卓越人才培養視閾下大學物理課程的作用與改革

摘要：在以卓越人才培養為目標的高等教育改革中，應深入發掘大學物理課程本身具有的知識、思維、方法、精神等多層面價值內涵，持續推進大學物理課程教學改革實踐，因材施教、因專業施教、因材施考，營造積極的數理文化氛圍，充分發揮其在知識結構優化、創新能力養成、價值觀導向方面的作用。

關鍵詞：卓越人才培養；大學物理；課程改革

作者簡介：于肇賢（1965-），男，山東萊州人，北京信息科技大學理學院，教授；于巖（1983-），女，山東煙臺人，北京信息科技大學組織部，講師。（北京 100192）

基金項目：本文系北京信息科技大學2011年度高教研究立項重點項目“數理文化的生態構建與我校應用型人才培養研究”（項目編號：2011GJZD02）的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0124-02

人才培養、科學研究、服務社會、文化引領是高等學校辦學的四大使命。其中，人才培養是大學的核心功能。在以學生為本的大學教育中，各類教育資源功用不一，它們從多個角度協同作用于學生的成長成才。大學物理課程是我國高等院校中理、工、醫、農、林等各類非物理專業的必修基礎課，是高等院校中科學類課程的典型代表。

經歷了大學合并、教育產業化、本科高速擴招、研究生數量增長、學院改名等一系列事件的中國高等教育，越來越明確地感受到“培養卓越人才，進而提高對社會的貢獻力”是衡量一所學校辦學水平高低的重要指標。本文將走出工具邏輯的思維，探討大學物理課程在高等教育中對卓越人才培養所能夠起到的積極作用，從人的邏輯和社會視角重新定位大學物理課程的價值和貢獻，以啟發大家的思考，希望起到拋磚引玉的作用。

一、大學物理課程在培養卓越人才方面的重要作用

促進學生發展，需要各種教育資源的協同作用。因此，卓越人才培養方案的架構需要能夠準確把握各種教育資源的功能所在。大學物理課程的模式是建立以學生為主體、以教師為主導的基于探索和研究的教學模式，形成由學生、教師和管理者構成的有利于培養研究型人才的“生態環境”。

200年以前，英國作家威廉·布來克曾經說：“一粒沙里有一個世界，一朵花里有一個天堂，把無窮無盡握于手掌，永恒寧非是剎那時光？”從物理學的角度來看，也可以說：“物理學里有一個世界，物理學里有一個天堂，把思想方法握于手掌，終身受益且澤被后世。”

1.“知識基礎”——大學物理課程的不可替代性

以物理學基礎為內容的大學物理課程，是理工科各專業學生一門重要的通識性的必修基礎課，該課程既為學生打好必要的物理基礎，又在培養學生科學的世界觀、增強學生分析問題和解決問題的能力、培養學生的探索精神和創新意識等方面具有其它課程不能替代的重要作用。

1999年3月，亞特蘭大召開的第23屆國際純粹物理和應用物理聯合會代表大會決議中指出：“物理學是研究物質、能量和它們相互作用的學科，是一項國際事業，它對人類未來的進步起著關鍵的作用。對物理教育的支持和研究，在所有的國家都是重要的。”這是因為物理學發展著未來技術進步所需的基本知識，而技術進步將持續驅動著世界經濟發動機的運轉；物理學在培養化學家、工程師、計算機科學家以及其他物理科學和生物醫學科學工作者的教育中，是一個重要的組成部分；物理學擴展和提高了對其他學科的理解，諸如地球科學、農業科學、化學、生物學、環境科學以及天文學和宇宙學，而這些學科對世界上所有的民族都是至關重要；物理學提供了發展應用于醫學的新設備和新技術所需的基本知識，如計算機層析術（CT）、磁共振成像、正電子發射層技術、超聲波成像和激光手術等改善了人們的生活質量。

2.物理課在學生職業生涯中的作用

經濟全球化時代，世界性的產業結構調整以及交叉學科和高新技術的大量涌現，要求工科畢業生不僅能夠理解和應用高新技術，而且更應具有發展和創造高新技術的能力。

大學物理課程兼有物理基礎知識教育和科學素質教育兩種基本作用。物理學原理是技術的源泉，是多學科交叉、轉移和滲透的支撐點，因此，在工科人才的培養中，物理課擔負著重要的任務，適應人才市場“淡化專業、注重基礎”的趨勢。

3.“授人以漁”——培養創新能力，助推知識結構優化

由于物理學具有知識、思維、方法、精神等多層面的價值內涵，它對人才培養的作用也不僅僅局限于公式和數理邏輯。物理學中一系列獲取知識、組織知識和運用知識的有效步驟和方法，對學生而言的最重要意義是“授人以漁”。

卓越人才培養培養的是知識基礎和思維方式、解決問題能力。獲取物理學知識可概括為五點：提出命題、推測答案、理論預言、實驗檢驗、修改理論。這些方法有助于提升學生對外界事物的洞察力，為創新能力培養提供直覺方式感知信息的必要訓練。此外，大學物理課程還可以通過結合具體問題展示哲學上的啟示，進而給學生以哲學方面的熏陶。例如：矛盾的普遍性寓于矛盾的特殊性之中，并通過特殊性表現出來，沒有特殊性就沒有普遍性。

筆者的體會是，未來研究或者工作中遇到難點問題，大多出在思維方式、工作方法和知識基礎上。大學物理課程在教學過程中，要讓學生有興趣不斷獲取新知識，有能力不斷改善知識結構；要讓學生學會質疑，把學習能力轉化為知識能力。這有助于改變大學松散的課程組合現狀，讓各種教育資源協同作用，從而激發學生探索問題、解決問題、優化知識結構的欲望，彌補應試教育的負面影響，使學生獲得終身學習能力。

4.“精神引領”——正面價值觀導向、愛國精神教育

藝術尚美，科學求真，道德向善，卓越人才是真善美的統一。一個人的成長，用價值觀和道德上的“正能量”引導行為取向至關重要，精神的成長既要通過思想道德教育課程來培養，也要用科學的陣地來支撐，給學生實實在在的感受。

從古今中外物理學家的生平中，不乏關于做人做事方面的富有啟示的故事。大學物理課程中，通過對阿基米德、牛頓、愛因斯坦以及中國錢學森、竺可楨、周培源、吳有訓、錢三強、錢偉長、鄧稼先等科學家故事的講述，無形中引導了大學生的價值觀和理想信念。

二、對推進大學物理課程改革的幾點想法

論語中有言：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”興趣是最好的老師，物理教師的首要任務是提高學生學習物理的興趣，調動學生學習物理的主動性。教學改革、考試改革的理念和實踐，不能背離這個學習的基本規律。在推進大學物理課程改革中，推動了以下幾個做法，并取得了良好的效果。

1.積極推進大學物理教學改革實踐，因材施教，因專業施教

在教學內容上采取模塊化的教學模式，即整合經典，加強近代，滲透前沿；聯系應用，融合學史，培養創新。特別注重物理文化的傳授，結合有關教學內容介紹演繹法的三個特點（傳承性、釋義性、新的理論預言），介紹歸納法的應用、建立理想化模型的思想方法，介紹科學史上處理問題的兩種途徑（一是在原有理論的基礎上，通過提出合理的假設，去修正舊的理論；二是提出新概念，建立新理論），及時將與本課程有關的最新物理學進展引入課堂教學，注意介紹中國物理學家的工作，激發學生的民族自豪感。

因材施教方面：在教學過程中，注重講解獲取知識、組織知識和運用知識的思想、方法和手段，努力做到讓學生有興趣不斷獲取新知識，有能力不斷改善知識結構。讓學生學會質疑，把學習能力轉化為知識能力，為最終提高職業能力儲備力量。積極探索能使學生獲得終身學習能力的途徑和方法。

因專業施教方面：2010年就大學物理特殊需求問題，筆者曾在全校范圍進行過問卷調查。結果顯示，在教學上注重結合專業特點，因專業施教，處理好共性與個性、基礎與應用的關系，收到了很好的效果。

2.積極推進大學物理考試改革，因材施考

在命題考試方面，通過試題風格的變化，推動實現由應試教育向素質教育的轉變。注重運用問題式、探究式、啟發式、討論式等手段；注重運用比較、分類、類比、歸納和演繹、分析和綜合、證明和反證、假設等方法，一方面減少了客觀題，增加了主觀題；另一方面增加了有相當難度的附加題，為基礎好的學生提供了展示能力的舞臺；同時，注重知識的靈活運用。

2012年，北京信息科技大學（以下簡稱“我校”）通過教改立項完成了大學物理試題庫的建設。筆者認為，因材施考的前提是不能降低教學要求，而應該重點考查學生對基本概念、基本原理的理解以及靈活運用的程度。例如：2011年日本發生9級地震，地球當天的自轉周期減小了1.6微秒，在6月份的考試中，便結合這一時政讓學生運用物理模型定性地解釋這種現象。

從實施因材施教、因專業施教和因材施考的效果來看，近年來大學物理課程的整體教學質量穩步提高。近六年在全國部分地區大學生物理競賽中我校共有209名學生獲獎（見表1），其中特等獎1人，一等獎36人，二等獎56人，三等獎116人。我校總體競賽成績在京內外同類高校中位于前列。近年來大學物理課程的整體及格率有較大提高，2011年全年平均及格率達到88.25%。

表1 全國部分地區物理競賽成績

屆次（時間）獲獎等級及人數

第23屆

（2006年）21人獲獎（特等獎1人，一等獎8人，二等獎6人，三等獎6人）

第24屆

（2007年）41人獲獎（一等獎7人，二等獎11人，三等獎23人）

第25屆

（2008年）31人獲獎：二等獎5人，三等獎26人

第26屆

（2009年）39人獲獎：一等獎2人，二等獎18人，三等獎19人

第27屆

（2010年）38人獲獎：一等獎8人，二等獎8人，三等獎22人

第29屆

（2012年）31人獲獎：一等獎7人，二等獎9人，三等獎15人

3.積極營造數理文化氛圍，努力提高教學質量

眾多數學家和物理學家的科學成就是豐富寶貴的經驗，要通過在教學過程中構建起數理生態文化，使學生得到數學文化和物理文化的熏陶，達到教學過程中互促共進的雙贏目的。

第一，合理引導，注意宣講物理背景。每個物理學家都有求索和成功的歷史，這些經歷本身就是一本教材，引導學生體悟科學家的成長空間，有助于學生本身的成長成才。

第二，活學活用，將數理科學與生活結合。在引領學生進行學習時，把已有物理原理在處理新問題時所碰到的困難進行清晰講解，幫助學生分析是在原有理論的基礎上，通過提出合理的假設，去修正舊的理論去解決問題，還是要提出新概念，建立新理論去解決問題。

第三，營造氛圍，通過舉辦學生活動，讓科學走進校園每個角落。通過舉行數學家展、物理大師展、數理講座等系列活動，活躍學生的數理文化氛圍，培養學生們對科學的興趣與愛好，用心感悟自然界的規律。

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（責任編輯：王意琴）