大学物理教学艺术与卓越人才培养探索

刘凤敏+于肇贤+胡纪平

摘要：本文介绍了我们在大学物理教学艺术方面的一些探讨，论述了大学物理教学艺术在培养卓越人才方面的重要意义，分析了在大学物理教学中使用云课堂的具体做法，探讨了提高教学质量的有效方式。

关键词：物理教学艺术；卓越人才培养；云课堂；微助教

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）01-0105-03

一、引言

以物理学基础为内容的大学物理课程，是理工科各专业学生一门重要的通识性的必修基础课。通过大学物理课程的学习，可以使学生逐步掌握物理学研究问题的思路和方法。可以使学生在获取知识的同时，获得建立物理模型的能力；获得定性分析、估算与定量计算的能力；获得独立获取知识的能力和理论联系实际的能力。可以使学生开阔思路，活跃思維，激发创新能力，促进他们科技素养的整体提高。通过该课程的学习，使学生掌握科学的学习方法并形成良好的学习习惯，养成辩证唯物主义的世界观和方法论。

云课堂是通过租用网络互动直播技术服务的一种高效、便捷、实时互动的远程教学课堂形式。主要是通过互联网终端界面，快速高效地与全国乃至世界各地的学生同步分享语音、视频及数据文件，实现同步和异步教学及培训的目的。云课堂是一种完全突破时空限制的全方位互动性远程教学模式。

随着计算机虚拟技术的不断成熟，虚拟技术操作更接近于大众化，虚拟课堂在各大院校以及企业、大学中的应用必然更加广泛、更灵活、更智能，对现今教育体制改革和职业人才培养将起到更大的推动作用。而如何确定一套完善的虚拟课堂应用解决方案（技术、服务、安全、管理维护机制等）将是一个需要在实践中不断总结和完善的课题，探索多种教学模式是搞好教学艺术的重要方面。比如新近出现的微助教平台，利用最轻便、实用的信息化教学手段，帮助教师搭起自己的一个智慧课堂，进行高效率的师生互动，以及全面评价学生的学习过程和效果，客观记录学生参与的每一次教学活动（包括测试），用数据说明谁才是课堂上和课后学习大学物理最活跃、最投入的学生。

二、教学艺术

所谓教学艺术，就是教师为取得最佳教学效果，在课堂上通过肢体语言、行为动作、面部表情、图案色彩、数据、音响、图像（包括数字文字、符号代码、图表公式、模型、实物、标本、动画、视频、课堂演示）等手段，按照教学开展的规律，坚持教学实施原则，创建设立教学情境，综合运用娴熟的教学方法和技巧。其特点如下：

1.形象性。科学的教学方法主要是运用严密的逻辑推理来达到教学的目的，而教学艺术的表现主要是通过运用生动形象的语言、面部表情、肢体动作、直观实物、绘画、音响、动画、视频、课堂演示等手段，将课程教学的内容进行具体的描绘，把抽象的理论形象化、简单化，转化为学生易于接受的知识，从而达到教学目的。在教学过程中，教师的语言表现力最为重要，比如生动幽默、寓教于乐的语言描述，可以引导学生逐步走进理论的深处，找到“柳暗花明”的顿悟，以便于学生对抽象的理论有透彻的理解。

为了体现形象性，在《大学物理》课程教学中，我们在课堂上可通过演示实验、动画、视频等手段给学生以直观的感受。比如，在介绍电磁感应定律的应用时，我们播放了电磁淬火、电磁阻尼、电磁涡流等视频。加强了学生对电磁感应定律的理解。在讲解超导现象时，我们播放了超导磁悬浮实验，使得学生对超导中的迈斯纳效应有了深刻的理解，进而对超导磁悬浮列车的原理加深了印象。在讲解狭义相对论时，我们通过列车中谁先动手的问题引出时间可以先后的问题。

2.情感性。情感是人对客观事物所持的态度体验。心理学研究表明：影响教学质量的因素中情感因素是最为重要的因素。我们都知道，人的认识过程是需要积极丰富的情感来促进的，同时也促进人的个性品质的全面发展。在教学过程中，学生是实施教学的主体和重点。所以，影响教学质量和效果的情感因素值得高度重视。兴趣是学习最好的老师，它能够使学生心情愉快、全神贯注地自主学习钻研，享受探索知识的过程。调查表明，学生的学习成绩确实与其对学科的兴趣呈正比关系，学生在浓厚的学习兴趣下所获得的知识常常会掌握得更加迅速而扎实。

培养学生对学习《大学物理》课程的情感，应该抓住以下几点：其一，要求学生刻苦学习、勤于思考，首先从基本的物理现象出发，引导和启发学生如何进行有效的思考；其二，要求学生设身处地，把自己置身于当年的研究行列，即“投身实践，积极工作”；其三，要求学生要兴趣广泛，课余生活充实。

为此在课堂上我们要求学生结成学习讨论小组。教师要根据课堂授课内容提出若干问题，由学生们充分讨论，必要时进行辩论。实践证明，这种教学方式收到了较好的效果。我们也尝试了由每个学习小组提交作业，这样做既减轻了学生的学业负担，同时又训练了学生合作的团队精神，有效地避免了过去部分同学那种抄袭作业的习惯。

调查表明，低年级的学生对大学物理最感兴趣。教学实践过程也证实了这一观点：大学生刚入学时对大学物理都很感兴趣，很想学好这门学科，也能够意识到物理学在社会科技发展和人类日常生活中的重大作用和意义，能够积极主动地投入到学习中去。可是，随着学习过程的不断深入，知识点的难度逐渐加大，一部分学生的学习兴趣也逐渐淡化，甚至还有不少学生对大学物理产生了厌倦排斥的负面情绪。

为什么会出现这种现象呢？我们发现，其原因并不都是学生的智力因素，而主要是教师在教学过程中只重视向学生传授知识，而忽视了培养学生学习中积极的情感因素，从而导致学生没有建立起积极的学科情感，失去了对物理学习的信心和乐趣。

心理学研究表明：当人们通过面部表情以及声音的变化等把情感传达到给接受对象时，主体的情感便对客体产生感染作用，对客体产生影响，产生与主体相类似的感觉。当前，在物理课堂或是其他学科的教学中，部分教师片面地认为，只要用通俗的符合逻辑的语言去说明学科知识就可以了，关键在于学生专心听讲和认真理解。有的教师在课堂教学中照本宣科，课堂讲授平淡无奇，导致课堂气氛不热烈，甚至压抑沉闷。可想而知，在这样的课堂氛围中，学生怎么能够专心听讲。长此下去，学生就形成对本学科的厌倦情感。endprint

物理教师对自己的工作是乐意还是厌倦，上课时是精神饱满还是萎靡不振，都直接影响了学生的听课情绪，也充分体现了教师对教学工作投入的情感。教师的语言行为等情感因素对学生学科情感具有强烈的感染作用。培养学生对学习《大学物理》课程的情感，教师需要做到以下几点：首先，要有敬业精神。教师首先要对物理学科有浓厚的兴趣，能够以满腔热情投入到教学工作中去，去探索物理世界的奥秘，这样才能对学生的学习情感产生良好的影响。其次，要提高自身素养。俗话说，“言为心声，情动于意而形于色”。教师要不断地学习借鉴好的教学方法，提高教学语言运用的能力水平。讲课时要有津津乐道的热情和笑容可掬的神情，这样才能得到学生的尊敬与爱戴。第三，要建立良好的师生情感。教师要努力消除师生间的距离感和代沟，在课堂上多与学生互动交流，这样才能有助于学生学习情感的培养。

为了使得大学生认识到《大學物理》的重要性，我们在第一次课上介绍了二百年以前，英国作家威廉·布来克的话“to see a world in a grain of sand and a heaven in a wild flower hold infinity in the paim of your hand and eternity in an hour”（一粒沙里有一个世界，一朵花里有一个天堂，把无穷无尽握于手掌，永恒宁非是刹那时光？）我们告诫学生“物理学里有一个世界，物理学里有一个天堂，把思想方法握于手掌，终身受益且泽被后世。”值得一提的是，经过一段时间的学习，确实有学生来说，他们认可这样的说法。

《大学物理》课程可以训练学生掌握物理学中获取知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，即：

（1）提出命题。命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来的，也可能是从已有原理中推演出来的。爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。

（2）推测答案。推测答案可以有如下层次，即建立唯象的物理模型、用已知原理对现象作定性的解释、根据现有理论进行逻辑推理和数学演算，对现象做出定量解释；当新事实与旧理论不相符时，需要提出新的假说和新的原理去说明。

（3）理论预言。一个好的理论，都要有理论预言。

（4）实验检验。物理学是实验的科学，一切理论最终都要以观测或实验的事实为准则。理论不是唯一的，若一个理论包含的假设越少、越简洁，同时与之符合的事实越多、越普遍，它就越是一个好的理论。

（5）修改理论。当一个理论与新的实验事实不相符合时，或者不完全符合时，它就面临着被修改或被推翻。不过，那些经过大量事实检验的理论是不大会被推翻的，只是部分被修改，或者确定其成立或者适用的范围。通过该课程的学习，我们要让学生掌握科学史上解决问题的正确方法：一是在原有理论的基础上，通过提出合理的假设，去修正旧的理论；二是提出新概念，建立新理论。

为了更好地让学生理解物理，也需要厘清“归纳法”和“演绎法”的应用范围、应用内容，阐述在学生能力培养方面所起的重要作用，提出处理复杂问题的一般方法。另外，我们还要强调要训练学生学会从基本的物理现象出发，强调数学工具的应用，建立相应合理的物理模型，得到有实际物理意义的结果。

总之，我们要通过问题导入法，实施探究性教学模式、探索案例教学、情景教学、任务驱动式教学、讨论式教学、启发式教学、合作式教学、研究型教学、产学研相结合等教学方法。真正把数学文化和物理文化的魅力渗入到课堂，让学生学到活的数学和活的物理知识，让学生在处理具体问题中获得成就感和快乐感。

3.创造性与灵活性。教育的目标是不断提高国民素质，培养适应不断发展的社会需要的人才。而教育创新的目的是为了适应社会发展形势，实现阶段性的教育目标，而在教育领域进行的革新创造活动。伴随着人类社会的发展进步，教育本身始终在不断地进行着变革和创新，比如书本的出现和教学场所的创立。教育创新的内容十分广泛，包括教育体系、教育结构、教育观念、教育方法、教育手段、课程教材以至教育的时间和空间等，几乎涉及教育领域的方方面面。

随着科学技术的迅速发展，知识经济和信息社会已经来临。当今时代，比任何时候都迫切需要高素质的、具有创新能力的人才。因此，培养大学生的创新意识和能力显得十分重要。而创新意识是创造性思维的基础，所以教学中应注意学生创新意识的培养。作为教师，可以建立一个较为宽松但有秩序的学习氛围，要为学生提供活动、自我表现的机会和条件。例如，允许学生对课本观点发表不同看法，提倡师生讨论，甚至争论；对于学生某些“异想天开、不可思议”的言行，要予以客观的评价和肯定；不要抹杀瞬间的“闪光点”；要善于捕捉学生创造性思维的火花，鼓励学生“独创己见、坚持己见”的自信心和勇气。引导学生学会查资料、找证据、求事实，以千方百计地论证自己的观点，想方设法地证实自己的见解，要有敢于坚持真理、勇往直前的大无畏精神。

但可能我们平时的课堂教学由于教学时间十分有限、教学内容很多，而且学生人数也较多，所以影响了学生个体创造性思维的培养。为此有必要开辟丰富多彩的课外课堂。

4.表演性。教师教学的表演指教师具备演员的某些基本素质，掌握舞台艺术的表现手法，借助于手、眼、身、法、步的恰当运用，带着形象、带着情感、带着体验去教，使教学成为表演艺术。教师教学的表演可以活化知识，优化学习过程；唤醒情绪，创造学习环境；启动情感，提升学习动机；激发兴趣，展现学习魅力，最终使学习真正成为一种幸福而不是一种苦恼。这就要求教师成为表演艺术家，具有较强的表现力、感染力和吸引力，以进行现场表演。教师还应作导演，师生双方共同演出。

5.个性化。教育的核心理念是以人为本，大学教育则主要是以学生为本，促进每一个学生的全面发展。人的“个性差异”是客观存在的，所以每个学生都有其独特的行为方式，因而对他们进行个性化教育是十分必要的。教师要研究不同学生的性格、气质、意志、兴趣等特点，了解他们的差异，以满足其对教学的不同需求。进行个性化教学，要重视学生非智力方面的培养，根据学生的特点来进行教学。美国有一项调查研究：对1500多名智力相当的儿童进行40年的追踪研究发现，成就最大的20%的人（有些获得诺贝尔奖，有些在美国政府担任重要职务）和成就最小的20%。endprint

教學就是尊重学生个性的发展，根据每个学生的性格、兴趣、特长进行因材施教。也就是学生需要什么，教师便需授予什么，学生完全是一种自主性的学习。

6.审美性。物理学史，既是一部探索物质结构的历史，也是一部发现美、捕捉美、发展美的历史。物理世界存在对称美，如作用力与反作用力、正电与负电等；物质世界存在奇异美，如原子弹爆炸的蘑菇云等。每一个物理概念的建立，新的理论定律的形成，都无不展现了物理学之美。在物理学科教学中，借助物理现象中蕴含的科学美，以及物理知识中包含的自然美，培养学生完善的心理品质和正确的审美观，陶冶学生的良好道德情操，激发学生的求知欲望。只有通过实验观察，提出问题，让思想的火花发生激烈碰撞，才能让学生迸发出新的思维、新的理论、新的方法，从而提高学生的创新能力。

参考文献：

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[5]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].清华大学出版社，1993.

Abstract：This paper introduces some of the art of physical education in our university. This paper discusses the importance of College Physics Teaching in the cultivation of excellent talents，the practice of using cloud classrooms in college physics teaching，the effective way to improve teaching quality is discussed.

Key words：physics teaching art；excellent personnel training；cloud class；micro tasendprint