基于课堂小论文的理论力学考核方法初探.pdf

2023 年第 17 期总第 599 期University基于课堂小论文的理论力学考核方法初探张泽霞a，b，沈丽娜a，b，秦晨a，b（新疆师范大学a.物理与电子工程学院；b.新疆发光矿物与光功能材料研究重点实验室，新疆 乌鲁木齐830054）摘要：基于理论力学课程理论性强、抽象思维要求高、学习难度大等特点，传统理论力学考核以闭卷考试为主，考查学生的基本知识和解题能力，考核方式单一使得学生的学习积极性不高，缺乏创新意识和发散思维的培养。文章从提高学生理论力学学习兴趣、教师教学手段、课程考核机制等方面探讨引入课堂小论文作为考核方式的主要目标、重要意义、实施方法、案例参考、评价方式及师生交流反馈方式，分析了课堂小论文这种探索研究型考核方式有别于传统考核方式的优势。为理论力学课程实现拓宽学生视野、激发学生学习兴趣、改进学生学习方法以及切实培养学生应用物理知识解决实际问题的能力，提升当代大学生创新能力等方面提供了理论参考。关键词：理论力学；教学方法；课堂小论文；课程考核中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-7164（2023）17-0114-04基金项目院新疆维吾尔自治区自然科学基金项目“碳基过渡金属硫化物的构筑及其光伏电解水性能研究”（项目编号：2022D01A220）；新疆维吾尔自治区高校本科教育教学研究和改革项目“基于卓越教师培养的 力学 一流课程 四融四度 教学改革研究”（项目编号：XJGXPTJG-202223）；高等学校大学物理教指委西北地区工作委员会教学研究“大学物理课程思政案例库及教学设计”（项目编号：XBJY202104）。作者简介院张泽霞（1980），女，博士，新疆师范大学物理与电子工程学院讲师，研究方向为低维碳纳米材料的制备、表征、模拟及其在清洁能源转换中的应用；沈丽娜（1981）女，博士，新疆师范大学物理与电子工程学院副教授，研究方向为光信息处理；秦晨（1980）女，博士，新疆师范大学物理与电子工程学院副教授，研究方向为激光光谱学。理论力学是物理学本科专业的基本理论课，也是充分利用高等数学知识解决基本物理问题的一门基础理论物理课程。作为一门历史悠久的学科，理论力学发展至今与其他现代科学技术之间的关联越来越紧密，其发展给物理学各分支提供了很多必要的基础知识和解题办法，是掌握许多与后续理科类学科发展以及将来研究方向相关的新技术的重要基石。但是传统教学内容、训练方法、教学手段、考试方式等已经越来越不符合现代的教育要求，变革势在必行咱1暂。在目前的理论力学教学中，标准化考试是评价学生学业成绩的主要方式，这种方式不利于学生知识、能力、素质的全面发展咱2-4暂。课堂小论文的这种学习评价方法对扩大学生知识面，培养学习兴趣，培养学生收集、分类资料和综合信息，分析和解决实际问题的能力，培育学生科学素养等方面都有着积极的促进作用，而这些内容恰恰是传统评价方式所难以考查到的。因此，要达到全面评价学生发展的教学目标，学业评价方式多样化是非常必要的。一、理论基础（一）发展性学生评价理论基础教育课程改革纲要（试行）提出了发展性教育评价的理念，主要是指依据一定的教学目标和教育价值观，评价者与学生建立相互信任的关系，共同制订双方认可的发展目标，运用适当的评价技术和方法，对学生的发展进行价值判断，使学生不断认识自我、发展自我、完善自我，不断实现预定发展目标的过程。纲要的核心思想在于促进学生的发展，一切为了学生的发展，评价标准、内容、过程、方法和手段都要有利于学生的发展咱5暂。发展性学习评估所要求的目标并非给学习者一个固定的评价结果，而是要通过对学习者过去和现在状况的了解，分析学生的优点与缺点，并在此基础上给出具体的改善意见，推动学习者学习水平的提升，逐步实现对培养目标的要求。114教学体系与课程建设（二）过程性学生评价理论在常规的教学和管理中，教学过程评价与考核管理相辅相成，过程性评价和管理一方面促进了教学目标和过程的不断完善，也对教学方式的转变以及学生学习方法的改进具有积极意义。教学过程和管理是一个变化的、动态的持续过程，只有将评价和管理贯穿在整个教学过程中，才能达到客观评价和管理的目的咱6-8暂。传统的理论力学考核方式以期末闭卷考试成绩为评价结果，缺少过程性考核和评价，平时成绩主要是考勤和作业等较为机械的方式，对于实现教学相长作用有限。二、非标准化学业评价方式标准化考核，就是以传统考核为主要方式，统一进行“方程式”命题、考试、打分，从而完成课程考核。其特点是统一的试题、统一的答案、统一的评分标准。在科技日新月异的今天，标准化考试已无法适应现代教育的需求，改革势在必行。非标准化考试概念通常和标准化考试概念相对的，更笼统地说，非标准化考试是指不同于标准化考试的考试类型咱9暂。因此，参考这种界定方法，本研究中提到的不同于标准化考试而言的课堂小论文评价方式即典型的非标准化学业评价方式。三、基于课堂小论文的理论力学考核方式（一）理论力学课程考核的目标理论力学为学习者系统地打好必需的物理基础知识，培养建立积极科学研究的世界观，提高学生分析和解决实际问题的综合技能，培育学习者的探索精神和创新能力等，有着其他学科所无法取代的重要性咱10-12暂。经过对本课程的所有教学环节的学习，学生应该具备以下能力：1.通过抽象工程实践问题，掌握建立简单的物理理论模型的基本方法。2.能够通过力学的基本分析步骤，建立力学模型，对有关的实际过程问题进行解决和定性分析的分析判断技能；3.具备一定的收集和处理文献资料的能力，能够了解本课程的前沿信息；4.能熟练地利用动力学的三大基础定理解决物体动力学问题。5.具备一定的自学能力、创新能力及辩证唯物主义世界观。（二）理论力学课堂小论文考核方式的设计和举例从理论联系实际的角度出发，从工程技术及设计方面入手，充分挖掘小论文的切入点，提出合理可行的、符合学生学情的小问题，研究必须查阅各类参考文献，包括论著和教科书，可以在开学第一课进行布置，论文完成后应当进行形式简单的答辩汇报，将汇报成绩按照一定权重计入期末总成绩。此种考核方式有利于学生学习角色的转变，从传统“填鸭式”被动接受知识，转变为主动参与学习和积极探索学习。在研究的过程中，倡导学生使用物理学常用的研究步骤，即提出问题，根据问题的主要特征建立物理模型，继而推测现象，做出唯象分析，进而作定量解释，最后修正理论，反复检验。小论文的题目可以多样化，而且应涉及理论力学的各个章节咱13暂。可以设计如下题目：1.牛顿摆。牛顿摆在运动的过程中，振动会逐渐衰减，直到摆球静止，请探究相关参数，例如摆球的数量、材质和排列方式对牛顿摆衰减速率的影响，并形成系统性分析，包括理论和实验。2.循环摆。将一重一轻两个物体通过水平杆上的一根绳子相连，并下拉轻物体以吊起重物体。释放轻物体后，它将围着杆扫动，从而阻止重物体落到地面，完成此实验并探究此现象，作出解释及系统分析。3.自选题。针对教材中多个相互关联的知识点，进行比较、总结、研究。例如挖掘习题中利用三大定理分别求解或联立求解的问题，写出动量定理、动量矩定理、动能定理的区别与联系，并结合具体例题进行对比分析，形成系统复习体系。对照相关的工程技术问题进行知识的深化和拓展。4.关于雪糕棒连锁反应的研究。通过轻微的弯曲，可将大量木制的雪糕棒连接在一起，实现“眼镜蛇式编织”，从而在此形状的链条中形成连锁反应。当这种链条的一端被释放时，木棒会依次迅速脱落，形成波阵面并沿着链条传播，请探究这一现象，解释其中的力学原理的相关参数。通过一系列的小论文，能够开阔学生的眼界，调动学生对基础力学知识的浓厚兴趣，转变学习基础力学的心态，提高学生复习的积极性和运用物理知识1152023 年第 17 期总第 599 期University回答现实问题能力，通过论文查阅、小论文撰写，掌握科学论文撰写的要求，对后期毕业论文的完成做好铺垫。（三）撰写课堂小论文的基本要求及步骤课堂小论文关键在“小”和“论”二字上。所谓的“小”指的是文章篇幅短小、精悍、简捷、扼要，而且题材也较小咱14-19暂。由于学生还处于学习基础知识阶段，写小论文的过程主要目的是训练学生的理论应用能力和知识梳理能力，并不是写出严格的学术论文，因此，冠以一个“小”字，表明小论文的内容比较简单、浅显。其次，从“论”来说，在小文章中包括对物理学概念、基本原理、定律等的充分理解，并由此来阐述有关的物理学问题。通过实践研究，可以阐明某个实验现象的实质，并由此提出一些看法。对于感兴趣的问题，可以经过查找资料，实地调查研究，把所收集到的材料、数据等进行加工整合，以文字内容规范表达自己的看法与意见。尽管这种课堂式小论文不同于学术论文，但它仍具备论文的基本特点，即创新能力、科学化与实践性，作为探究性学术的一个途径，也具备开放性的特点。在编写课堂小报告的过程中，各个环节都非常关键，实施的基本过程就是选择写作评审。“课堂小论文”教学活动是在学生已经完成教学任务的基础上，为丰富课堂形式，增进学生对知识点的了解，训练学生的发散思维，并检验学生对已学知识点的把握程度而开展的。因此，教学性小文章的选题不能脱离教材或者教育目标而定，可以是针对一节课或者一个章节写一些学生感兴趣有教育价值的话题。在问题的选取上，以最易发现学生对一个问题所理解的深浅程度为宜。为避免给他们造成压力，要尽可能让学生利用课堂知识去完成，文章没有一定的形式规定和模板，尽可能不给学生的思路造成阻碍，让学生自由地去做，训练他们的发散思维，以便于在掌握物理的同时把理论知识运用于实际当中，使学生真正掌握并灵活运用所学理论知识。课堂小论文活动的一般过程是，学生撰写小论文首先要确定“研究什么”即选题咱16-18暂。学生在选取课题的过程，本来是一种提出问题、探究问题、理解问题的过程，在此过程中，一般由教师把握方向、由学生发挥主体作用。选题的过程能够让学生将零散、浅显的知识点完成串联，从而形成系统性的认识。教师需要把握的是，从学生比较熟悉的特殊情况，逐步引入新内容，形成完整的知识体系；或者反其道而行之，从一般到特殊，由学生来完成一般理论的特殊化处理，分析清楚来源及适用范围，锻炼学生主动接受新思想、新方法的能力。其次要确定“如何研究”即研究方法与途径。例如如何分析问题，确定研究对象或体系，分析现象及产生的过程，找到对应的物理理论，然后有的放矢地进行文献查阅、实验设计，以及数据分析和理论解释。在这一步骤中，教师的引导和指导至关重要，可以为学生及时补充研究资料、启迪学生思维、补充认识、说明研究方法等。在课题开展研究过程中，教师也应向学生介绍一些有关的书刊和网址，帮助他们进行专业资料的分析和总结。最后完成“小论文”的撰写。对于小论文的基本框架和大纲，教师可事先作初步规定，确保学生写作时“有章可循”。例如论文要写清楚研究的主要问题，如何开展实验研究，实验设计当中的实验目的、步骤以及实验数据如何进行汇总分析等。还要写清楚理论分析的过程，利用何种理论建立了何类模型，理论分析能否验证实验结果或解释实验现象，能否做进一步的知识拓展等。对于自选类题目，教师可提前对题目是否正确进行把握和指导，对论文的进展适时地组织讨论，激发学生的灵感，提高学生有效讨论的能力。通过上述环环相扣的过程，确保学生既能顺利完成小论文的研究及撰写，又能初步体会到学术研究的整个过程及研究成果的输出。实际上，这种“小论文”的考核方式与自学、研讨、科学研究所形成的“3S”学习模式具有类似的底层逻辑，从提出问题到观察与实验，从查阅资料到数据分析与总结，实现学生自主进行探索、发现和自学的进阶，助力学生向“自我驱动”型学习模式的改变以及“以学生为主”的教学模式转变咱19暂。四、结论针对当前全面推进素质教育，着重培养学生创新实践能力的时代要求，本研究对物理学科中的理论力学课程的非标准化考核方式即“课堂小论文”进行探116参考文献：1姜芳，徐学锋，赵秀丽.理论力学课程教学改革探讨 A/北京力学会第 19 届学术年会论文集 C.北京：北京力学会，2013：512-513.2罗宁，巫静波.融合多种教学方法于理论力学教学中的探索 J.宁波教育学院学报，2017，19（04）：92-94.3刘永寿，支希哲，高行山，等.工科理论力学考试改革的理论与实践 J.力学与实践，2004，26（01）：58+68-69.4谷建生，魏环，李宏，等.大学物理教学与考核模式的思考 J.教学研究，2014，37（04）：44-45+49.5冀莎莎，吉日嘎拉.撰写“课堂小论文”促进初中生物理学习的研究与探索 J.赤峰学院学报（自然科学版），2017，33（16）：226-227.6肖令平.大学物理实验课程教学与考核方法改革 J.科技信息，2012（28）：148.7张宇.注重过程化的大学物理考核方式的研究与实践 J.知识经济，2020（11）：165-166.8胡俊丽，张旭峰，刘兴来，等.增大平时考核的大学物理教改探索与实践 J.物理与工程，2012，22（06）：56-57.9孟庆涛，薄惠丰.大学物理课程的考核方式的改革与实践基于德国演习课堂教学法 J.科技视界，2019（17）：113-114.10李俊峰.改革理论力学教学方法，培养高素质创造性人才 J.力学与实践，1998（01）：51-52.11杜惠英，李晓阳，李祥琴，等，突出能力培养，改革理论力学教学方法 J.力学与实践，1999（05）：62-64.12叶红玲，刘赵淼，李晓阳.基于 3S 学习模式的理论力学课程教学研究与实践 J.力学与实践，2017，39（01）：71-74.13王建邦，张旭峰，杨军，等.大学物理学：第三版 M.北京：机械工业出版社，2010.14彭献，唐驾时，刘又文，等.理论力学课程的教学创新与创新训练 J.高等理科教育，2007（04）：116-117+128.15张应迁，付磊，文华斌，等.工程案例教学在理论力学教学中的应用 J.教育教学论坛，2015（20）：169-170.16张琴.理论力学教学方法的探讨 J.高校讲坛，2011（33）：184.17胡俊丽，张旭峰，刘兴来，等.增大平时考核的大学物理教改探索与实践 J.物理与工程，2012，22（06）：58-59.18胡俊丽，张旭峰，刘兴来，等.以素质教育为核心的考试模式的实践与探索 J.物理通报，2012（08）：26-27.19刘永寿，高行山，支希哲.理论力学考试方式改革探索 J.西北工业大学学报（社会科学版），2003，23（02）：101-103.（荐稿人：马晓栋，新疆师范大学教授）（责任编辑：淳洁）教学体系与课程建设讨。这种考核方式的主要目标是鼓励学生多阅读与工程实际相关的书籍，掌握把实际力学问题进行理论抽象的基本方法，加以合理数学说明及推演、分析、归纳的抽象思维能力。课堂小论文的关键体现在“小”和“论”两方面，具有创新性、科学性、实践性和开放性等特点。考核过程主要包含选择课题、选定研究方法、撰写“小论文”、修改研究与交流小论文等，能够纵向贯穿所有教学模块，横向覆盖各学科知识，既有利于教师全面了解学生的掌握程度，又能实现“教学相长”的学习效果。有别于传统的期末考试加平时成绩的考核方法，这种考核方式不但缓解了传统方式重记忆、轻理解，重知识、轻能力的弊病，更重要的是突出了物理思想、物理思维的重要性，激发了学生的学习兴趣，以及将理论知识应用于实践的动力。在课程思政方面，也能培养学生的自学能力、创新能力及辩证唯物主义世界观，使学生具备一定的哲学思辨能力。117