武小琴 朱霞 趙萍 趙湖鈞

摘 要：高中物理選修課程模式和高考導(dǎo)向的不同，使得進入高校的學(xué)生物理基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)不完全相同，這給大學(xué)物理課程的教學(xué)提出新的課題。本文以我院理工科學(xué)生為樣本，通過問卷調(diào)查結(jié)合訪談的方法，調(diào)查了學(xué)生高中物理的選修課程分布情況。在此基礎(chǔ)上，從制定大學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新教學(xué)組班模式和開展其他輔助物理類課程等三方面提出了一些改革建議。

關(guān)鍵詞：高中物理；大學(xué)物理；選修模塊；課程改革

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）5-0073-6

1 問題的提出

本世紀(jì)初，我國中學(xué)進行了有史以來規(guī)模和力度最大的一次課程改革。課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、考試方案等都進行了革新。隨著中學(xué)物理課程改革的逐步深入，大學(xué)物理教學(xué)也面臨著新的課題。教育部頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》（簡稱為“新課標(biāo)”）規(guī)定：高中物理由共同必修和選修系列共12個模塊構(gòu)成，其中10個為選修模塊，分為3個系列，學(xué)生可以根據(jù)個人興趣、發(fā)展?jié)摿敖窈蟮穆殬I(yè)需求進行選修。如圖1所示，學(xué)生只要完成2個必修模塊（主要是力學(xué)）和1個選修模塊，共6學(xué)分，就算高中物理課程合格，各選修模塊的主題內(nèi)容如表1所示?，F(xiàn)實中，進入大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)大學(xué)物理的理工科學(xué)生，除必修的兩個模塊外（物理1，物理2），一般還從3系列中選修3到4個模塊[1]。這種選修模式從某種程度上了減輕了學(xué)生的負擔(dān)，體現(xiàn)了學(xué)生的自主性，但也在一定程度上造成了學(xué)生的中學(xué)物理知識內(nèi)容可能不完全相同?！?016年全國新課標(biāo)高考物理考試大綱》規(guī)定，把考試內(nèi)容分為必考和選考兩類，必考、選考內(nèi)容各有4個模塊。其中，必考的包括必修（物理1，物理2）和選修（“3-1”“3-2”）等4個模塊，選考的包括選修（“3-3”“3-4”“3-5”）和選修“2-2”等4個模塊。除必修內(nèi)容外，考生還從4個選考模塊中選擇2個模塊作為自己的考試內(nèi)容[2]。事實上，試卷對選修部分的考試又是2選1，所以學(xué)生實際上選學(xué)的內(nèi)容會根據(jù)高考的需求有不同的側(cè)重點。可見，無論是課程標(biāo)準(zhǔn)還是最終的考試評價的導(dǎo)向，都使得進入高校的學(xué)生已有的物理知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不再整齊劃一。

因此，本文將通過問卷調(diào)查及訪談的方式，對理工科學(xué)生高中物理選修情況進行深入了解，并分析其原因，以進一步明確學(xué)生高中物理知識結(jié)構(gòu)與大學(xué)物理學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)程度，然后在此基礎(chǔ)上，提出大學(xué)物理課程改革的若干建議。

2 理工科學(xué)生高中物理選修模塊情況分析

我院是一所理工科院校，生源來自全國各地，具有較好的代表性。本文以我院2016級學(xué)生為對象進行了問卷調(diào)查，發(fā)放問卷164份，回收164份，其中，有效問卷164份。調(diào)查內(nèi)容共分為三大塊：第一，主要調(diào)查學(xué)生的模塊選修情況，包括選修了幾個模塊，哪些模塊比例較高等；第二，從學(xué)生層面了解他們?yōu)槭裁催x修這些模塊，以及對其他未選修的模塊是否有所了解；第三，經(jīng)過一個學(xué)期的大學(xué)物理學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從自身的學(xué)習(xí)體驗感受中學(xué)物理基礎(chǔ)對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的影響如何。

2.1 學(xué)生高中物理選修情況

調(diào)查結(jié)果顯示，如圖2，過一半的學(xué)生只選修了1個模塊（占總調(diào)查人數(shù)的53%），26%的學(xué)生選修了2個模塊，15%的學(xué)生選修了3個模塊，僅有6%的學(xué)生4個模塊都學(xué)過（此處，“選修”是依據(jù)表1方案進行的）。可見，大部分學(xué)生的中學(xué)物理知識基礎(chǔ)并不完全相同。即使是選修了2個及以上模塊的這部分學(xué)生，通過訪談發(fā)現(xiàn)，他們在高考復(fù)習(xí)時是有側(cè)重點的，老師會提示他們側(cè)重復(fù)習(xí)在考試中容易獲得分?jǐn)?shù)的模塊。因為不同學(xué)校不同老師的指導(dǎo)方向不同，所以導(dǎo)致不同學(xué)生掌握的知識結(jié)構(gòu)也不同。由此可見，在高考指揮棒的影響下，老師和學(xué)生對模塊的選學(xué)帶有急功近利的想法，大部分學(xué)生選學(xué)的初衷只為了應(yīng)付高考。

在具體的選修模塊中，選修“3-4”和“3-5”模塊的學(xué)生較多，占到50%以上，如圖3所示。從表1可以看出，選修“3-4”的主題是與波動相關(guān)的知識，選修“3-5”的主題是碰撞與動量守恒及物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，這兩個主題涉及了大學(xué)物理中力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和近代物理的部分內(nèi)容。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對“3-4”主題的內(nèi)容普遍掌握得較好，但對“3-5”主題的內(nèi)容，特別是碰撞與動量守恒的內(nèi)容，學(xué)生掌握得不是很好，普遍對動量和沖量等基本概念以及動量定理和動量守恒規(guī)律理解不夠深入。選修“3-3”模塊的學(xué)生也較少，基本上一個班只有個別學(xué)生有熱學(xué)方面的基礎(chǔ)，所以在學(xué)習(xí)大學(xué)熱學(xué)部分內(nèi)容時學(xué)生普遍感覺吃力。

總之，在高中選課制度和高考指揮棒的雙重影響下，從個人角度看學(xué)生在高中階段獲得的物理知識是不夠全面的。而按目前大學(xué)教學(xué)的組班制度，從整個班級看，學(xué)生的物理知識基礎(chǔ)則表現(xiàn)為參差不齊。

2.2 學(xué)生高中物理選修模塊選擇情況分析

另外，調(diào)查結(jié)果顯示，近85%的學(xué)生選課是由老師、學(xué)?；蛏霞壗逃块T統(tǒng)一決定的，而且50%的學(xué)生在選課之前并不知道各選修模塊的主題?？梢?，課程標(biāo)準(zhǔn)制定的初衷，讓學(xué)生在選課中所擁有的自主性，在實際的教學(xué)實施過程中完全被剝奪了。而且，由于中學(xué)學(xué)習(xí)時間緊、壓力大，大部分學(xué)生除了選學(xué)的模塊外，對其他模塊的主題知識了解很少。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，僅有13%的學(xué)生表示了解，了解的主要渠道是自學(xué)，如圖4所示。剩下87%的學(xué)生中近一半表示完全沒有學(xué)習(xí)。可見，大部分學(xué)生在中學(xué)沒有經(jīng)歷比較完整、系統(tǒng)的物理訓(xùn)練。

2.3 選修模塊體系對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的影響

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在原有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，主動對新信息進行加工處理，建構(gòu)知識表征的過程[3]。那么，中學(xué)物理學(xué)習(xí)對大學(xué)物理學(xué)習(xí)會有何種影響呢？如圖5所示，從學(xué)生自身的學(xué)習(xí)體驗角度，通過問卷調(diào)查統(tǒng)計得出的結(jié)果，證明大部分學(xué)生通過一個學(xué)期大學(xué)物理的學(xué)習(xí)后，從主觀上認(rèn)為高中物理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)對其大學(xué)物理的學(xué)習(xí)過程會產(chǎn)生影響。

從老師的實際教學(xué)經(jīng)驗也證明，學(xué)生對各模塊知識的學(xué)習(xí)效果，受其高中物理選修模塊的影響較大。如圖6所示，統(tǒng)計了2015級和2016級學(xué)生期末試卷中4個模塊知識的得分率（用每個知識點的平均分除以標(biāo)準(zhǔn)平均分）。兩年的考試結(jié)果顯示學(xué)生在質(zhì)點（剛體）運動學(xué)、動力學(xué)的得分率較熱學(xué)和機械振動、波這兩個模塊的得分率都高。其原因是熱學(xué)和機械振動、波這兩部分內(nèi)容在高中都屬于選修內(nèi)容，有些學(xué)生基礎(chǔ)相對薄弱，導(dǎo)致整個班級學(xué)生在這部分的基礎(chǔ)知識不均衡。而且目前高校實施專業(yè)組班教學(xué)，在這種一刀切的教學(xué)模式下，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生新舊知識銜接不暢通，影響了新知識的學(xué)習(xí)效果，從而影響了班級整體的教學(xué)效果。而較之這兩個知識點，剛體對學(xué)生來說也是新內(nèi)容，但是因為在中學(xué)以質(zhì)點為對象的力學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)基礎(chǔ)扎實，遷移到以剛體為對象時，理解也比較容易。

因此，無論是理論和實踐都證明，高中物理知識結(jié)構(gòu)不完整，對學(xué)生個人大學(xué)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了影響，對高?，F(xiàn)行的組班教學(xué)制度也提出了新的課題。

當(dāng)然，從另外一個角度而言，學(xué)生知識結(jié)構(gòu)“不完整”本是選修方案中應(yīng)有之義。學(xué)生在選學(xué)過程中學(xué)習(xí)能力得到了較好發(fā)展，因而自身也具備了學(xué)習(xí)其他模塊的能力。

本文接下來討論大學(xué)物理教學(xué)應(yīng)該如何與中學(xué)更好銜接。

3 對大學(xué)物理課程改革的建議

通過以上對高中階段學(xué)生的物理選修情況的分析，本文從以下三個方面探討大學(xué)物理課程該如何調(diào)整以適應(yīng)高中物理課改所帶來的挑戰(zhàn)。

3.1 制訂大學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)

課程標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定某一學(xué)科的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、實施建議的指導(dǎo)性文件，與教學(xué)大綱相比，在課程的基本理念、課程目標(biāo)、課程實施建議等幾部分闡述詳細、明確，特別是要提出面向全體學(xué)生的學(xué)習(xí)基本要求。大學(xué)物理課程的指導(dǎo)性文件，目前只有教育部制定的《非物理理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（下文簡稱“要求”）[4]，類似于教學(xué)大綱。而課改以來中學(xué)各課程都有相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，所以大學(xué)物理也應(yīng)該在中學(xué)物理課程新標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)各高校大學(xué)物理課程的教學(xué)。在制訂標(biāo)準(zhǔn)過程中，應(yīng)該注意以下兩點：

第一，針對現(xiàn)在中學(xué)物理課程選修課機制的實行，大學(xué)物理課程應(yīng)該從教育職能部門下發(fā)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，建議執(zhí)行最低課時數(shù)量，以從時間上能夠彌補物理課程學(xué)習(xí)時間問題。眾所周知，現(xiàn)在的高校教育，重專業(yè)輕基礎(chǔ)，大學(xué)物理課程作為基礎(chǔ)課程，其課時有逐年縮減的趨勢。據(jù)調(diào)研，在有些本科院校大學(xué)物理課程只有50個學(xué)時左右，遠遠低于“要求”目前建議的最低126個學(xué)時。那么這樣一來，學(xué)生在其整個學(xué)習(xí)生涯中，學(xué)不到系統(tǒng)的物理課程，較難實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，也難實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等其他課程無法替代的課程職能。對此，中國科學(xué)院院士清華大學(xué)朱邦分教授指出，長此以往，我國的很多大學(xué)畢業(yè)生將基本是“科盲”，將非常不利于我國國民科學(xué)精神和科學(xué)素質(zhì)的提高，甚至將會削弱我國的科技競爭力[5]。所以，制定新的課程標(biāo)準(zhǔn)，首先要從課時總量保證學(xué)生能接受到系統(tǒng)的大學(xué)物理課程的訓(xùn)練。

其次，根據(jù)中學(xué)的選課制度應(yīng)對大學(xué)物理課程的課時結(jié)構(gòu)給出合理建議。

如表2，以我院為例，大學(xué)物理的課程標(biāo)準(zhǔn)要求課時是130個學(xué)時，基本能夠滿足“要求”規(guī)定的最低126個學(xué)時，具體的教學(xué)內(nèi)容也基本包括了“要求”所規(guī)定的A類。但根據(jù)實際的教學(xué)經(jīng)驗，在分析目前學(xué)生的知識基礎(chǔ)上，課時分配仍具有可調(diào)整的空間。比如，經(jīng)過分析，建議在動量、振動和波、熱學(xué)三個部分各加2個學(xué)時，因為這三塊內(nèi)容在2016年的高考大綱中均為選考內(nèi)容（比如，動量、振動和波、熱學(xué)三個部分，在2016年的高考大綱中均為選考內(nèi)容，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，建議各增加2個學(xué)時）。其中，動量、動量定理及守恒定律在2017年的高考大綱[6]中劃入必考內(nèi)容，但鑒于大學(xué)教學(xué)的側(cè)重點不同，仍然建議增加2個學(xué)時。根據(jù)歷年的教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生在電磁學(xué)部分的得分率明顯較光學(xué)和近代物理低十個百分點，從一個層面表明學(xué)生學(xué)習(xí)這部內(nèi)容存在一定困難。因此，建議電磁學(xué)部分應(yīng)適當(dāng)再加2～4個學(xué)時。另外，有同行研究得出光學(xué)部分應(yīng)增加幾何光學(xué)的內(nèi)容[7]。因為這部分內(nèi)容學(xué)生在高中物理的學(xué)習(xí)中是缺失的，但是在后續(xù)的很多課程實踐中學(xué)生在操作儀器時，離不開幾何光學(xué)的基礎(chǔ)知識，而且“要求”中也列了4條A類要求，所以建議將這部分內(nèi)容列入正常課時內(nèi)。

第二，新課程標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容要求建議方面，應(yīng)考慮中學(xué)物理的選修課模式，以學(xué)生的實際知識結(jié)構(gòu)為出發(fā)點，提出可行性建議。根據(jù)本文的分析，學(xué)生在高中物理的選修內(nèi)容，受高考指揮棒的影響，所以從高考物理大綱中可以基本窺見學(xué)生掌握的物理知識體系。分析《2016年全國新課標(biāo)高考物理考試大綱》可見，力學(xué)和電學(xué)是高考物理的必考內(nèi)容，對各部分知識內(nèi)容掌握的程度分為Ⅰ類（了解和認(rèn)識）和Ⅱ類（理解和運用）。其中，力學(xué)中有13條Ⅱ類考試內(nèi)容，占該部分總知識條目的56.5%，電磁學(xué)中規(guī)定了14條Ⅱ類考試內(nèi)容，占該部分總知識條目的37.8%?？梢姡袑W(xué)的力學(xué)知識側(cè)重理解和應(yīng)用，電磁學(xué)知識側(cè)重了解和認(rèn)識。將現(xiàn)行大學(xué)物理課程 “要求”中的具體內(nèi)容與中學(xué)考試大綱進行對比，發(fā)現(xiàn)“要求”中力學(xué)部分規(guī)定的A類知識點在中學(xué)考試大綱中都有要求，屬Ⅱ類知識。比如，牛頓定律及其應(yīng)用、動能定理、機械能守恒定律及其應(yīng)用等?？梢?，通過中學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生在力學(xué)部分已經(jīng)掌握了核心的概念。主要的區(qū)別是在大學(xué)中要運用矢量運算、微積分運算等方法處理更為普遍的問題。電磁學(xué)部分中學(xué)物理側(cè)重于電力、磁力、靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象等的分析，大學(xué)物理的重點在于通過庫侖定律、高斯定理和環(huán)路定理、畢奧-薩伐爾定律、法拉第電磁感應(yīng)等，學(xué)習(xí)電磁場的概念及場的研究方法。雖然側(cè)重點不同，但是學(xué)生已有基本概念，理解起來相對容易。總之，力學(xué)和電磁學(xué)就目前來說，學(xué)生知識基礎(chǔ)相對統(tǒng)一，教學(xué)容易開展。但是，針對高中的選學(xué)內(nèi)容就要特別重視，比如據(jù)調(diào)查重慶地區(qū)的高中，“3-4”模塊選擇較少，這個模塊主要講解波動的相關(guān)問題，所以在大學(xué)課程中講解機械振動與機械波時，學(xué)生的差距就很明顯。按照目前的課時安排，中學(xué)修過這個模塊的學(xué)生很容易進入學(xué)習(xí)，但是沒有學(xué)過這個模塊的學(xué)生就很難建立起波動的概念?？梢?，在必考和選考模塊上，學(xué)生的中學(xué)物理基礎(chǔ)和課改前已經(jīng)有所不同，在制定新的課程標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)增加適當(dāng)?shù)木哂锌刹僮餍缘拇?、中學(xué)物理課程的銜接建議。

3.2 創(chuàng)新教學(xué)組班方案

目前我國很多高校大學(xué)物理課程實施的是以專業(yè)組建的大班教學(xué)方案。以我院為例，我們組織的施教模式以專業(yè)劃分，將來自不同學(xué)校不同省份的學(xué)生組織到一個班級，這些學(xué)生由于已有物理知識的不統(tǒng)一，導(dǎo)致老師在教學(xué)進度上很難把控，在某些模塊的教學(xué)中，部分學(xué)生基礎(chǔ)較弱，按照現(xiàn)在課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的課時上課，這部分學(xué)生跟不上教學(xué)的進度。因此，建議打破傳統(tǒng)的模式，實施分模塊、分層次選修教學(xué)模式。比如，力學(xué)和電磁學(xué)部分，由于在中學(xué)這是統(tǒng)一必修部分，學(xué)生基礎(chǔ)相差不大，可實施統(tǒng)一教學(xué)，而振動和波、熱學(xué)、光學(xué)、相對論和量子物理基礎(chǔ)這些內(nèi)容，可以進行分模塊、分層次教學(xué)。分模塊教學(xué)便于學(xué)生針對自己的基礎(chǔ)進行選修課程。分層次教學(xué)，可分為基礎(chǔ)級和提高級，其中基礎(chǔ)級針對中學(xué)沒有選修過這塊內(nèi)容的學(xué)生，提高級則針對在中學(xué)已經(jīng)有基礎(chǔ)的部分學(xué)生。在基礎(chǔ)班上課的老師要注意增加一些中學(xué)的基本概念作為過渡，深入淺出地引導(dǎo)學(xué)生進入大學(xué)課程的學(xué)習(xí)。

3.3 豐富物理類選修課程

針對中學(xué)物理和大學(xué)物理教學(xué)銜接的問題，目前，從國家的層面提出了結(jié)合MOOC教學(xué)的物理先導(dǎo)選修課，但是這些選修課目前只在一些重點類中學(xué)展開，所以它主要針對物理程度較好的學(xué)生，或者在中學(xué)學(xué)有余力的學(xué)生。在高考壓力之下，對于一般的學(xué)生通常不會去選修這門課。所以，建議在大學(xué)適當(dāng)開展一些多種形式的物理類選修課、先導(dǎo)課，比如針對文科生的文科物理，針對理工科物理與人文結(jié)合的課程。同時，在課程安排上有步驟、有層次地進行階梯式排課，如先導(dǎo)課與部分高等數(shù)學(xué)課程安排在大學(xué)物理之前，部分選修課如演示實驗、科技發(fā)展史安排跟大學(xué)物理同步，部分拓展課程如創(chuàng)新實驗、爾雅課程等安排在大學(xué)物理課之后。從課程形式、數(shù)量及結(jié)構(gòu)安排上逐步遞進，相互補充，不僅做好中學(xué)與大學(xué)物理的銜接，也豐富了物理課程的內(nèi)涵，為擴展學(xué)生眼界，鍛煉辯證思維，提高意識境界打下基礎(chǔ)。

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