基于“問題”研討會型教學(xué)方法改革的研究與實踐

摘要：該文根據(jù)本科應(yīng)用物理專業(yè)材料物理課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)的難度，探討分析了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，同時借鑒啟發(fā)性教育模式，結(jié)合中國學(xué)生的特點(diǎn)，實施了一系列的嘗試性舉措。從幾個學(xué)期的教學(xué)結(jié)果來看，達(dá)到了比較好的效果。

關(guān)鍵詞：研討會 材料物理 啟發(fā)式教育 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0216-02

作為應(yīng)用物理類的專業(yè)課《材料物理》課程，具有基礎(chǔ)理論性強(qiáng)，概念較多，信息量大等特點(diǎn)，目前包括我們學(xué)校在內(nèi)的國內(nèi)高校，一般采用“灌輸式”教學(xué)方法，教師的啟發(fā)與學(xué)生的參與遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。教師教給學(xué)生的都是定論，啟發(fā)學(xué)生思考問題、提出問題不夠，學(xué)生的問題意識和提出問題、研究問題的能力普遍較弱。而這些專業(yè)的相關(guān)研究方向非常前沿，特別需要從業(yè)者具有問題意識與創(chuàng)新意識。雖然過去嘗試過選用不同教材，不同講稿，不同試卷去針對上述問題進(jìn)行改變，但學(xué)生仍然是習(xí)慣繼承，創(chuàng)新性過少。只要自己的理解與書上寫的、教師講的相同，就算學(xué)會了，而不注重優(yōu)化自我，發(fā)展自己的思想。這些問題的存在使得當(dāng)前教學(xué)方法的改革顯得非常有必要。

1.目前傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一些問題

人類生產(chǎn)生活中用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)即為材料；而材料物理，便是研究這些材料的物理特性與規(guī)律；可以想象《材料物理》這種專業(yè)課程所涉及的內(nèi)容將非常豐富，牽涉到各種背景知識，信息量非常大。

多年來我國高等學(xué)校教學(xué)中比較普遍地存在著灌輸多、參與少，結(jié)論多、問題少、封閉多，發(fā)散少等幾個問題。學(xué)生被動聽課，習(xí)慣死記硬背，創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)能力不足；課堂訓(xùn)練的是求同思維，氣氛比較容易沉悶；教學(xué)局限于教材，引導(dǎo)學(xué)生大量查閱、廣泛涉獵不夠。

與教學(xué)方法中的問題相對應(yīng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)方法中也或多或少地存在從師型、求同性過多，自主型、求異性過少等問題。學(xué)生對教師、對課堂的依賴性過強(qiáng)，獨(dú)立學(xué)習(xí)能力較弱。這些問題影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果，制約著人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。更重要的是，造成我國大學(xué)生創(chuàng)新能力普遍不足，嚴(yán)重阻礙了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)?；谏鲜隹紤]，我們根據(jù)本科高年級物理專業(yè)課的特點(diǎn)，以學(xué)生為中心，教師為主要導(dǎo)向者，進(jìn)行因材施教的啟發(fā)式教育，從以下方面進(jìn)行了實踐探索。

2.結(jié)合科研進(jìn)行教學(xué)改革

在教學(xué)上，同時兼顧基礎(chǔ)知識的傳授，我們減少了傳統(tǒng)教學(xué)之中的“滿堂灌”方式。將48學(xué)時的《材料物理》分為32學(xué)時基礎(chǔ)理論知識部分與16學(xué)時研討會研究專題部分，基礎(chǔ)理論知識部分以講授為主，課堂形式為老師講解、學(xué)生聽課，不進(jìn)行課堂討論。講述材料力（6學(xué)時）、熱（4學(xué)時）、光（10學(xué)時）、電（8學(xué)時）、磁（4學(xué)時）性能的基本概念與理論。

問題式的研究型教學(xué)更加注重于發(fā)揮學(xué)習(xí)主體的能動作用。結(jié)合教師的科研工作，我們將圍繞科研相關(guān)的內(nèi)容融入教學(xué)當(dāng)中。如圍繞新材料的力、熱、光、電、磁性能與應(yīng)用研究，提出若干個材料學(xué)科方向上的新近研究作為相關(guān)討論專題對學(xué)生進(jìn)行問題式教學(xué)，例如“智能材料”，“溫差電效應(yīng)與材料”，“半導(dǎo)體材料與結(jié)構(gòu)”等；我們還將每年國際知名的期刊上（如Science、Nature、Phys Review系列、Advanced Materials、Optics Letters等）發(fā)表的好文章經(jīng)過篩選，將與課堂相關(guān)的內(nèi)容，有意識地推薦給學(xué)生；同時讓同學(xué)們了解如何更好地使用數(shù)據(jù)庫等各種科研教學(xué)資源，將課堂教學(xué)與閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料相結(jié)合起來；將教研教改成果應(yīng)用于教學(xué)，推行研究式為主的教學(xué)方法，以主題討論為中心展開課程的基礎(chǔ)理論與“問題”學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。我們還發(fā)揮浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院“物理類國家級實驗教學(xué)示范中心”的功能，讓學(xué)生充分了解實驗室的研究概況，讓那些想法很好的學(xué)生自主設(shè)計實驗，進(jìn)而參與到科研當(dāng)中來。

2.1加強(qiáng)學(xué)生為主的課堂問題式教學(xué)

研究專題討論部分要求學(xué)生學(xué)會結(jié)合圖形、圖像進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維與語言表達(dá)能力。根據(jù)我們的測算，要完成一次這樣的討論，學(xué)生每周大約需要閱讀100，000～150，000字的教材和相關(guān)資料，這個閱讀量比較大，完成起來有一定的困難，所以要考慮到一些學(xué)生會采取不同的變通方法來達(dá)到“事半功倍”的效果，這主要通過老師與助教在具體討論課中從學(xué)生的表現(xiàn)來分辨。在師生的溝通上還借助了現(xiàn)代咨詢手段，建立相應(yīng)的師生網(wǎng)絡(luò)問答平臺，就相關(guān)學(xué)術(shù)問題在網(wǎng)絡(luò)上就行解答。

學(xué)生之間自由組隊，考慮到學(xué)生完成任務(wù)的難度，組隊要求學(xué)生至少3個人以上，以加強(qiáng)他們之間的合作，便于以后研討會部分，讓學(xué)生對每個主題進(jìn)行充分的課后研究與討論。從解決問題過程的角度分析，教師在案例解決步驟中，對于關(guān)鍵問題上進(jìn)行適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，學(xué)生學(xué)習(xí)的遷移效果較大。討論的主題為老師前期布置的該課程相關(guān)學(xué)術(shù)專題，教師還對于關(guān)鍵問題進(jìn)行分析來引導(dǎo)學(xué)生，然后由一個團(tuán)隊的學(xué)生課前分工合作做好準(zhǔn)備，要求學(xué)生用PPT講演的方式作專題報告，讓團(tuán)隊中的每個學(xué)生都能參與其中。在這過程中，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶釂枴⒁龑?dǎo)，形成全體人員圍繞該專題進(jìn)行問題分析討論，每個小組講完之后，教師進(jìn)行點(diǎn)評，學(xué)生對報告中所提到的各種問題以及教師所講到的內(nèi)容無約束地進(jìn)行提問，提倡課堂上大家同等交流，在所有小組講完之后，教師對學(xué)生沒有提到或者略微涉及的重要內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充與完善。同時還鼓勵學(xué)生將業(yè)余時間看到有意思的，或者不太理解的問題帶到課堂上來。例如“試從量子力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，解釋鏡子為什么用金屬材料鍍膜？”。課上學(xué)生們表現(xiàn)出了極大的興趣，課后查閱了大量的文獻(xiàn)資料，整個過程極大地調(diào)動了學(xué)生對于科學(xué)研究的興趣，并且加深了學(xué)生對于學(xué)習(xí)新知識的愿望。

如今的科學(xué)研究，迫切地需要團(tuán)隊內(nèi)部甚至團(tuán)隊之間的合作，而這正是目前國內(nèi)教育中所不足的。我們希望通過這樣的方式，不但打開學(xué)生認(rèn)知科學(xué)世界的興趣，而且還讓他們認(rèn)識到團(tuán)隊合作的必要性。優(yōu)秀人才還是要有意識來培養(yǎng)的。同時我們還想以此為出發(fā)點(diǎn)，發(fā)掘那些極為聰明的學(xué)生，培養(yǎng)他們?nèi)绾胃玫剡M(jìn)行科學(xué)研究的習(xí)慣。

2.2課后設(shè)計性實踐

知識的獲得是一種主動的思維認(rèn)知過程，而思維的產(chǎn)生往往是從動作開始的，尤其是我們的實踐過程，課下我們放手讓學(xué)生去自己動手操作，學(xué)生在一次又一次的操作中會更加深刻的領(lǐng)悟到知識的真諦，應(yīng)用專題教材中的所有專題，以材料物理中的原理和概念在一些學(xué)術(shù)問題的應(yīng)用實例。

在貫徹基本要求的教學(xué)中，結(jié)合于平時的課堂中使用，如將一些科學(xué)前沿的新型材料的制備和應(yīng)用同專題教材中的一些理論和思想結(jié)合起來，由教師講授。同時學(xué)期末在學(xué)生中開展讀書報告、小論文、科技制作教學(xué)實踐活動。

2.2.1讀書報告活動

在材料物理課學(xué)期末完成。學(xué)生任選應(yīng)用專題教材（或材料物理教材）的任一專題閱讀、自學(xué)，寫出讀書報告。此活動對于不同程度的學(xué)生，又可分為不同的層次，一般的學(xué)生寫出讀書報告，水平較高的學(xué)生可參閱教材中的應(yīng)用專題寫出與其類似的小論文，程度較差的學(xué)生亦可寫出針對某一應(yīng)用專題的學(xué)習(xí)心得。教學(xué)實踐表明，學(xué)生在這項活動中表現(xiàn)出了異常高的積極性，絕大多數(shù)都能認(rèn)真進(jìn)行選題、自學(xué)、調(diào)研（查閱資料）、實驗、寫作等環(huán)節(jié)的工作，取得了較好的成績，甚至有的小論文達(dá)到了可發(fā)表的水平。

2.2.2物理模型制作活動

開展物理模型科技制作活動。每一個物理模型，都是理論聯(lián)系實際的簡單演繹，設(shè)計上要具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢硭枷牒驮鷮嵉睦碚撝R，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，從而調(diào)動了學(xué)生的積極性，因此受到了學(xué)生的熱烈歡迎。

同時，一些物理理論比較抽象使學(xué)生不易于更好的理解和深刻的認(rèn)識，但使其做出了具體的模型可以也使一些學(xué)生對這些理論有了更加深刻的認(rèn)識。這是利用物理模型開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生能力的良好機(jī)會。根據(jù)物理模型可難、可易、可簡、可繁的特點(diǎn)，教師指導(dǎo)學(xué)生自己動手制作。

2.2.3開展學(xué)生自己設(shè)計實驗活動

教學(xué)實踐說明，加強(qiáng)教師的指導(dǎo)，是成功的關(guān)鍵。這項活動的開展，教師首先進(jìn)行大量的初期準(zhǔn)備，以便對學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。首先我們把住了設(shè)計審查這一關(guān)，學(xué)生交出設(shè)計方案后，經(jīng)老師審查認(rèn)為可行者，方可投入制作。在制作過程中，由任課老師跟蹤指導(dǎo)，并在實驗室設(shè)專人負(fù)責(zé)指導(dǎo)，重點(diǎn)在調(diào)試階段，特別是預(yù)期現(xiàn)象不出現(xiàn)時，幫助學(xué)生分析原因并給予及時的指導(dǎo)。

3.結(jié)語

近幾個學(xué)期以來，我們開展了基于“問題”式研討會型的教學(xué)改革嘗試，收到了很好的效果。

學(xué)生在學(xué)完以后，明顯地拓展了思維的眼界，為向更高層次的發(fā)展鋪墊了道路。同時，教學(xué)過程中仍然有很多問題需要不斷摸索、改進(jìn)。我們將繼續(xù)嘗試各種可行的方式，結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，開拓研究并磨合出一套適合國情的有效教學(xué)方式。