本站原创摘 要:针对目前高校中大学物理的教学现状、学习现状、评价机制上存在的不足,结合大学物理课程的特点和案例教学的实施流程,采取行动研究的方法,对案例教学应用于大学物理教学的效果进行实证研究,为案例教学的具体实施提供了可借鉴的地方.
关 键 词:大学物理现状案例教学行动研究效果
1.大学物理教学现状分析
在高等教育改革浪潮的冲击下,也为了顺应时代潮流,非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会于2005年提出了大学物理课程的目标[1]:通过大学物理课程的教学,应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的大学物理教学(注:本文所提到的大学物理教学都是针对非物理专业的学生)现状不容乐观,还存在许多不尽如人意的地方.
教学内容仍以学科为体系、知识为本位,没有很好的将理论联系实际.教学内容相对陈旧,经典物理内容比例较大,近代物理内容相对不足,当代物理前沿及其在高科技中应用方面的内容就更为少见.教学内容与学生现实生活中的高科技发展相距较大,必然造成学生对大学物理课程认识的误区,进而丧失对课程学习的兴趣.教师满足于教材基本内容的讲授,学生满足于应付考试过关的现象,无法实现大学物理课程教学的真正目的,不利于学生的全面发展.
以上种种说明大学物理的教学现状与大学物理教学目标还相去甚远,这就意味着我们要革新大学物理教学方法,转变教育观念,进行大学物理教学的改革.
2.课题的提出
案例教学是指教师根据课堂教学目标和教学内容的需要,选择和利用一个具体案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,让学生在具体的问题情景中积极思考、主动探索,以提高教学质量和效果,培养学生认知问题、分析问题和解决问题等综合能力的一种教学方法.它是一种开放式的教学,并不要求指向统一的、标准的答案,而是要从案例的分析和讨论中获得启示和意义.
本文将对大学物理教学中如何进行案例教学以及案例教学的效果如何进行论述.期望能够对我国高校大学物理教师进行案例教学起到一些启示作用,并能够推动大学物理的教学改革.
3.大学物理实施案例教学的流程
大学物理教学中案例教学的实施一般可分为教学设计阶段、准备阶段、实施阶段和评价阶段,通过设计案例教学流程,老师可以有的放矢、游刃有余地把握整个案例教学过程,从而增强学生将获得的知识与能力运用到实际学习或工作环境之中的可能性.
3.1教学设计阶段
案例教学情形中,教师对于教学设计有着更大的自主空间,有着更多的发言权,同时案例教学也需要教师更多地参与到案例的教学设计中来.
3.1.1确定教学目标
巴赫(Barach,J.A.)曾指出,确定教学目标是案例教学设计的第一步,只有在教学目标明确的前提下,教师教学材料的收集和组织、教学行为的选择、教学组织形式的设计等活动才能有方向、有秩序地进行下去.还要结合物理学科的总的教学目标和每节课所要达到的教学目标.
3.1.2选择合适的案例
由于大学物理是针对理工科学生所开设的基础课程,考虑到学生专业的差异性,因而在引入案例的时候要根据不同的专业选取不同的案例.如,对于计算机专业的学生,可结合电磁学、光学的知识,分析光盘和磁盘的读写原理及鼠标定位的工作原理,对材料专业的学生,可选取X射线进行结构分析的原理案,对电子应用技术专业的学生,可以列举电磁炉等电器的工作原理,来学习电磁感应、涡电流等知识.越能引起广泛争议的案例也最接近高度复杂的教学实际情境,更能发展学生的分析、判断、推理和决策能力.
3.2案例教学课前准备阶段
案例设计以后,就要进行案例教学前的准备工作,案例教学的成败与否与准备是否充分关系甚密,不仅要赋予充足的准备时间,而且要真正地调动起学生的学习兴趣与思维潜能.主要涉及教师、学生和物质的准备三个方面.
3.3案例教学实施阶段
教师进行案例教学不是例子+理论的简单描述和说明,而是启发和引导学生,对案例涉及的“命题”进行思考、辩论和推理的过程.
3.3.1案例引入
课堂开始的“案例引入”相当于运动员赛前的“热身运动”.案例引入的方式有很多.无论哪种方式引入,其共同目的主要在于:引起学生对案例内容的关注和兴趣、告诉学生这个案例需要达到的教学目标以及接下来的活动计划、活动要求、时间安排等.
3.3.2创设问题情境
案例教学的实质是一种“以问题为中心的研究型学习”,我们可以用下图显现这一过程展开的方式:
让学生围绕这些问题边看案例边进行思考.案例教学是否能成功进行,问题的创设成为了关键的环节.
3.3.3案例呈现
案例实施中的这个阶段是由教师来完成的,案例呈现的时间和方式可能因为教学目标、案例内容、案例形式的不同而有差别.比如老师在讲多普勒效应的时候,光凭老师讲授很难让学生理解,这时可以给学生播放Flash课件,从而从视觉与感官上加深学生的理解.
3.3.4案例分析
案例分析作为一项重要的教学任务渗透于大学物理案例教学的各个阶段.案例分析应抓住问题的关键,避免过分拘泥于细节.学生应根据自己的认知观点写出案例分析报告,对以前的分析与讨论作一个总结,加深理解.
3.3.5案例讨论
案例讨论是案例教学实施过程中的核心环节,也是师生互动性学习最完整、最强烈的体现.教师要确定讨论的组织形式,明确讨论的任务和学生角色.密切关注学生讨论的进展和动向,使案例讨论紧扣主题深入展开.教师要予以启发,开拓他们的思路.
3.4.评价反馈
在任何一种教学方法实施的过程中,评价都是不可或缺的,是一个十分重要的环节.案例教学评价对案例教学起着指引、检测、鉴别、激励等作用.
4.案例教学实施效果分析及评价
针对大学物理教学现状、案例教学的实施效果比较设计调查问卷,适时发放问卷并及时回收,对有效问卷调查结果进行统计分析,对他们的适应程度以及实施效果进行客观、合理、公平的评价.
4.1案例教学法实施前的调查
本研究中的教学试验对象是德宏师专职教系2008级水电、电子应用技术班.研究开展之前,以问卷调查前测的方式对学生当时的学习情况进行了调查,实发问卷78份,回收78份,通过数据分析,得出以下结论:
1)在平时的大学物理学习中,你把大量的精力和时间用在哪些方面(记忆知识点、理解概念及原理、运用物理知识和规律来解决现实中的问题、其它)选择“记忆”的人数为36,占46%,选择“理解”的人数为31,占39%,选择运用的人数为11,占14%.
数据表明,在大学物理现阶段的学习过程中,大部分学生把学习的时间和精力都用在了记忆和理解知识方面.
2)通过大学物理这门课的学习,你想几乎所有的同学都选择了“把理论运用于实践,掌握科学方法”.由此看来大学物理的教学与课程的目标和学生的希望都存在一定的差异,说明大学物理教学方法手段有待改进.
3)你赞成“大学物理教学应融入案例教学”的观点吗(非常赞成、赞成、较赞成、无所谓)非常赞成占15%,赞成占58%,较赞成占17%,无所谓占10%.数据表明,学生对于案例教学这种教学方法比较渴望,他们希望老师能改变一下传统的教学方法,这也为我们在大学物理教学中实施案例教学增强了信心.
4.2案例教学实施过程
时间:2008年9月――2009年1月
教学内容:静电场中的静电平衡、尖放电端、静电屏蔽
4.2.1.准备
让教师和学生熟悉案例教学方法的实施过程,为学生案例学习进行背景知识铺垫,让学生了解并掌握相关的基础知识、基本理论,分析案例教学方法实施过程中的教学环节及每个环节中的学生活动和师生互动情况,激发和培养学生学习物理的兴趣.
4.2.2.实施过程
1)案例的选择
关于避雷针的发明、应用、工作原理,以及静电屏蔽的图片,材料如下:
(1)唐代《炙毂子》一书记载了这样一件事:汉朝时柏梁殿遭到火灾,一位巫师建议,将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上,就可以防止雷电所引起的天火.
(2)法国旅行家戴马甘兰1688年所著的《中国新事》一书中记有:中国屋脊两头,都有一个仰起的龙头,龙口吐出曲折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根细的铁丝,直通地下.这种奇妙的装置,在发生雷电的时刻就大显神通,若雷电击中了屋宇,电流就会从龙舌沿线行至地底,避免雷电击毁建筑物.
(3)美国科学家富兰克林发明避雷针的故事.
(4)根据提供的两幅图片,从现象出发把五彩缤纷、美妙神奇的物理世界展现在学生面前.
2)教学设计
在确定了教学内容和选好案例之后,对案例中需要学生参与分析的问题进行了设计:
(1)避雷针的作用是什么
(2)避雷针的工作原理是怎样的
(3)避雷针都有哪些类型
(4)避雷针由哪几部分组成
(5)尖端放电的原理是什么
(6)导体的静电平衡的条件
(7)静电屏蔽的原理.
将学生分成若干小组对案例内容进行分析讨论,并形成自己小组的分析报告,由小组负责人进行汇报,再由教师引导进行全班讨论.最后,教师对学生的最终讨论情况进行适时的评价.
4.3研究过程的体会及反思
从案例教学运用于大学物理教学的整个过程来看,学生由未接触到慢慢适应,对案例教学是一个逐步熟悉的过程.而要保证案例教学能够有效地运用和实施,
教师要掌握案例教学的操作流程.培养学生的自主、协作及探究能力,教师要不断地为学生发掘学习资源,同时加强学生的信息素养以使其进行自主学习.只有教师和学生都领会了案例教学的意图,知道自己如何去做,才能取得较好的效果.
通过几个阶段的教学试验,学生的表现越来越好,只要他们熟悉了这种教学方式,知道了自己应该怎么去做,案例教学就可以取得很好的教学效果.
案例教学进行后通过对学生的调查问卷和访谈,大多数的同学发现在与同学的讨论和交流中能够得到很多启发,学到很多东西并能够改进自己的学习,有利于自身积极思考问题、分析问题并解决问题的能力.
4.4.实施案例教学后的效果分析
通过案例教学,有79%的同学对物理学习的兴趣的有所提高,基本不变占16%,兴趣下降了占5%.案例教学有72%的同学认为有助于课内与课外、理论与实践等有机结合.
通过上述对案例教学应用于大学物理课堂教学中所进行的理论与实践两方面的研究与测评,我们得出以下结论:
第一,激发和培养了学生学习物理的兴趣.在大学物理学习中,对学生兴趣的培养是十分重要的,兴趣的提高为教学的顺利实施提供认知保障.
第二,提高了学生提出问题、分析问题并解决问题的能力,独立获取知识的能力,科学观察和思维的能力.这与大学物理的能力培养目标是不谋而合的.
第三,培养了学生与他人的互助合作的精神.学生之间的协作学习能力越强越能保证案例教学的有效实施.
第四.形成了良好的讨论氛围.科学扎根于讨论,讨论是科学赖以生长、繁荣的土壤.讨论可以使学习深入,讨论能够激发创新的火花.
5.结论
通过具体的个案进行了实证研究,通过实验结果的分析,得出以下研究结论:
5.1案例教学引入大学物理课堂,有利于改变目前大学物理教学现状,有利于学生专业知识实践技能上的普遍提高,更重要的是在学习和探索中得到了全面的锻炼,实现了在知识技能、过程方法、情感态度价值观三个维度的提高和改善.
5.2必须探索采用适合学生层次的开放式的教学方式和多元化的评价方式,重视学生在教学活动中的实践历练、改变原来单纯重视理论概念识记的方式,使每一名学生在学习中都能真正提高个人综合能力.
5.3案例教学的运用,促进了教师自身专业能力的拓展,加强对物理学理论知识的学习和掌握,不断更新教育教学理念,改变传统的落后的教育观和评价观,促使其积极、主动地投入大学物理教学改革,
将案例教学应用于理工科物理教学是对物理教学方法和手段的一种改革和创新,也是对深化教学内容和体系改革的促进,但它必须经过实践、总结、推广,再实践、再总结的反复过程.随着案例教学的不断深入,应处理好教与学的关系、课堂内外的关系、教师组织实施与学生积极参与的关系,案例教学在大学物理教学中的实施必将引起教学内容、教学方法、教学模式的新变革,使理工科物理教学质量上一个新的台阶.