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自主设计作业模式对大学物理的应用论文
摘要：作业是大学物理课程学习的一个重要环节。为了培养学生对大学物理课程作业的兴趣，激发学生的创新意识，本文提出了一种新的大学物理课程作业模式-自主设计作业模式。学生可以根据教师对教学内容和例题的讲解，结合自己对知识的理解和自身的生活实践，按照自己的想法设计作业，并自行进行解答。这种自行设计作业的模式极大地激励了学生做作业的主动性，激发了学生内在的学习动力，培养了学生的创新思想。
关键词：自主设计作业；大学物理；创新思想
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）05-0063-02
一、概述
作为自然科学的一门基础学科，物理学是人类物质文明和精神文明的基础和动力。对于理工科院校的学生而言，大学物理课程则是一门基础的必修课程。物理课堂理论教学、实验教学和课后作业构成了大学物理课程教学的三大支柱。从小学到中学，再到大学，从国内到国外，作业是所有从事高等教育者一直关注的问题。作业作为一种检验和评价学生理论知识掌握程度的重要手段，在大学物理课程中被广泛采用。从学生角度来讲，通过课外作业，有助于学生发现自己在掌握基本概念和基础知识上存在的问题，加深对所学知识的理解。对于教师而言，通过学生的作业，可以了解学生对知识的掌握程度，检验课堂的理论教学效果，从而发现问题并及时调整教学安排。对于学生而言，由于不再面临升学的压力，因此作业已经不再是他们必须完成的任务。而在高校向研究型发展的今天，在创新型人才培养目标的大环境下，作为基础课程的大学物理究竟该如何设计作业才能促进创新型人才的培养，才能与研究型高校的发展相适应，已成为一个亟待解决的问题。这里，我们试图寻找一些设计作业的方法和实施的原则，探寻既有一定的难度，又能激发学生学习兴趣的高质量作业，以及如何将高质量的作业纳入学生的学习中以促进课堂教学效率的提高。
二、大学物理作业的现状分析
对于理工科院校的大学物理教师来讲，课堂教学任务重，批改作业的量大，再加上相应的科研等其它工作，工作忙，而成效低。对于学生来说，物理课程难学，课外作业难做，学生没有耐心和兴趣来完成教师布置的课外作业，因此为了应付交作业的任务而不假思索地抄袭作业的现象非常普遍。可想而知，在一本抄袭来的作业本上，学生没有达到作业应该给予的复习和巩固所学知识的目的，教师也无法获得学生理论知识掌握程度的具体情况，从而使作业从根本上失去了它所应具备的作用和意义。国内目前大多数高校的大学物理作业主要存在以下三个主要问题。
（一）与高中物理的衔接不好
在作业中能够用高中学物理方法求解的习题偏多，特别在力学的牛顿定律部分，学生普遍反映70%的题目可以用高中的方法求解，当然，出现这种状况也取决于目前我国现行的高考制度，从而影响了刚踏入大学校门的新生学习大学物理新知识的兴趣，使学生在刚接触大学物理这门课程就产生了厌学情绪，失去学习大学物理知识的兴趣和动力。
（二）作业以与教材配套练习题为主，类型单一、题型单调
在大多数高校中，贯穿大学物理教学的整个学期，大学物理作业几乎都以计算题的形式出现，有的只有少量的思考题，而创新综合型题目很少，甚至几乎没有。这不仅增加了学生的学习负担，为了解题而解题，更使大多数学生失去了学习大学物理的乐趣，没有起到促进学生创新能力培养的作用。另外，互动、相互合作的作业题目偏少，与学生的日常生活实践严重脱节，不适合学生的心里特点，导致一部分学生厌烦作业，产生厌学情绪。通过调查发现，探索与互动合作类型的作业更受学生的欢迎。
（三）作业的题目过分理想化，脱离实际情形，比较陈旧
由于大学物理是一门公共基础课程，在课外作业的布置上，很少有教师鼓励学生自己设计喜欢的作业。大多数课外作业以文字、算式的形式出现，没有体现出大学物理课外作业对解决实际问题的指导作用和应用功能。在大学物理教学中，为了消化、巩固和理解一些基本概念和定理、定律，对某些情况进行理想化的假设是应该的，也是必要的，但若理想化的内容和习题偏多，势必脱离生活实际和工程实践，就会使学生觉得大学物理知识在科学研究、工程技术、日常生活和实际应用中没有用处，对大学物理的实用性产生怀疑，致使学生无法将所学的理论知识和实际应用联想起来，使理论和实际应用严重脱节，从而因课堂理论致死态抽象而降低学生学习大学物理的兴趣。
三、自主设计作业的方案与实践
自主设计作业的过程不仅仅是完成作业的过程，更重要的是培养学生探索和创新能力的过程，培养学生自我发现问题、自我解决问题的过程。因此对于大学物理作业范围的选择和引导，作业结果的展示和评价应注意以下几点。
（一）作业设计内容的选择
不是所有的大学物理教学内容都适合学生自主设计作业。具体实施时应选取那些难易适中、便于学生理解的内容。所选内容的难易度会直接影响到学生自主设计作业的积极性，教师要适时跟踪学生的作业设计情况，调控作业设计的难易度。教师可以先举一两个例题，使学生清楚所学内容可以应用的环境及题型，然后再让学生举一反三，结合个人对知识掌握的程度和日常生活实际来自主进行作业设计。
（二）作业设计时间和空间的选择
在有限的时间内，要想让学生坐在教室里上交一份完美的设计是不可能的。他们只会像完成任务一样匆匆了事，根本起不到培养其创新能力的作用。因此，要留给学生足够的时间和空间，让他们能够放松地去消化自己所学的知识，大胆地去创想自己所做的设计，主动地去探索所遇问题的答案。在设计时要具有更大的开放性，这有利于培养学生的发散性思维。这样即巩固了所学的知识，又激发了学生独立设计作业的兴趣，使他们发现原来做作业并不是一件苦差事，其中也蕴含了很多乐趣。当然学生在设计作业方案时往往存在这样或那样的缺陷，作为教师可以由学生制定出有缺陷的方案，让其他同学参与讨论，通过讨论来逐步进行完善，这种策略将有助于培养学生的批判性思维。通过自主设计作业，既可以使学生成为评价的主体，又可以使学生在分析他人方案中的错误时吸取教训，以避免类似的问题在后续的作业设计中出现，从而使学生学会设计作业的基本方法，提高其设计能力。
（三）作业设计的考核与评价
自主设计作业完成的好坏应综合考虑多种指标。通常只注重解答结果正确与否的作业评价，不利于学生良好学习习惯的养成，也不利于他们各项素质的全面提高。自主设计作业的模式使得正确的结果已经不再是评价课外作业完成情况的唯一标准，我们更注重的是学生题目的设计，题目中是否综合考虑了所学知识，题目是否更贴近、显现日常生活中的应用等因素。作业题目设计出来了，答案自然也就出来了。因为在自主作业的设计过程中，学生本身就会考虑所设计的题目会用到哪些知识点、哪些公式和概念，所以对于自主设计作业的评价来说，相比所设计的题目而言，答案已经不再那么重要。这种自主设计作业的模式也是与当下一种新的教学理念“本科生介入研究”不谋而合。科学研究，不论是基础研究还是应用研究，都是要有所发现，要发现物理的基本规律及其应用。如果没有扎实的基本概念、基本理论和基本方法等知识，就很难给出有意义的发现。就本科生而言，除了少部分学生可以直接参与课题组的研究，大部分学生还是应该“以学为主”，而他们在利用基础知识进行作业设计及解答的过程中，其实本身就已经是在进行科学研究的工作。自主作业设计模式在大学物理教学中已进行了试验应用。在讲到稳恒磁场的毕奥-萨伐尔定律时，将其应用在载流有限长直导线和载流圆形导线所产生磁场的例子中，并且得到了无限长载流直导线、载流圆环在圆心以及载流圆弧在圆心的磁感应强度公式结果，为了让学生理解并加深对理论公式的掌握与应用，在课堂中在引入了载流直导线和载流圆弧组合的综合应用例题。结合该类例题给学生布置了利用直导线、圆环和圆弧自由组合的创新作业设计，由学生充分发挥他们的想象，去设计题目并自行计算，学生们对此表现出了浓厚的兴趣，交上来的作业也是形式各异。由他们提交的作业设计可以看出，有些学生喜欢大学物理课程，且基础知识扎实，因此所设计的题目相对比较复杂；相反另一部分学生只是对课堂例题做了简单的修改和拓展。但是，无论复杂还是简单的题目设计，我们都欣喜地看到了作业是学生经过自己的思考而独立完成的，充分发挥了他们的主观能动性，起到了促进学生巩固知识、提高创新能力的作用。自主设计作业模式给我们指明了因材施教的方向。通过学生完成自主设计作业，一方面去发掘优秀学生以及对课程感兴趣的学生的潜能，另一方面也改变了部分学生对大学物理课程的厌学状况。教师从学生的实际情况、个性差异出发，有的放矢地进行有差别的教学，使每个学生都能扬长避短，获得最佳学习效果。
四、结束语
通过几学期的大学物理课程自主设计作业模式的实践，学生反馈的信息是很有收获的。其实作业方案的设计是同时兼备了理性思维和实践思维的一种思维方式。学生在相互讨论、猜想和交流的过程中，学会了接纳、赞赏、互助，培养了他们的合作精神，体验了科学探究的乐趣和成功的喜悦。我们发现这种新颖的作业设计模式不仅有利于学生对课堂学习知识的复习和应用，还能够使他们更深入地探索和思考课堂学习的知识，避免了学生对科学研究的畏惧感、神秘感，起到了对学生心里的一种亲近作用。学生亲近了素材，也就亲近了知识，亲近了知识，进而产生了浓厚的兴趣，为自主、愉快地学习科学知识创设了有益的情境，从而促进了学生原创性意识和创造性思维的培养，激发了学生的学习兴趣。
参考文献
[1]刘小兰.低年级大学生研究性学习的实践研究[D].扬州大学，2012，5.
[2]姜海丽，孙秋华，赵言诚，等.资源共享背景下大学物理视频资源建设的探索与实践[J].物理与工程，2013，8.
[3]孙秋华，姜海丽，赵言诚，等.多元化教学模式在大学物理教学中的探索与实践[J].物理与工程，2013，6.
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