大學(xué)物理研究性教學(xué)探索

摘要：大學(xué)物理學(xué)是理工科各專業(yè)的一門(mén)必修基礎(chǔ)課，在發(fā)揮傳統(tǒng)的教學(xué)模式在物理教學(xué)中作用的基礎(chǔ)上，從學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、探究性教學(xué)內(nèi)容和方法設(shè)計(jì)、創(chuàng)新課題提出和解決等方面入手，探討了螺旋和漸進(jìn)式的大學(xué)物理研究型教學(xué)方法和模式。在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和掌握基本方法的基礎(chǔ)上，提高創(chuàng)新的基本素質(zhì)和能力。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；傳統(tǒng)教學(xué)模式；研究型教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）19-0215-02

一、引言

物理學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)，其基本知識(shí)是學(xué)習(xí)自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)，同時(shí)物理學(xué)研究的規(guī)律和研究方法具有很大的基本性與普遍性，在其它學(xué)科和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。面對(duì)工科院校學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科重要性認(rèn)識(shí)的不足，積極開(kāi)展研究型教學(xué)實(shí)踐的探索，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式在大學(xué)物理的教學(xué)中困境，提高大學(xué)物理教學(xué)的質(zhì)量和效率，發(fā)揮大學(xué)物理學(xué)在夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)創(chuàng)新性人才中的作用。

二、大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨的困惑

傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式一般是通過(guò)課堂的講授或演示實(shí)驗(yàn)將知識(shí)灌輸給學(xué)生。傳統(tǒng)教學(xué)模式雖然方式一般，但符合了物理學(xué)知識(shí)傳授規(guī)律，即通過(guò)教師知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生掌握物理知識(shí)的內(nèi)涵，在獲得知識(shí)和科學(xué)的世界觀的同時(shí)，獲得研究問(wèn)題的不同方法。對(duì)大學(xué)低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，灌輸式教育是中學(xué)和大學(xué)教育聯(lián)系的橋梁，這一方法符合了學(xué)生一貫以來(lái)接收知識(shí)的模式，學(xué)生應(yīng)該完全適應(yīng)大學(xué)物理等基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)。但實(shí)際情況是學(xué)生對(duì)大學(xué)物理不感興趣，學(xué)習(xí)效果不佳。同樣是傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，為何在大學(xué)物理基礎(chǔ)教學(xué)中出現(xiàn)了問(wèn)題。

首先是目標(biāo)的改變。人的行為受到追求自己目的的控制，中學(xué)物理的灌輸式教學(xué)模式使學(xué)生能在高考中獲得好分?jǐn)?shù)，符合了學(xué)生升學(xué)的目的和將來(lái)大學(xué)專業(yè)的選擇的要求。一旦學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，隨著年齡和社會(huì)閱歷增長(zhǎng)，學(xué)生的自主意識(shí)逐漸增強(qiáng)，許多學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)目的是學(xué)好某一專業(yè)，為將來(lái)的就業(yè)或進(jìn)一步學(xué)習(xí)服務(wù)。在實(shí)際教和學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)對(duì)像數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)的學(xué)科作用認(rèn)識(shí)不足，學(xué)生會(huì)說(shuō)我是學(xué)習(xí)某某專業(yè)的，我不是物理專業(yè)，學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)課程與將來(lái)就業(yè)又沒(méi)有什么關(guān)系，學(xué)有何用。

其次是物理教學(xué)形式的陳舊。完美經(jīng)典物理內(nèi)容、經(jīng)典演示伴隨著一代代大學(xué)生的成長(zhǎng)，但隨著計(jì)算機(jī)、通訊和信息科技的發(fā)展，這些內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)卻似乎越來(lái)越遠(yuǎn)離了大學(xué)生生活。大學(xué)物理教材中經(jīng)典物理中的一些例題過(guò)于陳舊，練習(xí)題目純粹是為了考試而做題。題目的內(nèi)容與日常生活和實(shí)際脫離，不能與學(xué)生的生活實(shí)際和專業(yè)相聯(lián)系，也不能與當(dāng)前的先進(jìn)的技術(shù)相聯(lián)系，使得學(xué)生感覺(jué)物理應(yīng)用性不強(qiáng)，做作業(yè)是一種負(fù)擔(dān)。同時(shí)考評(píng)機(jī)制不健全，考試方式過(guò)于單一。目前大學(xué)物理采用的是平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)生的成績(jī)考核，近幾年大學(xué)擴(kuò)招后，大學(xué)物理一般2到4班的大課，教師不可能關(guān)心到每一個(gè)學(xué)生，因此平時(shí)成績(jī)帶有很大的主觀性，并不能真實(shí)反映學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)情況。而期末成績(jī)也存在一定的弊端，有些學(xué)生通過(guò)考前突擊來(lái)應(yīng)付考試，雖然能保證過(guò)關(guān)，但是并沒(méi)有學(xué)到真正的知識(shí)。

第三是教和學(xué)環(huán)境的改變。課程發(fā)生變化，中學(xué)階段，學(xué)生把精力放到幾門(mén)高考科目上了，老師反復(fù)的講授，其重要性不言而喻。而大學(xué)不僅課程多，知識(shí)量大，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師除了課堂大容量講課及答疑外，很少有與學(xué)生接觸的機(jī)會(huì)。對(duì)于剛進(jìn)入大學(xué)的低年級(jí)學(xué)生，對(duì)大學(xué)物理等基礎(chǔ)知識(shí)重要性的認(rèn)識(shí)、所學(xué)知識(shí)的應(yīng)該掌握的程度判斷、課后如何學(xué)，都要自己安排顯然是十分困難。

三、大學(xué)物理研究性教學(xué)思考

物理學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)性學(xué)科，它研究的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。同時(shí)，物理學(xué)作為嚴(yán)格的、定量的自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，一直在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。它與數(shù)學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系，它們之間相互作用，不斷發(fā)展。由于物理學(xué)的研究規(guī)律和研究方法具有很大的基本性與普遍性，所以它的基本概念和基本定律是很多自然科學(xué)領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。同時(shí)物理學(xué)描繪了物質(zhì)世界的一幅完整的圖像，揭示出各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)的相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化，充分體現(xiàn)了世界的物質(zhì)性與物質(zhì)世界的統(tǒng)一性，因此它也是科學(xué)的世界觀和方法論賴以建立的基礎(chǔ)。試想一名本科生連基本的物理知識(shí)都不具備，就不可能具有良好的科學(xué)素質(zhì)，又怎能適應(yīng)信息和技術(shù)均不斷更新的世界呢？

加強(qiáng)對(duì)大學(xué)物理傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革，在基礎(chǔ)教學(xué)中增加研究型教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生在教學(xué)中主動(dòng)性、參與性。用研究型教學(xué)夯實(shí)基礎(chǔ)理論，培養(yǎng)學(xué)生基本的學(xué)習(xí)、研究、創(chuàng)新等基本能力。大學(xué)低年級(jí)是高中到大學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程的過(guò)渡，學(xué)生數(shù)理化基礎(chǔ)知識(shí)比較缺乏以及學(xué)習(xí)能力較弱的。基于這樣的特點(diǎn)，在探索大學(xué)物理研究型教學(xué)的探討過(guò)程中，既要考慮傳統(tǒng)的教學(xué)方法在知識(shí)傳授方面的優(yōu)勢(shì)，又要在教學(xué)過(guò)程中讓發(fā)揮學(xué)生主體作用，在授課內(nèi)容增加研究型內(nèi)容，在方法上增加探索性、實(shí)驗(yàn)性手段。使得不同層次的學(xué)生在掌握基本的物理知識(shí)和物理方法同時(shí)，在獲得知識(shí)的能力、科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力獲得了提高。因此在基礎(chǔ)教學(xué)階段，研究型的教學(xué)方法和內(nèi)容應(yīng)通過(guò)漸進(jìn)的、螺旋式教學(xué)過(guò)程，提高大學(xué)物理教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

1.研究型教學(xué)——自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。大學(xué)物理與中學(xué)物理所學(xué)的內(nèi)容是不一樣的，因此學(xué)習(xí)方法也應(yīng)由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，轉(zhuǎn)變快的學(xué)生收益就大。這方面不僅要靠學(xué)生自己的主動(dòng)，也需要教師積極正確的引導(dǎo)，其核心是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，主動(dòng)學(xué)習(xí)，熱愛(ài)學(xué)習(xí)，從而能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在研究性教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)每個(gè)章節(jié)基本內(nèi)容的問(wèn)題的設(shè)定，要求學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，解決絕大多數(shù)的問(wèn)題，困難問(wèn)題和模糊問(wèn)題通過(guò)課堂討論和老師講解解決。因此研究型教學(xué)的基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)能力，在實(shí)施過(guò)程中要求學(xué)生做了以下五點(diǎn)：第一，學(xué)會(huì)讀書(shū)。要想自主獨(dú)立學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)讀書(shū)是首要且必備條件。這一點(diǎn)對(duì)物理等基礎(chǔ)學(xué)科尤為重要。第二，學(xué)會(huì)聽(tīng)課。學(xué)生學(xué)到多少知識(shí)，主要取決于上課聽(tīng)到多少，會(huì)聽(tīng)課的學(xué)生對(duì)課程的理解也會(huì)更加深入一些。第三，學(xué)會(huì)記筆記。呼吁學(xué)生上課不要抄教師的板書(shū)，要記對(duì)自己有用且重點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)。善于觀察，勤于思考。第四，學(xué)會(huì)寫(xiě)作業(yè)。作業(yè)是鞏固提高的過(guò)程，也是分析和思維的過(guò)程，通過(guò)文字把這種分析和思維的過(guò)程表述出來(lái)，便于別人閱讀，更有利于學(xué)生訓(xùn)練自己的思維，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的精神。第五，學(xué)會(huì)利用資源。從廣義上來(lái)說(shuō)，就學(xué)習(xí)而言，除了學(xué)生自身以外的一切可以利用促進(jìn)自己學(xué)習(xí)的，都是學(xué)習(xí)資源。學(xué)生只有學(xué)會(huì)利用學(xué)習(xí)資源，才能更有效的完成自主性學(xué)習(xí)。

2.研究型教學(xué)——探究性教學(xué)內(nèi)容和方法設(shè)計(jì)。物理學(xué)的知識(shí)來(lái)源于生活和生產(chǎn)實(shí)踐，生活和生產(chǎn)實(shí)踐的需求又推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展，同時(shí)其研究成果反過(guò)來(lái)指導(dǎo)生活和生產(chǎn)實(shí)踐。因此學(xué)會(huì)物理學(xué)的探究方法是建立物理思想和科學(xué)方法重要途徑。物理問(wèn)題的探究經(jīng)歷了從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、分析與論證來(lái)驗(yàn)證猜想的正確性、交流、總結(jié)、評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)用結(jié)論解決問(wèn)題的過(guò)程。物理教學(xué)過(guò)程的符合人類解決問(wèn)題的思維過(guò)程，所以探究性教學(xué)內(nèi)容和方法不僅是教學(xué)的一種重要方式，也是人們進(jìn)行科學(xué)研究的一種重要方法。在教學(xué)內(nèi)容的講授過(guò)程中，有意識(shí)對(duì)授課內(nèi)容實(shí)施探究性講解，使學(xué)生通過(guò)經(jīng)歷與科學(xué)工作者探究時(shí)的相似過(guò)程，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)際解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而且有助于學(xué)生掌握物理思想和獲得科學(xué)研究和思維方法。

探究性教學(xué)內(nèi)容和方法在使學(xué)生自主獲得物理知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神等方面具有舉足輕重的作用。創(chuàng)新通常始于問(wèn)題，學(xué)生可通過(guò)對(duì)書(shū)本內(nèi)容的預(yù)習(xí)提出問(wèn)題，進(jìn)而才能引發(fā)思考，解決問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，敢于質(zhì)疑，善于提出問(wèn)題，這樣能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，使得創(chuàng)新具有主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。再者，科學(xué)研究也是從提出問(wèn)題開(kāi)始，對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行猜想和假設(shè)，而這個(gè)步驟更多的是依賴與學(xué)生的直覺(jué)思維，直覺(jué)思維是創(chuàng)新思維活躍的一種表現(xiàn)。所以在教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)提出的問(wèn)題進(jìn)行大膽的猜想與假設(shè)，無(wú)疑有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在教學(xué)中即使學(xué)生所提問(wèn)題帶有明顯不合理的猜想，也不要直接否定，要在肯定學(xué)生積極性的同時(shí)指出其正確合理的成分，以保護(hù)學(xué)生創(chuàng)新的激情。在科學(xué)研究中，所提問(wèn)題的猜想與假設(shè)的正確性需要靠實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，而在物理教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，逐步引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究，通過(guò)這一開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，無(wú)疑能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，促使學(xué)生積極思考，更加積極主動(dòng)的去探索解決問(wèn)題的方法和途徑。同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。探究性教學(xué)內(nèi)容和方法作為一種教學(xué)方式，可以在學(xué)生探索未知知識(shí)和創(chuàng)新精神的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生間的團(tuán)隊(duì)精神與合作意識(shí)，錘煉學(xué)生的意志，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

3.研究性教學(xué)——?jiǎng)?chuàng)新課題提出和解決。研究型教學(xué)模式的根本標(biāo)準(zhǔn)是最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，使學(xué)生在自我獲取知識(shí)的過(guò)程中滲透科學(xué)研究的各個(gè)元素。同時(shí)研究型教學(xué)模式不是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化模式或固定僵化的模式，而是靈活多樣的、處于不斷探索、創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)模式。因此，研究型教學(xué)模式的高級(jí)階段是在學(xué)生掌握了一定的數(shù)理基礎(chǔ)后，要求學(xué)生運(yùn)用所需基本理論知識(shí)不僅僅是限于課堂，更多是在課后參與多樣性的課題小組的研究，發(fā)揮學(xué)生在研究中的主體性、探索性和創(chuàng)造性。通過(guò)創(chuàng)新課題教學(xué)新模式實(shí)施使得學(xué)生在主體參與、知識(shí)的同化能力、知識(shí)的遷移拓展與再組織能力以及科學(xué)和人文綜合素質(zhì)等方面得到培養(yǎng)與提高。

學(xué)生參與的主體性主要體現(xiàn)在問(wèn)題的提出和發(fā)現(xiàn)，特別是提出的創(chuàng)新課題與學(xué)生的專業(yè)現(xiàn)結(jié)合或與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，這無(wú)疑將大大激發(fā)學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識(shí)；知識(shí)的同化能力體現(xiàn)在把對(duì)應(yīng)實(shí)際問(wèn)題的新客體模型納入學(xué)生所掌握知識(shí)的主體圖式之中，通過(guò)知識(shí)的同化進(jìn)而達(dá)到發(fā)現(xiàn)物理新現(xiàn)象，研究和探索物理新規(guī)律，這一過(guò)程不僅讓學(xué)生深化了對(duì)基礎(chǔ)物理知識(shí)的理解，而且也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在自然科學(xué)研究中的基礎(chǔ)性作用；知識(shí)的遷移、拓展與再組織能力體現(xiàn)在最終解決實(shí)際問(wèn)題的方法與過(guò)程，從而達(dá)到綜合培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，樹(shù)立學(xué)生的創(chuàng)新教育觀，變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育。

四、結(jié)論

大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中通過(guò)螺旋和漸進(jìn)的研究性教學(xué)方法實(shí)施創(chuàng)新教育，提倡研究性學(xué)習(xí)，并不否定啟發(fā)性、接受性學(xué)習(xí)，而是要將兩種學(xué)習(xí)方式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，二者互補(bǔ)，相輔相成。因?yàn)檎n堂講述是主渠道，研究型教學(xué)模式的許多環(huán)節(jié)仍然要在課堂上完成。同時(shí)，慎重地把握創(chuàng)新、探索未知與基礎(chǔ)課程教學(xué)基本任務(wù)的關(guān)系，創(chuàng)新的難度系數(shù)不能過(guò)高，課堂教學(xué)工作量不能過(guò)大，重點(diǎn)突出知識(shí)的同化、轉(zhuǎn)移與拓展。通過(guò)研究性教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生課外主動(dòng)探求未知的興趣，提高探究性學(xué)習(xí)的效率。在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和掌握基本方法的基礎(chǔ)上，提高創(chuàng)新的基本素質(zhì)和能力。

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課題項(xiàng)目：2012-2013，南京林業(yè)大學(xué)高教所教學(xué)研究性課題