周一平 楊兵初 羅益民

(中南大學(xué)物理學(xué)院,湖南長沙410083)

基礎(chǔ)知識教育與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)
——實(shí)施《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》體會之二

周一平 楊兵初 羅益民

(中南大學(xué)物理學(xué)院,湖南長沙410083)

在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的同時(shí),更應(yīng)重視對學(xué)生基礎(chǔ)知識的教育,任何一個(gè)創(chuàng)造性觀點(diǎn)或理論的產(chǎn)生都建立在長期大量的知識積累的基礎(chǔ)上.

創(chuàng)新意識;基礎(chǔ)知識教育

物理學(xué)屬于經(jīng)典學(xué)科,內(nèi)容博大精深,研究對象廣泛,體系完整嚴(yán)密,在提出問題、尋找合理科學(xué)模型、分析總結(jié)客觀世界的基本規(guī)律方面有一整套理性思維方法和實(shí)驗(yàn)分析手段,這在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維及在廣泛的科技領(lǐng)域馳騁的能力方面都具有非常重要的作用.正如《教學(xué)基本要求》中指出的,大學(xué)物理課程在為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀,增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面,具有其他課程不能替代的重要作用.我們認(rèn)為物理學(xué)的思維方法和研究方法能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),而物理學(xué)所教授的基本概念、基本理論也是學(xué)生日后作為一個(gè)科學(xué)工作者和工程技術(shù)人員所必須掌握的知識,所以在今天大力提倡培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的同時(shí),也應(yīng)重視對學(xué)生進(jìn)行物理基礎(chǔ)知識教育,“大學(xué)物理”應(yīng)定位于基礎(chǔ)理論教育和科學(xué)素質(zhì)教育并重的教學(xué)目標(biāo).

1 重視基礎(chǔ)知識教育

科學(xué)知識是科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分,要達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識的目標(biāo),必須通過科學(xué)知識這一重要載體來進(jìn)行.學(xué)習(xí)不僅僅是知識存量的增加,而且也是學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力和基本素質(zhì)的提升,盡管教材上的知識是有限的,但通過扎實(shí)的課程學(xué)習(xí)和自我學(xué)習(xí)可以訓(xùn)練學(xué)生的思維方法和自我更新能力,讓他們終身受用,也為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和將來成為一個(gè)合格的科技工作者奠定必要的知識基礎(chǔ).基于以上認(rèn)識,我們在大學(xué)物理教學(xué)中首先十分重視對學(xué)生物理基礎(chǔ)知識的教育,表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是保證大學(xué)物理課程教學(xué)時(shí)數(shù),我校Ⅰ類大學(xué)物理開設(shè)136學(xué)時(shí),針對材料、電子、通信等專業(yè)的學(xué)生.Ⅱ類開設(shè)大學(xué)物理120學(xué)時(shí),包括所有工科類學(xué)生,由于充足課時(shí)的學(xué)習(xí),期末全校大學(xué)物理統(tǒng)一考試中大部分同學(xué)都取得比較好的成績.二是教學(xué)內(nèi)容的安排上,本著保證經(jīng)典、加強(qiáng)近代、拓展應(yīng)用的原則,我們注意將經(jīng)濟(jì)時(shí)代“物理學(xué)”發(fā)展的新成果、高新技術(shù)等充實(shí)到大學(xué)物理教學(xué)中,近代物理內(nèi)容的比重已近30%.有些專業(yè)開設(shè)了“流體力學(xué)”、“廣義相對論簡介”、“光學(xué)信息處理”、“原子核和基本粒子”等擴(kuò)展內(nèi)容,所有工科專業(yè)都講授了“玻耳茲曼分布”、“多普勒效應(yīng)”、“電介質(zhì)的極化”、“麥克斯韋方程組的微分形式”、“激光器原理”等擴(kuò)展內(nèi)容,從教學(xué)內(nèi)容上保證了知識教育與素質(zhì)教育的需要.三是嚴(yán)格的教學(xué)管理和紀(jì)律,我們經(jīng)常開展教學(xué)法活動,通過示范課、公開課和老教師指導(dǎo)幫助青年教師提高教學(xué)水平,要求教師間相互聽課以便相互學(xué)習(xí),取長補(bǔ)短.除學(xué)校正常的教學(xué)檢查外,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、教學(xué)中心主任經(jīng)常隨堂聽課,并另聘退休老教師幫助聽課把關(guān),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與任課老師交流以便整改;對學(xué)生要求必須到堂聽課,按時(shí)完成課后作業(yè),鼓勵(lì)多看參考書和課下討論交流,期末全校五千多學(xué)生進(jìn)行大學(xué)物理統(tǒng)一考試.可能有人認(rèn)為大學(xué)里應(yīng)當(dāng)給學(xué)生更多自由學(xué)習(xí)思考的機(jī)會,減少課堂講授,使學(xué)生能夠發(fā)揮其創(chuàng)造性,事實(shí)上并不是這樣,大多數(shù)學(xué)生會利用給予他們自己的時(shí)間去做其他方面的事情,而不是進(jìn)行有創(chuàng)造性的思考,若能輕松拿到好成績,他們就多半不會去努力學(xué)習(xí),尤其是大學(xué)物理課程講授的對象都是大一、大二的學(xué)生,他們剛剛脫離高中階段管理嚴(yán)格和緊張的學(xué)習(xí),缺乏自律性.我校2009年開始搞了一項(xiàng)教學(xué)管理改革,對學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化管理,學(xué)生可以自主選擇各門課程學(xué)習(xí)的時(shí)間和老師,就有不少學(xué)生避開教學(xué)要求嚴(yán)格的老師,期望少付出一些努力而同樣可以拿到好的成績.我們認(rèn)為,在本科學(xué)習(xí)階段,對學(xué)生學(xué)習(xí)模式的設(shè)置主要還是應(yīng)以被動學(xué)習(xí)為主,以學(xué)習(xí)考核大量的現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)為主,通過大量的課堂教學(xué)與考核使得學(xué)生牢固地掌握基礎(chǔ)知識,為今后的自主學(xué)習(xí)與科研奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).其實(shí),任何一個(gè)創(chuàng)造性觀點(diǎn)或理論的產(chǎn)生都建立在長期大量的知識積累的基礎(chǔ)上.

2 在基礎(chǔ)知識教育的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識

現(xiàn)代教育以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn),它體現(xiàn)在既注重知識的獲取,又重視能力的培養(yǎng).按照《教學(xué)基本要求》,在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中,我們十分重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.主要做了以下幾方面的工作.

(1)2009年我校基礎(chǔ)課程和部分院系的教學(xué)搬至新校區(qū),學(xué)校給了我們600多平方米的面積作為大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)室,并將全校所有大學(xué)物理課程安排在同層樓的教室,老師們可將演示實(shí)驗(yàn)儀器隨堂帶進(jìn)教室,與先進(jìn)的多媒體設(shè)備配合,大學(xué)物理教學(xué)環(huán)境得到極大的改善.我們充分利用這樣的條件創(chuàng)建了力熱、電磁、光學(xué)、近代物理、光學(xué)演示等幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)室,并在走廊上分幾個(gè)主題(十大經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn);十大物理學(xué)家;諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng);新能源與可再生能源;宇宙探索與中國航天等)布置了近100塊宣傳板,演示室儀器種類多,設(shè)備齊全,能演示200多種物理現(xiàn)象,我們每周定期向?qū)W生開放,學(xué)生走進(jìn)大學(xué)物理課堂就感到置身在一個(gè)物理的環(huán)境,課間休息和下課后就有不少的學(xué)生直接去演示實(shí)驗(yàn)室,既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣又為全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力提供了硬件環(huán)境.

(2)我們注意營造有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的教學(xué)環(huán)境,在課堂上提倡師生互動和活躍的思想交流,在學(xué)生感到疑惑的關(guān)鍵處設(shè)疑,讓學(xué)生帶著疑問聽課和參加討論,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究激情,最后自己解決疑問.有疑才有所思,學(xué)生質(zhì)疑、解疑的過程也正是學(xué)習(xí)創(chuàng)造的過程.傳統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生“分析問題和解決問題的能力”,卻忽視了“提出問題的能力”,但后者對培養(yǎng)有創(chuàng)造性,能獨(dú)立思考的人更重要.在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力,學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題的方法,僅僅靠從教學(xué)內(nèi)容的銜接上提出問題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,在教學(xué)中我們引進(jìn)了一定的物理學(xué)史的內(nèi)容,從物理真實(shí)的認(rèn)識發(fā)展歷史進(jìn)程中展示其探索過程中問題背景的演化,闡明一些重大問題產(chǎn)生的歷史條件及其所導(dǎo)致的深遠(yuǎn)后果,引導(dǎo)學(xué)生自主探究和體驗(yàn)知識的發(fā)生過程,還原原來的科學(xué)思維活動,鼓勵(lì)質(zhì)疑批判和發(fā)表獨(dú)立見解,提高善于提出科學(xué)問題的靈性和智慧,使他們的思想經(jīng)常沉浸在好奇之中.

在學(xué)校教學(xué)改革班的大學(xué)物理教學(xué)中,我們不定期地舉行討論課,每個(gè)小組的學(xué)生代表向全班同學(xué)講述這一階段小組同學(xué)學(xué)習(xí)物理課程中遇到的問題以及他們對問題的討論和研究,解決的方法,介紹他們課外閱讀到的大家感興趣的物理學(xué)研究成果,如核磁共振、激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,激光、傳感器、紅外等在軍事及經(jīng)濟(jì)建設(shè)各方面的應(yīng)用,電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展史以及全息與信息光學(xué)、黑洞、混沌理論等,既培養(yǎng)了學(xué)生主動提出問題、討論問題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,又培養(yǎng)了他們搜集、整理資料進(jìn)行綜合分析的能力,通過廣泛的課外閱讀還極大地增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.在學(xué)生自主選課中,有其他普通班的學(xué)生選擇到教改班學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程,有趣的是,在期末考試中他們大都取得比其他普通班學(xué)生更好的成績,這說明更嚴(yán)格的要求、更扎實(shí)的基礎(chǔ)知識教育和更好的教學(xué)環(huán)境對學(xué)生的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識培養(yǎng)都更好,創(chuàng)新意識的培養(yǎng)應(yīng)寓于嚴(yán)格的基礎(chǔ)知識教育過程中.為了鼓勵(lì)教師們教學(xué)改革的積極性,院里拿出30萬元設(shè)立了教學(xué)研究與改革基金,資助教學(xué)改革試驗(yàn)項(xiàng)目,充分激發(fā)教師的教學(xué)積極性和創(chuàng)造性,使教師主導(dǎo)和學(xué)生主體真正融為一體,對客觀世界進(jìn)行充滿想象力的探索.

(3)對大學(xué)物理的雙語教學(xué)已經(jīng)堅(jiān)持了九年,在十多個(gè)專業(yè)一百多個(gè)班級進(jìn)行試驗(yàn),自編的大學(xué)物理雙語教材已正式出版,教學(xué)課件已趨于完善.承擔(dān)雙語教學(xué)的教師都在國外著名高校接受過一年以上的專門學(xué)習(xí),其外語水平高,雙語教學(xué)效果好,深受學(xué)生歡迎.2009年,我校的大學(xué)物理雙語教學(xué)被評為國家示范課程.

3 結(jié)束語

近兩年來,我校的大學(xué)物理教學(xué)努力按照新的《教學(xué)基本要求》執(zhí)行,我們的體會是,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識確實(shí)應(yīng)建立在對學(xué)生進(jìn)行扎實(shí)的基礎(chǔ)知識教育之上,而大學(xué)物理課程教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識也是其他課程所不能替代的.

[1] 教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會.理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求.北京:高等教育出版社,2008

[2] 田國強(qiáng).關(guān)于改善學(xué)風(fēng)、教風(fēng)的建設(shè)[J].中國大學(xué)教學(xué),2006,(1)

[3] 周一平等.加強(qiáng)教學(xué)研究提高大學(xué)物理課程教學(xué)質(zhì)量——實(shí)施《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》的體會[J].物理與工程,2009,19(3)

2010-07-16)