刘瑾
云南大学资源环境与地球科学学院
[摘要]本文介绍了麻省理工大学的TEAL教学计划，针对大学普通物理课程，提出了拓展教学方法、改进教学手段、补充课堂演示实验几方面具体的课程教学改革计划。
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关键词 ]TEAL教学模式;可视化;互动式教学
一、大学基础物理教学现存的问题
在过去很长的一段时间，我国现行的教育体制中占支配地位的看法是：大学物理课程是为专业课服务的。甚至很多国内外知名的专家都认为基础物理课的大部分内容在专业上根本用不到，这种功利的观点自然也顺理成章地灌输给了学生，尤其是非理论物理专业，很多老师和学生都忽视了基础物理课的重要性以及其中真正应该被传承的物理精髓。随着信息时代的到来，各行业对人才基本科学素质的要求不断地提高，物理课程的重要性也逐渐得到了广泛的认同。
就目前的实际状况来看，在全国各大高等院校中大学物理课程仍然以传统的大班授课为主。事实上，这种以教师为中心的授课模式并不利于师生之间的互动，学生在学习过程中遇到的困难无法获得即时的帮助。加之理论和实践分开授课，彼此之间内容缺少衔接。在这种模式下，学生往往会觉得教学过程被动沉闷，缺乏参与感。久而久之，学生自主思考学习的积极性很难被调动起来，更令人沮丧的是大多数学生们似乎已经习惯于接受这种课堂抄笔记考试凭记忆的学习模式。基于以上情况，如何利用现代化多方资源来改进大学基础物理课程的教学是值得教育工作者们深入思考的一个问题。
二．TEAL教学模式
TEAL(The Technology-Enabled Active Learning)是麻省理工学院（MIT）2001年针对大学物理电磁学课程建立的教学计划，其中涉及到充分运用多媒体技术进行仿真模拟和可视化的过程[1]。鉴于McDermott教授1991年的调研结果，大班课程中存在一系列消极的学习现象，该计划最初的设计目标是针对MIT基础物理的大班课程进行教学改革，以减少成绩不合格的比率，同时提高学生对物理概念的理解程度。随着计划的实施和学生的积极配合，这种人性化的教学模式很快就获得了立竿见影的效果。
三．教学改革的新思路
（一）教学方法多样化
借鉴麻省理工大学的TEAL模式，进行以下几种不同形式的互动教学：讲述物理现象和规律时结合课堂演示实验同时进行；在讲完某章节内容后提出一些思考题供学生在课堂上进行短时间的讨论；鼓励学生在课余时间运用科学计算软件解题（如Matlab），或尝试制作相关实验和基础模型的模拟动画；除日常的书面作业外，附加一些网络提交的预习作业，迫使学生在上课前进行相关知识的阅读；在实施基本的理论课考核制度外，适当进行随机小测验，让学生在课堂上花10分钟左右的时间完成，以此作为平时成绩的评定参考；另外对积极思考表现突出的学生进行适当嘉奖；此外，每学期都进行一次个人授课评价的问卷调查，从学生中直接获得客观的意见，不断完善课程教学。
（二）教学手段的改进
随着现代技术的更新、硬件的改善，多媒体已经成为高校的主要教学手段。多媒体技术集文字、图像、色彩、声音、动画、影像于一体，可使课堂教学形象、直观。从目前的实际情况看，国内高校大学普通物理教学中多媒体技术的使用还很有限，大多数教师制作的电子课件仍局限在文字和图片上。虽然相比传统黑板加粉笔的教学模式，幻灯片对教学的效率有很大提高，节省了大量书写和作图的时间，但对于讨论一些特定的物理现象就必须借助更丰富的技术手段，如在讲解复杂的、瞬时变化的、缓慢演化的、物体内部的以及其他现有实验条件无法演示的三维运动情况时，先进的可视化内容形式可使学生有更直观的感受，同时能够将各种复杂的概念及其相互关系描述成空间的和动态的图像，对调动学生学习的主动性起着重要的作用。在现代大学中多媒体教学虽已普及，但对于不同学科不同课程，如何合理地运用多媒体最大程度地提升教学效果仍然是个值得探讨的问题。
（三）补充课堂演示实验
目前国内高校的物理教学都有重理论轻实验的现象，原本在理论授课过程中应该有相应的实验演示，由于诸多原因，演示实验很少能按照实际需要进行。目前开展的物理实验主要是以独立的实验课（学生分组实验）为主，即由物理科学学院安排实验课老师统一教学。
在对经典的基础物理课程进行教学改革的过程中，课程内容、课程结构等往往都经过很长时间的推敲、实践，是相对成熟的方面，很难有新的突破。但随着现代科技的发展，数字学习，移动学习等前沿的学习模式逐渐兴起，创造“无处不在，无时不有”的“泛在学习”己成为各国教育界的下一站目标。因此，高校的教育者唯有合理地利用各种资源、有针对性地灵活变换教学模式，才能在最大程度上调动学生的主动性，立足于学生从根本上改善教学效果，实现教育领域根本性的变革和发展。
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参考文献
[1]Dori,Y.J.,and Belcher,J.W.,Can We Improve Students’Understanding of Electromagnetism Concepts through 2D and 3D Visualizations? Presented at National Association for Research in science Teaching (NARST 2003), Philadelphia USA, (2003).
[2]Andreas S.,Dynamic Line Integral Convolution for Visualizing Streamline Evolution. IEEE Transactions on visualization and computer graphics. VOL. 9(3), 2003.
基金项目
本文受云南大学资环学院教学研究项目资助（项目编号：2013CJ003）.