基于突破学生学习障碍的热学教学改革探索

李斌

摘  要：热学课程是物理学专业重要的一门必修课，提高其教学效果是一个值得关注的话题。本文首先分析了导致学生在热学课程学习中存在学习障碍的原因，然后在此基础上提出改进策略，以期为热学课程教学改革提供有意义的参考价值。

关键字：热学;学习障碍;教学

热学课程是物理学本科专业的一门专业必修课。在实际教学过程中，学生反映热学知识的系统性比较差，不太容易理解，比其他物理学科学起来困难，并逐渐产生畏惧心理，导致学习效果不佳。这种不是个案，在每一年级的每个班级里都会有学生出现这种情况。为什么会出现这种现象？如何解决学生在热学课程学习上所出现的学习障碍，帮助他们顺利克服，重拾自信和兴趣，是一个迫切需要解决的问题。

一、学习障碍背后折射出的本质问题

通过对学生细心的观察、分析和与之沟通，发现学生之所以出现这种学习障碍主要是由主观和客观两方面的原因造成的。主观原因表现为学生自身的学习模式单一、学习能力不足;客观原因是由热学学科特点带来的。

（一）学生的学习模式单一

学生在进入大学之前已经进行了五年的中学物理知识的学习，主要接触的物理知识是力学与电磁学，热学知识接触的较少。在这些物理知识的学习中，应试教育比较严重，特别是最后一年，为了高考能取得好成绩，高中物理教学基本已经转变成如何运用公式和规律进行解题上，学生们的物理学习演变成了“见题目就套公式，代入数据就得答案”的一种固化的模式。这种学习模式导致学生在大学热学课程的学习中总是希望“老师课堂上讲些有用的内容，即尽可能多地讲些如何解题的方法”[1]，课后也是希望通过大量做题来理解热学知识。他们把对热学知识的学习简单化为做题，会做题就表明知识掌握了，这种只重视解题，并通过大量做题来学习物理知识的模式用在大学物理知识的学习上显然是不适用的。迫切需要学生们调整原有的学习模式，在热学知识的学习中既要关注物理规律的应用，更应关注物理思维或观点的发展，而不是单纯的去记忆物理书上的公式和内容[2]。

（二）学生自身学习能力的局限

正如前面所述，因为中考和高考的压力，中学物理教学更多体现了一种应试的学习，教师会把物理知识点像掰大白菜一样，方方面面都给同学们分析到，并针对每一个方面都进行强化训练，学生在这种单向传授的被动学习模式下，只要认真听课，按照老师的要求去做，就能取得好成绩，其主动学习、主动反思的机会很少，自主学习能力比较欠缺。到了大学后，学习内容及难度陡增，老师也不会像中学老师那样把知识嚼烂再喂给学生，更多的是需要学生自己去消化和理解。对于大学一年级的学生来说，其自身学习能力还没有来得及跟上，故而导致学习效果不佳。

（三）热学学科特点的原因

热学不同于其他物理学科，它有两种不同的、又相互补充的研究方法——宏观与微观描述法。宏观描述法揭示出热现象的宏观规律，它基于对热现象的直接观察和实验测量，总结出来普适的基本定律，运用这些基本定律可以对热现象进行解释，得出物质的宏观性质，以及宏观物理过程进行的方向等等。微观描述法揭示的是热现象的微观理论，它从物质的微观模型出发，运用统计方法，把宏观性质看成由微观粒子热运动的统计平均值所决定的，从而建立起微观量和宏观量之间的关系。这两种研究方法从不同角度去研究物质的热运动，它们相互补充，相辅相成。热学知识的学习中会不同程度的、相互交错的接触到宏观规律和微观理论，这一特点决定了学生在热学知识的学习中需要拥有多种不同的学习模式，从高中那里继承下来的学习模式就显得力不从心了。正因如此，一开始进入到热学课程的学习中，学生就有点被打懵的感觉，学习兴趣和热情很容易一下子就被压制下来，以至后续如果没有很好的调整好，就会出现学不懂的情况。

二、改革热学课程教学，帮助学生克服障碍，提高学习效率

如何帮助学生克服上述的学习困难，提高他们的学习热情和效果呢？第一，从帮助学生突破其学习障碍角度出发，通过改革热学课程的授课模式和教法来培养学生的多种学习模式，提高其学习能力;第二，通过引导学生绘制思维导图，来强化热学课程的知识结构，建立起知识间的相互关系;第三，通过评价方式的改革来合理、有效评价学生的学习效果，促进学生主体作用的发挥。

（一）热学教学中，注重培养学生学习模式的多样性

学生的学习模式受到授课模式、教法的综合影响。那种开放的、以激发学生主动学习、独立学习为目的，教学过程体现教师和学生、学生和学生之间交互的授课模式和教法有利于学生多种学习模式的培养。为此我们在热学教学中采取线上线下相结合、教师和学生共同承担、课内与课外相结合的授课模式。线上线下相结合是指借助学校网教平台，构建热学课程网络资源，开展线上、线下相混合的教学。教师和学生共同承担是指根据教学内容的特点，有些内容由教师来精讲，有些由学生自学，有些由学生来精讲。学生自学的内容由学生自行在网上自学，然后通过小组共同讨论并完成课后练习来完成;由学生精讲的部分，学生小组需事先在网上自学并完成备课，然后在课堂上由学生小组代表在全班同学面前进行讲解，最后同学之间进行讨论。课内与课外相结合是指在完成基本教学内容的条件下，教师课后给学生安排一些拓展性作业，促进学生们在课后进一步拓展学科知识，了解学科前沿发展趋势等。这样的授课模式始终以学生的学为中心，注重学生的主体性，打破了教师唱独角戏的局面，促进了知识的多向流通（学生之间、师生之间），促进了课堂教学的个性化—即“以学生独立的、自主的活动来替代班级集体的统一活动，给学生以更多的适应个性的学习活动的机会” [3]。培养了学生多样化的学习模式。

（二）采取多样化的教学方法，提升学生的学习能力

在培养学生多种学习模式的同时，还需要提升学生的学习能力。热学课程教学中可根据教学任务，通过采取不同的教学方法，来提升学生的学习能力。比如在学习“麦克斯韦速度分布”这一知识点时，采取类比和问题分析相结合的方法，通过位置空间和速度空间的类比，以学生对f（v）dv所代表的物理意义的理解为基础，通过一系列、逐渐深入的问题引导学生逐一去理解f（vx）dvx、f（vy）dvy、f（vz）dvz的物理意义，在此基础上，运用概率相乘法则，进而推论出f（vx，vy，vz）dvxdvydvz所代表的物理意义，实现学生对麦克斯韦速度分布的深入理解。再比如，在学习热力学第一定律在理想气体过程中的应用时，采取学生网上自学和课堂讨论相结合的方法。首先学生小组自行在网教平台上进行学习，并在课前写好相关内容的教学设计及教案，然后课堂上每个小组代表讲授一个过程的应用内容，讲完后，其他同学提出问题，全班同学进行讨论，期间教师给与指导。再比如，在学习完三种输运现象后，安排学生课后在自学选读材料的基础上，每个学习小组自己拟定一个题目，撰写相关的研究报告。通过这一系列的灵活多样的教学方法使学生的学习能力得到较大提高。

（三）运用思维导图，强化知识结构

基于热学学科的特点，为了便于学生能更好地把握宏观规律和微观理论的知识框架，理解宏观与微观理论之间的联系。在每一章学习完后，都会引导学生运用思维导图给出各章的知识结构，然后在整个课程结束后，还会引导学生利用思维导图给出宏觀规律与微观理论的总结构框架图，并给出两者之间的联系。通过这样的方式不仅可以强化热学知识的结构，更明确了宏观与微观两者的相辅相成的关系，促进学生对热学知识的理解与运用。

（四）改革评价方式，促进学生学习

原有热学课程的评价主体只有教师，评价内容主要涉及课堂提问、课后作业、平时测验及期末考试。为了促进学生学习方式的转变和学习能力的提高，我们将学生加入评价主体，在有些环节的评价中教师和学生都参与。评价内容上，更加关注学生在学习过程中所表现出来的思维、语言、实践等的参与情况、合作交流、理解反思、能力提升等方面。比如将课前预习情况、小组活动参与情况、网上自学情况、课后拓展资源学习情况、研究报告成绩等加入到评价内容中。通过这种更加关注学习过程的评价方式，学生能随时得到学习反馈，大大提高了学生学习的积极性与主动性，提高了学生学习的兴趣。

三、结束语

通过课后与同学的沟通，发现学生们对于这样的教学改革是支持的、欢迎的。课堂上不仅更加专心听课，而且积极主动参与课堂讨论，提出自己的见解，并针对有些问题还会在课后进行深入研究;学习中不仅关注物理知识本身，也关注物理知识背后所映射出来的思维或方法。教学实践表明：通过对授课模式、教学方法、评价方式的改革以及思维导图的运用，提高了学生学习热学的兴趣，增强了学生学习模式的多样性，提升了学生的学习能力，学习效果也明显提高。

参考文献：

[1][2] 朱鋐雄 王世涛. 是“教物理教材”还是“用物理教材教”—大学物理《热学》教学改革的尝试及其提供的启示[J]. 物理与工程， Vol.18 No.4 2008 .12-15.

[3] 俞建文. 论职业学校学生主体学习模式的内涵和特征[J] 职教论坛， 2004年3月号下， 4-10.