【摘 要】本文根据地方高校非物理类《大学物理》教学的现状，以因材施教为主线，从任务驱动教学法的思想出发，以静电力的功为例进行了探索。该方案的应用不仅能培养学生学习主动性，并能提高大学物理教学质量。
【关键词】地方高校；大学物理；教学改革；任务驱动教学法
中图分类号： G633.7 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）15-0087-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.040
Preliminary study on the reform of physics teaching in non-physical universities in local universities
ZHU Jin-xia
（Intelligent Manufacturing School ofSichuan University of Arts and Sciences，Dazhou 635000，China）
【Abstract】Based on the current situation of physics teaching in non-physical universities in local universities， this paper takes teaching according to aptitude as the main line， starts from the idea of task-driven teaching method， and takes the work of static electricity as an example to explore.The application of this program can not only cultivate students" learning initiative， but also improve the quality of physics teaching in university.
【Key words】Local universities； University physics； Teaching reform； Task-driven teaching method
0 引言
物理学是一门自然科学，它是研究物质的最基本、最普遍的运动形式及基本结构的科学。物理学的基本原理在社会生活和科学技术中有着相当广泛的应用。当代高新技术的发展都源于对其研究对象物理规律的探索。
《大学物理》是高等院校培养理工科学生科学素养，提高学生分析问题和解决问题的能力、协调理论知识与动手能力的一门重要公共基础课[1]。大学物理的学习不仅是要求学生打好必要的物理基础，而且要求学生具备科学的思维方法及研究問题的方法。很多不同层次的高校都对非物理类专业的大学物理课程教学改革进行了研究[2-5]。
为了提高本校《大学物理》的教学质量，本文从我校《大学物理》课程开设现状及面临的问题入手进行分析，提出了对本课程教学改革的一些措施。
1 大学物理的课程特点及教学中面临的问题
1.1 大学物理课程特点
（1）大学物理课程内容丰富主要包括力、热、光、电等四大模块，涵盖了从微观世界到宏观世界，从低速运动物体研究到高速运动物体研究。
（2）大学物理课程除了理论性外，实践性和应用性都非常强，并且课程设置必须是理论课程和实验课程同时教学。
（3）对数学手段的更高要求是大学物理区别于初高中物理的重要标志之一。高等数学中的很多思想在大学物理中被广泛运用。除了微积分，数理统计、微分方程、向量、无穷级数等均在大学物理中拥有不可替代的地位和重要的作用。
1.2 大学物理教学在我校面临的问题
近些年我校招生规模不断扩大，涉及专业不断增加，大学物理的课程涵盖面已经涉及到了我校的13个专业。 图1为我校学习大学物理课程涉及专业组织结构图。本校5个理科学院中就有4个学院涉及大物物理课程的学习。大物物理对非物理专业是公共课程，学生普遍不重视，理科基础也较薄弱，这势必也为大学物理教学带来了客观上的难度。教学课时数由于专业的不同各不相同，但现有的课时数由原来的180学时（包含实验）减少为现有的基本学时140（包含实验），甚至于有些专业基本学时为100（含实验）。学时数的压缩也是我们大学物理讲授必须面临的新挑战。针对大学物理教学课时数压缩问题，文献[6]做了详细分析。不断扩大的招生规模以及课时压缩的现象对大学物理的理论教学提出了新的挑站。师资力量的缺乏也是大学物理教学中面临的另一个问题。我校大学物理的教学工作主要由智能制造学院物理学专业教师承担。本院大约10位教师承担所有本校的大学物理的理论教学和实验，教学任务相当繁重，教学工作量大。
2 制定不同层次的教学大纲，根据相近专业合班教学
传统大学物理的教学已经不满足适应21世纪高新科技飞速发展的形势需要，教学内容中，力学，热学、电磁学多是19世纪前所建立的理论体系，并且其中与高中物理多有重复。尽管非物理类专业都以大学物理为学科基础课，但化工类各专业、计算机类各专业，电子类各专业等对其大学物理课程的内容以及深度所需程度都不尽相同，因此大学物理理论涉及面也不尽相同。为了适应不同专业的培养，根据我校的实际师资力量情况，我们可以大致将教学设置为A、B两大板块。电子科学与技术机械工程、机械电子工程、计算机科学与技术、数字媒体技术、物联网工程土木工程和工程造价归属于A类板块。化学、化学工程与工艺、制药工程、应用化学和数学与应用数学归属于B类板块。A类板块对大学物理中的电磁学、近代物理知识要求高些，这就需要在满足基本教学内容基本上加强电磁学、近代物理知识等部分的教学。B类板块对大学物理中的热学、光学以及量子力学知识需求多些，对于此类专业需加强热学和光学等部分的教学内容。在分层次的基础上，我们再次根据我校实际的师资力量进行相近专业合班教学活动，这即解决了学校师资力量的不足，又可以将教师从繁琐的不断重复的劳动中解放出来，以保障教师将教学重心放置在有效的教学方法研究中。
3 任务驱动教学法
改变传统的教学模式，是培养学生积极主动学习的重要手段之一。大学物理课程在教学中通常采取的方法是教授法： 教师“灌”、“填” ，学生“装”、“吞”，即教师讲课， 学生听课，整个教学过程中主体是教师。这种填鸭式教育说是苏联教育家凯洛夫发明的[7]。满堂灌、填鸭式教学是目前大学物理教学最明鲜的特征[8]。这种传统的、陈旧的、单一的教学方法无法积极调动学生的学习兴趣，无法发挥学生学习的积极性和主动性。为此高校的教师都在不断更新教学方法，采用各种好的教育模式[9-10]，其中任务驱动教学法是以突出学生在学习过程中的主体地位为中心，让学生通过完成具体的任务，掌握教学内容，顺利完成教学目标。任务驱动教学法正符合人类的这种认知过程，即人类的认知结构总是在平衡—不平衡—新的平衡的循环中得到不断的丰富和提高[11]。
左边部分是归属教师主体活动内容，右边部分归属学生主体活动内容，中间部分是教师和学生共同活动协作进行的内容。这种教学模式即体现了以任务为明线，教学目标为暗线，教师为主动，学生为主体的新型教学模式。克服了满堂灌、填鸭式的以教师为主体的传统旧教学模式。
现以《静电力的功》为例来说明任务设计的基本步骤。
首先分析学生的学习起点水平， 确定学生已经具备分析万有引力做功的过程以及做功特点的基础， 确定以静电力做功研究为所设计的任务， 通过类比万有引力做功，分析静电力做功是学生自己可以先行探究的。
认真细致分析教学目标和教学内容是任务设计的首要环节。《静电力做功》这节课的教学目标是：
1）熟练掌握静电力的数学矢量表达式
2）熟练掌握功的定义和数学矢量表达式
3）老师引导学生学会运用类比法，通过前期教学的万有引力做功特点去分析静电力做功的特点
4）重点从静电力和静电力做功的角度对静电场进行研究
5）得出静电场的环路定理：
过程与方法：
1）学会运用对比的方法来解决物理问题
2）学会应用微积分思想来解决物理问题
图3为静电力做功任务驱动教学流程图，在具体执行过程中，教师指导学生应用学习资源可以优先引入图4（a）万有引力做功图，由于本部分内容为已经讲授的内容并且和电场力做功有相似點，学生更易接受。通过类比法使教学活动中对抽象、难懂的静电力做功概念的新知识迁移到简单、熟悉的旧知识万有引力做功的特点上。这样对图4（b）静电力做功的分析会使学生更容易获得成就感。图3中的效果评价也是此教学过程中的一个重要组成部分，主要包括教师对任务完成情况的评价以及学生的自我评价，并引导同学进行正确的相互评价。任务驱动法将抽象的学习对象转化为具体任务，学生会在任务的驱动中运用已有的知识体系基础上，主动不断探索解决问题的途径。这种可以通过亲身参与而形成的知识构建超越了填鸭式的单一教学模式。
4 结束语
大学物理课是理工科高等院校的一门公共基础课，大学物理教学改革是一项长期并且复杂的系统工程。本文分析了本校非物理类大学物理教学的现状，从静电力做功为例引入了大学物理中的任务驱动教学法，这种教学方法将抽象的学习目标转化为具体的学校任务， 学生在想完成任务的思想驱动下，通过对学习资源的主动应用，在自主探索和同学间互动协作的学习过程中，找出完成任务的方法，最后通过任务的完成来达到学习知识和培养能力的意义。
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