“3+1+2”高考模式下大学物理教学的改革与探索

钟宏华 宋才伟

(1、2.中南林业科技大学理学院，湖南 长沙410004)

2019年4月23日，湖南省人民政府正式发布《湖南省高考综合改革实施方案》。湖南省新高考使用的是“3+1+2”模式，不分文理科，考生可发挥自身特长与兴趣，自由选择学科组合进行高考。“3+1+2”模式包括全国统考科目：语文、数学、外语3门；首选科目：物理和历史2门科目中必选且只选1门；再选科目：思想政治、地理、化学、生物学4门科目中任选2门。“3+1+2”是”3+3”模式的优化，因为”3+3”模式在增加学生可供选择机会的同时，忽视了对学生科学素养的教育，很多同学都选择容易的科目，放弃了物理。现在，新的模式要求在物理和历史之间必选一门，物理与历史分别为自然科学类专业与人文社会科学类专业的基础性学科，将物理与历史作为首选科目，有利于考生进入大学后开展相关专业及其他交叉学科专业学习。由于物理占的比重增加，新的模式对物理学科的考试内容与要求有了新的变化。新高考方案启动后，高中物理教学做了很多的调整，面对高中物理教学的改变，大学新生的物理基础和素养提高了，从而导致大学物理教学也将产生非常大的变化。因此，在新高考模式和中学物理课程改革的背景下，提前做好大学物理教学改革是非常有必要的[1-3]。下面笔者就自己在大学物理教学中的体会来提出一些改革大学物理教学的新构想。

1 教师队伍的升级与改革

面对“3+1+2”高考改革新态势，要想从根本上提高大学物理教学水平和质量，首先就要对教师队伍进行升级与改革。由“3+1+2”高考模式带来的最直接的变化是学生物理基础的变化和知识升级。相比于以前的文理分科模式下理科综合考试，“3+1+2”的模式中物理是首选科目，总分一百分，物理占的比重增加，这就导致考试内容与要求有了新的变化，学生普遍具有比以往更好的高中物理基础，因此要求大学物理教师具备更专业的物理理论知识和实验技能。为了应对这些变化，大学物理教学改革首先要做的就是教师队伍的升级与改革。具有一支实力雄厚的教师队伍，是提升大学物理教学质量和水平的原动力。组建一支学历结构合理，老中青相结合的教师队伍，可以从下面几个方面进行：(1)对现有师资队伍进行升级，由学校或学院组织开展教师国内外的进修和培训，提升现有教师的学历、能力和专业技能，面向社会公开招聘优秀的博士毕业生和高层次人才，例如国家杰出青年人才、长江学者以及全国优秀教师等，壮大和更新现有师资队伍；(2)对教师队伍按照专业水平和研究方向划分，让专业的老师开展相应专业课程部分的教学工作，例如研究光学方向的老师负责上大学物理的光学部分；(3)鼓励教师积极进行科学研究和教改研究，通过科学研究实时地站在学科和科技发展前沿，更好地了解大学物理在科技领域中的应用，并鼓励教师参加各种物理学术会议，了解相关领域的前沿动态，为大学物理教学提供新的素材；(4)建立良性的考核制度和奖励机制，既要重视有“帽子”、高学历的老师，也要重视没有“帽子”，踏实肯干、确有真才实学的老师，让优秀的教师能够脱颖而出，得到应有的奖励和学生的肯定，激发老师的工作激情。

因此，为了适应新“3+1+2”高考模式下的变化，迎合相应的学生培养要求，提升大学物理教学质量和水平，首先要对现有的教师队伍结构进行升级和改革。这些改革工作的开展必然会对现有的教师队伍形成压力，但是这种压力是有利于教学水平和质量的提高，是新态势下大学物理教学改革必然要解决的问题。另外，由于学生知识结构的变化和升级，导致大学物理的课程设置和教学内容的调整，这就意味着大学物理教学改革还面临着课程改革和课时改革的问题。

2 课程及课时的改革

除了通过教师队伍的升级与改革来提升大学物理教学的质量和水平以外，合理进行课程设置以及课时分配对于提升教学质量和水平也有着非常重要的作用，一方面通过课程改革可以有效集中教学资源，是实现教学质量提高的直接手段；另一方面，通过课程和课时改革可以更好的迎合学生的知识结构和水平的变化。通过吸取其他优秀教师的教学经验并结合个人教学经历，提出以下几个课程及课时改革的方法。

2.1 开设大学物理预修课

由于生源地不同，中学物理内容会有所差异以及个体差异，导致学生物理基础参差不齐。可在大一第一学期开设大学物理预修课。预修课不强制要求所有入校的理工科学生修读，而是采取选修课的形式进行，实行学生自愿修读。预修课内容以高中物理为基础，结合大学物理课程学习所需的基础知识而制定[3]。同时依托各种学习APP和在线课程学习，该课程以线上学习为辅，提高学生的物理学习兴趣。预修课由教学经验丰富的资深教师主讲，学时为48课时(2个学分)。通过大学物理预修课的学习，不仅能提高学生对高等数学中微积分的应用和理解，也能有效弥补理工科学生物理基础参差不齐的问题。

2.2 增加大学物理课程学时

大学物理是理工科专业一门重要的必修课程，它包括力学、热学、光学、电磁学、原子物理学以及量子力学，并且还涉及各种交叉学科。大部分高校针对理工科不同专业要求，开设了“大学物理A”和“大学物理B”课程。由于每学年课程多而学时有限和基础科学作用的淡化，大学物理课程成为学时被严重压缩的对象，一些高校的“大学物理A”和“大学物理B”课程一般分别为72学时和64学时，有的甚至更少。在这么短的学时里要想完成大学物理全部内容的学习几乎是无法做到的，导致老师没法教和学生没兴趣学的现状，从而不能取得应有的学习效果。随着国家对基础学科的重视，增加大学物理课程学时是非常有必要的。根据学校办学条件和不同专业的需求，可不同程度的增加大学物理课程学时。

2.3 优化教材与课程内容

目前，各院校选用的《大学物理》教材内容大同小异。大部分学生反馈只有很少一部分教材中的物理知识与本专业的知识联系比较紧密，而且现使用的教材中太深的理论与较难的数学推导无法引起学生们的阅读和思考兴趣。因此首先要选一本概念清晰、简明扼要、突出应用、趣味生动、好教易学的好教材。教材内容更实用一点，少一点数学推导，多一些与物理学相关的生活生产实例，表达形式上有趣一点，可以添加一些生动有趣的图片和包含有学习视频资源的二维码，这些二维码上关联有动画、微课、应用实例视频或演示实验视频等。章节后可插入本章的知识体系简图，介绍与本章内容相关的科技发展与应用前沿，提出一些生活中与本章内容有关的有趣的物理现象等来吸引学生阅读和思考兴趣，从而提高学生学习大学物理的积极性。书上的练习题题型要典型，避免重复。另外，结合各院校专业需求，为学生配备大学物理在相应专业应用方面类型的习题册，提高学生分析和处理问题的能力。在此基础上再进一步优化课程内容，根据不同的专业需求制定不同的教学大纲和教学内容，例如土木工程专业应用力学知识比较多，那么教学内容和课时应偏向于力学这一部分，能源与动力工程专业应用热学知识比较多，那么教学内容和课时应偏向于热学这一部分。然后固定相应研究方向的专业老师开展相应专业课程部分的教学工作，例如研究力学方向的老师负责上大学物理的力学部分。

总之，根据不同的专业需求制定不同的教学大纲和教学内容，在不缩减教学内容和教学难点的前提下，深入优化课程设置和课时，从而实现教学质量和教学效率的提升。

3 教学方法的改革

教学方法的改革是大学物理教学改革的重要内容。结合上面课程及课时改革所面临的新情况，教师可以从以下几个方面尝试教学方法的改革。

3.1 实行分级教学

在大学物理开课之前，可对学生进行摸底，根据学生成绩及个人情况和意愿进行分级教学。分级教学是在不降低教学要求的前提下，根据学生自身物理基础的差异以及学生今后的自身发展需要而采取的一种分层次教学模式[4]。分级教学是一种新型的教学组织形式，已在其他的课程中得到应用。根据学生基础层次，可以将大学物理的教学班分为基础班、自然教学班、提高班等多种层次，让优秀的学生脱颖而出。不同层次教学班的教学计划、教学内容、教学课时和考试难度等不一样，授课教师根据学生的实际情况采取不同的教学方式。由教学经验丰富的教师担任基础班的教学，学生根据自身需求和专业需要自主选择进入不同的班级学习。对于基础差的基础班，可放慢讲课进度，降低授课难度，注重概念的理解和掌握，多做一些有趣的基础方面的类型题，从而提高学习兴趣。对于基础好的提高班，可适当提高授课难度，加快讲课进度，注重物理过程的分析和论证，多做大学物理在相应专业应用方面类型题，为今后专业课的学习打下牢固基础。因此分级教学不仅能发挥学生学习大学物理课程的能动性，还能提升对所学专业的深层次理解和兴趣。

3.2 教学方式的改革

大学物理内容并不是中学物理教学内容的简单重复，而是在概念上深化，理论上提高的螺旋式上升，特别是中学物理教学只注重应用一些物理公式和定理去解题。所以在教学方式上，要注重数学推导、利用多媒体资源以及理论结合实验的方式。首先引导学生运用微积分和矢量代数等高等数学工具去推导物理学的公式和定理[5]，从而培养解决相对复杂物理问题的能力。然后建立启发式、探究式、互动式和充分利用多种教学媒体的创新性教学模式，达到提高教学效率的目的。充分利用新时代多媒体技术和网络技术的优势，把理论教学和趣味教学结合起来，将枯燥的理论方法和数学公式用生动有趣的内容进行展示，提高学生的学习兴趣。将书本上的静态知识通过各种信息技术及设备进行多维度、多角度全方面的展示，对于难以理解的物理思想和物理理论，尽量用学生可以直观理解的方式(比如视频演示、程序模拟、实际示例等方法)进行展示。目前，大多数的高校都实现了教学资源的网上共享，通过仿真技术建设数字化的教学平台，使学生能够随时随地在网上进行相关的学习、交流和讨论。这样可以让学生和老师之间的交流和讨论摆脱了时间和空间的限制，教学效率和教学质量都得到了很大的提升。物理实验不仅对理解物理概念、物理规律以及物理模型有非常大的帮助，而且还能培养学生的动手能力和团队合作能力。因此在大学物理教学中必须理论与实验相结合。一是重视课堂演示实验，将实验和理论教学结合在一起，可以利用计算机软件虚拟实验演示或实验录像演示教材中的定理或原理，加深学生对相应定理和原理的理解。二是让学生自己动手去实验室中做实验，验证相应的定理或原理，例如利用光电管观测光电效应，利用气垫导轨验证动量守恒定律等。三是鼓励学生自己设计实验去验证一些基本原理，深入理解基本物理原理并熟练掌握实验的基本程序和技能，从而提高学生的科学素养和创新意识。教学过程中，结合大学物理演示实验，将复杂的物理原理可视化，可取得事半功倍的教学效果。

3.3 成绩考核的多元化

新的“3+1+2”高考模式下，大学物理教学要打破单凭考试成绩考核学生成绩的刻板做法，应采用以培养学生创新能力为核心的多元化课程考核模式。通常大学物理课程成绩评价的主要依据是平时成绩和考试成绩：平时成绩占30%，考试成绩占70%。虽然平时成绩占总评成绩的比重偏小，但是平时成绩的评定标准和成绩占比受到很多学生的质疑和反感。学生的平时成绩主要由考勤、作业等内容构成，由于课后作业抄袭严重，这种评价方式不是很科学。而且考试成绩可通过刷题和死记硬背等方式提高。这种成绩考核方式导致学生平常不学习，最后一周突击准备考试的现象特别严重。因此，这样的考核方式明显无法准确地反映学生在大学物理学习过程中所展现的努力程度、创新能力以及分析处理问题的能力。为了改变现状需调整现行的成绩评价方式，需要一种更客观的多元化评价方式。成绩考核多元化首先要做的是提高平时成绩在总成绩中的比重，例如将平时成绩占比提高至50%或者更高。然后丰富平时成绩的评定内容，在考勤、作业等内容的基础上可以将章节学习心德，发表科技论文及物理竞赛成绩纳入考核体系[6]。学习心德可以培养和提高学生的写作能力和总结能力，发表科技论文和竞赛既可以提高学生的分析和处理问题的能力，又可以培养学生的创新能力。这种多元化的成绩考核方式不仅使大学物理学习过程的成绩评价更客观，更能激发学生的学习兴趣。

面对新的“3+1+2”高考模式下物理科目设置的改变及其对大学物理教学的影响，文章提出了教师队伍的升级与改革，课程及课时的改革以及教学方法的改革等措施。大学物理是一门重要的基础课，其教学质量的好坏直接影响到学生今后专业课的学习能力和兴趣。因此这些大学物理教学改革的策略不仅可提高大学物理的教学质量，还可提高学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力，为今后的专业课程学习和社会实践活动奠定坚实的基础。