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“ 主线－问题－渗透”课堂教学模式的研究和实践
改革课堂教学， 构建新型课堂教学模式
──“ 主线－问题－渗透”课堂教学模式的研究和实践
张 璞 扬 , 张 权
（中国科学技术大学天文与应用物理系，安徽 合肥 230026）
摘要 ： 种种教学改革都要通过课堂教学来实现，构建新型课堂教学模式势在必行.我们在实践中总结出“主线－问题－渗透”课堂教学模式，注意处理好课堂教学中的四个关系，推进了素质教育，提高了教学质量.
关键词 : 课堂教学模式；中心主线；问题；渗透
中国分类号 : G642
改革课堂教学，构建新型教学模式，一直是我们努力探索的重要课题.作为学校教育的中心环节和最基本的组织形式，课堂教学必须改革传统的教学模式，以崭新的创新教育合上时代的节拍.几年来，我们课题组通过对理工科非物理专业普通物理课堂教学的研究和实践，总结出“主线－问题－渗透”教学模式，取得了较为显著的效果.
1. 构建新型课堂教学模式的主导思想
中国科技大学本科教育目前正处于学制转变过渡期，由五年制改为四年制，理工科非物理专业普通物理课时压缩幅度大，原有的教材已难以适应要求.因此，无论教学体系、教学内容、教学方法或教学手段等方面都必须作相应调整，课堂教学现代化的改革势在必行.为使教学过程实现整体优化，把教学改革与教学模式融为一体，把教师“教”的艺术与学生“学”的规律有机结合起来，把学法指导和培养学生自学能力结合起来，把教学模式的概括性与操作性结合起来，我们确定的主导思想是：脱开教材的束缚，根据学科特点，理清物理每一分支学科主线，紧扣知识点，形成问题链，重组教学内容，在精讲基础知识、基本概念的同时，采用多种教学法，对学科前沿、方法思路及历史发展等全面渗透，即形成“主线－问题－渗透”课堂教学模式.
2. 处理好构建新型教学模式的四个关系
为构建新型课堂教学模式，实现上述目标，我们在教学过程中努力处理好下面四个关系.
1). 教学内容现代化与知识主线的关系
大学物理教学的现代化，教学内容的现代化是最重要、最根本的.教学内容的现代化包含两个方面：一是近代或现代物理学的最新进展.二是物理学原理在现代科学技术中的应用.前者涉及经典物理与物理前沿的衔接问题；后者则涉及基本物理与现代科技和工程技术的衔接问题.为使学生能掌握物理每一分支学科的要领，尽早进入学科前沿，有必要确定一根贯穿每一分支学科的中心主线.在这条中心主线的引导下，紧扣知识点，形成问题链，构建每一分支学科的基本结构，同时帮助学生尽快实现知识“由厚向薄”的转化.我们课题组经讨论，确定每一分支学科的中心主线为：
① 力学〔含相对论〕－宏观物体作低速机械运动时遵循哪些基本规律?从绝对时空观是如何向相对时空观转化的？
② 电磁学 －麦克斯韦电磁场理论是如何沿着五个台阶( 静电场、稳恒电流、电生磁、电磁感应、电磁场)逐步建立发展起来的？
③ 热学 －热现象遵循哪些宏观规律？如何用统计理论揭示其本质？
④ 光学 －光的本性是什么？光的波粒二象性是如何确立的？
⑤ 量子物理 －微观粒子的本性是什么？遵循哪些基本规律？
2). 精选经典内容与渗透现代成果的关系
杨振宁先生在比较中美教学方式的差异时指出：中国“按部就班式”和美国“渗透式”教学方式各有优缺点，若将两者的优点和谐地统一起来，在教学方面无疑是一个突破[1].近几年，我们在构建课堂教学模式中，努力把两者结合起来.在吸取国内外教学方式优点的基础上，根据知识的内在联系以及掌握知识和发展智力、培养非智力因素之间的关系，教师在精讲学科知识基本结构时，对学科前沿、方法及历史发展等进行全面渗透.
布鲁纳说 ：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解学科的基本结构.”[2]所谓基本结构，主要是指该学科的基本概念、基本原理、基本方法及它们之间的相互关系.大学物理的基本结构应该是物理学的基本理论、基本概念及其演绎出的结果.为此，我们用现代的物理思想、概念和研究方法改造“经典”内容，本着“少而精”的原则，建立一个完整、科学和现代化的概念结构体系.尤其是在把前沿科技与经典原理结合时，注意突出基本原理的描述，把基本物理概念讲透，把关键方法讲清楚，注意防止技术内容的喧宾夺主.
应当看到，20世纪以来，物理学取得了惊人的成就，建立在相对论和量子理论基础上的 20世纪物理学囊括了从天体到夸克的全部领域，而许多领域的新理论、新成果必将影响21世纪的科学和技术，明天的人才不能不了解今天物理学的成就.而近代物理及许多前沿问题涉及较深的物理理论和数学问题，如激光、超导、非线性光学等，讲授方法应采用“渗透式”教育方法。也就是不去追求所有的来龙去脉，不去追求人类认识自然界的过程，也不追求理论的完整性和系统性，而是采取定性和半定量的方式介绍基本概念、原理和主要结论，如能量子概念；某些理论不求一次讲清楚，将各个物质层次的研究作为两大理论的应用，通过这些应用，让学生自己去体会，一点一滴地学习新东西，逐渐去深入理解理论，从而学会站在前人的臂膀上向上攀登，去探索新的领域。因此，各层次的讲授中，注意安装与前沿科学的“接口”和“窗口”，开阔学生眼界，启迪思维.
3). 教师的主导作用与学生的主体地位的关系
推进教学方法和教学手段的改革要把教师的主导作用和学生的主体作用结合起来，这是教学过程中教与学的基本原则.这一原则要求我们必须积极探索启发式教学.启发式不是一种具体的教学方法，而是教学方法的指导思想.凡是能充分调动学生积极性和主动性的教学方法都应称之为启发式教学.这里，我们强调学生的主体作用，决不是不要教师的指导.相反，教师的指导是学生学好的关键.在以学生为中心的教学模式中，教师的作用体现在对学生进行思想道德和素质教育，开阔视野，活跃思维，把注意力更多地集中在指导学生分析问题和解决问题上.为此，我们从根本上改变讲得过多、过细、过全的讲授方式，对讲课的内容加以精选、精讲.着重讲清重点、难点、思路方法；着重讲清“问题是什么”、“问题的背景是什么”、“问题的性质是什么”、“解决问题的方法是什么”，给学生留出较大的思维空间，使他们“有问题可思考”、“有问题可钻研”，使之掌握“提出问题、分析问题和解决问题”的方法，主动地寻找知识创新点.同时，精心设计若干个能激发学生思维的“问题”，让学生自己去研究、发挥、查阅资料、撰写报告或小论文，组织好“课堂讨论”或“课堂报告”，提高学生的思维和表达能力.
4) . 课堂讲授与现代教育技术的关系
计算机网络和多媒体等教学手段现代化是教学改革的另一重要方面。随着教育改革的逐步深入，其作用凸现出来.但一些人重视了教学手段现代化的改革与发展，忽视了教学方法的改革，或者试图简单地用教学手段的改革取代教学方法的改革，其负面效应往往是教师被电子教案牵着鼻子走，束缚了教师的课堂即兴发挥，或者是阻断了学生与教师在知识和情感上的双向交流，这些都是不可取的[3].只有根据课堂的实际情况和教学要求，把物理课件、透明胶片和多功能设备等有机地穿插到课堂教学中，才能有效地发挥现代教育手段的作用.
我们的做法是，分析物理CAI的内容，采用多种使用方式组织教学.一是直接利用CAI软件讲解.软件中的部分节目比较贴近课堂教学内容，可直接用于教学.如在讲到双缝干涉时，直接应用课件，从杨氏干涉的装置、干涉条纹的特点到干涉装置的各种参量对干涉条纹的影响，一直到光源宽度对干涉条纹的可见度影响以及空间相干性问题.过去讲这些问题费力费时，学生难以接受.而用课件可以实时调节参数，边讲课边调节，立刻看到变化的结果，效果显著.二是借助CAI动画效果辅助讲解.有些问题涉及一些物理图像，难以在黑板上画出来，讲解费劲.如热学中一些重要内容，象热力学第二定律的统计意义、麦克斯韦速率分布、熵等都属于大量微观粒子的统计规律，由微机模拟出来的大量气体分子运动图像以及实时统计出来的结果，显示出大量气体分子的运动满足一定的规律性，从而使学生得到一个生动形象的图像.三是利用软件中的前沿知识，开阔眼界，启迪思维，加深对课程的理解.
通过现代教育技术随堂教学的实践，我们体会到教学手段的现代化是一个系统工程，教师则是这项系统工程中的核心和灵魂.在课堂教学中，任何一个课件必须通过教师的运作来发挥作用，而教师对课件物理内容的理解、教案的组织、对课件操作的熟悉程度以及使用现代教学手段的愿望和积极性都会直接影响教学效果.
3. 构建新型课堂教学模式实例
为构建新型课堂教学模式，处理好上述四个关系，教学内容、教学方法和教学手段
作相应调整，相互密切配合，构成一个有机整体.下面以光学为例，表明我们的做法.
1). 中心主线：光的本性是什么？光的波粒二象性是如何确立的？
2). 结构体系：
波性——
光的本性
量子性——
3). 内容提要（每章内容不安排节）
笫一章 绪论 ①光学发展简史.②λ－h判据.③几何光学与费马原理.
活动之一：专题讨论：光的本性是什么?
笫二章 光的干涉 ①杨氏双缝干涉.②薄膜干涉.③迈克尔孙干涉仪.
笫三章 光的衍射①惠更斯一菲涅耳原理.②夫琅禾费单缝衍射.③光栅衍射与光
栅光谱.④全息技术.⑤光学信息处理.
笫四章 光的偏振 ①偏振光的获得与检验.②马吕斯定律.③双折射现象.④椭圆、
圆偏振光.⑤液晶.
活动之二：参观国家重点实验室一同步辐射加速器.
笫五章 电磁辐射的量子化 ①光与物质的相互作用.②空腔辐射.③光电效应与康
普顿效应.④量子假设与光子理论.⑤激光.
活动之三：学生论文报告会：光的波粒二象性在现代科技的应用.
4. 教学改革取得的成效
通过教学实践，我们的体会是：
1). 这种课堂教学模式是提高教学质量，推行素质教育的有效途径.不仅仅是在课时压缩情况下完成了教学任务，更重要的是，激发了学生学习物理的兴趣，提高了学生的求知欲望，使学生认识到物理学是一门充满现代气息的科学，与生产实际、工程技术及高新技术密切相关.
2). 培养了学生独立获取知识的能力.科大学子智商高，学习认真刻苦，教师讲思路、重点、难点、方法，引导学生思考问题，发现问题，并通过讨论、论文报告会等活动，在选题、调研、实验、写作等方面得到锻炼，培养了学生的探索精神、创新精神和科学素质.
3). 促进了教师业务素质的提高.由于新型课堂教学模式处理教材的自由度较大，需不断补充前沿科学的内容，同时面对学生的思维活跃的讨论，这就要求教师更多的投入，充分的占有资料，引导学生去探索问题、解决问题.
感谢中国科学技术大学张玉民教授的指导和帮助
参考文献
[1].赵凯华. 对当前物理教学改革的几点看法［J］.大学物理,2000,19（2）：1
[2].布鲁纳JS.教育过程［M］.上海：上海人民出版社,1973.6
[3].专家论坛. 物理教学改革十人谈［J］.中国大学教学,2000,2：32
Reforming classroom-teaching, Establishing new-type
classroom-teaching model
Zhang PuYang Zhang Quan
( Department of astronomy and applied physics, University of Science and
Technology of China , Hefei Anhui China 230026)
Abstract: All kinds of teaching reforms will be realized by classroom-teaching. Establishing new-type classroom-teaching model would be imperative. We have obtained classroom-teaching model---“main clue-problem-permeation”. We have also dealt with four sorts of relatives through classroom-teaching, carried forward education of quality and have improved the quality of teaching.
Key words:classroom-teaching model ,main clue,problem ,permeation .
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