理工基礎類課程教學改革探索

劉學鋒+張偉偉

[摘 要]高?；A類課程是學生進行后續專業課程學習的基礎，在學生學習過程中起著舉足輕重的作用。大學力學課程教學存在學生不感興趣、教師滿堂灌、學生人文素質不足等問題。教師可以根據課程特點對課程內容設置、課堂教學方式等方面進行改革，并將改革經驗推廣到其他基礎類課程的教學上。

[關鍵詞]力學；基礎課程；教學改革；教學模式

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0006-03

高?；A類課程是學生進行后續專業課程學習的基礎，在學生學習過程中起著舉足輕重的作用。但隨著教育理念和技術的不斷發展，高校教學也在不斷變化，基礎類課程教學在新的環境下受到了很大的沖擊。 學生不重視、課時量減少等因素都會導致課程的教學質量不斷下滑。在這種大環境下，教師應該根據學科和學生的特點及時調整教學內容和教學方法，結合新技術不斷完善教學手段，提高教學質量。本文以力學課程為例，討論了基礎類課程中普遍存在的問題和整改的方法。

在物理學的教學過程中，力學是物理學中最基礎的專業必修課，是要最先進行講授的學科，對學生后續課程的學習有著重要的作用。另外，力學也是與高中知識聯系最緊密的學科，對學生順利由中學的學習思維過渡到大學的學習思維起到關鍵的引導作用。力學的教學改革已進行了多年，積累了不少的經驗，取得了很大進步。但是就目前來看，該課程的教學仍然存在一些問題和不合理的現象，給課程的后續發展帶來了一定困難。筆者從事力學教學工作多年，在教學過程中也遇到了不少問題。

一、力學課程存在的問題

力學是一門傳統的理工科基礎課程，但是目前傳統的教學模式已經不能適應新形勢的要求，存在一些問題，主要體現在以下三個方面。

第一，由于力學是一門基礎性質的課程，很多學生感覺要學的知識已經過時了，學習意義不大。再加上大學力學與高中力學的知識點有重復，學生更會覺得沒什么新意，從而降低了對課程的期望值和新鮮感，學習勁頭不強。

第二，一般的理工課程因為受限于課程本身的性質，教學方式大都相對固定，教師整節課從頭講到尾，學生只是機械地聽著課。這種單調的方式很容易使學生走神，效率不高。理工科的課程對于大部分的學生來講是枯燥的，而剛剛進入大學的學生還沒有培養出成熟的學習習慣，再加上沒有升學壓力，學習基本靠興趣，這種“滿堂灌”的模式很容易使他們產生厭煩的情緒。

第三，理工科的學生因為在高中過早進行文理分班，大多存在人文素質不足的問題。愛因斯坦曾說：“用專業知識教育人是不夠的。通過專業教育， 他可以成為一種有用的機器， 但是不能成為一個和諧發展的人?！比缃?，大家已經意識到了這個問題的重要性。強調自然科學與人文科學的融合，科學教育與人文教育相互滲透與整合是高等教育發展的必然趨勢。但是目前針對這一點，大部分教師在教學中做得還不到位，或者說不知道該如何滲透以及滲透到什么程度。

以上三點是力學教學的一些突出問題，也是理工科基礎類課程無法回避的問題。只有解決好這些問題，課程才能夠得到進一步的發展，才能不被淘汰掉。而解決這些問題的關鍵在于教師，教師只有把握住課程特點，積極尋找對策，才能為課程的發展創造更好的機會和條件。

二、合理調整內容

（一）明確大學課程和中學課程的區別和聯系

大學力學的知識點和中學已經學過的雖有不少看似重合的地方，但大學講授的是一般規律，而中學講授的是特殊規律，知識點相似但高度不同。教師在教學時要注意引導，并巧妙地利用這種聯系，在學生已經熟悉的物理規律基礎上深入淺出地講解新的規律，使學生能更快更容易地掌握新知識。比如在講解剛體的轉動慣量時，要把轉動慣量與學生熟悉的質量做好比較，找出二者的共性和不同的地方。

（二）關注高中改革動向，注意課堂知識點的銜接

近幾年國家一些地區實施高中教育改革，將一些非主要學科如物理進行了分類，不同地區學生學習的內容也不一樣。比如，有些學生沒有學過動量，而有些學生沒有學過幾何光學部分，這給高校教學帶來了不小的影響。大學里教師要面對的是全國各地的學生，知識該從何種程度開始講起才能讓大多數人都接受？需不需要補充知識？需要補充哪些知識？ 這是這兩年來教師普遍遇到的新問題。所以，高校教師應該時刻關注中學的改革動態，做好調研工作，以便提前準備好應對的策略，這樣才不至于碰到問題就手忙腳亂。

（三）內容分等級，合理取舍

目前大部分的理工科院校中基礎課的課時量都在大幅度減少。在這種新形勢下，要想保證課程質量，將力學課程上得好、上得精彩，教師要付出更多的努力。首先教師要對教學內容做適當調整，合理取舍。教師可根據學生專業和課程要求將全部內容分為幾個等級，根據分類等級確定是否要講解以及要講解的深度。其次，高校中有些課程內容有所重復，如物理學科的學生所學的課程中力學與理論力學的部分內容就是重復的，教師可以提前做好調研工作，與其他科目協調確定適合的教學范圍。

三、多種教學方法并用，精心設計課堂

對教師來講，提高教學質量有賴于教學理念的更新、教學方法和教學手段的完善。在教學過程中，教師應該本著“以人為本”的原則，不斷突破已有教學模式，探索新的教學方式。教學方法應與課程特點和教學內容緊密結合，因材、因人施教。

（一）設計翻轉課堂，培養學生獨立探索的能力

翻轉課堂是近年來新出現的授課形式，是一種新穎而有效的教學方法。翻轉課堂的特點之一就是在最大化地開展課前預習的基礎上，通過課堂活動設計完成知識內化的最大化，提高學習效率?？紤]到學生目前課業較多，課余時間并不充裕，而翻轉課堂又要求課前完成大量的學習任務，所以課程并沒有全面采用翻轉課堂的形式，而是選取了幾節適合的內容作為嘗試。力學課程已經錄制了相關教學視頻，教師也積累了不少相關的素材，前期可以提供給學生作為自學材料；學生可以根據所學提出問題，在課堂上進行探討，最終形成科學結論。翻轉課堂培養的是學生獨立學習和思考的能力，這也是素質教育中提倡的學習者應有的能力。在翻轉課堂個性化學習環境中，教師主要發揮領路人的作用，要提前制訂好學習內容和學習計劃，并在課堂討論時對學生進行組織和引導。

（二）課堂與實驗室現場教學結合

力學是一門實驗科學，因此提高學生學習效率的有效途徑之一便是實驗與理論相結合。通常有兩種方式：一種是在課堂上進行演示實驗，即教師邊操作實驗邊進行講解。這種方法的優點是方便快捷，且講解和實驗相匹配，學生容易理解；缺點是大班教學條件下只有部分學生能真正看清實驗過程，大多學生只是走馬觀花。第二種是實驗課，學生人手一臺實驗儀器，自己完成實驗項目。其優點是實驗過程學生必須親自動手；缺點是實驗內容不僅限于力學，與力學課堂教學聯系不緊密。結合兩種方法的優缺點，教師在教學中可采用分組討論教學的方法。這種方法是首先選出適合的內容，在實驗室中將學生分成若干組，每組一套演示儀器，學生按照教師的提示操作演示儀器、觀察現象，然后組內討論得出相應的結論。這種方法使學生上課勁頭十足，思維活躍，反應熱烈，且組內人員能夠相互協助，觀察問題更加細致，提高了分析問題和解決問題的能力，效果較好。另外，課堂成績可計入期末考核成績，使學生主動性更高。

四、提高學生對課程的參與度

探索、研究和發現是研究型大學的核心。充分提高學生對課程的參與程度、提高學生學習的主觀能動性，才能夠實現學生的綜合素質發展和個性發展。

（一）充分利用數字化平臺，對所學內容進行數值模擬

如今，隨著多媒體技術、網絡技術的日臻成熟，數字化教學在高校中已十分普遍，學生能出色掌握不少計算機軟件。因此力學中如落體偏東、旋進、共振等問題可以引導學生組成團隊，利用所學知識通過計算機仿真模擬出整個過程，使本來枯燥的問題變得形象直觀。學生還可以對問題進行拓展，比如落體偏東問題中可以人為加上一些干擾條件如考慮風速、磁場等因素，利用計算機的強大功能模擬出一些常規情況下難以得到的結果。

（二）組織專題研討，鼓勵學生發言

為了考核學生運用基礎知識解決問題的能力，引導學生進行研究性學習，可以增加專題研討考核環節。具體做法是課前將學生進行分組，每組選擇一個題目先進行研究，課堂上再通過開放性交流進行深入研討，最后得到結論。教師要全程主持并進行引導， 這樣可以督促學生積極思考，鼓勵學生參與討論和發表自己的觀點，克服以往研討課學生發言少、參與度低的問題。該環節成績可以計入期末總評。下面是部分研討題目。

（三）培養學生科學素質，使其能獨立撰寫論文

探索型本科教育的目的是使學生參與到知識的探究中，而不是將知識僅僅用作考試；是培養學生的研究型思維，培養其初步的科研能力，從而使教與學、教與研都能夠有機結合。要使學生對某個問題進行深入的研究，最好的方法是鼓勵學生自己或與他人以團隊協作方式撰寫科技論文。教師可以將前沿熱點問題滲透到教學內容中，也可將課程內容與學生的專業領域結合進行研究。論文可在考試后上交，作為成績評定的參考。

此外一些簡單的定理也可以讓學生自己證明，以鍛煉他們的邏輯推演能力。這些方法都可以使學生變被動學為主動學，提高學生的參與程度，激發其學習熱情，提高其學習效率和質量。

五、重視兩種文化的結合

在培養大學生時， 要強調科學文化與人文文化的結合， 要重視各學科之間的相互作用和相互滲透。只有這樣才能培養出在科學研究上有所創新的學生，培養出適應性強、有創造力的學生，培養出既精通技術， 又了解社會的學生。在日常教學活動中，對理工科類學生進行人文素質的培養是教師不可推卸的責任。而利用有限的課時提高學生的人文素養，“摻沙子”應該是比較實際的辦法，即教師在課程講授過程中加入一些人文文化內容，潛移默化地提高學生的人文素質。

（一）引導學生形成正確的價值觀

今天的校園在各種人生價值的沖擊下， 學生開始講實惠、講功利，缺少合作精神和奉獻精神，這些都是與真正的科學精神背道而馳的。教師可以通過加入一些科學發展歷史中的故事，讓學生意識到科學的道路是崎嶇不平的，人類在科學發展的過程中經常會付出巨大的代價，甚至是生命。而正是科學家們的犧牲精神和奉獻精神，才成就了科學的進步，這種精神是應該被保留和傳承下去的。

（二）引導學生形成正確的人生觀

針對學生群體中出現的目標缺失、貪圖享樂、害怕失敗、缺乏勇氣的現象，可以通過加強人文主義教育得到改善。居里夫人曾說過：“我們生活似乎都不容易，但是那有什么關系？我們應該有恒心， 尤其要有自信心?！笨茖W研究從不是一蹴而就的，科學家們的成就正是源于對真理的渴求和強大的自信心。不僅研究科學要如此，做任何事都要如此，有恒心和毅力才能獲得成功。

六、結語

新技術和新的教學模式的不斷涌現，為經典的基礎類課程帶來新的契機。高校教師應該牢牢把握這些機會，不斷改進自己的教學水平?！敖虒W工作是人才培養的核心環節，是高等教育工作的重中之重，也是高等學校存在的基本原因?！盵8]大家群策群力，才能使我們的基礎類課程煥發新的活力。

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[責任編輯：劉鳳華]