對大學(xué)物理教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的思考

尹志會 張?zhí)m訓(xùn) 許坦

[摘要]文章討論了研究性學(xué)習(xí)的意義，分析了在大學(xué)物理及其實驗教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的可行性，并提出具體學(xué)習(xí)途徑：課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)物理情境；開展自主設(shè)計物理實驗；綜述文獻資料；參與科研立項；鼓勵學(xué)生參加各種科技大賽。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理教學(xué) 研究性學(xué)習(xí) 拔尖人才

一、研究性學(xué)習(xí)的意義

知識經(jīng)濟時代，知識的更新速度之快使得終生學(xué)習(xí)成為必要，受教育和學(xué)習(xí)成為與人的一生相伴的重要事情。而好的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣對提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力、培養(yǎng)拔尖人才的教育構(gòu)想是強有力的支撐，所以，好的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)應(yīng)該是當(dāng)前教育的首要目標(biāo)。研究性學(xué)習(xí)是以“培養(yǎng)學(xué)習(xí)者具有永不滿足、追求卓越的人生態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、從而解決問題的能力”為基本目標(biāo)；以學(xué)習(xí)者根據(jù)各自的不同興趣、愛好和自身條件，選擇自己感興趣的研究課題，在提出問題和解決問題的全過程中學(xué)習(xí)到科學(xué)研究方法、獲得豐富的且多方面的人生體驗、獲得科學(xué)文化知識的過程。研究性學(xué)習(xí)是一種實踐性較強的教育教學(xué)活動，研究性學(xué)習(xí)不再局限于對學(xué)習(xí)者進行純粹的書本知識的傳授，而是讓學(xué)習(xí)者參加實踐活動，在實踐中學(xué)會學(xué)習(xí)和獲得各種能力。研究性學(xué)習(xí)能充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，能夠積極有效地培養(yǎng)拔尖人才。研究性學(xué)習(xí)還能將STS教育思想滲透進現(xiàn)代教學(xué)中，能讓教學(xué)內(nèi)容與高新技術(shù)、現(xiàn)代社會緊密聯(lián)系，使學(xué)生從實際問題出發(fā)進行學(xué)習(xí)和研究，充分認(rèn)識科學(xué)技術(shù)給人們帶來的兩面性。

二、在大學(xué)物理及其實驗教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)的可行性

首先，大學(xué)物理課程是大學(xué)階段理工科專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課，大學(xué)物理及其實驗課程具有很強的研究性特征，同時，大學(xué)物理與高等數(shù)學(xué)、計算機、哲學(xué)等課程的結(jié)合也為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)拔尖人才提供了機會，所以在大學(xué)物理及其實驗課程教學(xué)中開展研究性學(xué)習(xí)將會是實現(xiàn)大學(xué)物理創(chuàng)新教育的一條重要途徑，也會為其他學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)提供重要的理論依據(jù)。

其次，大部分高校教師在從事教學(xué)工作的同時也承擔(dān)著科研工作，在長期從事科研課題研究的過程中，他們既具備了淵博的專業(yè)知識和豐富的教學(xué)經(jīng)驗，又具備了課題研究方面豐富的實踐經(jīng)驗。在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，教師可以通過自己的知識結(jié)構(gòu)、研究方法、實踐經(jīng)驗和人生體會去影響學(xué)生，同時，也可以吸收學(xué)生大膽的猜想和假設(shè)拓寬自己的研究思路。這樣的學(xué)習(xí)過程不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實踐能力、探索能力和創(chuàng)新能力，還能提高教師的科研能力，真正實現(xiàn)了教學(xué)相長，為培養(yǎng)拔尖人才創(chuàng)造了條件。

再次，高等院校開放的實驗室和大量的圖書館資源也為學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)提供了很好的條件。實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，它對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力和創(chuàng)造能力具有無可比擬的優(yōu)越性。目前，許多物理實驗基地對工科類全體學(xué)生實施開放性教學(xué)，學(xué)生可以根據(jù)自己的知識層次和興趣愛好，利用實驗室先進的儀器設(shè)備自行設(shè)計實驗內(nèi)容，自己進行實驗準(zhǔn)備，完成實驗過程，分析實驗結(jié)果，有利于提升學(xué)生的綜合能力。同時，高校圖書館豐富的文獻資料和信息資源也為學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)提供了良好的條件，高校的各種學(xué)術(shù)交流活動、各種競賽活動、專業(yè)報告及演講等，也為學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)創(chuàng)建了良好的文化氛圍，對激活學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到了不可忽視的作用。

三、在大學(xué)物理及其實驗教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)

1.課堂教學(xué)中通過創(chuàng)設(shè)物理情境引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)。在大學(xué)物理課堂教學(xué)中，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)與所講知識點相關(guān)的物理情境，讓學(xué)生通過對所設(shè)物理情境的觀察和思考，并結(jié)合自己以前的知識積累推理總結(jié)出蘊含于情境中的物理知識，有助于提高學(xué)生的思考創(chuàng)新能力。如在引入電流密度矢量這個概念時，同學(xué)們已經(jīng)接觸了針對面積定義的電流強度的概念，如果導(dǎo)線的粗細(xì)（即橫截面積）發(fā)生變化，電流強度不變。這樣，就可以創(chuàng)設(shè)物理情境：一條由寬變窄的馬路上走著一隊士兵，如果行走速度不變（電流強度不變），在寬的路段和窄的路段，士兵的間距是不同的，即意味著導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)線粗細(xì)不同的地方電荷的分布是不同的，于是，同學(xué)們腦海里立刻會冒出士兵們擁擠著通過“窄”的路段的情境。接下來設(shè)置情境問題，如果我們要區(qū)分清楚這樣的不同情況，應(yīng)該引入怎樣的物理量？怎么引入？同學(xué)們立刻想到了應(yīng)該引入針對點定義的物理量及其方法，于是電流密度矢量這個概念和一隊擁擠的士兵聯(lián)系起來形成形象記憶，清晰地印在了學(xué)生的腦海，提高了學(xué)生的聯(lián)想能力。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)盡可能地創(chuàng)設(shè)新穎、貼切的情境，也可引導(dǎo)學(xué)生自己創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意識，增強學(xué)生在情境中主動思考、自主發(fā)展的能力。

2.開展自主設(shè)計物理實驗，進行研究性學(xué)習(xí)。自主設(shè)計實驗教學(xué)是以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自己設(shè)計、獨立實施實驗過程的實驗教學(xué)模式。開展設(shè)計性實驗可使學(xué)生將自己所學(xué)過的理論知識、測量方法、研究思路綜合利用來深入研究自己預(yù)期的實驗任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用已學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，真正有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研綜合素質(zhì)，為拔尖人才提供了顯示其特殊才能的空間。我們在大學(xué)物理實驗室的整改建設(shè)中，讓部分感興趣的學(xué)生參與進來，取得了很好的效果。

3.綜述文獻資料，進行研究性學(xué)習(xí)。在大學(xué)物理教學(xué)中，可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生對感興趣的內(nèi)容進行相關(guān)文獻資料的閱讀，撰寫文獻綜述來進行研究性學(xué)習(xí)。文獻綜述要求對選題所涉及的研究領(lǐng)域進行大量的閱讀和理解，對該領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)觀點、前人的研究成果、存在的問題等研究現(xiàn)狀和該選題的發(fā)展前景進行綜合分析、歸納整理，同時提出自己的見解和研究思路，最后以文章的形式表述清楚。檢索和閱讀文獻是撰寫綜述的重要前提工作。通過檢索，學(xué)生能在海量的信息資料中找到自己所需要的文獻，這極大地鍛煉了學(xué)生篩選信息和快速閱讀的能力，這也是拔尖人才必須具備的基本能力。經(jīng)常性地撰寫文獻綜述，也能使學(xué)生及時了解科技前沿的知識動態(tài)，了解科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程，這對培養(yǎng)學(xué)生踏實、勤奮、務(wù)實的學(xué)習(xí)生活習(xí)慣也起到了重要作用。

4.參與科研立項，進行研究性學(xué)習(xí)。科研立項是學(xué)生在興趣驅(qū)動下，由教師指導(dǎo)自主選題、設(shè)計并完成的科研項目，它是自主性程度很高的研究性學(xué)習(xí)形式之一。大學(xué)生科研立項包括選題、填寫申報表、校專家組審批、課題實施、中期評估、寫結(jié)題報告書等環(huán)節(jié)。填寫申報表前要求學(xué)生對選題的相關(guān)文獻資料進行通讀，論證選題的可行性，形成論證報告；明確項目組成員及具體分工內(nèi)容；劃分研究階段的研究內(nèi)容；明確研究成果的預(yù)期形式；合理估計研究過程中的經(jīng)費預(yù)算等相關(guān)內(nèi)容。其中每一項內(nèi)容都能很好地提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力，鼓勵學(xué)生盡可能參與科研立項。在這樣的訓(xùn)練中，優(yōu)秀人才會很好地展示出自己在這方面的優(yōu)勢從而脫穎而出。

5.鼓勵學(xué)生參加各種科技大賽，進行研究性學(xué)習(xí)。各種科技大賽為同學(xué)們科技實踐活動、進行研究性學(xué)習(xí)提供了契機。同學(xué)們通過參賽的準(zhǔn)備、答辯過程及現(xiàn)場觀摩其他同學(xué)作品，對提高學(xué)習(xí)興趣，開發(fā)創(chuàng)新思維都有很好的促進作用。譬如，可以組織、指導(dǎo)學(xué)生參加“全國電子專業(yè)人才設(shè)計與技能大賽”“機械設(shè)計大賽”等比賽。

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