后者；在联系实际上前者优于后者；在知识更新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：　　1.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。　　2.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。　　3.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。　　1.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。　　2.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。　　3.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。　　4.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。constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n　　5.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。　　物理传统教学与现代化教学相结合；抽象演绎与定性归纳相结合，适当增加定性与半定量的分析；诱导启发,注重培养学生自主学习,分析问题和解决问题的能力；理论联系实际,经典理论与现代科技相结合；物理课堂演示实验和课后学生参观物理演示实验室相结合；课堂教学与课外第二课堂教学相结合；优化训练手段。在优化课堂训练的同时，优化课外训练；坚持课前作业错误纠正与课外答疑相结合。　　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constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n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。constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n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、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。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。《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。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)。　　2、交流讨论类题　　交流讨论类题为计算题、半开放或开放类探讨题。扩展知识为“施肥”，点击某一“知识作物”，该“知识作物”的所有交流过程显示在旁边的窗口中。纠正错误回答为“除虫”。补充参考资料为“浇水”。解答问题为“收获”，系统给所有参与者加分。交流讨论类题内容可见，学生根据兴趣选择“获取”，后期做成由学生获取“讨论课题权”。　　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XX种、中级XX种、高级XX种、黄金XX种、白金XX种、至尊XX种等。　　4、知识装饰品constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n　　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：user:用户表；Group：分组表；question:题库；questiontype:题型表；crop:种植活动表；gain:收获表；scene:场景；sceneelement:场景元素表；seed:种子表；task:任务表。　　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　　为了迎接2007年教育部对长江大学的本科教学评估，我校正大力开展双语教学工作。物理学院也决定在《大学物理》课程中开展双语教学的试点。为了使双语教学顺利进行，使参加双语教学的同学有切实的收获，特征求大家的意见，请您如实填写，谢谢您的合作！　　统计结果如下:　　1.调查问卷共发出300份，收回288份。　　2.第4题的设计有点问题，当时是个疏忽。大一学生都没有没有参加英语四级考试。　　3.所有题均为单选，有极少数同学选了2个或2个以上答案。也有极少数同学对个别题目的选择项放弃。　　4.设计问卷调查表时间比较仓促，统计结果由3位同学分工完成，可能有一些误差，但能够比较准确的反映同学们的意见。调查项目1.你是否希望长江大学开设双语教学课： constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\nA、非常希望B、比较希望C、一般D、无所谓E、不希望A、39.2%B、21.9%C、16.3%D、8.3%E、6.6%2.你觉得《大学物理》课程是否有必要开展双语教学A、必要B、不必要A、58.3%B、41.7%3.如果下学期有两个教学水平相当的老师上同一门《大学物理》课程，一个采用中、英语双语教学，一个采用中文传统教学，你愿意上哪一个老师的课?A、双语教学课B、传统教学课A、58.7%B、41.3% 4.你现在的英语水平是A、没有通过国家四级B、通过国家四级C、通过国家六级D、其他（请注明）_____A、88.5%B、6.9%C、5.6%D、8.3%5.如果你们班正在进行双语教学，而自己感觉学习上有困难，你的态度将是A、迎难而上，争取逐步适应B、信心不足，勉强维持双语学习 C、完全放弃，回到传统学习方法A、64.6%B、20.8%C、10.8%6．如果双语教学仅在部分学生中进行，那么选拔学生的标准是A、英语过级水平B、专门的英语考核C、学生自愿D、以上三项的结合A、5.9%B、9.4%C、44.1%D、41.3%7.在双语课教学过程中，你认为对学习效果影响最大的因素是A、课前预习B、教师备课C、课堂上的讲解D、课后复习A、33.7%B、5.6%C、50.7%D、20.58.在双语课教学过程中，你认为影响双语教学的关键因素是A、教师的专业英语水平B、发音标准程度C、学生英语水平D、使用的教材A、24.7%B、10.4%C、59%D、6.9%9.你希望大学物理双语课教学中英语讲授所占的比例最好是A、20%B、40%C、60%D、80%E、开始比例小（20%左右），逐渐增大（50%左右）A、8%B、12.2%C、10.1%D、5.9%E、68.1%10.你觉得双语教学以何种教学手段A、普通教学为主B、多媒体教学为主C、普通教学与多媒体相结合A、4.9%B、24.3%C、70.8%11.你觉得双语教学应该采用何种教材A、原版教材B、中英双语对照C、英文教材加以适当的中文解释A、7.3%B、62.8%C、31.3%constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations\n12.你觉得双语课的教学应该A、由浅入深，循序渐进B、根据课程难度选用不同难度的教学方式A、60.1%B、31.6% 13.你认为下列哪些措施对帮助自己适应双语课的学习最为有效A、加大公共英语课中听说能力练习的比重，在学完公共英语课后开设双语课B、在开设双语课同时，组织专业老师进行课后咨询和辅导A、56.9%B、42.7% 14.你认为双语课程的教学过程应侧重A、老师的讲授B、师生之间的交流C、学生的主动学习A、9.4%B、53.8%C、35.8%15.你认为双语课程的作业及考试试卷是否要用英语完成A、是B、否C、无所谓A、31.6%B、47.9%C、22.6%16.你觉得老师是否需要提供与课程相关的英文资料A、是B、否C、无所谓A、86.5%B、5.9%C、9.0%17.你认为在双语课教学中，学生是否有必要用英语和老师讨论或交流A、必要B、不必要 A、83.7%B、29.5%18.你认为双语教学的主要目的是A、注重专业知识的学习B、注重运用外语的能力C、注重两者的结合A、6.6%B、21.2%C、67.7% constructionqualityacceptanceandassessmentRegulation(ProfessionalEdition)(DL/T5210.2-2009~DL/T5210.8-2009);1.9thequalitycheckoutandevaluationofelectricequipmentinstallationengineeringcode(DL/T5161.1-2002~5161.17-2002);1.10thenormsofconstructionsupervision,theelectricpowerconstructionsupervisionregulations