作業和測驗的藝術

摘 要：研究型教學是一種新的教學模式，能有效地調動學生的學習積極性，強化學生的“自主研究”。作業和測驗，是教學過程中最常見，也是最容易實踐的活動。本文以親身講授的《電磁學》為例，重點從作業和測試的安排上進行的新嘗試，組織和引導學生進行研究型的教學活動，來驗證這一新模式的教學。

關鍵詞：研究型物理教學 電磁學 作業和測試

中圖分類號：G652.4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0109-02

在一般大眾眼中，物理學一直是以枯燥艱深的形象出現的。這一認識在很大程度上來自于我們傳統的物理教學模式。從初中、高中到大學，我們印象中的物理課程都是以課堂授課為主，輔以課后布置的習題和設計好的實驗操作。但是，隨著教育教學改革的深入發展，人們逐漸認識到傳統教學—以知識為中心的傳授模式非常不適應人才培養的需要，這一傳統的教學模式正在發生深刻的變革。國外一些大學正在嘗試引入一種新的研究型物理教學方法，包括在教學過程中具體采用的方法（即一般意義上的教學方法）、教學組織形式、使用的各種電子或非電子教學媒體、教學語言、教學藝術風格、課堂管理技術等諸多方面，可以說在教學過程中師生雙方為了教學活動的順利進行、達到一定的教學目的而采取的一切途徑、方法和手段都屬于教學方法的范疇。在這一新模式下，學生將更多的參與互動，甚至將主導自己的學習過程，而教師在這個過程中更多地起到組織和引導的作用。由于條件所限，本人在《電磁學》的教學中并沒有完全采用這一模式，只是在作業和測試的安排上進行了一些嘗試。

一個好的教學過程應該是充滿互動的，其中必須包括兩個重要的元素：（1）我們要為學生提供一些活動，以鼓勵他們思考。這些活動既包括課上活動，如聽講、記筆記、做實驗，也包括課下活動，如讀書、做作業等。（2）這些活動中必須包括雙向的反饋機制。作為教師，我們需要時刻掌握學生在做什么，以及從中學到了什么。作為學生，則需要了解自己是否達到了課程要求，以及如何達到這些標準。作業和測驗，是教學過程中最常見，也是最容易實踐的活動。下面，我分別敘述自己在這兩方面進行的嘗試。

1 作業

作業是在教學過程中最常見的由學生主導的環節之一，對物理教學尤其如此。絕大多數物理教師都認為只有通過做習題，學生才能真正學好物理。根據我的經驗，很多學生認為物理學是由一系列需要記住的“定律”和“公式”堆砌而成的。而他們只要熟練記住這些定律和公式，并通過題海戰術加以熟練應用，就算是學好了物理。只有很少的學生能主動深入理解概念、建立正確的知識結構、并培養自己分析問題解決問題的能力。布置作業當然對物理學習非常重要，但如果不得當，反而有可能助長“死記硬背+題海戰術”的思想。

在大多數國內《電磁學》的教科書中，我發現很多內附的習題都有可能向學生傳達這一錯誤信號。對很多學生而言，他們解題的方法就是從書中找到和題目有關的公式，如果會應用就應用，如果不會就抄下來得一部分成績。長此以往，他們就養成了記公式套公式的習慣，而忽視了作業最基本的目的：促使他們思考和理解。為了改變這一狀況，我減少了習題的數目，作為替代，我為他們布置一些難度較大、或是論述類和分析類的題目。在這些題目中，我盡量真實地還原現實世界的情況，不再為學生削減多余的信息，我希望用這種方式來促使他們思考，并培養學生分析問題、解決問題的能力。一開始，學生對這類問題大多表示不適應，這時需要教師及時地反饋、指導和鼓勵。經過一個學期的鍛煉后，大部分同學在面臨問題時都能主動地分析，即使分析中出現了偏差，我認為也是一大進步。

在布置了作業之后，及時地批改和反饋也是非常重要的環節。在學生看來，他們經過深思熟慮后完成的作業，如果能得到足夠的重視和反饋，將極大地激發他們的學習動力。反之，如果教師拖了一個星期才發還作業，即使對每份作業都認真批改，也會使效果大打折扣。在這種情況下，學生很有可能會忽略我們的批改，從而使這個方向的反饋失效。

2 測驗

測驗也是傳統教學過程經常運用的手段之一。但傳統的測驗存在一些無法避免的限制。例如，由于閱卷的工作量相當繁重，很多時候教師不得不選取相對容易判斷對錯的問題，包括復述正確的概念、完成一些數學計算，等等。而這些題目的設置，卻不可避免地向學生傳遞了錯誤的信號——“這些知識是你們需要記住的”。

為了鼓勵學生進行獨立思考和分析，我們在設計測驗題目的時候需要非常謹慎。事實上，如果考題大多來自作業，學生就會在考試前復印同學的作業或習題解答并加以背誦；如果考題大多是對公式的應用，學生就會盡量多地記住書上的公式，而完全忽略其中的邏輯關系；而如果我們讓學生帶一張公式表進入考場，且只出公式表上相關的題目，學生甚至連公式都不會去記，而只靠題海戰術練習演算。

除了測驗題目的選擇，對測驗的安排和處理也是非常重要的。對學生而言，測驗其實是一個非常好的總結和反饋的機會，但大多數學生不會利用這個機會。當他們考的不好時，他們會苦惱，但不會從中尋找有用的信息。為此，我在安排測驗時會采用如下的方式。

（1）每個學期我會安排三次測驗。

（2）測驗都安排在每個階段的習題課講完之后。

（3）試卷將會在下一堂課之前批改完成。

（4）在下一堂課伊始，我會先把試卷發給學生，并在課上評講試卷，尤其是計算題會詳細講述分步驟評分的標準。

（5）我鼓勵學生根據評分標準尋找打分的錯誤，或是通過向我解釋他們的思路以提高成績。我會讓他們提交一份修改成績的申請，詳細解釋為什么他們覺得自己應該得到更高的成績。

（6）如果學生對自己的成績不滿意，可以參加一次課外補考（補考的題目不同于原始的試卷）。補考成績不會取代原始成績，學生的最終成績是兩次考試的平均。

（7）我會向他們詳細說明，如果不認真分析原始試卷中的錯誤，補考后的成績很可能更低，如果想取得更高的成績，則需要好好彌補以前知識的漏洞。

（8）我會告訴學生每道考題的平均得分，而期末考試中至少會有一道題目源自測驗中學生表現最差的題目。

我希望通過這些安排，向學生傳遞一個清晰的信號，即及時地分析試卷和彌補不足是測驗最重要的功能。

3 題目設置

無論是作業還是測驗，我都會嘗試不同于傳統物理考試的題目類型，其目的只有一個，即通過題目設置鼓勵學生深入思考和理解。我嘗試的題目類型包括。

3.1 圖像判斷題

此類型題目的原理在于鼓勵學生從多個不同的表象認識同一個概念，拋開現象認識本質，而這正是物理學習的精髓。對于一個初學者，經常遇到的困難是在頭腦中建立正確的物理圖像，并依靠這些圖像而非公式進行判斷和分析。例如，我會用語言描述一個物理過程（如帶電粒子在電磁場中的運動），由學生選擇正確表示這一過程的圖示；又如，我會用公式給出一個電磁場的分布，然后由學生選擇正確的圖示。我發現，這一類型的題目能很有效地幫助學生建立物理圖像，從而幫助更深入地理解概念。

3.2 排序題

此類型題目的原理是需要學生根據所掌握的概念，進行定性或半定量的分析。例如，我會給出6個電荷組的排布方式，讓學生將靜電能按從大到小的順序排列。在這個過程中，學生不僅需要掌握靜電能的概念，還需要了解能夠影響靜電能的因素，以及這些因素產生影響的方式。

3.3 文字論述題

文字論述題是我發現最能反應學生思維方式的一類題目。在這類題目中，我會描述一個現實世界中常見的情況，所有過程都是我們在日常生活中熟知的，然后要求學生利用物理學原理進行分析并得出結論。回答的關鍵是需要學生能運用所學過的知識，邏輯嚴密、思路清晰地用文字表述好自己的論點、論據和論證過程。在有些情況下，題目甚至沒有一個確定的答案，評分完全依據學生在論述中的表現。文字論述題的價值在于以下三點：首先，我們都知道學好一個知識和把這個知識講好，代表理解程度的兩個不同層次，而文字論述題恰恰是從更高的程度要求學生把頭腦中的話講出來，考察了他們對概念的理解；其次，文字論述題的選材根植于日常生活，有利于培養學生分析問題解決問題的能力；再次，此類題目由于取材貼近生活，容易激發學生學習的興趣。

3.4 估算題

最早將估算題作為物理學習研究手段的是著名物理學家費米。他提出的類似于“芝加哥有多少理發師？”的題目，會在以下四個方面對學生進行培養。

（1）訓練邏輯推理能力。

（2）對數值的數量級進行操作。

（3）正確運用有效數字。

（4）對日常生活的定量化描述。

例如，我會在學期初的作業中要求學生估算北京市由于電腦待機每天所耗費的電量。為了完成這一過程，學生首先要調研電腦待機的一般耗電量，然后從北京市的常住人口估算電腦的數量，再通過待機時間估算耗電量。在批改作業的時候，我會對每一步推理都分別給分，并在習題課的時間詳細闡明。隨著學期的進行，當學生對這類題目越來越熟悉的時候，我會加入物理性更強的估算，例如：變電站附近的電磁輻射強度，等等。

3.5 論文題

論文題是對學生要求更高，考察也更全面的題型。它不僅需要學生對物理概念有更深的理解，還需要他們有一定的創新精神。例如，我在講授完光電效應之后，會布置一道論文題，“假設光子的色散關系不是線性的，而是和動量平方成正比，那么光電效應的規律會發生什么樣的改變？”在講授麥克斯韋電磁場理論后，我會再布置一道論文題，“本學期我們在課堂上介紹了電場和磁場，請解釋為什么需要引入場的概念？請比較電場和磁場異同，至少列出一個相似點和一個不同點。”由于論文題對學生的考察非常廣泛，且需要更多的知識，我一般不會在考試中選擇此類題型。當作業中布置此類題時，我還會鼓勵學生廣泛調研，相互討論。

以上三點，是我在不長的本科教學工作中進行的嘗試。通過幾屆學生的反饋，也產生了一定效果。《電磁學》是物理專業學生的必修課，它是一門重要的專業基礎課，是學習許多后續課程的知識基礎，它的基本原理在現代科技領域有許多廣泛的應用，它的研究方法對學生今后的學習或科研有深遠的影響。本人會在以后的工作中繼續努力，改變“粉筆加黑板”的傳統，適當采用現代教育技術，在教學方式方法、課程編排、課堂組織形式等方面借鑒更多國內外先進經驗，把《電磁學》這門學科基礎課講好講精。

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