成果名称：大学物理分层分级教学模式的研究与实践
成果完成人：杨长铭 王阳恩 赵 明 康建虎 蔡昌梅
获奖等级：长江大学优秀教学成果奖一等奖
获奖时间：2008年
一、 研究背景与意义
《大学物理》是非物理类专业的一门必修公共基础课，授课的对象主要是理、工、农、医各专业的本科学生。我校开设《大学物理》课程的专业有41个，学生人数每届约5000名。
长江大学是一所由四校合并的地方综合性大学。刚合并时, 四校区开设《大学物理》的学时数多于10种。开设本课程的学时数杂，专业多，各专业的教学要求不相同，学生基础参差不齐，用统一的学时数进行教学显然不现实，用统一的教学模式也不能满足人才培养的需要。
通过实施分层分级教学模式，实行与专业特性相关的教学内容改革，采用现代化的教学方法与手段，规范教学过程，提高教师教学水平，能较好地对不同专业、不同基础的学生实行因材施教，打造学生个性发展的新平台，为完全学分制与《大学物理》选课制的实施积累理论依据和实践经验。
二、主要研究方法
1、将本课题分为“分层分级教学模式的研究与实践”与“《大学物理》精品课程建设”两部分内容同步进行。
2、组建理论教学、实验教学和教学管理三个课题研究组，将任务分解到课题组成员，实行经费到人、责任到人，采取任务分段实施、分段评估的方法保证项目的顺利进行。
3、课题在完成中学物理与大学物理衔接研究、《大学物理》改革现状研究、《大学物理》与相关专业课程间的横向研究的基础上，调研国内其它高校《大学物理》改革状况，参照《大学英语》分级教学模式，确定《大学物理》分层分级教学模式的总体方案，采取边研究、边实践、边总结的研究方法，全面进行《大学物理》分层分级教学模式的研究与实践。
三、主要研究内容与成果
(一)分层分级教学模式的研究与实践
1、《大学物理》分层分级教学模式的研究与实践
按照《大学物理》教学指导委员会制定的教学基本要求，根据我校专业特色及学生基础，《大学物理》分层分级教学模式如下图所示。
统一各层各级的教学学时。根据教学基本要求的指导意见，《大学物理》A、B 、C分别开设120、72、80学时。根据学校实际情况, 《大学物理》D、E、F分别开设80、54、60学时。
统一各层各级的选用教材。理工类选用马文蔚的两个版本，医学类选用梁路光和喀蔚波等编的，农林类选用胡玉才编的教材。
制定各层各级的教学大纲。根据《大学物理》课程教学基本要求，按教学体系内容的设计，以选用的教材为基础，制订各层各级的教学大纲。
《大学物理》A、B、C用各自的学时进行教学。
《大学物理》D在化工专业，《大学物理》E在水产、动医、动科专业，《大学物理》F在临床、护理专业分别用相应的学时进行教学。
改革分级专业的教学内容与课堂教学。根据简化级学生的特点，教学中尽量避免纯理论推导，对重要的物理定律、公式、结论要讲清思路，讲明来源和应用思想，而对与简化级专业相关的物理内容要细讲。讲课时间用85%～ 90%， 其余时间可对物理化学、流体静力学、生物电现象、超声医学等物理知识进行课堂讨论与物理专题讲座，使学生深刻体会物理学在其专业中的应用。同时，改变现行求深求细“满堂灌”的教学方式，采取让学生了解基本理论知识，会定性、半定量分析现象的教学方式。教学重点是教给学生物理学的研究、分析思想，培养一种科学的思维方式。
改革实验教学。对农林、医学简化级的实验教学作相应改革：减少验证型实验；增加与农林、医学应用方面的实验。
2、创建了一整套精细化的教学规范
修改完善了包括教学文件与资料、备课、课堂教学、习题课、作业批改、答疑、考试等规范和主讲教师职责、辅导教师职责、指导教师职责、新开课与开新课审批制度的《大学物理教学工作规范》。
编写了《大学物理教学指导书》。指导书包含：课题，教学目的要求，重点，难点，教学方法，学时，教学内容，教学思路，主要参考书，练习等。
编写了理工类学生用的《大学物理习题集》及《习题解答》各3套。
编写了理工类学生用的大学物理习题课辅导材料（8次）3套。
编写了农林类和医学类学生用的《大学物理习题集》及《习题解答》各2套。
制定了各层各级的《大学物理》考试大纲。
开发了考试质量分析软件，软件设置了成绩输入、考试成绩登记、质量分析、全面分析、成绩明细等5项，在试卷和考试情况分析中，对人数、分数、总分分布等多项统计用直观图表表示，对试卷每一小题的难度和考试成绩每一小题的区分度等所有信息进行分析。软件分析全面，实现了统分差错率为零。
(二)加强精品课程建设，构建分层分级教学新平台
1、加强师资队伍建设
课程通过教师的引进与派出学习、相互听课、加大教研力度等多种手段提升师资水平。引进硕士5名，派出攻读硕士学位者7位，攻读博士学位者2位。现有主讲教师23人中，博士3人，硕士18人，学士2人，博士学历由课程建设前的7.7%增至13.0 %，硕士学历由课程建设前的61.5%增至78.3%，学士学历由课程建设前的30.8%降至8.7%。高级职称由课程建设前的54%增至56.5%。
2004年以来，参加校级及以上教研科研项目共37项，公开发表论文134篇。
2、加大教学改革力度
在教学体系内容改革的基础上，注重理论与实际、注重大学物理知识在科学技术及生活实际中的应用，特别是在石油工程、农林和医学中的应用。加强近代物理的教学，根据各不同专业增加了相关内容和专题讲座8学时，教师根据学生专业特点分学期开设，每学期4学时。
调整开课时间。考虑到先修课程《高等数学》学完后再开设《大学物理》效果要好，《大学物理》教学在大学二年级开设。
优化教学组织与安排，第一学期完成力学、热学、机械振动和波、光学的教学任务；第二学期完成电磁学、近代物理的教学任务。
《大学物理》课外作业以活页习题的方式进行。每次课10道题：选择题5道，填空题3道，计算题、或证明题、或问答题2道。每学期的习题分课次编印成册，学生课后用统一的练习答题纸顺次往下做。
《大学物理》开设习题讨论课。习题课和讨论课占总学时15％，约16学时。力学、热学、振动和波、光学、静电学、稳恒磁场、电磁感应、近代物理各2学时。每次习题讨论课前发给习题课资料，习题课资料包含教学基本要求、内容提要、相应单元的练习解答、课堂例题及解答等。
《大学物理》习题集和习题课资料由教务处印制和发放。
在平时成绩中加入优秀作业、平时提问、参加物理讲座、课程内容小结、小论文等内容。
开发制作了与实验全开放相配套的学生网上预约系统和教师教学管理系统软件。全面实行开放式演示实验辅助教学。课堂上难以进行演示的，学生课下在开放演示实验室自己动手实验，并有教师讲解和指导。
3、教学方法与手段的研究、优化与使用
教学方法应贯彻启发式和形象化等原则，通过幻灯、录像、动画、多种媒体等各种途径加深学生的印象，提高教学效果。
在教学方法的使用上，进行了传统教学与现代化教学、数学演绎与定性归纳、诱导启发与自主学习、经典理论与现代科技、课堂教学与课外教学、课堂训练与课外训练、课堂演示与开放演示实验、课堂讨论答疑与课外讨论答疑8种相结合教学方法的探索。
4、教学条件建设
在教材建设方面，主编出版了《大学物理教程》(上，下)，《大学物理教程学习指导书》，《大学物理实验》(3部)教材。
自编了《大学物理教学指导书》、《大学物理习题集》等一系列教学资料。
增加了30多万元的演示实验设备，并购置了由清华大学开发研制的物理演示实验软件。
在自己开发的试题库的基础上，又购置了《大学物理》国家试题库。
完成了《大学物理》网站建设，所有教学资源全部上网。实现了理论教学、演示实验、实验教学开放。
开发制作了与分层分级教学相配套的《大学物理》多媒体课件，实现了全部课程用多媒体辅助教学。多媒体课件在制作技术上采用了一个页面左右两个内容模块交替延时显示，相当于两块电子黑板，一边的教学内容被“擦掉”书写新内容时，另一边的教学内容仍然被保留，便于学生做笔记，解决了使用多媒体课件上课时学生做笔记难的教学难题。
(三)公开出版的教材与发表的教研论文
1、课题组成员主编出版的教材
《大学物理教程》(上，下)，赵明等主编，北京邮电大学出版社2005年出版,教师参考书；
《大学物理教程学习指导书》，赵明等主编，北京邮电大学出版社2005年出版,学生参考书；
《大学物理实验》，杨长铭主编，武汉科学技术出版社2000年出版，本科学生2005年前使用教材，2004年获校级教学成果二等奖；
《大学物理实验》，杨长铭主编，武汉大学出版社2005出版，本科学生2005年3月至2008年7月使用教材；
《大学物理实验》，王阳恩等主编，科学出版社2008出版，2008年9月至今本科学生使用教材。
2、课题组成员公开发表的教研论文
2004年以来，公开发表的教研论文有：“工科《大学物理实验》教材建设与实践”；“任意形状载流线圈在远处任意点激发的磁场”；“推导均匀弦中横波波速的两种方法”；“安培环路定理的一般证明”；“长江大学物理实验课的教学研究改革”；“工科物理实验培养学生创新能力探讨”；“基础物理实验教学及管理的改革探讨”；“开放式物理实验教学的成绩评定探讨”；“物理演示实验教学改革探讨”；“浅谈判决实验在物理学发展中的作用”。
四、研究成果的应用与推广
(一)研究成果的应用
1、从2005年开始，《大学物理》分层分级教学模式在全校41个专业开始实践。分层分级教学资料：《大学物理教学指导书》、《大学物理习题集》及《习题解答》、习题课辅导材料、考试大纲、七统一的一整套教学规范等开始应用于各层各级的教学中。
2、在2004年建成开通《大学物理》课程教学网站，多媒体教学积件库、试题库、教学档案资料库、教学课件、教学录像、教材和教学参考书、教学动画等各种教学资源全部上网。
3、从2005年开始，自制的多媒体课件应用于《大学物理》教学实践中。
4、从2005年开始，开发的考试质量分析软件应用于《大学物理》教学实践中。
5、从2005年开始，教师和学生使用出版的教材作为参考资料。
6、从2007年开始，《大学物理》演示实验对全校学生进行了开放式教学。
(二)研究成果的推广
1、《大学物理》2005年被批准为湖北省省级精品课程。在学校召开的教学工作讨论会上，介绍《大学物理》分层分级教学改革经验和《大学物理》省级精品课程建设经验，外语学院还专门组织教师到我院考察分层分级教学情况。
2、创建的七统一的一整套教学规范，特别是《大学物理习题集》和习题课辅导材料的应用，已被省内多所兄弟学校借鉴和应用。
3、自制的《大学物理》多媒体课件被省内多所兄弟学校借鉴。
4、公开出版教材3部，发表教研论文10篇。
5、2004年建成的《大学物理》省级精品课程网站年均访问量达到2万人次，为其它学校的《大学物理》教学改革及精品课程建设提供了参考材料。在每次的《大学物理》年会上，国内的同行们对《大学物理》精品课程网站丰富的教学资源给予了积极的评价。
五、社会影响
1、成果创新点: 《大学物理》分层分级教学、创建了一整套精细化的教学管理规范、多媒体课件制作创新，委托湖北省科技信息研究院查新检索中心检索， 查新结论为：“所检文献中未见与课题委托单位提出的《大学物理分层分级教学模式的研究与实践》项目查新要点相同的研究报道。”
2、《大学物理》课程于2004年12月列为长江大学校级精品建设课程，于2005年被批准为湖北省省级精品课程。
3、在2007年教育部对长江大学的本科教学质量评估中，评估专家对《大学物理》的课程建设和教学给予了充分地肯定和好评，两位被专家听课的教师均评级为优秀。
4、在长江大学两年一届的青年教师讲课比赛中，《大学物理》2006年参赛的两位教师以总分排名第一和第二获得两个一等奖，2008年参赛的两位教师以总分排名第一和第三获得两个一等奖；在2008年，省工会组织的全省高校青年教师讲课比赛中，《大学物理》教师获一项三等奖。
5、通过分层分级教学模式的实施，《大学物理》课程教学效果显著提高。各层次《大学物理》考试平均分逐年提高，考试班级最高平均分也逐年提高，学生主动写《大学物理》课程小论文的越来越多，《大学物理》的教学效果得到学校其它院系的肯定。
6、《大学物理》课程进行了每届一次的学生问卷调查。在2004年、2005年、2006年、(2007年调整)、2008年《大学物理》课程学生问卷调查中，学生对《大学物理》课程教学效果总体评价满意率分别为90.4%、93.5%、88.0%和90.0%。
7、《大学物理》多媒体课件于2007年获校级多媒体教案三等奖，在历年的学生问卷调查中，学生对《大学物理》多媒体教案评价满意率都超过80%。
六、有待进一步研究的问题
限于学校管理等多方面的原因，《大学物理》分级教学没有打乱班级和专业，这有待于学校完全学分制与《大学物理》选课制实施后再继续研究和实践。
