淺談教學改革與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
——以物理教學為例

● 劉文利 李 蕾 劉東紅

淺談教學改革與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)
——以物理教學為例

● 劉文利 李 蕾 劉東紅

作為自然科學的一門基礎學科，物理學是研究自然界物質(zhì)運動的最普遍、最基本的規(guī)律和物質(zhì)結構的學科。物理學實驗是人類科學認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎；物理學理論則是建立在實驗基礎上的一套嚴密的邏輯結構體系，是基礎科學的典型范例。科學技術的進步和社會生產(chǎn)力的發(fā)展都離不開物理學發(fā)展的推動。作為現(xiàn)代科技進步代表的納米技術、計算機、超導、生物工程等全部都與物理學的發(fā)展密切相關?？梢哉f物理學是一切科技文化的基礎科學之一。[1]

在人類探索未知世界的過程中，物理學展現(xiàn)了一系列科學的世界觀和方法論，深刻地影響著人類對客觀世界的看法、人類的思維方式和社會生活。物理教學的主要任務不僅是系統(tǒng)地教給學生基礎知識，更重要的是教學生科學方法，使學生掌握科學研究的能力和創(chuàng)新研究的手段，形成創(chuàng)新思維方式。因此，它在培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，提升學生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新能力等方面具有其他課程不能替代的重要作用。

一、轉變物理教學觀念

創(chuàng)新是推動社會進步的動力，面對日益激烈的競爭，世界各國均已認識到人才創(chuàng)造力競爭的重要性。中國有著豐富的人才資源，但其創(chuàng)造力的潛質(zhì)還未得到充分開發(fā)。面對這種局面，物理教學改革勢在必行，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)應始終貫穿在整個物理教學過程中。觀念創(chuàng)新是教學改革的先導。培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，是時代發(fā)展和社會進步對教育的新要求。然而，長期以來我們國家的教育卻一直把學習已有的工業(yè)文明成果作為學生培養(yǎng)的首要目標，注重知識的傳授，把教學過程多理解為知識積累的過程，對學生的評價立足于掌握知識的多少，而忽視了學生潛能、創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)在的大學生，入校前接受了十幾年的應試教育，多年形成的慣性思維模式容易帶到大學的學習中，對基礎理論課的學習往往側重于應付考試和拿學分上，而忽視了基礎理論內(nèi)涵的學習及科學素質(zhì)的提高，這些知識和能力恰恰是他們離開學校后學習新知識，新技術的必要基礎，也是一個科學工作者和工程技術人員應必備的科學素質(zhì)。因此高校物理教學的觀念和內(nèi)容方式亟待轉變和調(diào)整。

要沖破傳統(tǒng)的教育教學觀念，大力倡導創(chuàng)新教育理念，積極倡導和實施研究性人才培養(yǎng)模式。在物理理論和實驗教學過程中以教學內(nèi)容和學生的知識積累為基礎，注重營造一種類似科學研究的教學環(huán)境和氛圍，通過課程教學體系、教學方法和教學方式的改革，注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，切實提高教學質(zhì)量和教育水平，引導學生主動學習，主動思考和主動實踐，自主地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而達到積累知識，培養(yǎng)能力，提高科學素質(zhì)的目的[2]。

二、改革課堂教學內(nèi)容和方式

物理教學改革主要是物理課程體系的改革和教學方式、方法的改革。

關于物理教學內(nèi)容的改革，主要是優(yōu)化課程體系，進行課程整合。由注重基礎知識講解向能力培養(yǎng)轉變，突出教學內(nèi)容的先進性和實踐性。例如，通過精講經(jīng)典內(nèi)容，加強近現(xiàn)代內(nèi)容，聯(lián)系前沿發(fā)展，介紹實踐和應用，激發(fā)學生創(chuàng)新性思維；注意與高中物理的銜接，將與高中物理內(nèi)容相重復的部分進行精簡和壓縮，提高授課內(nèi)容的起點，使學生明顯感到內(nèi)容的拓展與深入，有興趣，有吸引力。物理學的研究和發(fā)展蘊含著極其豐富的科學思想和研究方法，在物理教學中，有意識的指出物理學定律和原理形成的過程和背景，使科學家的人文素質(zhì)體現(xiàn)在物理教學中，將物理學研究的豐富的思維方法滲透到物理知識的具體內(nèi)容中去，使學生不但系統(tǒng)學習到物理基礎知識的內(nèi)容，而且了解這些原理形成過程中的創(chuàng)新思想和科學方法，使對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿到整個物理教學過程中。同時要增強教學內(nèi)容的前沿性和先進性，通過穿插、滲透和拓展近年來出現(xiàn)的新的物理思想、理論和方法，有條件可開設一些物理學高新技術應用專題講座，引起學生對前沿問題的興趣，引導學生提出各種問題并進行進一步探討，在這個過程中也對學生進行了嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)目茖W作風和嚴密的科學思維方法的培養(yǎng)和訓練。此外，教學內(nèi)容上還應具有一定的創(chuàng)造性和探索性。在教學實踐中，要注重培養(yǎng)學生的探索和創(chuàng)新精神。以實例告訴學生目前正在開展的一系列研究是如何適應科技發(fā)展的，這樣的講授可以啟發(fā)學生進行創(chuàng)造性研究的欲望[3，4]。

鑒于現(xiàn)有教材所選擇的內(nèi)容大多是普遍公認的既定理論體系規(guī)范化的內(nèi)容，為了培養(yǎng)學生的科學批判精神和探索能力，教學中除重點講解主流派別的觀點外，還應適當講解一些與之有差異甚至根本對立的一些學派的觀點和理論，并且要對各家的理論觀點進行分析、評價，從而給學生留下進一步探討的線索。這樣可以引導學生在思考中學習，有助于培養(yǎng)學生的科學批判精神[5]。

關于物理教學方法的改革，主要是應在教學中根據(jù)實際情況，綜合運用多種教學方式，發(fā)揮教學方法的整體功能，在培養(yǎng)和鍛煉學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力上獲得最佳的教學效果。發(fā)現(xiàn)法教學是一種典型的啟發(fā)性教學方法。通過提出問題、展開討論和歸納總結，激發(fā)學生的學習興趣和探索解決問題的欲望，培養(yǎng)善于思考的良好習慣。案例法教學是結合物理科學的實際問題進行講解，可以使學生既看到物理原理的實用性，又能逐漸學會通過建立物理模型，運用物理原理和規(guī)律分析求解實際問題。將枯燥的理論教學變成活生生的實例，既能提高學生學習物理的興趣，又有利于培養(yǎng)和提高分析和解決問題的能力。討論式教學則是充分尊重學生在教學活動中的主體地位，采取交互式、討論式的教學方法，通過精心設計在教學過程中的不同環(huán)節(jié)能夠啟發(fā)學生自主思考問題，例如，為學生提供一些小的論文專題，讓學生通過查閱資料，撰寫小論文，選擇質(zhì)量較好的進行交流，并計入最后成績。同時，還要引導學生積極參加交流和討論，激發(fā)學生積極探索知識的愿望和進行探究式學習的積極性。

總之，課堂教學改革是培養(yǎng)和提高學生創(chuàng)造性的重要一環(huán)。檢驗一個教學活動是否成功，并不完全在于教給學生多少既定問題的正確答案，而在于給學生自主進行創(chuàng)造性學習的天地的大小，在于引發(fā)學生自主追求和創(chuàng)新沖動的強烈程度。這對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是至關重要的。

三、改革物理實驗教學

物理實驗課程具有很強的實踐性和應用性。其本身就是一種科學活動，是一個掌握科學研究一般方法的過程。在培養(yǎng)學生綜合實驗技能，提高學生分析問題、解決問題的研究能力和創(chuàng)新能力以及培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真的的科學態(tài)度等方面具有獨到的優(yōu)勢，起著不可替代的作用。因此改革物理實驗教學是培養(yǎng)提高學生創(chuàng)新能力和科學素質(zhì)的重要途徑。

物理實驗內(nèi)容的補充和更新是大學物理實驗教學改革的核心[6]，首先要改革傳統(tǒng)實驗內(nèi)容，加大研究性、綜合性和設計性實驗的比例，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。設計性試驗要求學生在給定的實驗目的、要求和實驗條件下，自行設計實驗方案并進行實施。這對于鍛煉學生查閱參考資料、確定實驗方案、選擇實驗方法、選用實驗設備、進行探討性分析等科研工作能力具有重要的作用。同時，面對不可避免的失敗和挫折，在不斷改進實驗方法、調(diào)整實驗思路中自然而然地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和能力，使學生養(yǎng)成嚴格按照客觀規(guī)律辦事的科學態(tài)度和實事求是的嚴謹工作作風。其次創(chuàng)造條件，改革物理實驗課的傳統(tǒng)形式，向學生開放實驗室。除基礎性實驗以班級為單位進行集體上課外，應設定實驗室開放時間，將設計性實驗作為開放性實驗在開放時間讓學生自由掌握實驗內(nèi)容，自由選擇實驗設備，自由確定實驗方法。這樣就給學生留出了自主學習與獨立思考的空間，有利于學生創(chuàng)造性發(fā)展和綜合素質(zhì)的提高。此外，實驗儀器的補充、更新和開發(fā)利用是大學物理實驗教學改革的基礎，實驗教學儀器必須適應社會生產(chǎn)的發(fā)展和需求，否則畢業(yè)學生很難適應社會發(fā)展的要求。

[1]任珉，馬愛群，黃麗華.關于物理教學如何培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的思考[J]．中山大學學報論叢，2002，(1)．

[2]劉智運．創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式和實施要點[J]．新華文摘，2011，(8).

[3]趙凱華，羅蔚茵．新概念物理教程學[M]．北京：高等教育出版社，2004．

[4]莊榕榕．基礎教育課程改革背景下的大學物理教學[M]．北京：高等教育出版社，2005．

[5]周立友.對大學物理教學改革的幾點看法[J]．承德師范學院學報，2006，(2)．

[6]趙玉嶺.淺談大學物理實驗教學與大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J]．中國電力教育，2009，(8).

劉文利/山東大學物理學院，教授；研究方向：凝聚態(tài)物理 李 蕾 劉東紅/山東大學物理學院

（責任編輯：何 言）