阮 文,余曉光,郭四玲
(井岡山大學(xué),江西 吉安 343009)
力學(xué)是物理學(xué)的重要分支學(xué)科,是描述宏觀物質(zhì)作機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及宏觀物質(zhì)間相互作用的基礎(chǔ)學(xué)科。力學(xué)課程是高校物理專業(yè)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)其他課程的理論基礎(chǔ)[1]。作者利用近幾年參加江西省大學(xué)生物理創(chuàng)新能力競(jìng)賽領(lǐng)隊(duì)老師座談研討的機(jī)會(huì),結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研、問(wèn)卷調(diào)查、座談及信函等交流方式,獲得了當(dāng)前江西省高校力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查資料,并通過(guò)整理分析,期望為力學(xué)課程教學(xué)改革提供素材和依據(jù),同時(shí)為物理學(xué)其他課程的教改提供借鑒和參考。
調(diào)查之前,我們查閱了近年來(lái)出版的力學(xué)教材,了解教材建設(shè)的概況,整理和分析各種教材反映的新內(nèi)容和新理念,并結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐和部分他人公開發(fā)表的物理學(xué)教學(xué)改革文獻(xiàn),制定調(diào)查問(wèn)卷[2]。在井岡山大學(xué)物理學(xué)專業(yè)師生中實(shí)施問(wèn)卷調(diào)查,并針對(duì)問(wèn)卷中所反映的情況,與有關(guān)師生進(jìn)行交流,力爭(zhēng)做到定性和定量調(diào)查相結(jié)合。此次調(diào)查共發(fā)出問(wèn)卷180余份,回收有效問(wèn)卷166份。為了更加廣泛地了解情況,通過(guò)發(fā)電子郵件等方式,對(duì)我省相關(guān)高校物理學(xué)專業(yè)擔(dān)任力學(xué)教學(xué)實(shí)踐的一線教師進(jìn)行了相關(guān)調(diào)查。調(diào)查持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、覆蓋面較大,涵蓋了我省不同層次高校的師生,具有一定的代表性。
本次調(diào)查的內(nèi)容包括教材選用、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和習(xí)題教學(xué)等幾個(gè)方面。
調(diào)查顯示我省80%相關(guān)高校的力學(xué)課程選用了高等教育出版社出版,由北京師范大學(xué)漆安慎、杜嬋英先生編寫的普通物理教程《力學(xué)》(2005年,第二版)作為教科書。該教材1996年第一版,是國(guó)家教委普通高?!熬?五”規(guī)劃重點(diǎn)教材,也是高等師范院校物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)教學(xué)大綱推薦的教材,許多高校的碩士研究生入學(xué)考試也選作參考書,另外20%的教師采用其它教材作為教學(xué)參考書。從總體看來(lái),盡管當(dāng)前力學(xué)教材建設(shè)呈現(xiàn)百花齊放,但教材的選用多年來(lái)仍然沒(méi)有變化。不過(guò),一些院校在選用教材不變的情況下,主講教師在講課的過(guò)程中將教材進(jìn)行了相應(yīng)處理,教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)了鮮明的時(shí)代理念。在保留理論系統(tǒng)性和概念清晰性的基礎(chǔ)上,教學(xué)內(nèi)容從簡(jiǎn),習(xí)題訓(xùn)練從易。
漆安慎、杜嬋英兩位先生的《力學(xué)》(第二版)[3]被評(píng)選為“面向21世紀(jì)課程教材”,與第一版比較有四大特點(diǎn):重點(diǎn)突出經(jīng)典力學(xué)理論精髓,強(qiáng)調(diào)物理概念的嚴(yán)謹(jǐn)與數(shù)學(xué)描述的統(tǒng)一;增加了相關(guān)近代科技成果、科技動(dòng)向的新題材,如正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)原理;對(duì)一些近代研究課題中的思維方法和技巧進(jìn)行了探討,如介紹了近現(xiàn)代重力加速度的測(cè)量;注重介紹某些重要的實(shí)驗(yàn)及演示過(guò)程,啟迪學(xué)生思維。
以兩位先生編寫的《力學(xué)》(第二版)為例,教學(xué)內(nèi)容大體分質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)和狹義相對(duì)論等六個(gè)部分,除狹義相對(duì)論與日常生活、生產(chǎn)聯(lián)系不是很緊密,其余五部分的內(nèi)容不僅與日常生活、生產(chǎn)實(shí)際相關(guān),而且與物理學(xué)前沿聯(lián)系非常緊密。我們將質(zhì)點(diǎn)力學(xué)所涉及的24個(gè)知識(shí)點(diǎn)分為詳細(xì)講授和簡(jiǎn)略講授以及學(xué)生自學(xué)三項(xiàng)供我省相關(guān)兄弟院校被調(diào)查的師生選擇,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。
表1 質(zhì)點(diǎn)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容調(diào)查統(tǒng)計(jì)表
調(diào)查表明,在教學(xué)內(nèi)容的選取上,我省相關(guān)高校教師非常重視基礎(chǔ)知識(shí)的傳授,如牛頓運(yùn)動(dòng)定律在實(shí)際中的應(yīng)用。但對(duì)于火箭的運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)量問(wèn)題等與物理前沿聯(lián)系緊密的內(nèi)容重視不夠,而恰恰這些內(nèi)容對(duì)于激發(fā)學(xué)生的物理興趣能起到不可小覷的作用。
為了解教師們?cè)诹W(xué)教學(xué)中注意了哪些方面,采用了哪些教學(xué)方法和策略,我們列出10種教學(xué)策略供被調(diào)查者選擇,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。
表2 教學(xué)方法調(diào)查統(tǒng)計(jì)表
調(diào)查過(guò)程中,我們了解到我省一些基礎(chǔ)較強(qiáng)的院校如江西師范大學(xué),采用了研究性學(xué)習(xí)方式來(lái)教學(xué),即鼓勵(lì)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,通過(guò)自己查找資料、找教師和周圍的同學(xué)、學(xué)長(zhǎng)求教,來(lái)解決某一個(gè)問(wèn)題,然后將研究性學(xué)習(xí)的結(jié)果形成小論文上交,最后教師把對(duì)小論文質(zhì)量的評(píng)定結(jié)果作為該門課成績(jī)考核的一部分;贛南師范學(xué)院在教學(xué)中還重視物理圖景教學(xué),加強(qiáng)學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo),但總體而言,傳統(tǒng)的教學(xué)方法受一線教師的青睞,如講清基礎(chǔ)知識(shí)、滲透科學(xué)方法和思維技巧、強(qiáng)調(diào)物理概念和數(shù)學(xué)描述的統(tǒng)一、體現(xiàn)物理學(xué)的整體性等方法得到大多數(shù)教師的認(rèn)可。而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)、引入雙語(yǔ)教學(xué)及計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)等在新的教學(xué)思想和觀念指導(dǎo)下產(chǎn)生的方案并未引起足夠的重視。
經(jīng)典力學(xué)理論體系嚴(yán)謹(jǐn),系統(tǒng)性和條理性以及數(shù)學(xué)描述的嚴(yán)謹(jǐn)性強(qiáng),這是基礎(chǔ)物理的優(yōu)勢(shì)。但正是這些特點(diǎn),加上課后習(xí)題大多要用高等數(shù)學(xué)知識(shí),與高中階段物理的習(xí)題不太相同,學(xué)生一開始接觸感覺(jué)到習(xí)題的難度較大,容易產(chǎn)生畏懼。為弄清楚力學(xué)習(xí)題教學(xué)情況,我們調(diào)查了相關(guān)院校教師給學(xué)生的習(xí)題來(lái)源,調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示,絕大多數(shù)教師是從教材中選擇習(xí)題給學(xué)生,少部分教師有時(shí)會(huì)從其它參考書上挑選一些具有代表性的習(xí)題。盡管教材中的習(xí)題經(jīng)過(guò)了幾十年的積淀和檢驗(yàn),具有典型性,但總體感覺(jué)內(nèi)容較窄且題量較大,思維的靈活性體現(xiàn)不足。
我們從教師的角度調(diào)查了教師習(xí)題講評(píng)的情況,教師覺(jué)得現(xiàn)行教材中習(xí)題有一定的難度,一般每周兩次課共布置4道左右習(xí)題,一學(xué)期共80道左右;考慮到力學(xué)教學(xué)內(nèi)容多,而課時(shí)較少,一般不集中安排習(xí)題講評(píng)課,穿插在新授課中對(duì)課后作業(yè)進(jìn)行適當(dāng)講評(píng),每次選擇教材中的典型例題以及學(xué)生練習(xí)中普遍出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講評(píng)。有些經(jīng)驗(yàn)豐富的教師倡導(dǎo)了習(xí)題評(píng)講的新模式,如上饒師范學(xué)院的做法,教師采取先批改一部分,全班輪流請(qǐng)5個(gè)同學(xué),教師先給他們講解一遍,然后由這些學(xué)生幫助老師批改,學(xué)生再把普遍存在的問(wèn)題講授給班上其他同學(xué),這樣也能把問(wèn)題搞清楚。一些教師認(rèn)為現(xiàn)行教材上的習(xí)題層次感不強(qiáng),很難培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新的能力;另一些教師認(rèn)為教材上有些習(xí)題對(duì)初學(xué)者偏難,學(xué)生苦于應(yīng)付,應(yīng)當(dāng)改革力學(xué)的習(xí)題教學(xué)環(huán)節(jié)。
傳統(tǒng)的力學(xué)教學(xué)注重學(xué)生基本功訓(xùn)練,教師希望盡可能在課堂上傳授給學(xué)生更多知識(shí)。但隨著高等教育大眾化的形成,為培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)競(jìng)爭(zhēng)的高素質(zhì)人才,力學(xué)教學(xué)必須由注重共性教育向兼顧個(gè)性教育轉(zhuǎn)變,創(chuàng)造有利于個(gè)性發(fā)展的空間,構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。胡錦濤同志在黨的“十八大”報(bào)告中指出:努力辦好人民滿意的教育,培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。深化教育領(lǐng)域綜合改革,著力提高教育質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力??梢娮鳛樽匀豢茖W(xué)的基礎(chǔ),力學(xué)課程的教學(xué)觀念應(yīng)當(dāng)?shù)玫郊皶r(shí)更新,教師應(yīng)該由注重知識(shí)傳授向重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變[4],構(gòu)建創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建多規(guī)格、多通道、多模塊的培養(yǎng)框架。教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)注意加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生改變學(xué)習(xí)觀念,使學(xué)生能夠由單純學(xué)力學(xué)規(guī)律向?qū)W力學(xué)規(guī)律和用力學(xué)規(guī)律相結(jié)合的轉(zhuǎn)變,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;由單純的課內(nèi)教學(xué)向課內(nèi)與課外相結(jié)合的轉(zhuǎn)變,延拓教學(xué)時(shí)間和空間[5]。
力學(xué)教學(xué)內(nèi)容可以在保證基礎(chǔ)知識(shí)完整的前提下,適當(dāng)考慮學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)實(shí)際,對(duì)力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和重組,增加內(nèi)容選擇的彈性。如對(duì)將來(lái)從事師范教育的學(xué)生,注重教學(xué)內(nèi)容對(duì)中學(xué)物理教學(xué)的指導(dǎo)作用,將力學(xué)史滲透到課堂教學(xué)中[6],給單調(diào)、沉悶的力學(xué)課堂教學(xué)增加一些文學(xué)因素,為未來(lái)的中學(xué)教師能提供“一桶水”的服務(wù);對(duì)工科的學(xué)生,應(yīng)考慮力學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,將理論與實(shí)踐接合起來(lái);而對(duì)理科的學(xué)生,則應(yīng)將力學(xué)思維方法滲透到課堂教學(xué)中,教學(xué)適當(dāng)體現(xiàn)科學(xué)研究的思路,打開經(jīng)典力學(xué)與現(xiàn)代科技相結(jié)合的窗口,為物理前沿、現(xiàn)代科技與經(jīng)典物理對(duì)接,讓學(xué)生多接地氣,立足于培養(yǎng)物理高級(jí)專業(yè)人才??傊{(diào)整教學(xué)內(nèi)容的基本原則在于讓每一個(gè)學(xué)生能學(xué)到他們想要的東西。這就要求力學(xué)的教學(xué)內(nèi)容需要進(jìn)行全面梳理和整合,針對(duì)不同的培養(yǎng)對(duì)象進(jìn)行力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重組,對(duì)一些陳舊的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)更新,滿足有利于培養(yǎng)各類人才的需要。
充分發(fā)掘培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)方法,如引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),要求學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好,成立興趣小組[1,7],在教師指導(dǎo)下,充分利用各種資源,相互協(xié)作開展對(duì)某一力學(xué)領(lǐng)域的問(wèn)題進(jìn)行研究,從而獲得新知識(shí),得到探索的體驗(yàn),促進(jìn)能力的全面發(fā)展。努力體現(xiàn)因材施教和以人為本的教學(xué)理念,如采取分層次的教學(xué)方法,如我校采用分理論班和應(yīng)用班教學(xué),每班的課時(shí)可以有所不同,教師自行選擇。還可以充分發(fā)揮習(xí)題的教學(xué)功能,力學(xué)教材中習(xí)題包括兩大部分,第一部分為思考題,主要是用來(lái)幫助學(xué)生加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解以及對(duì)一些科學(xué)問(wèn)題的探究,其中有一部分思考題可以用來(lái)作為課堂討論,還有一些可以用來(lái)開拓研究領(lǐng)域;第二部分為練習(xí)題,可以用來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生掌握力學(xué)知識(shí)能力水平、鍛煉思維理解能力、培養(yǎng)科研素質(zhì),因此,作為比較有經(jīng)驗(yàn)的老師在力學(xué)的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)合理地利用習(xí)題和思考題。還可以適當(dāng)使用雙語(yǔ)(漢英)教學(xué),讓學(xué)生了解并掌握一些專業(yè)英語(yǔ)和術(shù)語(yǔ),有利于學(xué)生將來(lái)更好地閱讀前沿的外文文獻(xiàn)和資料。
針對(duì)學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的情況,可以制作力學(xué)電子教案,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué),在教學(xué)中適當(dāng)使用多媒體課件以及教學(xué)網(wǎng)站輔助教學(xué)[8],有條件的情況下可以采用微課的形式進(jìn)行教學(xué)。為適應(yīng)現(xiàn)代教育教學(xué)需要,我省教育主管部門專門開展了高校優(yōu)秀多媒體教學(xué)課件制作推廣培訓(xùn)工作,這為我們更新教育教學(xué)手段提供了有利條件。同時(shí),引入計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)處理力學(xué)教學(xué)中的經(jīng)典問(wèn)題,如用數(shù)學(xué)軟件Matlab編程直觀展示教學(xué)過(guò)程,化抽象思維為形象思維,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)的難度。
[1]楊永明.力學(xué)課程教學(xué)改革探索[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)林教育版),2012,14(4):87-89.
[2]熊萬(wàn)杰.電動(dòng)力學(xué)課程的調(diào)查研究[J].教育與現(xiàn)代化,2007,82(1):30-33.
[3]漆安慎.杜嬋英.普通物理學(xué)教程·力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2005.
[4]劉新柱,王冬,潘佳卉.機(jī)遇創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)的工程力學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].黑龍江教育,2014,(1):39-40.
[5]李祥.淺談在力學(xué)教學(xué)中如何引導(dǎo)新生適應(yīng)大學(xué)物理的學(xué)習(xí)[J].科技資訊,2005,(27):127.
[6]姚文莉,邊力,付彥坤.基礎(chǔ)力學(xué)全方位教學(xué)改革探究[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2008,(25):126.
[7]方迎艷,關(guān)宿東.成立興趣小組培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào),2006,22(4):80-82.
[8]阮文.《力學(xué)》課程教學(xué)改革的探討與實(shí)踐[J].技術(shù)物理教學(xué),2010,18(3):14-15.