自主設計作業模式對大學物理的應用論文
摘要：作業是大學物理課程學習的一個重要環節。為了培養學生對大學物理課程作業的興趣，激發學生的創新意識，本文提出了一種新的大學物理課程作業模式-自主設計作業模式。學生可以根據教師對教學內容和例題的講解，結合自己對知識的理解和自身的生活實踐，按照自己的想法設計作業，並自行進行解答。這種自行設計作業的模式極大地激勵了學生做作業的主動性，激發了學生內在的學習動力，培養了學生的創新思想。
關鍵詞：自主設計作業；大學物理；創新思想
中圖分類號：G642 文獻標誌碼：A 文章編號：2096-000X（2016）05-0063-02
一、概述
作為自然科學的一門基礎學科，物理學是人類物質文明和精神文明的基礎和動力。對於理工科院校的學生而言，大學物理課程則是一門基礎的必修課程。物理課堂理論教學、實驗教學和課後作業構成了大學物理課程教學的三大支柱。從小學到中學，再到大學，從國內到國外，作業是所有從事高等教育者一直關注的問題。作業作為一種檢驗和評價學生理論知識掌握程度的重要手段，在大學物理課程中被廣泛採用。從學生角度來講，透過課外作業，有助於學生髮現自己在掌握基本概念和基礎知識上存在的問題，加深對所學知識的理解。對於教師而言，透過學生的作業，可以瞭解學生對知識的掌握程度，檢驗課堂的理論教學效果，從而發現問題並及時調整教學安排。對於學生而言，由於不再面臨升學的壓力，因此作業已經不再是他們必須完成的任務。而在高校向研究型發展的今天，在創新型人才培養目標的大環境下，作為基礎課程的大學物理究竟該如何設計作業才能促進創新型人才的培養，才能與研究型高校的發展相適應，已成為一個亟待解決的問題。這裡，我們試圖尋找一些設計作業的方法和實施的原則，探尋既有一定的難度，又能激發學生學習興趣的高質量作業，以及如何將高質量的作業納入學生的學習中以促進課堂教學效率的提高。
二、大學物理作業的現狀分析
對於理工科院校的大學物理教師來講，課堂教學任務重，批改作業的量大，再加上相應的科研等其它工作，工作忙，而成效低。對於學生來說，物理課程難學，課外作業難做，學生沒有耐心和興趣來完成教師佈置的課外作業，因此為了應付交作業的任務而不假思索地抄襲作業的現象非常普遍。可想而知，在一本抄襲來的作業本上，學生沒有達到作業應該給予的複習和鞏固所學知識的目的，教師也無法獲得學生理論知識掌握程度的具體情況，從而使作業從根本上失去了它所應具備的作用和意義。國內目前大多數高校的大學物理作業主要存在以下三個主要問題。
（一）與高中物理的銜接不好
在作業中能夠用高中學物理方法求解的習題偏多，特別在力學的牛頓定律部分，學生普遍反映70%的題目可以用高中的方法求解，當然，出現這種狀況也取決於目前我國現行的高考制度，從而影響了剛踏入大學校門的新生學習大學物理新知識的興趣，使學生在剛接觸大學物理這門課程就產生了厭學情緒，失去學習大學物理知識的興趣和動力。
（二）作業以與教材配套練習題為主，型別單一、題型單調
在大多數高校中，貫穿大學物理教學的整個學期，大學物理作業幾乎都以計算題的形式出現，有的只有少量的思考題，而創新綜合型題目很少，甚至幾乎沒有。這不僅增加了學生的學習負擔，為了解題而解題，更使大多數學生失去了學習大學物理的樂趣，沒有起到促進學生創新能力培養的作用。另外，互動、相互合作的作業題目偏少，與學生的日常生活實踐嚴重脫節，不適合學生的心裡特點，導致一部分學生厭煩作業，產生厭學情緒。透過調查發現，探索與互動合作型別的作業更受學生的歡迎。
（三）作業的題目過分理想化，脫離實際情形，比較陳舊
由於大學物理是一門公共基礎課程，在課外作業的佈置上，很少有教師鼓勵學生自己設計喜歡的作業。大多數課外作業以文字、算式的形式出現，沒有體現出大學物理課外作業對解決實際問題的指導作用和應用功能。在大學物理教學中，為了消化、鞏固和理解一些基本概念和定理、定律，對某些情況進行理想化的假設是應該的，也是必要的，但若理想化的內容和習題偏多，勢必脫離生活實際和工程實踐，就會使學生覺得大學物理知識在科學研究、工程技術、日常生活和實際應用中沒有用處，對大學物理的實用性產生懷疑，致使學生無法將所學的理論知識和實際應用聯想起來，使理論和實際應用嚴重脫節，從而因課堂理論致死態抽象而降低學生學習大學物理的興趣。
三、自主設計作業的方案與實踐
自主設計作業的過程不僅僅是完成作業的過程，更重要的是培養學生探索和創新能力的過程，培養學生自我發現問題、自我解決問題的'過程。因此對於大學物理作業範圍的選擇和引導，作業結果的展示和評價應注意以下幾點。
（一）作業設計內容的選擇
不是所有的大學物理教學內容都適合學生自主設計作業。具體實施時應選取那些難易適中、便於學生理解的內容。所選內容的難易度會直接影響到學生自主設計作業的積極性，教師要適時跟蹤學生的作業設計情況，調控作業設計的難易度。教師可以先舉一兩個例題，使學生清楚所學內容可以應用的環境及題型，然後再讓學生舉一反三，結合個人對知識掌握的程度和日常生活實際來自主進行作業設計。
（二）作業設計時間和空間的選擇
在有限的時間內，要想讓學生坐在教室裡上交一份完美的設計是不可能的。他們只會像完成任務一樣匆匆了事，根本起不到培養其創新能力的作用。因此，要留給學生足夠的時間和空間，讓他們能夠放鬆地去消化自己所學的知識，大膽地去創想自己所做的設計，主動地去探索所遇問題的答案。在設計時要具有更大的開放性，這有利於培養學生的發散性思維。這樣即鞏固了所學的知識，又激發了學生獨立設計作業的興趣，使他們發現原來做作業並不是一件苦差事，其中也蘊含了很多樂趣。當然學生在設計作業方案時往往存在這樣或那樣的缺陷，作為教師可以由學生制定出有缺陷的方案，讓其他同學參與討論，透過討論來逐步進行完善，這種策略將有助於培養學生的批判性思維。透過自主設計作業，既可以使學生成為評價的主體，又可以使學生在分析他人方案中的錯誤時吸取教訓，以避免類似的問題在後續的作業設計中出現，從而使學生學會設計作業的基本方法，提高其設計能力。
（三）作業設計的考核與評價
自主設計作業完成的好壞應綜合考慮多種指標。通常只注重解答結果正確與否的作業評價，不利於學生良好學習習慣的養成，也不利於他們各項素質的全面提高。自主設計作業的模式使得正確的結果已經不再是評價課外作業完成情況的唯一標準，我們更注重的是學生題目的設計，題目中是否綜合考慮了所學知識，題目是否更貼近、顯現日常生活中的應用等因素。作業題目設計出來了，答案自然也就出來了。因為在自主作業的設計過程中，學生本身就會考慮所設計的題目會用到哪些知識點、哪些公式和概念，所以對於自主設計作業的評價來說，相比所設計的題目而言，答案已經不再那麼重要。這種自主設計作業的模式也是與當下一種新的教學理念“本科生介入研究”不謀而合。科學研究，不論是基礎研究還是應用研究，都是要有所發現，要發現物理的基本規律及其應用。如果沒有紮實的基本概念、基本理論和基本方法等知識，就很難給出有意義的發現。就本科生而言，除了少部分學生可以直接參與課題組的研究，大部分學生還是應該“以學為主”，而他們在利用基礎知識進行作業設計及解答的過程中，其實本身就已經是在進行科學研究的工作。自主作業設計模式在大學物理教學中已進行了試驗應用。在講到穩恆磁場的畢奧-薩伐爾定律時，將其應用在載流有限長直導線和載流圓形導線所產生磁場的例子中，並且得到了無限長載流直導線、載流圓環在圓心以及載流圓弧在圓心的磁感應強度公式結果，為了讓學生理解並加深對理論公式的掌握與應用，在課堂中在引入了載流直導線和載流圓弧組合的綜合應用例題。結合該類例題給學生布置了利用直導線、圓環和圓弧自由組合的創新作業設計，由學生充分發揮他們的想象，去設計題目並自行計算，學生們對此表現出了濃厚的興趣，交上來的作業也是形式各異。由他們提交的作業設計可以看出，有些學生喜歡大學物理課程，且基礎知識紮實，因此所設計的題目相對比較複雜；相反另一部分學生只是對課堂例題做了簡單的修改和拓展。但是，無論複雜還是簡單的題目設計，我們都欣喜地看到了作業是學生經過自己的思考而獨立完成的，充分發揮了他們的主觀能動性，起到了促進學生鞏固知識、提高創新能力的作用。自主設計作業模式給我們指明瞭因材施教的方向。透過學生完成自主設計作業，一方面去發掘優秀學生以及對課程感興趣的學生的潛能，另一方面也改變了部分學生對大學物理課程的厭學狀況。教師從學生的實際情況、個性差異出發，有的放矢地進行有差別的教學，使每個學生都能揚長避短，獲得最佳學習效果。
四、結束語
通過幾學期的大學物理課程自主設計作業模式的實踐，學生反饋的資訊是很有收穫的。其實作業方案的設計是同時兼備了理性思維和實踐思維的一種思維方式。學生在相互討論、猜想和交流的過程中，學會了接納、讚賞、互助，培養了他們的合作精神，體驗了科學探究的樂趣和成功的喜悅。我們發現這種新穎的作業設計模式不僅有利於學生對課堂學習知識的複習和應用，還能夠使他們更深入地探索和思考課堂學習的知識，避免了學生對科學研究的畏懼感、神秘感，起到了對學生心裡的一種親近作用。學生親近了素材，也就親近了知識，親近了知識，進而產生了濃厚的興趣，為自主、愉快地學習科學知識創設了有益的情境，從而促進了學生原創性意識和創造性思維的培養，激發了學生的學習興趣。
參考文獻
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