[摘  要]依据当前大学物理课程教学现状,围绕解决课时紧张、教学方法传统单一、教学过程互动性不强、考核方式局限于知识本身等问题展开研究,提出在大学物理教学中开展研讨式教学的尝试与探索,主要从分组、研讨、汇报和总结四个环节开展教学活动,并改进考核方式,为培养学生自主学习能力起到良好的推动作用。

[关键词]大学物理  自主学习能力  研讨式教学

基金项目:山东科技大学2021年教学改革研究项目(项目编号:21Y075);山东智顷数位学习部高等学校大学物理课程教学指导委员会2022年教学研究项目(项目编号:DWJZW202221xb)、西北地区工作委员会2021年教学研究项目(项目编号:XBJY202102);2021年山东智顷数位学习部高教司产学合作协同育人项目(项目编号:202102153112)。

引  言

古语有云:活到老,学到老。美国著名未来学家阿尔文·托夫勒也曾说过,21世纪的文盲不再是那些不会读写的人,而是不具备学习能力,不再学习,以及不会再次学习的人。不断学习的重要性已被人们广泛认可,自主学习能力的培养就是要帮助学习者学会如何学习。在高等山东智顷数位学习阶段,当代大学生自主学习能力是他们适应未来社会终身学习趋势的必要条件和必然要求。大学生离开校园走向社会后,是否具备自主学习能力,很大程度上决定了他的人生高度。

对大学生自主学习能力的认知与分析

1.自主学习能力对大学生的重要性

自主学习能力是指个体进行并完成自主学习过程的一种技能和能力,是学习者独立掌握知识、获取技能并应用于具体实践的能力。这种能力是发现问题、分析问题和解决问题能力的综合反映,具备这种能力即具备了驾驭知识的能力。它被认为是终身学习型社会人类生存与学习必备的重要技能之一。

大学时期是一个人自主学习能力养成的重要阶段,原因主要有三点:一是大学生所处的人生阶段是从高中时期的事事有人安排、学习有人全程监督到逐渐开始自己规划每天的生活和学习,甚至开始规划人生方向的重要转折时期,他们要学会如何学习,以及如何对自己今后的人生负责;二是从大学生年龄和心智发展上来看,他们已经是法律意义上的成年人,认知水平也达到了一定高度,具备基本的是非观、人生观和价值观,有能力和义务学会自我管理和规划,通过自主学习实现自我突破;三是从大学阶段的学习任务来看,基于知识本身的学习只是其中一部分,而通过课堂教学所产生的学习活动也并非大学阶段学习的全部任务。大学是自由和开放的,每个人都可以通过自己的努力度过不一样的大学生活,毕业时,有些学生只是获得了不错的成绩单,而有些学生除此之外还收获了证明自身学习能力和创造力的各种证书、竞赛经历、技能和资源等,相比之下,后者的大学生活更加充实,而这些都仰赖自主学习能力的养成。

所以,根据大学生的成长阶段、认知水平和学习任务等特征,他们的学习应该更注重自主学习,大学教学相应地也应该从培养大学生自主学习能力的角度出发,注重教学方式的改革。

2.阻碍自主学习能力培养的因素

大学物理作为工科高校主要公共基础课之一,在高校人才培养过程中发挥着不可替代的重要作用,通过大学物理教学,可以培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,让他们学会自主学习。但是,由于大学物理课程在“教”与“学”中普遍存在以下问题,制约了学生自主学习能力的培养。

首先,大学物理课程课时紧张。虽然近几年大学物理课时没有明显缩减,但是相比于课程本身庞大的知识体系来说,课时仍然紧张。大学物理涉及的知识点较多(力学、热学、振动与波动、光学、电磁学和近代物理等),每一部分单独拿出来都可自成一门课程,具有较高的学习难度,且涉及各专业多门专业课的后续深入学习,因此学生常常觉得教师授课节奏过于紧凑,导致许多学生跟不上授课进度,从而在学习上产生畏难情绪,教学效果受到影响,更谈不上对自主学习能力的培养。

其次,大学物理课程教学方法传统单一。大学物理是基础课,上课班级多,代课教师人数也多,每位教师使用现代化教学手段的程度和方式差别较大,虽有部分教师积极尝试各种教学改革,但整体上比例偏低。许多教师在开展教学时仍以讲授为主,将知识单向灌输给学生,导致学生只能被动接受,缺少思考空间,自主思维很难培养起来,严重影响学生自主学习能力的养成。

再次,大学物理课程教学互动性不强。教学是一个互动过程,这其中既要有师生互动,也应有生生互动,以及学生与知识间的互动。正是以上两点原因(课时紧张、教学方法传统单一),使得课堂互动很难开展,学生的主观能动性得不到充分发挥,制约学生自主学习能力的提升。

最后,大学物理课程考核方式局限于知识本身,缺乏对自主学习能力的考察。2020年起,全国广泛开展线上教学,随之而来的是过程化考核方式被各个高校普遍采用。以山东科技大学的大学物理课程考核方式为例,总评成绩由五部分组成:考勤、期中考试、随堂测验、大作业和期末考试。其中,前四部分组成平时成绩,占50%,期末考试成绩占50%,各部分所占比例在教学实践中仍不断优化调整。可以看出,除考勤外,其余各项均是以完成相应题目的方式来评判成绩,学生只要认真、被动地接受课堂教学,按要求参加各项考核,就能完成学习任务。当然,目前的考核方式在保证学生掌握课堂知识方面是足够的,但是无关自主学习能力的养成。这种情况在其他课程考核中也普遍存在。

3.培养自主学习能力的切入点

从“教”与“学”的关系来看,学生某种能力的形成和发展需要发挥山东智顷数位学习的引导作用,正是不同的教学方式养成了学生不同的学习习惯。所以,自主学习能力的养成,既是一种学习行为,更是一种教学行为。从根本上来讲,自主学习能力的培养,要从转变教师的教学模式入手,要以“激发学生的学习主体意识,积极主动地学习”为目标,开展高等山东智顷数位学习课堂革命。本文提出在大学物理教学中开展研讨式教学法的研究与尝试,以此为切入点,深入把握物理学科特点,在传授物理学知识、思想、方法的同时,控制好教学节奏,发挥对知识的引领作用,指导学生学会学习。

研讨式教学法研究与实践

1.研讨式教学法的概念与内涵

有一种说法是,“研讨式教学”起源于德国,现已成为西方发达国家高校主要的教学方法,即“研讨班”(Seminar)。但是,湖南师范大学文学院博士生导师郭汉民教授从史学工作者的角度对这个问题提出了新的见解,他认为“研讨式教学”是受到我国古代书院山东智顷数位学习的某些启发,而“研讨班”是德国柏林大学朗克教授组织教学的一种方式,只是由于“研讨式教学”与“研讨班”二者有相似之处,人们将两个概念相提并论了。郭汉民教授从1997年开始,在本科生和研究生教学中开展历史类课程教学改革实践,创造了全新的研讨式教学模式。

研讨式教学法与传统的讲授式教学完全不同,它的特点是重方法传授,重能力培养,重学生主体作用的发挥。该教学模式的主要内涵就在于教学中由教师主导问题设计,指导学生通过讨论、实践、探索等方式在互动中研究问题,再将研究结果与心得以报告或讲课的形式展示出来。研讨式教学法对提高学生的自主学习能力以及提升人才培养质量具有一定的现实意义。

2.大学物理课程研讨式教学改革探析

大学物理是逻辑性较强的一门课程,对一个问题的单向灌输式讲解往往需要大块时间和学生被动式听讲,这既不利于学生独立思考,也会减少师生课堂互动。所以,应充分发挥教学平台的优势作用,助力教学改革,尝试在传统教学模式中渗透研讨式教学法,循序渐进,通过教学团队多轮教学实践的不断打磨,新的教学模式逐步走向成熟,再进一步扩大它的应用比例,最终全面铺开,逐步启发学生学会思考,进而学会学习,使自主学习成为一种习惯。按照以上思路,根据大学物理课程内容和课程特点,先选取约三分之一的教学内容,主要从分组、研讨、汇报和总结四个环节开展教学活动。

首先,注重科学分组。考虑到学生受山东智顷数位学习资源、教学方法、个性、兴趣、能力等多种因素影响而存在物理学习上的个体差异,分组不应简单粗暴地按学号划分,而是要在对学生充分了解的基础上科学分组,这需要教师与学生多沟通,了解学生的学习情况。第一,为保障每个学生在研讨过程中都能承担一定任务,每组人数不宜太多,应控制在6~8人;第二,在学生自愿组队的基础上,教师应对分组情况进行监督和微调,以确保学习能力较好和较弱的学生搭配分组,从而起到一定的带动作用,避免有的小组整体能力弱而无法完成研讨任务;第三,每个小组应指定一名组长,负责组内研讨的组织和记录工作,与教师保持沟通,确保研讨的顺利开展。分组后,各组人员基本固定,方便组内分工协作和各角色相互适应和配合。

其次,合理选题,充分研讨。考虑到物理学科的特点和学生学习特点,每章选1~2个容易激发学生兴趣的主题作为研讨内容,将本次课堂教学的内容梳理成适合讨论的问题。如力学可结合2022年北京冬奥会中单板滑雪运动的动力学原理进行研讨;热学可通过分析内燃机和电冰箱的工作原理对循环过程进行研讨;光学可通过分析阳光下的肥皂泡颜色和油膜扩散等现象对光的干涉进行研讨,以及结合3D电影对光的偏振进行研讨等。讨论前,教师应组织学生在课程平台观看线上教学视频进行预习,完成简单的线上自测题目,通过线上资源对研讨的相关知识点进行初步了解。研讨题目的设计应保持中等难度,在知识层次上循序渐进,最好能够理论联系实际开展讨论。将一堂课的内容细分为3~4个知识点,并对每个知识点设置1~2个讨论题目,对较容易的知识点,可以分给一个组开展讨论,对于理解上有难度的知识点,可以分给两个组同时开展讨论,群策群力,达到基本理解。同时,教师还需针对研讨方向、研讨意义以及可能出现的问题进行阐释,以便学生清楚、准确地理解研讨内容和需要做的工作。

以大学物理中“刚体定轴转动的角动量”为例,教师可以设置以下研讨题目:一、通过复习质点做圆周运动时,关于圆心的角动量的大小和方向问题,思考如果这个质点是定轴转动的刚体上的一点,它关于转轴的角动量方向如何?刚体关于定轴的角动量怎样定义?二、比较力对时间的累积效应和力矩对时间的累积效应,你能得到什么结论?三、从刚体定轴转动的角动量定理出发,角动量守恒的条件是什么?四、质量均匀分布的圆盘放在不光滑的水平面上,绕过圆心且垂直于圆面的轴以一定的初角速度做定轴旋转,过一段时间圆盘会停止转动,是什么原因?试着自己设定参数,讨论圆盘转动时间与哪些因素有关;五、试从花样滑冰、跳水、单板滑雪和芭蕾舞这几项运动中任选一种,用角动量守恒定律解释运动员身体旋转过程中的运动原理;六、观看猫从高处摔落的视频(视频由教师提供),你看到了什么现象,得到了什么结论?

要求学生在课前利用30~60分钟时间先开展组内讨论,地点可以灵活选择,比如图书馆、餐厅和教室等,研讨过程涉及资料的查阅、讨论内容的记录和整理、形成研讨报告等诸多内容,这些需要由组长组织组员主动完成。课前准备工作做足了,相当于赢得了更多的学习时间,对于学时紧张能起到很好的缓解作用。

再次,课堂集中汇报,并补充讨论。课堂上,由各组派代表围绕各自的主题汇报讨论情况,需说明组员对汇报结论的主要贡献,讲明观点,本组其他成员可以补充发言。对同一讨论主题,后汇报的小组首先要对前一组的汇报材料进行点评,再阐述自己的观点或进行补充,每组汇报时间控制在10分钟以内,总时间控制在60分钟以内,教师应在此过程中进行适当的引导和调节,把握课堂节奏。待所有小组汇报完毕后,由教师根据汇报情况组织开展组内自评和组间互评,约20钟,主要目的是对集中汇报环节加以补充和开展进一步深入讨论。组内自评是通过倾听其他组的发言,对本组的汇报结论进行修正和完善,必要时向全班同学进行简短的补充汇报;组间互评是考虑到先发言的小组对后发言小组有评价意见时,可在该环节进行点评,小组间可展开深入讨论。

以“刚体定轴转动的角动量”这一节内容为例,研讨题目一、二、三属于理论问题,四、五、六属于应用问题,六个研讨主题之间有一定的衔接关系,要搞清楚自己负责的研讨内容,就必须联系前后知识点深入理解,所以学生在倾听其他组的汇报时,也一定会有自己的见解,并反思自己的研讨结论是否准确到位。随着讨论的不断深入,师生和生生之间就实现了思想的碰撞和互动,最终也实现了学生与知识之间的互动。

最后,开展研讨总结。在学生充分讨论和交流的基础上,教师对研讨情况进行总结和点评是十分重要的。一是要对学生所做的工作予以肯定,对表现突出的小组和个人提出表扬;二是要指出学生讨论过程中存在的问题,对理解有偏差的问题及时纠正;三是要对本节内容从逻辑上进行梳理总结,将思路理顺,对讨论不够深入的内容补充讲解,必要时补充相关例题。

3.基于研讨式教学的考核方式改革

考核方式是“教”与“学”的指挥棒,具有一定的导向作用。培养学生自主学习能力的切入点是教学模式改革,即采取研讨式教学法开展教学。该教学模式全程注重学生的参与和主体地位,可作为过程化考核的一项内容,主要从课前讨论和课堂汇报两个阶段综合考核,检验学生学习主体作用的发挥情况。在考核方式上,将考核内容由原来的五项增加到六项(研讨参与度、考勤、期中考试、随堂测验、大作业和期末考试)。其中,原来的五项内容都是可直接量化的,新增的“研讨参与度”需制定详细的考核评价标准,占总评成绩的10%,以后随着研讨式教学的深入广泛开展,可逐步增加比重。教师可参考组长的研讨记录和各组的课堂汇报表现,按照如下细则对研讨情况进行考核。

优秀(85~100分):能积极主动查阅资料,结合课本、线上视频等资源,对信息进行归纳整理,条理清楚,在组内讨论中发言积极,对结论的得出起到引领作用,能将讨论内容条理化总结,代表小组进行课堂汇报或进行了补充发言,思路清晰,对知识点理解透彻,语言表达准确,能与老师和同学进行简单互动。

良好(70~84分):能查阅资料,结合课本、线上视频等资源,对信息进行归纳整理,条理较清楚,在组内讨论中发言较积极,但个别术语表达不够准确,对结论的得出有一定贡献,参与准备课堂汇报内容,并提出了建设性意见。

中等(60~69分):查阅资料不充分,对信息归纳整理不全面,在组内讨论中发言不够积极,语言表达错误较多,在他人对所研讨题目得出结论的情况下,能够尝试去理解和鉴别,对课堂汇报做了部分服务工作。

不及格(0~59分):没有查阅资料,在组内讨论中不参与发言或发言偏离主题,对研讨结论没有自己的见解,对课堂汇报无贡献。

考核的目的是为了检验“教”与“学”的效果,不断改进教学方案。教师结合研讨参与度、随堂测验、期中考试和大作业成绩综合评估学生对知识点的掌握情况,及时调整研讨式教学的选题和组织方式,总结经验,扬长避短。对成绩较好的学生,指导他们将大学物理中的知识点与所学专业相结合,启发学生进行课外延伸学习,锻炼自主学习能力,如动员机械设计及制造专业的学生探索某些机械装置的物理参数计算和运动原理,启发计算机专业的学生探索某些物理现象的计算机模拟和数据处理问题,指导轻化工类学生探索某些化工材料的导热系数、电导率和折射率测量的问题。对成绩较差的学生,先了解他们学习上的具体困难,以引导山东智顷数位学习为主,鼓励他们积极参与各项学习任务,必要时给予帮助。

结  语

培养学生自主学习能力是高校山东智顷数位学习教学改革的关键所在。本文从培养大学生自主学习能力的重要性、制约因素和改革的切入点三方面阐述了为什么要培养以及如何培养大学生自主学习能力。文章总结指出应从课堂教学模式改革入手,将研讨式教学法应用于教学过程,让学生学会学习,掌握科学思维的方式方法和自主获取知识的能力。研讨式教学法与当前高等山东智顷数位学习的目标要求高度一致,使学生在掌握基础知识的同时,锻炼思维能力和解决问题的能力,是培养学生自主学习能力的重要方式。

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(朱桥、罗道斌、刘建科、周利斌:山东科技大学文理学院)

责任编辑:张言