基于黑箱理论的高职物理模块化教学改革

　　一、序言
　　有过五年制高职教学经历的老师都有同感：头疼、胸闷、身心疲倦，不好教，不好管。面对老师们的感言，领导指出：没有教不好的学生，只有教不好的先生。此言不啻为一重捶，警醒我们，是我们的教学出了问题。我们曾是精英教育时期选拨出来的学生，太看重系统性、完整性，如今，若不放弃传统思维，这场教与学之间的矛盾将持续发酵。有一个理论叫作黑箱理论，它可为我们的教学改革提供一种启示。黑箱理论本是人类社会在认知未知世界的一种研究方法，是指那些既不能打开，又不能直接观察内部状态的系统，我们把它设想为一个看不透的“黑箱子”，只需注意外界信号对它刺激，观察它作出何种反应，去寻找前后输入输出关系，找到事物前后关联的规律，达到解决问题的目的就行了。比如，汽车是一种交通工具，使用者不必了解其内部结构，照样能驾驶上路。
　　二、物理学的地位和高职物理教学现状
　　物理学是整个自本文由论文联盟http://收集整理然科学的基础，其思想方法和研究方法广泛应用于自然科学各领域，物理学摧生了近代高新技术。如：电力工业、通信技术、it产业、核能利用等都是物理学理论发展的产物。在知识经济时代的今天，高新技术产业，成为时代发展主要支柱，具有创新能力的科技人才是这一支柱的主体。如何培养科学素质、科学思维方法，形成科研应用能力。物理课的学习意义在于：一是通过学习基本概念和基本规律，提高科学文化知识，为后续学习打基础。二是了解物理学基本发展史，熟悉理论和规律，培养科学思维观和辩证唯物观。WWW.11665.COM三是通过物理学实验、抽象思维、逻辑推理、数学运算和学习能力的训练，提高分析问题和解决问题的能力。
　　然而，高职物理的教学现状不容乐观。存在的主要问题有：一是对高职物理教学的重要性认识不足，物理学的基本规律渗透在自然科学的一切领域，运用于生产技术的各个部门，是工程技术特别是高新技术的基础。高职教育的目标是培养应用性、技能型高级人才，对传授理论主张“实用为主,够用为度”，这一主张很大程度上被人曲解，成为了片面强调专业技能的口实，以致于在课程设置方面成为了一把利剑，挥向了物理课程。二是授课老师的主观愿望与学生接受能力两者之间出现脱节，物理学几千年的历史沉淀，尤其是最近两百年来的发展，形成了近乎完美的体系，庞大的知识信息资源和缜密的逻辑思维都成了物理老师不舍的教学素材。高职学生基础总体偏低，而且存在层次差异，对庞大的信息接受消化阻塞，对逻辑思维、数理推导天然抵触，教与学之间矛盾尖锐。三是教学实验条件差，设备陈旧，不能满足高等职业教育物理教学的需要。四是物理教学与专业教学的衔接不够，不能适应不断变化的专业教学的要求。
　　三、高职物理教学模块化设计
　　模块化教学（mes）又称模块式教学法，是始于上世纪70年代的一种较先进的教学模式。这种教法是在深入分析每个专业特点的基础上，将教学大纲和教材开发成不同的教学模块，形成的组合式教学方法。其教学目的明确，每个模块的课程设置是在分析学生的专业能力后，根据培养的人才应具有的知识、能力和素质，尽量精简次要内容，按需施教、学用一致[1]。高职物理模块化教学是教师在学生物理基础知识、专业需求等因素进行综合考虑之后，将物理课程的内容划分为不同的模块，对不同专业、不同层次的学生进行有针对性的教学。从面使学生物理学习的效果达到最优化的一种教学模式[2]。对我院物理教学模块的设计源自我院专业设置特点，我们享受着物理学发展成果给我们带来物质与精神文明的同时，也深切的感受到过量的物理因素给我们带来的困扰。如：悬浮物质污染、热污染、噪声污染、放射性污染、光污染及电磁波污染等物理性污染，极大地影响我们的生活质量，甚至危及着我们的生存环境。因此面向环境保护类的高职学生及其后续课程发展需要，准确选择教学内容、设计高效教学模块。在设计中要遵循以下原则。
　　1.针对性原则五年制高职学生，他们年龄小，学习基础差，课堂接受能力低，缺乏自律，无学习动力和学习目标，大部份学生在成长过程中饱受亲情缺失、经济环境恶劣和周围群体崎视等多重纠葛，多有性格残缺、敌视环境情结。他们中很多人可以说是大学生中的另类，被视为弱势的大学生群体。针对性原则就是指在教学实践过程中，根据学生的个人特点、现实基础、学习能力和态度等主客观条件，合理地确定教学内容，选择合理的教学方法手段，以符合教学实际需要。
　　2.实用性原则笔者曾与一位加拿大留学归来的朋友有过一段对话，他供职于教育行政管理部门，在一次业务活动之余，谈及加国的人不如华人机灵，在对待交通事故汽车受损修复时有完全不同的处置方式，比如说一个车门受损，中国人肯定是拆下，敲打复位，重新上漆。而加拿大人则是整体更换。暂且不去评说谁比谁更好，单说处在汽修服务最前沿的员工，加国人原来不必全懂钳、焊、铆、漆等工艺。这段话实际对我们物理教学者是个很大的启示，我们曾受过专门的物理专业学习和训练，钦佩物理学理论的成熟与物理学体系的完美，我们在这种完美意识驱驶下，形成了固有的教学思维，似乎不把物理学完整的教授给学生就没有尽到责任。实用性原则就是要放弃这种思维，打破物理学体系的完整性，放弃不必要的内容，选择满足实际需求的物理知识组织教学。
　　3.可持续发展原则《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》提出了创建终身教育体系和学习型社会的目标要求。模块化教学设计要面向未来，在强调实用技能为主的前题下，也要为学生今后发展打下基础，一方面是有效提高学生职业岗位能力，满足从业需要，另一方面，也要有效的提高学生的学习能力，适应学生未来继续教育需求和自身素质提升，应对可能出现的职业岗位变化。
　　四、黑箱教学模块建设与教学实践
　　目前，高职教育改革面临一个瓶颈是：理论学时与实践学时分配矛盾突出，多门学科深感理论学时不够用，面且在理解“必须、够用”尺度时不易把握分寸。黑箱教学方法能较好的解决职业教育理论教学过程中出现的这一瓶颈现象[3]。
　　在控制论中，通常把所不知的区域或系统称为“黑箱”，把全知的系统和区域称为“白箱”，介于黑箱和白箱之间、能够部分可知的系统称为“灰箱”。针对具体的教学对象，确定了教学模块后，结合课堂环节将这些模块细化为适应课堂特点的子模块，将课堂所涉及的知识点或知识群进行封装，形成教学子模块群，按照黑箱理论，将这些子模块群分为黑箱、灰箱、白箱。顾名思义，不同的模块采用不同的教学方法。
　　如声学模块，所涉及到的知识点很多，对其中的波动方程、声波干涉、衍射现象可黑化封装。根据不同的对象可有不同的讲授深度和广度，如果是环境监测的学生，重点关注声音的一个属性：能量。如果是分析专业的学生则还要关注另一个属性:频率。如果是环境治理专业的学生则还要关注声音的传播。所以针对不同的对象可以把教学模块设计为完全的“黑箱”，也可减轻灰度，使教学模块变成“灰箱”甚至“白箱”。
　　五、结束语
　　通过黑箱模块化教学改革，提高了学生的认知效率，使学生产生了对未知世界的好奇心，进而激发了求知欲，提高了学生的观察能力和综合判断能力。这种授课方式有一定的跳跃性，促进了学生的发散思维，培养了学生多角度认识事物能力。黑箱模块化教学法真正贯彻了“必须，够用”的原则，有利于一线应用型、实用型人才培养。