陈漓 百色学院物理与电信工程系 533000
摘要 以信息论和控制论为基础，对大学物理课堂教学模式进行改革，构建“大信息、多媒体、全开放”的开放式大学物理课堂教学模式。
关键词 大学物理 教学模式 开放性
长期以来在我国高校大学物理这门课程多数教师都是采用讲授法来完成教学任务的。一方面随着高校的不断扩招，现在高校理工类的大学物理课程基本上是采用大班教学的形式，而讲授法由于可以在比较短的时间内面向较多的学生进行系统的知识传授和解答，同时，讲授法在教学过程中，便于教师对教学过程的控制以及导引，教学活动的开展也相对来说较为简单易行。讲授法虽然对知识系统的传承起到很好的作用，但其弊端也是明显的。首先根本达不到启发学生思考的目的。而且有的时候，教师虽然也想对学生提出一些具有启发意义的问题，但是学生思考的兴趣明显不足，得不到学生的积极响应；其次运用讲授法进行教学时教师主要考虑的还是能不能在规定时间把尽量多的知识灌输给学生，对于学生的能力是否会因为大学物理这门课而提高，则没有得到足够的重视。
二十世纪五十年代以来，随着科学技术的迅猛发展，特别是信息论、系统论、控制论、人工智能、电子计算机的产生，对教学实践和教学研究影响深刻，教学改革方兴未艾，各种各样的教学和学习模式相继出现。“大信息、多媒体、全开放”的开放式教学模式，正是在这样的时代背景下推出的：
大信息－－通过对教学的认识结构的优化，对信息传播的实时控制和反馈，使之达到单位时间内信息量传播的高效性。
多媒体－－教学多媒体，是为了达到某个教学目标，综合利用多媒体组合而成的教育技术系统。
全开放－－通过学科之间、教学活动、教学内容，实现“教”与“学”双边活动的全开放。
一、大信息与课堂结构的优化
“大信息”是对课堂教学中量和质的要求，要提高单位时间的信息量，首先要优化课堂结构。
在教学课堂进行信息交流和及时反馈是教学中最具有活力和最有成效的多边活动，在这里我们说的信息交流，实际上是指课堂教学中教师与学生、学生与学生之间的交流。教学是一个复杂的系统，它由知识技能和教师指导、学生学习、反馈评价等要素组成。课堂教学必须采取“信息输入－－信息变换－－信息贮藏－－信息输出”的开放式教学结构，通过信息变换，实现生生互动及师生之间的信息交换。教师在设计信息输出程序时，要做到输给学生的信息适合学生的认识水平，且有益于提高学生的学习兴趣，达到优化信息输出的目的。那么，课堂上怎样才能实现信息交流与反馈的优化？一是分组讨论是实现信息交流量大的有效途径。现在的教学大班一般都有近百人，这样多的学生坐在同一间教室里听同一个教师讲课，教师把信息传输给学生，学生通过举手回答问题等形式将信息反馈教师。这种教学方式实际上仅仅是部分学生参与教学活动，其余学生“陪堂”，因而其信息交流量达不到优化目的。对此，教师应设计一些有思考和讨论价值的问题，组织学生分组讨论，让他们互相激励，以扩大信息交流量。二是让学生自己提出问题是实现信息交流的好方法。“让学生自己提出一个问题比让学生回答一个问题收效大得多”。因此，我们的教学要从“会答”转到“会问”上来。既可以师生之间互问，也应当鼓励学生之间互相问答，更可以学生提问教师回答。
控制论认为，任何系统只有通过信息反馈才能实现控制。课堂上信息的有效控制，目的是让学生及时地将信息反馈给教师，为教师的教学信息再输出提供调控的依据；同时，教师又将信息反馈给学生，使学生及时调整自己的学习活动。
二、多媒体与教学手段综合化
（一）现代媒体的作用
教育的目标是培养现代化的人，而培养现代化的人离不开现代化的教育手段。
传统课堂教学是完善无缺的吗？不可否认，传统的课堂教学具有丰富的遗产和宝贵的教学经验，在这种教学方式下，教师能用三言两语把某个复杂的问题讲得清楚透彻，并带有强烈的感情色彩和逻辑关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它是任何现代技术所不能代替的，其简便易行又是不可企及的，传统教学中的讲授，演示、练习等教学方法至今仍有强大的生命力，但传统教学的局限性和不足亦十分突出，传统教学的局限来自教师－－课本这种简单媒体传递结构的限制，我们知道，提高教学效率的重要途径是增加学习过程中的教学量和知识量（在学生可接受的前提下）。
从信息论基本公式：Ｃ＝Ｂ·log２（１＋Ｓ）
（公式中Ｃ表示信息传输量／秒，Ｂ表示频带宽，Ｓ表示信噪比）
人类交谈频带宽约3000赫兹，音乐频带宽10000赫兹，黑白电视4兆赫，彩色电视6兆赫兹，多媒体计算机网络输出系统的频带甚至可达几十兆赫（由于多媒体网络的相互补充可以保证信息的准确传递，所以多媒体计算机网络信息通道干扰极小）。
从信息论和控制论的观点中，也可以看出发挥多媒体的教学功能具有重要作用。现代教学理论认为，教学过程是一个开放系统。因此，教学中在人的感觉阈内，尽量增大频带宽度，提高信噪比。具体地讲，通过各种教学手段，创造物理情境，使学生获取最大程度的信息量，做到这一点，恰当地选择教学方法、教学手段是至关重要的。
在传统教学模式下，由于受信号－－噪声功率比和频带宽的限制，通过教师讲课所传播出去的信息量只能维持在较低的水平，这种课堂教学不可能大幅度提高容量和密度。
此外，传统课堂教学进行个别化教学的能力极差，传统教学的这一缺陷已由对教学时间的研究而得到证实，研究表明，每个学生和教师单独交流的时间每天不足一分钟，一个教师教很多学生时常常无暇顾及个别学生，教师也被的这一缺陷所困扰。
综上所述，传统课堂教学的主要缺陷是信息功能弱，个别化教学能力差，这些缺陷是由传统教学的传递结构所决定的，不是改变教法所能弥补的。为了解决传统教学所面临的难题，为了能大幅度提高教学效率，我们别无选择，只有变革“生产工具”。而这一重任只能由教学多媒体来承担，因为多媒体就是用于存储、处理和传递信息的工具。
（二）“教学多媒体”的含义
在教学中，各种媒体，无论是传统的还是现代的，各有长处，在教学过程中，继承传统教学媒体中的合理部分，恰当引进现代化的教学媒体，并使二者有机结合，各展其长，相辅相成，构成教学信息传输和反馈调节的优化教学媒体群。这就是教学多媒体。教学多媒体，是为了达到某个教学目标，综合利用多媒体组合而成的教育技术系统。这种综合利用，不是简单相加，而是将组成这种综合系统的每一种媒体有机结合，其整体功能大于各独立媒体功能之和。随着科学技术的深化发展，教学多媒体必将在教育领域里广泛获得应用，人们不再满足于传统的教学模式，而是向着大信息、大容量、高密度、快节奏、全开放的现代教学多媒体的方向模式发展。
三、全开放－－开放性的物理教学
教学形式决定于教学内容。由于物理教学涉及到科学、技术、社会等多个方面，这就决定了物理教学形式必须多样化，应改变封闭式的课堂模式，实行开放式的教学。在教学实践中，教师应做到以下几点：
（一）建立良好的师生情感
学生在教学中，既进行认识性的学习，同时也进行着情感性的学习和交流，两者是密切联系的。教师在教学中如能把情感因素与智力因素结合得好，可以使学生在愉快的气氛中，把智力活动由最初简单的兴趣，引向热情而紧张的思考，从而提高学习成绩，所以，教师要热爱自己的学生，要关心他们的学习和成长，特别是对一些基础差的学生更应如此，当学生在学习中遇到困难和挫折时，教师要耐心地帮助他们分析原因，找到解决问题的方法。
（二）强化课堂中的情感教学
如果教师在教学中能够培养学生热爱物理的情感，那么就可以激发学生强烈的求知欲和学习的热情。在物理教学中，教师要有意识地将教学内容与实际联系起来，让学生感到物理学不仅存在于课堂中，而且存在于日常生活中，使学生知道物理学与人类社会的关系极为密切，从而产生学习物理知识的责任感。教师在传授知识的过程中，要不断地向学生介绍物理学在科学技术应用中的新理论、新知识、新技术，以及这些成就对人类社会的巨大影响。如纳米技术及应用、多普勒效应及应用、超声波及应用、现代战争与电磁武器、磁现象及磁应用、次声波及其应用，地震，红外及应用、激光及其应用、静电除尘、涡流与电磁炉等，以激发学生奋发学习；结合教材内容，讲述物理学史和中外物理学家用毕生精力去从事物理的研究和探索的事迹，教育他们，使学生萌发献身科学的愿望。
（三）物理教学与实践相结合
以物理学基础知识为内容的大学物理课它所包含的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上的应用的初步知识是一个高级工程技术人员所必备的。生产实践活动不但使课堂教学和实践得到良好结合，而且对培养大学生的创业技能起到重要的作用。物理教学任务既要建立系统的物理知识网络与学科能力,也要使学生具有初步运用所学物理知识解释或解决现实生活中的问题的能力,要通过物理教学活动,使学生也能认识到物理学在生活中、生产中和现代科技中所起的重要作用,物理学与我们的生活息息相关。
（四）开展大学生科技创新性实验
大学生创新性实验强调的是自主性、探索性、实践性和协作性。旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式，倡导以本科学生为主体的创新性实验改革，调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法、提高其创新实践的能力。以创新性实验为基础，将实验的内容融入到物理教学中。
四、结束语
搭建“大信息、多媒体、全开放”的大学物理开放式的教学服务平台，建立开放的教学内容体系；丰富教学方法和教学手段，拓展开放的教学空间；充分提高大学生的学习动力以及深化大学物理课程的教学改革的尝试，对其它学科也具有较大的借鉴作用，因而具有较强的实用价值。
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论文作者:陈漓
论文发表刊物:《中国科技教育·理论版》2013年第11期供稿
论文发表时间:2014-1-8
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