试论大学物理教学对学生解决问题能力的培养

　　在大学物理教学中，如何真正有效地培养学生解决问题的能力，始终是一个需要不断研究和探索的重要课题。这决定了学生是深刻掌握还是浮浅记忆知识、是灵活运用还是机械照搬知识、是真懂真会地学好了大学物理还是假懂假会地学过了大学物理。本文紧紧围绕培养学生解决问题能力这一中心目标，提出一系列有针对性的大学物理教学改革策略，并在大学物理教学实践中积累了一批好做法、好经验、好体会，有利于推动大学物理教学质量的提升与学生解决问题能力的培养。

　　智慧树和雨课堂线上学习平台是培养学生解决问题能力的重要手段之一，也是大学物理传统课堂教学模式的有益补充。为了更好地发挥线上学习平台的优势和使用效能，本文对学生线上学习数据进行了深入细致的挖掘和分析，实现对学生更加个性化、精准化的学习指导和更加多元化、科学化的评价，从而为提升大学物理教学质量与培养学生解决问题能力开辟新的路径。

　　1以学生解决问题能力培养为抓手，推动大学物理教学改革

　　1.1关于大学物理教学中学生解决问题能力培养的思考

　　在大学物理教学中，对学生运用所学知识解决大学物理问题的能力进行检验，可以实实在在地反映教师的教学质量和学生的学习水平。

　　以教师在讲台上演示茹科夫斯基转椅为例，使学生近距离感受物理现象，能极大地调动学生的学习兴趣。但是，大学物理不同于青少年科普物理，学生在观看演示后不能止步于叙述出角动量守恒定律，还要运用该定律来分析和解决一系列问题，才能检验出自己对这一定律的真实掌握情况。本文认为，大学物理知识体系中的某些关键问题往往是制约学生解决问题能力提升的绊脚石，也是打击学生学习信心的拦路虎。例如，判定某参考系内的观测时间是固有时还是运动时，如果对这一问题研究不充分，就会严重削弱学生解决相对论相关问题的能力。又如，简谐波沿坐标轴负方向传播时波动表达式的写法，对这一问题研究不充分，会打击学生学习机械波部分内容的信心。对此类关键问题的研究是学生学习的难点，也是教师教学的重点。

　　当前，为了提高学生解决大学物理问题能力，国内外研究者均提出了一些教改措施，诸如习题课小班化教学、案例式教学、模块化教学、基于雨课堂的互动研讨式教学、开放型问题探究式教学等，积累了宝贵的经验，也取得了良好成效。但如何在大学物理教学中坚持以问题研究为引领，有效促进学生解决问题能力的提高，仍是一个有待探索的课题。

　　1.2针对学生解决问题能力培养的大学物理教学改革策略

　　本文提出的一系列大学物理教学改革举措着眼于回答以下重要问题：第一，如何科学规划课堂教学用时占比、正确处理关键问题研究与其他教学内容的关系；第二，如何通过恰当的教学技巧巧妙引导学生思维，培养学生独立自主深入研究并彻底解决关键问题的能力。教学改革的总思路是：摸透吃准学生的学习现状与学习心理，教师在学生最急需的位置出现。具体的教学改革举措如下：

　　（1）重新设计规划课堂用时分配，以QQ群的群文件功能作为课堂学时的补充和外延，以空间换时间。例如，教师可将“电势”这节课中的“电势梯度”录制为微课，上传至QQ群供学生自学，将腾出的课堂时间用于学生更渴望得到充分辅导指点的对电势计算各种关键问题的深入研究上。此外，仔细推敲课堂内容的安排，降低信息冗余度，使课堂节奏更加高效精练，为关键问题的研究进一步创造条件。例如，在播放角动量守恒定律的视频时，如果播放了花样滑冰视频，就无须再播放高台跳水视频，完全可以将后者上传到QQ群文件作为扩展阅读资料。

　　（2）重新谋划课堂互动训练习题和课后巩固习题的选取，打造一个全新的、在问题研究为导向方面更具典型性与代表性的、更能突出关键问题研究的教学习题库。响应教育部提出的高水平本科教育要“杜绝水课”“多压担子”的号召，围绕和突出大学物理知识体系中的问题研究这一导向，精心比选、周密编排一套全新的课堂用和课下用习题，紧扣关键问题，加大课堂用题的思维难度，提高课下用题的选题质量。把一些思维启发价值低、缺乏思考研讨空间的“庸题”淘汰出课程教学。

　　（3）在课堂教学中，突出以问题研究为引领这一要义，牢牢把握“教学内容中的关键问题就是学生最渴望得到教师指导的地方，就是学生最希望教师出现的地方”这一理念，在教学活动中真正做到以学生为中心，重点突出、详略得当，仔细反复地推敲揣摩每节课教学内容中学生在哪里学习最吃力、最容易感到迷惑、最希望教师“扶上马送一程”。例如，初次学习薄膜干涉时，几乎每个学生都对介质折射率是否带来光程差半波损失项感到迷惑，这就需要教师紧扣这个关键问题，合理规划课堂用时，用充足的时间将这一关键问题为学生讲授透彻，并通过充分的习题互动研讨，检验学生对此问题的掌握情况。引导学生对关键问题展开深入研究的教学过程是启发式、探究式的，不是平铺直叙地将关键问题的来龙去脉告知学生，而是通过“挖坑”“设陷阱”等教学手段激发学生的学习兴趣和思维活跃度。例如，教师在写出沿坐标轴负方向传播的简谐波表达式时，可故意写错，或者留白设问，以培养学生捕捉错误、自主发现并解决问题的能力。

　　（4）启发式回答学生在研究关键问题时提出的问题，坚决摒弃知无不言、言无不尽，直接给出完整解答的“喂饭式”“输液式”答疑。例如，学生对为什么会算错电容器保持电源接通时放入介质后的电场强度感到疑惑。在全面梳理教学内容关键问题的基础上，教师会发现学生的思路错在哪里，但不必急于给出正确解法，而是反问：“如果把电源断开后放入介质，情况又如何？”学生听后自会感到醍醐灌顶，马上就能独立自主地解决这两个不同问题，并且会对“电源接通或断开造成的不同影响”这个关键问题留下深刻印象。

　　2以智慧树和雨课堂线上学习数据分析为引领，培养学生解决问题能力

　　当前，多种大学物理线上学习平台的建成和使用，对传统形式的教学内容和教学方法进行了改造革新，成为提升大学物理教学质量的重要手段。

　　但现有的大学物理线上学习平台缺乏对学生线上学习数据的深入分析，不足以向学生提供有针对性的差异化学习指导，未能充分发挥线上学习平台的全部使用潜力。

　　哈尔滨工程大学大学物理教学团队构建了基于智慧树和雨课堂的大学物理线上学习平台，经过多年的使用，积累了极为丰富的学生线上学习数据。本文通过对这些线上学习数据的深入挖掘分析，掌握学生的学习目的、知识基础和学习效果，为智能化地实行充分体现学生个体差异的有效、高效教学提供指导，为对学生进行更加科学、全面、多元的学习评价提供指导，为培养学生解决问题能力、提升大学物理教学质量开辟新的路径。

　　本文提出的大学物理线上学习数据分析举措着眼于回答以下重要问题：第一，如何有效地以线上学习数据分析为引领，构建以培养学生解决问题能力为导向的大学物理线上学习平台应用框架；第二，如何服务大学物理课程培养学生解决问题能力的目标，在指导教学资源开发、教学方法设计和学生评价构成方面，真正把线上学习数据的分析结果用足、用好。具体包括以下实施策略：

　　（1）使用智慧树的问卷功能，深入了解和掌握学生对大学物理的学习目的、重视程度、先修基础等真实情况，为教师安排取舍教学内容、构思设计教学方法提供指导。

　　（2）充分利用雨课堂课前预习、课中讲授、课后巩固的线上学习数据分析结果，灵活适时、有的放矢地随时迭代修正教学进度、教学难度和教学侧重点，智能、精准、有效地发现学生的疑难之处和指导之需。

　　（3）对智慧树答疑平台的线上答疑数据进行整合分析，从中提炼出反映学生学习难点的共性问题，梳理出造成学生易犯错误的思维倾向和思考习惯，为教师不断优化打磨教学资源和教学设计提供宝贵的参考资料。

　　（4）发挥信息技术的优势，快捷高效地对学生的学习成果进行科学化的全过程监督和全方位评价，指导学生在学习全过程中始终能及时认清自己的学习现状并做出必要调整，不断激励学生在平时养成良好的学习习惯和培养解决问题能力。

　　3结语

　　本文提出在大学物理教学实践中加强关键问题教学、突出关键问题探究，将注重培养学生解决问题能力这一理念贯穿于一系列教学改革举措中，以智慧树、雨课堂等线上学习平台的数据分析为引领，对学生实施精准高效的个性化教学指导和全面多元的科学化学习评价。通过补齐学生大学物理知识体系的短板，全面精准地解决痛点问题，来提高学生掌握和运用大学物理知识的水平，从而有效推动大学物理教学质量的提升和学生解决问题能力的养成。