以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的“大學(xué)物理”教學(xué)改革研究＊

朱 橋，劉建科，周利斌，羅道斌，張 鵬

（陜西科技大學(xué)文理學(xué)院，陜西 西安710021）

北京師范大學(xué)教授、中國(guó)教育學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)鐘秉林先生在他的專著《大學(xué)的走向》中提到：致力于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是各國(guó)教育改革與發(fā)展的共同趨勢(shì)[1]。那么，高校如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，走內(nèi)涵式發(fā)展道路呢？教育部高教司吳巖司長(zhǎng)在第十屆“中國(guó)大學(xué)教學(xué)論壇”上的報(bào)告中指出：一流大學(xué)必須有卓越的本科教學(xué)[2]。

廈門(mén)大學(xué)教授潘懋元先生也認(rèn)為：高等教育內(nèi)涵式發(fā)展要在專業(yè)、課程、教學(xué)上下功夫[3]?？梢?jiàn)，作為大學(xué)一線教師，響應(yīng)“雙一流”建設(shè)計(jì)劃的根本體現(xiàn)就是要以學(xué)生為中心，做好本科教學(xué)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，實(shí)現(xiàn)高校內(nèi)涵式發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1 本?！按髮W(xué)物理”教學(xué)中存在的問(wèn)題

“大學(xué)物理”作為工科高校主要公共基礎(chǔ)課之一，在高校人才培養(yǎng)過(guò)程中的基礎(chǔ)性作用具有一定的代表性。近年來(lái)，陜西科技大學(xué)文理學(xué)院的大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員在教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了大膽的改革和持續(xù)的探索[4-6]。但是，通過(guò)調(diào)研本校本科生“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)大學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程中仍存在以下問(wèn)題：學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，不清楚自己通過(guò)四年的大學(xué)學(xué)習(xí)要達(dá)到怎樣的效果，當(dāng)然也不知道該怎樣為畢業(yè)后的就業(yè)或者繼續(xù)深造做準(zhǔn)備；對(duì)大學(xué)生活缺乏規(guī)劃，學(xué)習(xí)上缺少主動(dòng)性，學(xué)校開(kāi)什么課程就學(xué)什么，學(xué)習(xí)只局限于課堂；對(duì)于基礎(chǔ)課與所學(xué)專業(yè)的關(guān)系不清楚，因此對(duì)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)不夠認(rèn)真；學(xué)習(xí)能力與解決問(wèn)題的能力不對(duì)等，課堂上能聽(tīng)懂，課后不會(huì)做題，更不會(huì)學(xué)以致用，解決實(shí)際的工程問(wèn)題，從而影響其創(chuàng)新能力的提升。以上問(wèn)題也是基礎(chǔ)課教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，并嚴(yán)重制約了本校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

2 問(wèn)題的解決

筆者以本?！按髮W(xué)物理”教學(xué)為例，對(duì)以上問(wèn)題的本質(zhì)進(jìn)行剖析，認(rèn)為主要應(yīng)從改革課堂教學(xué)模式和拓展課外互動(dòng)方式兩方面解決問(wèn)題。

2.1 改革課堂教學(xué)模式

2.1.1 視不同專業(yè)，適當(dāng)延伸教學(xué)內(nèi)容

“大學(xué)物理”教學(xué)面向的是全校幾乎所有理工科專業(yè)，學(xué)生的專業(yè)方向不同，對(duì)“大學(xué)物理”學(xué)習(xí)的要求也將有所差別，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)做到因材施教。所謂因材施教，本意是指針對(duì)學(xué)習(xí)者的志趣、能力等具體情況進(jìn)行不同的教育，在本文中指教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)學(xué)生的專業(yè)不同，在遵循教學(xué)大綱的同時(shí)，還要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)于和該專業(yè)密切相關(guān)的內(nèi)容，應(yīng)適當(dāng)延伸講解或引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生體會(huì)到“大學(xué)物理”課對(duì)專業(yè)的支撐作用。具體地，教師在給每一個(gè)專業(yè)學(xué)生上課前，應(yīng)仔細(xì)了解其專業(yè)特色和培養(yǎng)方向，才能在今后的教學(xué)中不失時(shí)機(jī)地在“大學(xué)物理”課與學(xué)生的專業(yè)之間建立聯(lián)系，使“大學(xué)物理”教學(xué)效果得到提高，并有效地服務(wù)于專業(yè)。具體以印包工程專業(yè)的“大學(xué)物理”教學(xué)為例進(jìn)行說(shuō)明。

印包工程專業(yè)的培養(yǎng)方向涉及到“包裝材料與測(cè)試”，這必然需要了解包裝材料的物理性能（力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱學(xué)性能及電學(xué)性能等）的測(cè)試。由于包裝材料種類(lèi)繁多，涉及紙質(zhì)、木質(zhì)、金屬、塑料、薄膜、玻璃和陶瓷等，不同質(zhì)地的材料物理性質(zhì)有很大區(qū)別，所以，在力學(xué)部分的教學(xué)中，可向?qū)W生強(qiáng)調(diào)材料的力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)概念，如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、彈性形變和楊氏模量等；在光學(xué)部分，可以讓學(xué)生了解材料的透射率、折射率和光譜特性等相關(guān)知識(shí)；在電磁學(xué)部分，可以通過(guò)靜電屏蔽、渦電流等現(xiàn)象向?qū)W生強(qiáng)調(diào)金屬作為包裝材料時(shí)可能存在的來(lái)自電磁場(chǎng)方面的影響。

以上所提到的針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)的延伸教學(xué)內(nèi)容絕大部分并不在“大學(xué)物理”統(tǒng)一的教學(xué)大綱范圍之內(nèi)，但是很顯然，這些卻是能提起學(xué)生積極性的內(nèi)容，是能讓學(xué)生找到學(xué)習(xí)物理的原動(dòng)力的內(nèi)容，所以在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中是必不可少的。

2.1.2 調(diào)整課堂教學(xué)節(jié)奏，適應(yīng)新時(shí)期教學(xué)要求

傳統(tǒng)課堂教學(xué)以滿堂灌式居多，這樣的方式對(duì)教師的體力和學(xué)生的專注度都是極大的挑戰(zhàn)，且效果往往并不理想。2020年初爆發(fā)的新冠肺炎疫情逼著教師們對(duì)各種線上教學(xué)平臺(tái)的功能有了基本的使用能力。在這樣的背景下，本校“大學(xué)物理”教學(xué)也順應(yīng)時(shí)代潮流，對(duì)課堂教學(xué)節(jié)奏做出了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將一個(gè)教學(xué)單元（兩小節(jié)課）分為三個(gè)階段進(jìn)行：第一階段為溫故知新階段，時(shí)長(zhǎng)5～10 min，在線上平臺(tái)（比如超星學(xué)習(xí)通）做隨堂測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)內(nèi)容為上節(jié)課所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，并將測(cè)驗(yàn)成績(jī)計(jì)入平時(shí)分，這樣做的結(jié)果是，學(xué)生不得不在每節(jié)上課前調(diào)整好自己的狀態(tài)，迎接隨堂測(cè)驗(yàn)，并注重課后復(fù)習(xí)；第二階段為新知識(shí)學(xué)習(xí)階段，教師可以根據(jù)隨堂測(cè)驗(yàn)結(jié)果控制教學(xué)節(jié)奏，通過(guò)講解、開(kāi)展課堂討論、做練習(xí)等形式安排課堂教學(xué)，時(shí)長(zhǎng)80～85 min；第三階段為提問(wèn)和答疑階段，時(shí)長(zhǎng)5～10 min，主要用于解決學(xué)生的課堂疑問(wèn)，布置課外拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。

課堂教學(xué)節(jié)奏調(diào)整后，師生在課堂上有了互動(dòng)的機(jī)會(huì)，課堂教學(xué)不再是一味地你說(shuō)我聽(tīng)，通過(guò)隨堂測(cè)驗(yàn)和答疑環(huán)節(jié)，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有了更準(zhǔn)確的掌握，學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)也有了好的轉(zhuǎn)變。

2.2 拓展課外互動(dòng)方式

通過(guò)對(duì)課外師生交流互動(dòng)方式的改革，使學(xué)生開(kāi)拓視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。通過(guò)開(kāi)展第二課堂，開(kāi)發(fā)多種課外互動(dòng)方式，如答疑、成立課外學(xué)習(xí)興趣小組、組織學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽等，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力做準(zhǔn)備。

課后答疑是教學(xué)環(huán)節(jié)中最基本的，也是必不可少的課外交流方式。大學(xué)物理教研室每學(xué)期從第十周開(kāi)始到期末考試期間，每周四晚上會(huì)安排教師進(jìn)行常規(guī)性答疑，期末考試前還會(huì)另外安排考前答疑，各代課教師也會(huì)借助qq、微信和超星學(xué)習(xí)通等平臺(tái)，與學(xué)生進(jìn)行課外互動(dòng)和答疑。在答疑過(guò)程中，教師會(huì)通過(guò)學(xué)生所問(wèn)的問(wèn)題了解其對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，有助于教師及時(shí)調(diào)整進(jìn)度，對(duì)普遍掌握不好的知識(shí)點(diǎn)作進(jìn)一步講解。只有學(xué)懂前面的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生才能輕裝前進(jìn)，學(xué)好后面的內(nèi)容，增強(qiáng)自信心和積極性。

成立課外學(xué)習(xí)興趣小組可以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索。課外學(xué)習(xí)興趣小組由教師出面成立，首先吸收對(duì)“大學(xué)物理”興趣濃厚的學(xué)生參加，規(guī)模較小，指定一名學(xué)生召集大家定期或者不定期組織活動(dòng)?；顒?dòng)地點(diǎn)可以在教室或者圖書(shū)館，活動(dòng)內(nèi)容為對(duì)課程作業(yè)或者課程的某些章節(jié)進(jìn)行討論，也可以由組內(nèi)學(xué)生輪流準(zhǔn)備一個(gè)與課程相關(guān)的專題進(jìn)行講解，之后大家就這一專題展開(kāi)討論。每次活動(dòng)的過(guò)程和結(jié)果向教師通報(bào)，由教師最終把關(guān)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)參與或網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)方式指導(dǎo)、點(diǎn)評(píng)。教師通過(guò)記錄平時(shí)成績(jī)的方式形成激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)學(xué)生參與，目的是希望課外學(xué)習(xí)興趣小組的影響可以隨著開(kāi)展時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸擴(kuò)大，吸引越來(lái)越多的學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。

組織學(xué)生參加課外科技活動(dòng)是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的初步培養(yǎng)，雖然涉及面不大，但是影響力不可小覷。學(xué)習(xí)能力與解決問(wèn)題的能力不對(duì)等，是理工科學(xué)生面臨的普遍問(wèn)題，其主要原因在于缺乏將物理理論應(yīng)用于實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，而低年級(jí)學(xué)生由于專業(yè)知識(shí)的積累較少，直接參與到專業(yè)課題研究的機(jī)會(huì)也較少，所以參加一些適合他們的課外科技活動(dòng)，既可以豐富他們的課余生活，也是對(duì)課堂知識(shí)的拓展。適合由大學(xué)物理教師組織學(xué)生參加的課外科技競(jìng)賽活動(dòng)主要有全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和互聯(lián)網(wǎng)+大賽等。這些競(jìng)賽的組成成員以大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)生為主，隊(duì)伍成員的搭配注重不同專業(yè)、不同年級(jí)學(xué)生的配合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)互補(bǔ)，增進(jìn)各專業(yè)學(xué)生之間的交流與協(xié)作，通過(guò)高年級(jí)帶動(dòng)低年級(jí)的形式，一級(jí)一級(jí)傳遞下去。

第二課堂的形式靈活多樣，本校大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為答疑、成立課外學(xué)習(xí)興趣小組和組織學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽是目前比較有效的方式。

3 結(jié)語(yǔ)

大學(xué)物理教學(xué)發(fā)展到今日，按部就班的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)期的要求，筆者們將在接下來(lái)的教學(xué)中對(duì)教學(xué)模式改革進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)致研究，并跟隨時(shí)代的步伐，繼續(xù)發(fā)掘新的、對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)更為有利的第二課堂形式。