鄭波　屈國普　謝安平

[摘 要]為提升學(xué)生對“粒子物理導(dǎo)論”課程的學(xué)習(xí)興趣，對該課程教學(xué)內(nèi)容有深刻的理解，在該課程的教學(xué)過程實(shí)踐中，引入了教研結(jié)合的方式。在該課程教學(xué)中實(shí)際所采用的兩種教研結(jié)合的方式分別是研討式教學(xué)和專題調(diào)研式教學(xué)。這兩種教學(xué)方式的引入，極大地提高了學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)展了學(xué)生的知識面。

[關(guān)鍵詞]教研結(jié)合 研討式教學(xué) 專題調(diào)研式教學(xué)

[中圖分類號] G642.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0101-02

大學(xué)主要有三個功能，教學(xué)、科研和社會服務(wù)。大學(xué)的教學(xué)功能主要通過課堂教學(xué)來實(shí)現(xiàn)，大學(xué)教師在完成課堂教學(xué)之外，還會根據(jù)自己的興趣進(jìn)行科學(xué)研究活動。在課堂教學(xué)中，教師主要根據(jù)教材講授相關(guān)知識，學(xué)生主要是被動接受知識。大學(xué)生正處于思維最開闊、想象力最豐富、最具有創(chuàng)造力的時候，因此這種教育形式很難吸引求知欲強(qiáng)，具有創(chuàng)新精神和探索精神的大學(xué)生。科學(xué)研究是探索未知的過程，與人類的好奇心相契合，能夠在很大程度上吸引學(xué)生。[1]因而將教師所進(jìn)行的課堂教學(xué)和科學(xué)研究結(jié)合起來，提升課堂教學(xué)質(zhì)量，成為一個非常自然而然的發(fā)展趨勢。之前已有較多學(xué)者在教研結(jié)合方面有過探索[2] [3] [4] [5]，他們結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討教學(xué)和科研相結(jié)合的方式對提高本科教學(xué)質(zhì)量的作用。筆者根據(jù)講授核物理本科專業(yè)“粒子物理導(dǎo)論”課程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，將從以下兩個方面探索教學(xué)和科研相結(jié)合產(chǎn)生的效果。

一、研討式教學(xué)

研討式教學(xué)是指教師在講授某理論之前，將科學(xué)家在得到該理論之前的情況進(jìn)行說明，通過與學(xué)生之間的充分交流與研討，引導(dǎo)學(xué)生自己得到正確的理論。這種教學(xué)方式對教師的素質(zhì)要求較高。第一，要求教師對相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容非常熟悉，并知道其總結(jié)過程；第二，要求教師善于提出問題，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)；第三，要求教師對背景情況的描述足夠詳細(xì)，以讓學(xué)生充分了解科學(xué)家們當(dāng)時的知識范疇，然而又不能夠直接提到要引出的問題；第四，要求教師對學(xué)生的理解把握充分，以及時進(jìn)行引導(dǎo)；第五，教師在學(xué)生提出相應(yīng)的解決方案后，不管學(xué)生的回答是否正確，均應(yīng)給以合理的回應(yīng)，千萬不能影響到學(xué)生的積極性。

以講解“中微子振蕩理論”[6]為例。首先我們知道中微子有三種，分別是電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。中微子理論認(rèn)為某一特定類型的中微子經(jīng)過一段時間后會變成電子中微子、繆子中微子和陶子中微子這三種中微子的混合物，它們的比例隨時間而變化。如果直接給學(xué)生講解這個概念的內(nèi)容，很多學(xué)生會覺得這樣的事情非常難以理解。筆者在講授時，結(jié)合科學(xué)家們引出這個概念的過程對學(xué)生加以引導(dǎo)。1970年，科學(xué)家們進(jìn)行了太陽中微子實(shí)驗(yàn)。他們根據(jù)太陽標(biāo)準(zhǔn)模型計算氫核聚變過程產(chǎn)生的能量與中微子產(chǎn)額的關(guān)系，利用地球表面接收到的太陽能得到地球表面上太陽中微子通量，再根據(jù)用于探測中微子的核反應(yīng)過程的截面，計算出理論預(yù)期能夠探測到的中微子數(shù)量。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，探測到的電子中微子只有理論預(yù)期的三分之一。之后科學(xué)家們也在類似的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。在引出中微子振蕩概念之前，筆者先向?qū)W生講解清楚當(dāng)時的實(shí)驗(yàn)情況及理論狀況，并提問：“你們?nèi)绾卫斫膺@樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？”有學(xué)生回答說用于探測中微子的核反應(yīng)過程的截面不對，也有學(xué)生回答說實(shí)驗(yàn)過程可能存在問題，等等。筆者并未直接否定學(xué)生們的這些回答，而是向他們說明這些情況均沒有錯誤，并詳細(xì)地解釋了原因。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生去考慮整個過程中可能被忽略了的地方。在很短的時間內(nèi)，就有學(xué)生回答說是中微子在從太陽發(fā)出到被探測的這段時間內(nèi)變成了其他的東西。筆者追問：“那么你認(rèn)為應(yīng)該是變成了什么東西呢？”該生想了一下，回答說：“變成了其他類型的中微子?！边@樣的結(jié)論實(shí)際上與中微子振蕩理論的核心觀點(diǎn)已經(jīng)完全相同。在學(xué)生得到正確結(jié)論后，筆者給以相應(yīng)的鼓勵，該生以及班上的其他學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣得到很大的提升。

以研討式進(jìn)行教學(xué)時，教師在備課階段應(yīng)當(dāng)收集足夠詳細(xì)的資料，以對教學(xué)內(nèi)容有非常詳細(xì)而全面的理解，并要求對物理學(xué)史非常熟悉。

二、專題調(diào)研式教學(xué)

專題調(diào)研式教學(xué)是指選擇課程中比較有特色的專題，依據(jù)目前國際上在這些專題的不同研究方向確定多個合適的主題，根據(jù)學(xué)生的興趣以各個主題進(jìn)行分組，要求每組學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成對所選主題的調(diào)研報告，并在課堂上派出一名代表向全班展示調(diào)研結(jié)果。采用這種教研結(jié)合方式進(jìn)行課堂教學(xué)時，有幾個方面需要特別注意：一是調(diào)研主題要屬于學(xué)科研究的最前沿，并能夠引起學(xué)生的興趣；二是調(diào)研內(nèi)容的難度不宜太大，盡量不要涉及過于深奧的理論內(nèi)容；三是學(xué)生分組要合理，盡量各類學(xué)生分布均勻；四是學(xué)生代表在講臺作調(diào)研報告后，要面向所有學(xué)生提問，通過問答環(huán)節(jié)讓其他組的學(xué)生充分理解該報告的內(nèi)容；五是調(diào)研報告結(jié)束后，教師要及時進(jìn)行總結(jié)與評價，鞏固學(xué)生的理解。

以“粒子物理導(dǎo)論”課程的教學(xué)實(shí)踐為例，筆者考慮到粒子物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在將專題調(diào)研與課堂相結(jié)合時，根據(jù)粒子物理學(xué)國際上目前最新的實(shí)驗(yàn)研究動態(tài)，確定了Higgs實(shí)驗(yàn)、B工廠、粲工廠、工廠、長基線中微子實(shí)驗(yàn)、近距離中微子實(shí)驗(yàn)、粒子加速器和粒子探測器這幾個方向作為學(xué)生進(jìn)行專題調(diào)研的主題。確定這些調(diào)研主題后，要求學(xué)生就各主題的背景與現(xiàn)狀、研究意義與物理目標(biāo)、具體的研究方法、未來展望等方面進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研。在學(xué)生完成調(diào)研后，由每個小組派一名代表用PPT的形式向全班匯報調(diào)研報告，每個代表報告結(jié)束后，全班同學(xué)均可對其所報告的內(nèi)容進(jìn)行提問，如果有些問題超出了學(xué)生的能力范圍，則由教師代為回答。教師根據(jù)實(shí)際情況針對PPT的形式、內(nèi)容與結(jié)構(gòu)等方面提出意見與建議，告訴學(xué)生在用PPT展示自己的成果時所需注意的地方，并盡量美化PPT的界面。教師還可通過觀察學(xué)生的PPT，判斷學(xué)生對所調(diào)研內(nèi)容的熟悉程度。采用這種形式的教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生對各研究方向有了初步了解，還可以讓學(xué)生將所調(diào)研的內(nèi)容與所學(xué)課本知識結(jié)合起來，對課堂所講授的理論知識有更深刻的理解，同時還為學(xué)生提供了全面了解學(xué)科發(fā)展史和發(fā)展現(xiàn)狀的機(jī)會。根據(jù)這些了解，部分想繼續(xù)深造的學(xué)生就能夠判斷以后是否有興趣從事該學(xué)科的研究。

采用調(diào)研式教學(xué)，要求教師有比較強(qiáng)的控制力。這種教學(xué)方式不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和自我表達(dá)能力。

三、其他教研結(jié)合方式

筆者在進(jìn)行“粒子物理導(dǎo)論”課程的實(shí)際教學(xué)中，主要采用以上兩種教研結(jié)合的方式。還有其他教研結(jié)合方式可根據(jù)課堂實(shí)際情況而加以應(yīng)用，比如說參與科研式教學(xué)和將科研案例融入教學(xué)的方式等。

參與科研式教學(xué)指任課教師根據(jù)自己在相關(guān)方面的研究課題，挑選一些學(xué)而有余并對該方向研究感興趣的學(xué)生參與相關(guān)課題的研究工作，在平常的課題研究中，通過言傳身教的方式培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力，讓學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容有深刻的理解。這種形式只適合少數(shù)學(xué)生，不適合大規(guī)模開展。本課程是粒子物理學(xué)的入門課程，所講授的內(nèi)容比較淺，而粒子物理學(xué)相關(guān)的研究課題對基礎(chǔ)要求較高，因而本教學(xué)方式不適合應(yīng)用于該課程的教學(xué)。

還有將科研案例融入教學(xué)的方式，即指將科學(xué)家們得到某個重要結(jié)論或成果的過程總結(jié)成一個教學(xué)案例，通過這種案例講解，讓學(xué)生們對相關(guān)內(nèi)容有深刻的理解。這種方式不僅對課程教學(xué)主題有一定的要求，還要求任課教師對相關(guān)主題的背景有非常深刻的了解。筆者在研究教學(xué)內(nèi)容時，也打算進(jìn)行本方式的嘗試，但后來限于教學(xué)課時，最終未能實(shí)施。

四、結(jié)語

筆者在全面理解“粒子物理導(dǎo)論”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，通過認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容，積極了解學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，對該課程教學(xué)方式進(jìn)行了一定的創(chuàng)新，積極將科研與教學(xué)相結(jié)合，采用了研討式教學(xué)和專題調(diào)研式教學(xué)這兩種教研結(jié)合方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對該學(xué)科現(xiàn)狀與發(fā)展的了解，為學(xué)生以后從事該方向的工作或在該方向進(jìn)行深造打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

[ 注 釋 ]

[1] 李俊杰.地方院?；诟咚綄W(xué)科平臺的科研反哺教學(xué)的理論與實(shí)踐探索——以浙江工業(yè)大學(xué)為例[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011（1）.

[2] 王振松，趙紅軍，王玉娟.教研結(jié)合在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].大學(xué)教育，2013（5）.

[3] 方在慶.教研結(jié)合、同行評議與大科學(xué)規(guī)劃[J].科學(xué)文化評論，2004（6）.

[4] 侯娟，曹海賓.教研結(jié)合的近代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐探索[J].科技信息，2010（15）.

[5] 宋廣華，段健平，李善平.邊學(xué)邊干，教研結(jié)合[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2006（5）.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]