關于師范類物理學專業“電磁學”課程教學的幾點思考

敖勝美

(湖南師范大學物理與信息科學學院物理系 湖南 長沙 410081)

“電磁學”是大學物理學專業必修的重要基礎課程之一.電磁學教學及教學改革一直是廣大致力于基礎物理教學的大學物理教師所關注和所從事的工作，在兩年一屆的“全國高等學校電磁學教學教材研討會暨全國高等學校電磁學研究會”年會上都有許多相關的研究成果交流；在《大學物理》和《物理通報》等期刊上都可見到有關電磁學教學研究、教學改革的論文.這些，在不同時期和背景下對我國高校電磁學教學研究起到了積極促進作用，也對筆者教學水平的提高和教學理念的改變有很大的影響和幫助.

隨著21世紀初我國基礎教育改革實驗的全面開啟，普通高中《物理課程標準》(簡稱《新課標》)也已先后在20多個省、自治區、直轄市試行實施.《新課標》與原高中物理教學大綱相比，無論是課程理念還是課程結構和內容都有很大的變化.這些變化，特別是由強調物理學科知識結構的完整性、系統性和嚴謹性到課程結構模塊化體現的基礎性、選擇性的這種改變，對大學的物理教學勢必會帶來很大影響.當面對一個班級的學生中，有著多種物理背景、多層次物理前概念和不同基礎的情形時，該怎樣施教，如何應變呢？這是大學物理教師在高中物理課程改革后都要面對的挑戰.

在基礎教育改革實驗進行的同時，教師教育改革的研究也在我國教育研究領域以及高等師范院校逐步推進.作為師范院校物理系的教師，在教授物理專業的課程(特別是普通物理課程)時，既要迎接高中物理新課程改革帶來的挑戰，又要順應教師教育改革的趨勢，體現出師范類物理教育的特色，為培養學生物理教育教學的能力打下堅實的基礎.

湖南省試行《新課標》是從2007年秋季學期開始的；而2010年湖南省高校招生考試仍延用文、理綜合分科的高考模式.因此，大學物理教學受高中新課程改革的影響相對比較小.但是，我們應該未雨綢繆，對即將到來的挑戰作出前瞻性的思考和應對準備.本文依據筆者這些年來教授“電磁學”的經歷和對高中《新課標》的理解，結合師范教育教學的特點對今后師范類物理學專業的電磁學教學談幾點想法.

1 教師要了解新課標各選修模塊中所含的電磁學內容分析其在目標要求水平上的差別

作為師范院校物理學專業主講電磁學的教師，不僅要了解《新課標》的課程基本理念和課程目標，更要深入了解內容標準(課程模塊)，特別是各選修模塊中所含的電磁學內容，分析其在目標要求水平上的差別.

《新課標》的課程模塊分必修和選修兩種.必修模塊含《物理1》和《物理2》，是全體高中學生的共同學習內容，主要涉及的是運動學和動力學的概念、規律和實驗等知識與技能.選修模塊包括三個選修系列，系列1含選修《模塊1-1》和《模塊1-2》，系列2含選修《模塊2-1》、《模塊2-2》和《模塊2-3》，系列3含選修《模塊3-1》、《模塊3-2》、《模塊3-3》、《模塊3-4》和《模塊3-5》.其中選修《模塊1-1》、選修《模塊2-1》和選修《模塊3-1》為必選的模塊，即高中學生必須在三者中選一個模塊內容來學習；其余的選修模塊是可選模塊，即高中學生可以根據學習興趣、發展潛能和今后的職業需求在這些模塊中任選.盡管必選《模塊1-1》、《模塊2-1》和《模塊3-1》都是涉及電磁學的概念、規律和實驗等知識與技能，但側重點和目標要求水平各不相同.

筆者認為教授電磁學的教師應該著重了解和具體分析這三個模塊，同時還應將其與改革前高中物理教學大綱的相應內容要求作比較，以便對電磁學教學活動做出恰當的調整和改變.

2 教師要了解學生高中物理選修背景掌握學生已有電磁學知識與技能的水平

理論上來說，我校在“3+X”高考改革后招收的物理學專業學生應該會選修高中物理選修系列3中的模塊并選考X為物理科目(或選修《模塊3-1》)，因為系列3課程模塊側重讓學生較全面地學習物理學的基本內容，進一步了解物理學的思想和方法，較為深入地認識物理學在技術中的應用以及對經濟、社會的影響，是進一步學習物理學的基礎.然而，就筆者對師范類物理專業新生志愿填報情況的了解，發現專業調劑的學生占比例相當高，由此推斷，“3+X”后這種專業調劑的情形仍將存在，這就使得實際情形恐怕是有相當部分學生選修了高中物理選修其他系列或交叉選修的.

由于《新課標》各選修模塊在學習內容和目標要求上的差別，就會使學生的物理知識背景呈現多樣化.就涉及電磁學知識的選修模塊來看，選修《模塊1-1》以電磁現象和規律等內容為載體，側重電磁技術與社會發展的關系，注重電磁學與日常生活、社會科學以及人文學科的融合，強調電磁學知識對人類文明的影響；選修《模塊2-1》以電磁學的電路、電工等內容為載體，側重從電磁技術應用的角度展示電磁學的部分內容，強調電磁學知識與技術的結合，著重體現電磁學的應用性、實踐性；選修《模塊3-1》和《模塊3-2》以及選修《模塊3-4》電磁振蕩與電磁波部分則側重讓學生比較全面地學習電磁學的基本內容及電磁技術的應用.通過場的學習加深對于世界的物質性和物質運動的多樣性的認識，進一步了解物理學的思想和方法，較為深入地認識電磁學及電磁技術應用對經濟、社會和人類生活的影響.從目標要求來看，選修《模塊1-1》和選修《模塊2-1》中，描述與學習相應的電磁學基本現象和規律的目標行為動詞大多是了解水平的，鮮有認識水平.而系列3選修模塊中的目標行為動詞則包括了解、認識、理解和應用多層次的.因此，再考慮到地域文化經濟、學校的教學傳統和環境、教師教學理念和學生個體認知水平等差異的作用，進入我們課堂的學生就會具有多層次的、可能差別很大的電磁學知識背景.

因此，筆者認為教授電磁學的教師事先應該對即將授課的班級做調查了解，弄清學生的電磁學知識背景，掌握學生已有知識與技能水平的情況，提早做到心中有數，思考應對之策.

3 教師應形成必要的學科教學知識(PCK)使電磁學教學更有效

學科教學知識(Pedagogical Content Know-ledge，簡稱PCK)是上世紀80年代由美國斯坦福大學教授舒爾曼首創的概念，現經教師教育研究者發展為一個專門術語，意指教師整合學科內容、一般教學法和學生背景等知識而形成的一種綜合理解能力，是一種新知識.PCK包括學科內容知識、教學法知識、學習者的知識(能力、認知發展水平、情感態度、前知識等)和背景(社會的、政治的、文化的、經濟的和環境的)知識.

筆者在以往教授電磁學課程時特別注重知識內容和教學方法，對于學生知識和背景知識不太關注，認為在大學的班級里學生知識程度差別比較小，即使背景知識有較大的不同對教學影響也不會大.現在看來這種認識是存在偏差的，是不符合現代教育理念和現實教育環境要求.如前面所述，一方面，由于高中物理新課改導致學生關于電磁學的前知識會參差不齊，學習背景也較為復雜，如若忽視這些必將影響教學效果.另一方面，作為電磁學課程的教師，應該意識到建構PCK的重要性，認識到其不僅最能區別教學專家和學科專家理解力，也能使得教學最為有效.

從事師范教育的普通物理學教師應自覺地、不斷地建構和發展PCK，為學生，即未來的中學物理教師起到師表作用.這種潛移默化的作用會勝于單純教授一些抽象的教師教育理論，并對他們今后作為物理教師新手時的教學實踐有積極的影響.

4 編寫師范類物理學專業“電磁學”課程標準和適用教材體現課程教學新理念和師范教育新特點

我系《電磁學教學大綱》雖是2004年左右編寫的，卻是在上世紀90年代版本基礎上，僅從學科教學內容方面考慮修改的，顯然現在不太適宜了.在高中物理教學改革和教師教育改革的大背景下，師范院校的“電磁學”新課程標準應與高中物理新課標保持協調，對課程的性質、基本理念和目標作出說明，對教學內容給出標準，對教學實施提出要求和建議，突出對學生科學探究的能力、科學思考的能力、解決問題的能力和科學素質以及創新精神的培養.依據課程標準和學院條件以及學生的實際情況，教師可編寫適用的教材，以便實現靈活的、有針對性的教學.在編寫教材時，既要用現代觀點又要按教學原理來選擇和組織傳統的電磁學教學內容，同時還要注意與高中物理新課標電磁學內容的銜接和考慮適當地為物理前沿打開“窗口”.

編寫課程標準和教材是較宏大、厚重和細致的工程，憑一己之力目前難以實現.我系電磁學教學組將在教學實踐中去探索和積累，以期能在借鑒其他院校經驗的基礎上完成適合我系本專業的電磁學教材的編寫工作.