樹立創(chuàng)新人才教育思想 推進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)改革

李樹鋒中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院基礎(chǔ)部 河北廊坊 065000

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樹立創(chuàng)新人才教育思想 推進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)改革

李樹鋒
中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院基礎(chǔ)部 河北廊坊 065000

摘 要：提高素質(zhì)教育質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新人才是當(dāng)前高等教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。文章由創(chuàng)新人才的內(nèi)涵出發(fā)，從培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)機(jī)、啟迪創(chuàng)新思維和鍛煉創(chuàng)新技能四個(gè)方面對(duì)大學(xué)物理的教學(xué)改革進(jìn)行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；大學(xué)物理；教學(xué)改革

當(dāng)今社會(huì)，創(chuàng)新已經(jīng)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的核心，而創(chuàng)新人才的培養(yǎng)則成為當(dāng)前教育的熱點(diǎn)問題。國(guó)務(wù)院于2015年3月23日撰文指出，“創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家和民族向前發(fā)展的重要力量，也是推動(dòng)整個(gè)人類社會(huì)向前發(fā)展的重要力量，要努力構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，按照創(chuàng)新規(guī)律培養(yǎng)人才?！备叩葘W(xué)校要擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的歷史使命，關(guān)鍵在于教育本身的創(chuàng)新。而作為教師，我們首先關(guān)注的是教學(xué)模式、內(nèi)容以及方法的創(chuàng)新，探索每個(gè)教學(xué)過程的新思路，將是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效手段。

1 創(chuàng)新人才的內(nèi)涵

高等教育要培養(yǎng)創(chuàng)新人才，就必須準(zhǔn)確理解創(chuàng)新人才的內(nèi)涵，把握創(chuàng)新人才的培養(yǎng)規(guī)律，并在教育過程中加以運(yùn)用，從而承擔(dān)起社會(huì)歷史重任。

創(chuàng)新人才也即創(chuàng)新型人才，目前關(guān)于其概念的界定有很多種[1,2]，每種釋義都各有所長(zhǎng)，但亦有失偏頗。作者經(jīng)綜合分析眾家所見，汲取精華，認(rèn)為創(chuàng)新人才的構(gòu)成要素如圖1所示。非智力因素創(chuàng)新精神和智力因素創(chuàng)新能力是支撐創(chuàng)新人才的兩個(gè)必要維度。創(chuàng)新精神是創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新動(dòng)機(jī)的綜合體現(xiàn)，創(chuàng)新能力則是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能的有機(jī)合成。最終創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新動(dòng)機(jī)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能成為構(gòu)成創(chuàng)新人才的四塊基石。同時(shí)，四者又在時(shí)間序列上形成了創(chuàng)新主體進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的一條主線。

創(chuàng)新意識(shí)是人們自覺產(chǎn)生客觀事物可以改變現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)。創(chuàng)新意識(shí)是創(chuàng)新的前提，是與創(chuàng)新有關(guān)的一切思維與活動(dòng)的起點(diǎn)，沒有創(chuàng)新意識(shí)就沒有創(chuàng)造性活動(dòng)的產(chǎn)生。創(chuàng)新意識(shí)主要由好奇心、求知欲、懷疑感等心理因素組成，它們相互聯(lián)系、相互促進(jìn)。但創(chuàng)新意識(shí)并不是與生俱來(lái)的，其形成與發(fā)展需要一個(gè)有意識(shí)地培養(yǎng)過程。

創(chuàng)新動(dòng)機(jī)是創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，它促使個(gè)體的創(chuàng)新意識(shí)從潛在狀態(tài)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，是個(gè)體創(chuàng)新主動(dòng)性和意愿性的體現(xiàn)。動(dòng)機(jī)有內(nèi)部動(dòng)機(jī)和外部動(dòng)機(jī)之分。內(nèi)部動(dòng)機(jī)是由個(gè)體的內(nèi)在需要引起的動(dòng)機(jī)，如興趣、愛好、成就感和挑戰(zhàn)欲等；外部動(dòng)機(jī)則是個(gè)體在外界要求和外力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)機(jī)，如壓力、誘惑等。研究表明[3]，內(nèi)部動(dòng)機(jī)會(huì)激發(fā)人們的創(chuàng)新意愿，有益于創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)施，可稱之為創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。而外部動(dòng)機(jī)與創(chuàng)新之間的關(guān)系較為復(fù)雜，總體表現(xiàn)為抑制人們的創(chuàng)新活動(dòng)，屬于非創(chuàng)新性動(dòng)機(jī)。

圖1

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新人才的核心，是以超越常規(guī)的眼界從特異的角度觀察思考問題，提出全新解決問題方案的思維方式，是邏輯思維和非邏輯思維結(jié)合的產(chǎn)物。其中非邏輯思維是創(chuàng)新思維的明顯特征，想象，聯(lián)想、直覺、靈感等心理特征在其中得到充分體現(xiàn)和強(qiáng)化。但非邏輯思維必須要以廣泛的知識(shí)作為基礎(chǔ)，以邏輯思維作為前導(dǎo)，做到形象與抽象、正向與逆向、集中與發(fā)散的辯證統(tǒng)一。

創(chuàng)新技能是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的必要手段，是創(chuàng)新主體運(yùn)用創(chuàng)新思維，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的能力。創(chuàng)新技能包括收集處理信息能力、理論與實(shí)踐結(jié)合運(yùn)用能力、實(shí)踐規(guī)劃和實(shí)施能力等。當(dāng)今時(shí)代，知識(shí)并不是稀缺資源，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的能力比知識(shí)本身重要得多。將知識(shí)應(yīng)用于創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)才是我們培養(yǎng)創(chuàng)新人才的最終目的，而這都需要著重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新技能的培養(yǎng)。

2 以創(chuàng)新人才教育思想驅(qū)動(dòng)大學(xué)物理教學(xué)改革

高中的應(yīng)試教育環(huán)境使學(xué)生的創(chuàng)造天性受到了長(zhǎng)時(shí)間壓制。于是，高等院校在低年級(jí)開設(shè)的大學(xué)物理等課程便承擔(dān)了轉(zhuǎn)變教育模式、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重任。提高素質(zhì)教育質(zhì)量，讓大學(xué)物理教育在學(xué)生綜合素質(zhì)的提高方面發(fā)揮其應(yīng)有的作用，必須要按照創(chuàng)新人才的培養(yǎng)規(guī)律，改革大學(xué)物理的教育方法和教學(xué)模式。

2.1 改變傳統(tǒng)教學(xué)模式 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

課堂作為教師傳播知識(shí)的主陣地，其組織方式不但影響知識(shí)傳授，更會(huì)影響到素質(zhì)教育的效果。傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，學(xué)生在課堂上只是被動(dòng)接受，很少有思考的機(jī)會(huì)。教師應(yīng)該突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，加強(qiáng)案例式[4]、研討式[5]、探究式[6]、啟發(fā)式[7]等教學(xué)模式的運(yùn)用，由滿堂講授變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教與學(xué)的過程中來(lái)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。尤其在新知識(shí)呼之欲出的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，更要著重培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考、推陳出新的能力，讓學(xué)生自己突破束縛，化繭成蝶。教師經(jīng)常通過教育教學(xué)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)去培養(yǎng)學(xué)生追求和發(fā)現(xiàn)“新”知識(shí)、“新”事物的意識(shí)(或習(xí)慣)，這種“習(xí)慣”的積累過程，就是創(chuàng)新意識(shí)的形成過程。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)

物理是一門相對(duì)較為成熟的學(xué)科，大學(xué)物理中的內(nèi)容多是二、三百年前科學(xué)家們的研究成果，大都具有確定性結(jié)論。如果創(chuàng)新意識(shí)長(zhǎng)期遭遇確定性結(jié)論，就會(huì)逐漸消磨掉學(xué)生的創(chuàng)新激情。為此，教師要用創(chuàng)新的觀點(diǎn)重新審視大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)地調(diào)整、壓縮、刪減和改造，使之適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，這可以從以下兩個(gè)方面入手：

其一是提出懸而未決的問題，多為學(xué)生展現(xiàn)物理中的未知世界。創(chuàng)新動(dòng)機(jī)來(lái)源于對(duì)未知世界的探索欲望。物理學(xué)雖然經(jīng)歷了幾百年的發(fā)展，需要我們探索和解決的問題依然很多。《自然雜志》在19 卷4期就刊登了探索物理學(xué)未解之謎的科學(xué)意——97個(gè)懸而未決的難題。在教學(xué)過程中通過不斷提出相關(guān)的仍未解決的物理問題，把學(xué)生推到未知世界的邊緣，從而激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新探索的斗志。

其二是引入前沿教學(xué)，打造教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化。物理學(xué)的生命力在于它可以不斷地從日新月異的科技變革中汲取營(yíng)養(yǎng)。因此，物理教育要時(shí)刻面向科技前沿。這就需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)整合，將前沿科技成果引入課堂[8]，讓教學(xué)內(nèi)容緊隨時(shí)代，緊跟前沿，打造教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化。比如在講授量子力學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以引入2015年2月26日刊登于《自然》雜志上的一篇封面標(biāo)題文章，中國(guó)科技大學(xué)潘建偉院士研究小組在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)多自由度量子隱形傳態(tài)。通過這篇文章，讓學(xué)生討論量子隱形傳態(tài)的理論和現(xiàn)實(shí)意義，并將會(huì)從哪些方面影響我們的傳統(tǒng)觀念。這將會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造天性。教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化，可以讓學(xué)生體驗(yàn)到物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué)，讓學(xué)生置身于不斷創(chuàng)新的環(huán)境中，從而激起創(chuàng)新的欲望。

2.3 注重物理思想教育 啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維

自主創(chuàng)新能力首先要有創(chuàng)造性的思維和思想。物理學(xué)中的每個(gè)概念和定理的出現(xiàn)，都是新思想不斷的挑戰(zhàn)舊思想、并不斷突破傳統(tǒng)的結(jié)果，無(wú)不與創(chuàng)造性思維方式聯(lián)系在一起。比如法拉第創(chuàng)造性地提出場(chǎng)的概念，就來(lái)自于直覺與靈感；庫(kù)侖定律形式的確立，是類比思想(電荷作用力與萬(wàn)有引力類比)的一次成功應(yīng)用；電生磁與磁生電則是對(duì)稱法則與雙向思維的一個(gè)典型案例。培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，就要通過學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程中的物理思想，讓學(xué)生掌握大學(xué)物理的知識(shí)與理論在形成過程中的科學(xué)創(chuàng)新思維方式。更重要的是，教師要鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)新思維探討物理問題，比如將電場(chǎng)與磁場(chǎng)類比，從中探討磁單極子問題。大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)容不能單純地講授物理知識(shí)，而是要融合科學(xué)家們?cè)诮鉀Q問題過程中運(yùn)用的方法論，尤其要讓學(xué)生掌握這些規(guī)律創(chuàng)生過程中的共性——?jiǎng)?chuàng)造性思維。

2.4 開展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng) 鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新技能

物理實(shí)踐活動(dòng)與課堂教學(xué)相比具有更大的靈活性和選擇性，它是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的必要補(bǔ)充和重要組成部分。通過開展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、組織科技創(chuàng)新活動(dòng)、參加創(chuàng)新型大學(xué)生物理競(jìng)賽等豐富多樣的活動(dòng)，能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，將創(chuàng)新思維應(yīng)用于實(shí)踐，鍛煉培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能。

實(shí)驗(yàn)是物理的重要組成部分，物理學(xué)的每一次發(fā)展都與實(shí)驗(yàn)息息相關(guān)，歷史上的著名實(shí)驗(yàn)和一些理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路都包含著科學(xué)家們獨(dú)特的創(chuàng)新思想。然而在傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比重很大，不利于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新技能。要培養(yǎng)出有自主創(chuàng)新能力的人才，必須打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，開展探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師可以不拘泥于教材安排，進(jìn)行一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，甚至打破學(xué)科的限制，從系統(tǒng)培養(yǎng)人才的角度出發(fā)，結(jié)合學(xué)生的專業(yè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行跨專業(yè)、跨學(xué)科整合，通過這種教學(xué)方法讓學(xué)生自己去探索規(guī)律，成為科學(xué)知識(shí)的主動(dòng)探索者。

科技創(chuàng)新是自主創(chuàng)新教育的一個(gè)重要方面，也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)。物理學(xué)作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)和核心學(xué)科，在科技創(chuàng)新活動(dòng)中有著自身的優(yōu)勢(shì)，科技創(chuàng)新活動(dòng)既可以作為物理課堂教學(xué)的補(bǔ)充，也是課堂教學(xué)的延伸?；顒?dòng)組織過程中，要以學(xué)生為主體，由學(xué)生根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)，提出具體題目和計(jì)劃構(gòu)想，教師則主要提供必要的指導(dǎo)。對(duì)于具有一定可行性和一定科技含量的選題可以進(jìn)入具體實(shí)施階段。同時(shí)根據(jù)學(xué)校的具體情況，申請(qǐng)必要的資金支持，對(duì)其中比較優(yōu)秀的成果給予一定的精神和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，并推薦參與校外的科技創(chuàng)新大賽。

近年來(lái)，創(chuàng)新型大學(xué)物理競(jìng)賽開始興起，國(guó)際上有國(guó)際青年物理學(xué)家競(jìng)賽。在國(guó)內(nèi)，國(guó)家級(jí)的有大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽(到2014年已經(jīng)舉辦了五屆)和軍校大學(xué)生物理科技創(chuàng)新競(jìng)賽(2014年為首屆)；各省也相繼組織了自己的創(chuàng)新型物理競(jìng)賽。雖然競(jìng)賽的名稱各異，但從競(jìng)賽規(guī)則和競(jìng)賽題目上看，都重在考查鍛煉學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力。教師可以組織學(xué)生參與適當(dāng)級(jí)別的競(jìng)賽，其參與過程對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新技能有很大的促進(jìn)與提升作用。2014年，武警學(xué)院組隊(duì)參加了河北省第一屆大學(xué)生物理競(jìng)賽(實(shí)驗(yàn)部分)，并取得了一名特等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

3 結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，這需要從培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)機(jī)，啟迪創(chuàng)新思維，鍛煉創(chuàng)新技能逐步做起，而其中每一個(gè)階段也都不是一蹴而就的。教育工作者只有樹立起創(chuàng)新人才教育思想，掌握創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)律，并付諸教學(xué)實(shí)踐，腳踏實(shí)地，持之以恒，才能培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代需要的創(chuàng)新型人才。物理學(xué)是自然科學(xué)的核心學(xué)科，又是現(xiàn)代技術(shù)革命的先導(dǎo)，其學(xué)科特點(diǎn)決定了它在建立創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的地位尤為突出。深入推進(jìn)大學(xué)物理教學(xué)改革，使之符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)規(guī)律，通過教學(xué)改革去引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，并將之培養(yǎng)成推動(dòng)科技發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步的創(chuàng)新型人才，這整個(gè)過程都是我們教育工作者需要不斷思考深入研究的課題。

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Establishing the Educational Thought of Training Innovative Talents and Promoting College Physics Teaching Reformation

Li Shufeng
Fundament Department, the Chinese People's Armed Police Forces Academy, Langfang, 065000, China

Abstract:It is an important task that to improve quality education and train innovative talents. Basing on connotation of innovative talent, the college physics teaching reformation is studied in this paper by three aspects of training innovative consciousness, exciting innovation motive, enlightening innovative thinking and exercising innovation skill.

Key words:innovative talents; college physics; teaching reformation

收稿日期：2015-09-24

作者簡(jiǎn)介：李樹鋒，碩士，副教授。