自主設(shè)計(jì)作業(yè)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用*

趙言誠　孫秋華　姜海麗　劉艷磊（哈爾濱工程大學(xué)　理學(xué)院，黑龍江　哈爾濱　150001）

自主設(shè)計(jì)作業(yè)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用*

趙言誠孫秋華姜海麗劉艷磊
（哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001）

摘要：作業(yè)是大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理課程作業(yè)的興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，本文提出了一種新的大學(xué)物理課程作業(yè)模式-自主設(shè)計(jì)作業(yè)模式。學(xué)生可以根據(jù)教師對教學(xué)內(nèi)容和例題的講解，結(jié)合自己對知識的理解和自身的生活實(shí)踐，按照自己的想法設(shè)計(jì)作業(yè)，并自行進(jìn)行解答。這種自行設(shè)計(jì)作業(yè)的模式極大地激勵(lì)了學(xué)生做作業(yè)的主動性，激發(fā)了學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思想。

關(guān)鍵詞：自主設(shè)計(jì)作業(yè)；大學(xué)物理；創(chuàng)新思想

一、概述

作為自然科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，物理學(xué)是人類物質(zhì)文明和精神文明的基礎(chǔ)和動力。對于理工科院校的學(xué)生而言，大學(xué)物理課程則是一門基礎(chǔ)的必修課程。物理課堂理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課后作業(yè)構(gòu)成了大學(xué)物理課程教學(xué)的三大支柱。從小學(xué)到中學(xué)，再到大學(xué)，從國內(nèi)到國外，作業(yè)是所有從事高等教育者一直關(guān)注的問題。作業(yè)作為一種檢驗(yàn)和評價(jià)學(xué)生理論知識掌握程度的重要手段，在大學(xué)物理課程中被廣泛采用。從學(xué)生角度來講，通過課外作業(yè)，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己在掌握基本概念和基礎(chǔ)知識上存在的問題，加深對所學(xué)知識的理解。對于教師而言，通過學(xué)生的作業(yè)，可以了解學(xué)生對知識的掌握程度，檢驗(yàn)課堂的理論教學(xué)效果，從而發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)調(diào)整教學(xué)安排。對于學(xué)生而言，由于不再面臨升學(xué)的壓力，因此作業(yè)已經(jīng)不再是他們必須完成的任務(wù)。而在高校向研究型發(fā)展的今天，在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的大環(huán)境下，作為基礎(chǔ)課程的大學(xué)物理究竟該如何設(shè)計(jì)作業(yè)才能促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，才能與研究型高校的發(fā)展相適應(yīng)，已成為一個(gè)亟待解決的問題。這里，我們試圖尋找一些設(shè)計(jì)作業(yè)的方法和實(shí)施的原則，探尋既有一定的難度，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的高質(zhì)量作業(yè)，以及如何將高質(zhì)量的作業(yè)納入學(xué)生的學(xué)習(xí)中以促進(jìn)課堂教學(xué)效率的提高。

二、大學(xué)物理作業(yè)的現(xiàn)狀分析

對于理工科院校的大學(xué)物理教師來講，課堂教學(xué)任務(wù)重，批改作業(yè)的量大，再加上相應(yīng)的科研等其它工作，工作忙，而成效低。對于學(xué)生來說，物理課程難學(xué)，課外作業(yè)難做，學(xué)生沒有耐心和興趣來完成教師布置的課外作業(yè)，因此為了應(yīng)付交作業(yè)的任務(wù)而不假思索地抄襲作業(yè)的現(xiàn)象非常普遍。可想而知，在一本抄襲來的作業(yè)本上，學(xué)生沒有達(dá)到作業(yè)應(yīng)該給予的復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識的目的，教師也無法獲得學(xué)生理論知識掌握程度的具體情況，從而使作業(yè)從根本上失去了它所應(yīng)具備的作用和意義。國內(nèi)目前大多數(shù)高校的大學(xué)物理作業(yè)主要存在以下三個(gè)主要問題。

（一）與高中物理的銜接不好

在作業(yè)中能夠用高中學(xué)物理方法求解的習(xí)題偏多，特別在力學(xué)的牛頓定律部分，學(xué)生普遍反映70%的題目可以用高中的方法求解，當(dāng)然，出現(xiàn)這種狀況也取決于目前我國現(xiàn)行的高考制度，從而影響了剛踏入大學(xué)校門的新生學(xué)習(xí)大學(xué)物理新知識的興趣，使學(xué)生在剛接觸大學(xué)物理這門課程就產(chǎn)生了厭學(xué)情緒，失去學(xué)習(xí)大學(xué)物理知識的興趣和動力。

（二）作業(yè)以與教材配套練習(xí)題為主，類型單一、題型單調(diào)

在大多數(shù)高校中，貫穿大學(xué)物理教學(xué)的整個(gè)學(xué)期，大學(xué)物理作業(yè)幾乎都以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，有的只有少量的思考題，而創(chuàng)新綜合型題目很少，甚至幾乎沒有。這不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，為了解題而解題，更使大多數(shù)學(xué)生失去了學(xué)習(xí)大學(xué)物理的樂趣，沒有起到促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用。另外，互動、相互合作的作業(yè)題目偏少，與學(xué)生的日常生活實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，不適合學(xué)生的心里特點(diǎn)，導(dǎo)致一部分學(xué)生厭煩作業(yè)，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，探索與互動合作類型的作業(yè)更受學(xué)生的歡迎。

（三）作業(yè)的題目過分理想化，脫離實(shí)際情形，比較陳舊

由于大學(xué)物理是一門公共基礎(chǔ)課程，在課外作業(yè)的布置上，很少有教師鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)喜歡的作業(yè)。大多數(shù)課外作業(yè)以文字、算式的形式出現(xiàn)，沒有體現(xiàn)出大學(xué)物理課外作業(yè)對解決實(shí)際問題的指導(dǎo)作用和應(yīng)用功能。在大學(xué)物理教學(xué)中，為了消化、鞏固和理解一些基本概念和定理、定律，對某些情況進(jìn)行理想化的假設(shè)是應(yīng)該的，也是必要的，但若理想化的內(nèi)容和習(xí)題偏多，勢必脫離生活實(shí)際和工程實(shí)踐，就會使學(xué)生覺得大學(xué)物理知識在科學(xué)研究、工程技術(shù)、日常生活和實(shí)際應(yīng)用中沒有用處，對大學(xué)物理的實(shí)用性產(chǎn)生懷疑，致使學(xué)生無法將所學(xué)的理論知識和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)想起來，使理論和實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，從而因課堂理論致死態(tài)抽象而降低學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣。

三、自主設(shè)計(jì)作業(yè)的方案與實(shí)踐

自主設(shè)計(jì)作業(yè)的過程不僅僅是完成作業(yè)的過程，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生探索和創(chuàng)新能力的過程，培養(yǎng)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題、自我解決問題的過程。因此對于大學(xué)物理作業(yè)范圍的選擇和引導(dǎo)，作業(yè)結(jié)果的展示和評價(jià)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（一）作業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇

不是所有的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容都適合學(xué)生自主設(shè)計(jì)作業(yè)。具體實(shí)施時(shí)應(yīng)選取那些難易適中、便于學(xué)生理解的內(nèi)容。所選內(nèi)容的難易度會直接影響到學(xué)生自主設(shè)計(jì)作業(yè)的積極性，教師要適時(shí)跟蹤學(xué)生的作業(yè)設(shè)計(jì)情況，調(diào)控作業(yè)設(shè)計(jì)的難易度。教師可以先舉一兩個(gè)例題，使學(xué)生清楚所學(xué)內(nèi)容可以應(yīng)用的環(huán)境及題型，然后再讓學(xué)生舉一反三，結(jié)合個(gè)人對知識掌握的程度和日常生活實(shí)際來自主進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)。

（二）作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間和空間的選擇

在有限的時(shí)間內(nèi)，要想讓學(xué)生坐在教室里上交一份完美的設(shè)計(jì)是不可能的。他們只會像完成任務(wù)一樣匆匆了事，根本起不到培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的作用。因此，要留給學(xué)生足夠的時(shí)間和空間，讓他們能夠放松地去消化自己所學(xué)的知識，大膽地去創(chuàng)想自己所做的設(shè)計(jì)，主動地去探索所遇問題的答案。在設(shè)計(jì)時(shí)要具有更大的開放性，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。這樣即鞏固了所學(xué)的知識，又激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)作業(yè)的興趣，使他們發(fā)現(xiàn)原來做作業(yè)并不是一件苦差事，其中也蘊(yùn)含了很多樂趣。當(dāng)然學(xué)生在設(shè)計(jì)作業(yè)方案時(shí)往往存在這樣或那樣的缺陷，作為教師可以由學(xué)生制定出有缺陷的方案，讓其他同學(xué)參與討論，通過討論來逐步進(jìn)行完善，這種策略將有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。通過自主設(shè)計(jì)作業(yè)，既可以使學(xué)生成為評價(jià)的主體，又可以使學(xué)生在分析他人方案中的錯(cuò)誤時(shí)吸取教訓(xùn)，以避免類似的問題在后續(xù)的作業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)，從而使學(xué)生學(xué)會設(shè)計(jì)作業(yè)的基本方法，提高其設(shè)計(jì)能力。

（三）作業(yè)設(shè)計(jì)的考核與評價(jià)

自主設(shè)計(jì)作業(yè)完成的好壞應(yīng)綜合考慮多種指標(biāo)。通常只注重解答結(jié)果正確與否的作業(yè)評價(jià)，不利于學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，也不利于他們各項(xiàng)素質(zhì)的全面提高。自主設(shè)計(jì)作業(yè)的模式使得正確的結(jié)果已經(jīng)不再是評價(jià)課外作業(yè)完成情況的唯一標(biāo)準(zhǔn)，我們更注重的是學(xué)生題目的設(shè)計(jì)，題目中是否綜合考慮了所學(xué)知識，題目是否更貼近、顯現(xiàn)日常生活中的應(yīng)用等因素。作業(yè)題目設(shè)計(jì)出來了，答案自然也就出來了。因?yàn)樵谧灾髯鳂I(yè)的設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生本身就會考慮所設(shè)計(jì)的題目會用到哪些知識點(diǎn)、哪些公式和概念，所以對于自主設(shè)計(jì)作業(yè)的評價(jià)來說，相比所設(shè)計(jì)的題目而言，答案已經(jīng)不再那么重要。

這種自主設(shè)計(jì)作業(yè)的模式也是與當(dāng)下一種新的教學(xué)理念“本科生介入研究”不謀而合。科學(xué)研究，不論是基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究，都是要有所發(fā)現(xiàn)，要發(fā)現(xiàn)物理的基本規(guī)律及其應(yīng)用。如果沒有扎實(shí)的基本概念、基本理論和基本方法等知識，就很難給出有意義的發(fā)現(xiàn)。就本科生而言，除了少部分學(xué)生可以直接參與課題組的研究，大部分學(xué)生還是應(yīng)該“以學(xué)為主”，而他們在利用基礎(chǔ)知識進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)及解答的過程中，其實(shí)本身就已經(jīng)是在進(jìn)行科學(xué)研究的工作。

自主作業(yè)設(shè)計(jì)模式在大學(xué)物理教學(xué)中已進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用。在講到穩(wěn)恒磁場的畢奧-薩伐爾定律時(shí)，將其應(yīng)用在載流有限長直導(dǎo)線和載流圓形導(dǎo)線所產(chǎn)生磁場的例子中，并且得到了無限長載流直導(dǎo)線、載流圓環(huán)在圓心以及載流圓弧在圓心的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式結(jié)果，為了讓學(xué)生理解并加深對理論公式的掌握與應(yīng)用，在課堂中在引入了載流直導(dǎo)線和載流圓弧組合的綜合應(yīng)用例題。結(jié)合該類例題給學(xué)生布置了利用直導(dǎo)線、圓環(huán)和圓弧自由組合的創(chuàng)新作業(yè)設(shè)計(jì)，由學(xué)生充分發(fā)揮他們的想象，去設(shè)計(jì)題目并自行計(jì)算，學(xué)生們對此表現(xiàn)出了濃厚的興趣，交上來的作業(yè)也是形式各異。由他們提交的作業(yè)設(shè)計(jì)可以看出，有些學(xué)生喜歡大學(xué)物理課程，且基礎(chǔ)知識扎實(shí)，因此所設(shè)計(jì)的題目相對比較復(fù)雜；相反另一部分學(xué)生只是對課堂例題做了簡單的修改和拓展。但是，無論復(fù)雜還是簡單的題目設(shè)計(jì)，我們都欣喜地看到了作業(yè)是學(xué)生經(jīng)過自己的思考而獨(dú)立完成的，充分發(fā)揮了他們的主觀能動性，起到了促進(jìn)學(xué)生鞏固知識、提高創(chuàng)新能力的作用。

自主設(shè)計(jì)作業(yè)模式給我們指明了因材施教的方向。通過學(xué)生完成自主設(shè)計(jì)作業(yè)，一方面去發(fā)掘優(yōu)秀學(xué)生以及對課程感興趣的學(xué)生的潛能，另一方面也改變了部分學(xué)生對大學(xué)物理課程的厭學(xué)狀況。教師從學(xué)生的實(shí)際情況、個(gè)性差異出發(fā)，有的放矢地進(jìn)行有差別的教學(xué)，使每個(gè)學(xué)生都能揚(yáng)長避短，獲得最佳學(xué)習(xí)效果。

四、結(jié)束語

通過幾學(xué)期的大學(xué)物理課程自主設(shè)計(jì)作業(yè)模式的實(shí)踐，學(xué)生反饋的信息是很有收獲的。其實(shí)作業(yè)方案的設(shè)計(jì)是同時(shí)兼?zhèn)淞死硇运季S和實(shí)踐思維的一種思維方式。學(xué)生在相互討論、猜想和交流的過程中，學(xué)會了接納、贊賞、互助，培養(yǎng)了他們的合作精神，體驗(yàn)了科學(xué)探究的樂趣和成功的喜悅。我們發(fā)現(xiàn)這種新穎的作業(yè)設(shè)計(jì)模式不僅有利于學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)知識的復(fù)習(xí)和應(yīng)用，還能夠使他們更深入地探索和思考課堂學(xué)習(xí)的知識，避免了學(xué)生對科學(xué)研究的畏懼感、神秘感，起到了對學(xué)生心里的一種親近作用。學(xué)生親近了素材，也就親近了知識，親近了知識，進(jìn)而產(chǎn)生了濃厚的興趣，為自主、愉快地學(xué)習(xí)科學(xué)知識創(chuàng)設(shè)了有益的情境，從而促進(jìn)了學(xué)生原創(chuàng)性意識和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)

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[3]孫秋華，姜海麗，趙言誠，等.多元化教學(xué)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的探索與實(shí)踐[J].物理與工程，2013，6.

Abstract:The homework is the important one in the learning of University Physics. In this paper, a new homework model of University Physics, self-independent designing homework model, has been given to develop the students interest in the homework of University Physics and stimulate the students creative spirits. The students can self-independently design their homework and complete them by themselves according to the lectures given by the teacher, their understanding of knowledge and their life practice. The self-independent designing homework model greatly motivate students to do their homework, promote the students' learning motivation and develop the students' creative ideas.

Keywords:self-independent designing homework; university physics; creative idea

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）05-0063-02

*基金項(xiàng)目:黑龍江省教育教學(xué)改革專題項(xiàng)目，《構(gòu)建大學(xué)物理自主開放教學(xué)模式夯實(shí)創(chuàng)新型拔尖人才培養(yǎng)基礎(chǔ)》，項(xiàng)目編號: JGZ201201070；黑龍江省教育教學(xué)改革項(xiàng)目，《大學(xué)物理精品資源共享課程建設(shè)研究》，項(xiàng)目編號:JG2014010659。

作者簡介：趙言誠（1963-），山東省龍口市人，現(xiàn)就職于哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院，職稱：教授，主要從事大學(xué)物理教學(xué)與周期性結(jié)構(gòu)材料研究工作。