物理专业本科生自主学习能力培养的课堂教学模式实践探索

王红岩，冯正南，王永超

(北华大学 理学院，吉林 吉林 132013)

2018年教育部要求大学人才培养要坚持“以本为本”，把本科教育放在人才培养的核心地位[1]。近几年来，在人才培养方面全国高等院校都取得了不错的成效，但在另一方面，发现还是存在一些问题的，例如本科生的自主学习能力普遍堪忧[2-4]。大学生刚刚脱离高考进入新的宽松的学习环境，一部分人学习状态散漫，学习目标不明确，兴趣不浓，自信心不足等等。久而久之，不知道怎么学习，特别是物理课程难度大，学生对本学科知识望而生畏，自主学习能力减弱，严重影响本科教育质量和人才培养质量。因此，在本科物理教学中研究如何培养学生自主学习能力势在必行。现在高校的本科物理教学仍以课堂为主阵地，课堂教学是本科生获取知识的主渠道，是敦促学生自主学习的最直接有效的手段。本文以功能原理课堂教学为例，对物理专业本科生自主学习能力培养进行了实践探索。

1 培养自主学习能力的意义

自主学习既是一种能力，对学生自身的发展作用非凡；自主学习又是一种手段，对教学效果的好坏提供捷径。因而，在素质教育的新时代，培养本科生自主学习能力意义重大。

1.1 自主学习是社会进步和个人发展的需要

美国教育心理学家巴斯研究说明，现代大学生所从事的工作所应具备的98%的本领和才能必须从社会中获得[5]。如今，只掌握在校学习时期获取的知识已经不能满足社会的发展。学生必须具备主动学习意识，不断自觉地充实和更新自己的知识和技能，学会自主学习，为今后的工作与生活创造良好的条件。同时，大学生还应该意识到在这个知识快速更新的时代，学习必然贯穿于每个人的一生。为实现自我价值，必然要不断地学习。总之，无论就社会进步还是从个人发展来说都需要树立终身学习的观念。

1.2 自主学习是学校教育教学改革的需要，是大学物理教学工作的重点

学习型社会，提出了自主学习的教育观念，高等学校教育也进行着一场深刻的革命。未来的大学教育，自主学习能力将是重要的教育目标。大学教育培养出来的人才应该顺应新时代的发展要求，不能仅仅满足于传递知识给学生，要引导学生学会自主获取知识，就是所谓的“授之以鱼，不如授之以渔”。在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》中就提出“要提高大学生的学习能力”[6]。今后，文盲不再是指狭义的不识字的人，更深刻地指不会学习的人。学生自主学习意识和能力的培养是高等学校本科教育改革的需要，本科生能够做到自主学习要真正落实到位。

物理学是让本科生们觉得“很难”的学科，这使得大多数学生学习物理的积极性和主动性大大降低，导致学习效果不理想。因此，物理教学在传递物理知识的同时，应该更努力地寻找获得物理知识的方法。让学生不再觉得“望而生畏”。新时代，物理教学工作的关键和重点是加大力度培养物理专业学生的自主学习能力，这已然成为高等教育对物理教学提出的客观性的要求。

2 在新型课堂教学模式中实现学生自主学习能力的培养

课堂教学模式基本分为传统和新型两种。传统型是单向的知识传授模式，主要是教师讲授，学生接受知识较被动。为了教会学生自主学习并提高本科教学质量，就要突破传统另辟蹊径，新型模式要体现以学生为主教师为辅的教学，学生学习的主体地位得以突出，学生学习的主观能动性得到发挥，学生学习的自主能力才可获得提升。传统教学模式不能全部摒弃，根据不同课程的不同教学内容，可能有的教学内容适合传统的模式，有的适合新型模式，有的适合两者结合着混合教学，为了培养和提高学生的自主学习能力曾有过一些新型教学模式，比如：自学辅导教学法[7]、异步教学法等。共同特点就是学习过程大部分由学生自己进行，教师只点拨难点。以此为借鉴，提出五步流程课堂教学模式来培养和提升本科生自主学习能力：动机激发→独立自学→生生交流→引导精讲→自评反思。并且以力学课程中的功能原理为案例进行实践探索。

2.1 动机激发

学生的学习动机和学习兴趣是开展自主学习的前提，学生想不想学是开展自主学习的条件。在课堂上教师首要任务是把学生的学习动机和兴趣激发出来。比如：教师应该注意发现书本中的趣味知识，多介绍生活中的物理现象；把物理学史和物理学家的事编成故事；尽量多做一些简单的演示实验；善于提出一两个相关的问题设下悬念……，创造一个个生动的教学情境，学生的求知欲就会增强，学习动机和兴趣也得以激发，学习主动权就真正握在手中了。

功能原理是力学的基本定理之一，也是解决力学问题的一条重要定理，它反映了功与能量之间的基本规律，表明了功与机械能的关系。为激发学生自主学习这一原理的动机和兴趣可以对此原理产生的背景进行历史性简介，比如，德国莱布尼兹提出了功的原始思想，法国工程师蓬瑟勒给出了功的定义。英国物理学家托马斯·杨用“能”的概念替代了荷兰物理学家惠更斯曾提出的能的原始定义——“活力”。同时，可以将前面提到的几位科学家的趣事进行介绍。另外，应用功能原理求解力学问题要比应用动能定理具有一定的优越性是要学习它的原因，教师可以给出一道题(张汉壮主编的力学教材中的习题5.5)[8]，为学习这个原理设下悬念。对于这道题，学生一定会想到用质点或质点系的动能定理解决，但是其中的弹性力做功经常出错，老师可以在学生无助的时候将弹性力的功的计算过程给出来，但要提醒学生：“有一种方法可以使这道题大为简化，不用计算易错的弹性力的功，你们想知道吗？”学生定会精神振奋，激发了学生的学习动机、兴趣、求知欲。此时教师就可以引入正题了。

2.2 独立自学

独立自学就是要求学生快速自学教材，从中找重点、难点和疑点，同时对主要内容进行总结。教师可适当提出些与本节内容相关的问题，促进学生深入思考，也可了解学生自学情况和进度。在此过程中，教师对优中差不同层次的学生应该进行了解，特别要关注差生，和他们适当交流给予帮助。

功能原理这节课里教师在进行动机激发的环节之后就进入独立自学环节。让学生快速自学功能原理这一节，总结内容，了解重、难点，标出有疑问的地方，理解功能原理形式、推导、应用，教师提出相关问题：(1)功能原理的推导过程中的关键一步是什么？(2)功能原理与动能定理的本质和表现形式是否相同，如何理解？(3)功能原理是否可以解决质点问题？(4)应用功能原理解决问题时，研究对象如何选取？通过相关问题的问答抽查，了解不同层次学生的独立自学状况，保证预习到位。同时对差生能够成功回答出其中的一个问题就要给予鼓励，有了教师的肯定和表扬，就会不断增强学习兴趣，这样更能使功能原理这节课的独立自学的课堂教学环节顺利进行下去。

2.3 生生交流

生生交流是指小组讨论和集体交流，一般小组设为六人，先就独立自学环节的心得体会各抒己见，再进行组内探讨、求同、质疑，形成小组意见，然后由组长提供小组意见，进行全班集体商讨。再有解决不了的问题汇总到老师，教师要进行启发不能直接给予结论。同时在此环节中教师应该适当的列出本节课应该掌握的主要内容，便于学生对比。

在功能原理这节课的独立自学环节之后，学生对功能原理的教学内容已经基本了解，大家可以结合老师在独立自学环节提出的相关问题在小组内部进行回答、讨论，一般的同学基本都能回答前两个问题，在书中稍加分析就能解决，特别是对第二个问题的理解，对于中上等的学生来讲他们其实就已经对动机激发教学环节中老师设下的悬念找到了答案。学生们会恍然大悟，自学之后的成就感油然而生。而学生对后两个功能原理应用问题则需要深入分析，学生的意见可能不统一，在此需要组长记录大家的不同见解，进行全班交流。之后大家对功能原理知识的认识会越来越深刻，即使还有个别质疑的地方，但对这一原理已经很熟了。生生交流之后，对共性的问题就要等待老师出场指导了，但是在此环节老师还是要进一步从知识点侧面进行启发，不给答案。同时可以给出本节课的主要教学内容，在此期间给学生充足的时间继续思考。功能原理的主要教学内容应该是：(1)理解功能原理的提出与推证过程；(2)对比功能原理与动能定理的本质和形式，进一步掌握功能原理；(3)了解功能原理在力学中的地位；(4)重点掌握应用功能原理解决问题的步骤。学生可以将自己独立自学环节总结的内容和老师的加以对照，了解自己对功能原理知识内容掌握的程度。

2.4 引导精讲

自主学习能力培养的教学模式强调的是学生的自主学习地位，教师的指导地位，但是这并不等于不要教师地讲解了，对生生交流中学生遇到的共性问题，或重要的承上启下的关键知识环节以及过于抽象的定理定律等，老师的引导精讲仍然非常必要。关键是找准时机讲解，而不是像传统教学那样的灌输。教师在这个环节要少量精讲教学内容中的重点和难点，同时对前面的环节反馈的信息进行有目的的分析与评价，保证学生独立自学及交流过程中得到的知识的科学性、规范性与正确性。并注重学习方法的指导。

功能原理的推导和理解是本节的重点，有必要对原理进行简要地高度概括。功能原理的应用是本节课的难点，应该重新结合前面环节的相关问题，通过问题引导学生从纵向和横向两个方面理解透这个原理的应用情况。纵向理解功能原理的应用对象、应用前提、应用过程，横向理解功能原理与动能定理在本质上和形式上的异同。并结合前面环节学生回答问题的反馈情况进行剖析，让学生自主纠正答错或理解不到位的问题，找到正确规范的答案，加强对功能原理应用方面的掌握。同时，通过上述过程总结指导物理学习方法：一个原理的掌握不但要会纵向理解，多进行横向对比更是对知识的深度理解，经常尝试这种学习方法就会体会到物理知识的趣味性和提高学习物理知识的效率，会觉得物理知识不但不难学反而获得满满的信心，当初“要我学”的状态就会逆转为“我要学”的状态了。

2.5 自评反思

引导精讲之后，接下来利用几分钟的时间引导学生回忆教学过程，让学生第二次自主归纳主要内容，强化记忆，同时教师根据本节课的知识体系确定知识深度，编制练习题，使学生能够自主地练习和检查效果，及时进行反馈评价，了解自己对本节知识掌握的程度如何，进行反思与改进，学会调控自己的学习。

功能原理这节课在教师的引导精讲之后，不能就此结束，要让学生一边总结一边记忆当堂消化主要内容，然后给出几道练习题，要求学生做完后进行自评反思。(1)功能原理的表达式？(2)动能定理的表达式？(3)考虑内保守力做功应用哪个定理？研究对象如何选取？(4)不考虑内保守力做功时该应用哪个定理？怎样选取研究对象？(5)怎样计算三个保守力对应的势能？(6)结合动机激发环节提出的习题5.5那道题，用动能定理和功能原理两种方法求解，哪个优越些？为什么？通过自评反思，进行独立修正，学生就会充分了解自己的优缺点。使学习变得更加主动。

实践探索显示，的课堂教学模式以学生自主学习为主，重点就是让学生主动对物理问题进行深入理解，学生自主性得到了提高，自我意识得到了强化，初步达到了自主学习的效果。

3 结 语

综上，本文在阐述了培养大学生自主学习能力在本科物理教学中的重要意义的同时，还提出了五步流程的新型的课堂教学模式：动机激发→独立自学→生生交流→引导精讲→自评反思。并且以力学课程中的功能原理为例进行了实践探索，卓有成效。从传统的讲授式教学向自主学习教学过渡，要经历一个适应过程。教师需要适应，学生更要适应，相信只要教师认真研究教材，精心设计教学过程和教学方法，培养自主学习能力的新型课堂教学模式定能促进物理教学改革，提高教学和人才培养的质量。让每个学生学会学习，终身受益。