樹立創新人才教育思想 推進大學物理教學改革

李樹鋒中國人民武裝警察部隊學院基礎部 河北廊坊 065000

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樹立創新人才教育思想 推進大學物理教學改革

李樹鋒
中國人民武裝警察部隊學院基礎部 河北廊坊 065000

摘 要：提高素質教育質量，培養創新人才是當前高等教育的一項重要任務。文章由創新人才的內涵出發，從培養創新意識、激發創新動機、啟迪創新思維和鍛煉創新技能四個方面對大學物理的教學改革進行了研究和探討。

關鍵詞：創新人才；大學物理；教學改革

當今社會，創新已經成為國際競爭力的核心，而創新人才的培養則成為當前教育的熱點問題。國務院于2015年3月23日撰文指出，“創新是一個國家和民族向前發展的重要力量，也是推動整個人類社會向前發展的重要力量，要努力構建創新型人才培養模式，按照創新規律培養人才。”高等學校要擔負起培養高素質創新型人才的歷史使命，關鍵在于教育本身的創新。而作為教師，我們首先關注的是教學模式、內容以及方法的創新，探索每個教學過程的新思路，將是培養創新人才的有效手段。

1 創新人才的內涵

高等教育要培養創新人才，就必須準確理解創新人才的內涵，把握創新人才的培養規律，并在教育過程中加以運用，從而承擔起社會歷史重任。

創新人才也即創新型人才，目前關于其概念的界定有很多種[1,2]，每種釋義都各有所長，但亦有失偏頗。作者經綜合分析眾家所見，汲取精華，認為創新人才的構成要素如圖1所示。非智力因素創新精神和智力因素創新能力是支撐創新人才的兩個必要維度。創新精神是創新意識和創新動機的綜合體現，創新能力則是創新思維和創新技能的有機合成。最終創新意識、創新動機、創新思維和創新技能成為構成創新人才的四塊基石。同時，四者又在時間序列上形成了創新主體進行創新實踐活動的一條主線。

創新意識是人們自覺產生客觀事物可以改變現狀的認識。創新意識是創新的前提，是與創新有關的一切思維與活動的起點，沒有創新意識就沒有創造性活動的產生。創新意識主要由好奇心、求知欲、懷疑感等心理因素組成，它們相互聯系、相互促進。但創新意識并不是與生俱來的，其形成與發展需要一個有意識地培養過程。

創新動機是創新實踐活動的驅動力，它促使個體的創新意識從潛在狀態轉化為現實狀態，是個體創新主動性和意愿性的體現。動機有內部動機和外部動機之分。內部動機是由個體的內在需要引起的動機，如興趣、愛好、成就感和挑戰欲等；外部動機則是個體在外界要求和外力作用下所產生的動機，如壓力、誘惑等。研究表明[3]，內部動機會激發人們的創新意愿，有益于創新活動的實施，可稱之為創新動機。而外部動機與創新之間的關系較為復雜，總體表現為抑制人們的創新活動，屬于非創新性動機。

圖1

創新思維是創新人才的核心，是以超越常規的眼界從特異的角度觀察思考問題，提出全新解決問題方案的思維方式，是邏輯思維和非邏輯思維結合的產物。其中非邏輯思維是創新思維的明顯特征，想象，聯想、直覺、靈感等心理特征在其中得到充分體現和強化。但非邏輯思維必須要以廣泛的知識作為基礎，以邏輯思維作為前導，做到形象與抽象、正向與逆向、集中與發散的辯證統一。

創新技能是實現創新的必要手段，是創新主體運用創新思維，創造性地解決實際問題的能力。創新技能包括收集處理信息能力、理論與實踐結合運用能力、實踐規劃和實施能力等。當今時代，知識并不是稀缺資源，將知識轉化為生產力的能力比知識本身重要得多。將知識應用于創新實踐活動才是我們培養創新人才的最終目的，而這都需要著重加強對學生創新技能的培養。

2 以創新人才教育思想驅動大學物理教學改革

高中的應試教育環境使學生的創造天性受到了長時間壓制。于是，高等院校在低年級開設的大學物理等課程便承擔了轉變教育模式、開發學生創新精神和創新能力的重任。提高素質教育質量，讓大學物理教育在學生綜合素質的提高方面發揮其應有的作用，必須要按照創新人才的培養規律，改革大學物理的教育方法和教學模式。

2.1 改變傳統教學模式 培養學生的創新意識

課堂作為教師傳播知識的主陣地，其組織方式不但影響知識傳授，更會影響到素質教育的效果。傳統的灌輸式教學，學生在課堂上只是被動接受，很少有思考的機會。教師應該突破傳統教學模式，加強案例式[4]、研討式[5]、探究式[6]、啟發式[7]等教學模式的運用，由滿堂講授變為教師引導學生積極思考，讓學生主動參與到教與學的過程中來，變被動學習為主動學習。尤其在新知識呼之欲出的關鍵節點，更要著重培養學生進行獨立思考、推陳出新的能力，讓學生自己突破束縛，化繭成蝶。教師經常通過教育教學中的每一個環節去培養學生追求和發現“新”知識、“新”事物的意識(或習慣)，這種“習慣”的積累過程，就是創新意識的形成過程。

2.2 優化教學內容 激發學生的創新動機

物理是一門相對較為成熟的學科，大學物理中的內容多是二、三百年前科學家們的研究成果，大都具有確定性結論。如果創新意識長期遭遇確定性結論，就會逐漸消磨掉學生的創新激情。為此，教師要用創新的觀點重新審視大學物理教學內容，科學地調整、壓縮、刪減和改造，使之適合創新人才培養規律，激發學生的創新動機，這可以從以下兩個方面入手：

其一是提出懸而未決的問題，多為學生展現物理中的未知世界。創新動機來源于對未知世界的探索欲望。物理學雖然經歷了幾百年的發展，需要我們探索和解決的問題依然很多。《自然雜志》在19 卷4期就刊登了探索物理學未解之謎的科學意——97個懸而未決的難題。在教學過程中通過不斷提出相關的仍未解決的物理問題，把學生推到未知世界的邊緣，從而激發學生創新探索的斗志。

其二是引入前沿教學，打造教學內容的現代化。物理學的生命力在于它可以不斷地從日新月異的科技變革中汲取營養。因此，物理教育要時刻面向科技前沿。這就需要對教學內容進行動態整合，將前沿科技成果引入課堂[8]，讓教學內容緊隨時代，緊跟前沿，打造教學內容的現代化。比如在講授量子力學內容時，可以引入2015年2月26日刊登于《自然》雜志上的一篇封面標題文章，中國科技大學潘建偉院士研究小組在國際上首次成功實現多自由度量子隱形傳態。通過這篇文章，讓學生討論量子隱形傳態的理論和現實意義，并將會從哪些方面影響我們的傳統觀念。這將會極大地激發學生的興趣和創造天性。教學內容的現代化，可以讓學生體驗到物理學是一門發展中的科學，讓學生置身于不斷創新的環境中，從而激起創新的欲望。

2.3 注重物理思想教育 啟迪學生的創新思維

自主創新能力首先要有創造性的思維和思想。物理學中的每個概念和定理的出現，都是新思想不斷的挑戰舊思想、并不斷突破傳統的結果，無不與創造性思維方式聯系在一起。比如法拉第創造性地提出場的概念，就來自于直覺與靈感；庫侖定律形式的確立，是類比思想(電荷作用力與萬有引力類比)的一次成功應用；電生磁與磁生電則是對稱法則與雙向思維的一個典型案例。培養學生的自主創新能力，就要通過學習大學物理課程中的物理思想，讓學生掌握大學物理的知識與理論在形成過程中的科學創新思維方式。更重要的是，教師要鼓勵學生運用創新思維探討物理問題，比如將電場與磁場類比，從中探討磁單極子問題。大學物理課堂教學內容不能單純地講授物理知識，而是要融合科學家們在解決問題過程中運用的方法論，尤其要讓學生掌握這些規律創生過程中的共性——創造性思維。

2.4 開展創新實踐活動 鍛煉學生的創新技能

物理實踐活動與課堂教學相比具有更大的靈活性和選擇性，它是整個教學活動的必要補充和重要組成部分。通過開展探索性實驗教學、組織科技創新活動、參加創新型大學生物理競賽等豐富多樣的活動，能夠引導學生進行研究性和創造性學習，將創新思維應用于實踐，鍛煉培養學生的創新技能。

實驗是物理的重要組成部分，物理學的每一次發展都與實驗息息相關，歷史上的著名實驗和一些理想實驗的設計思路都包含著科學家們獨特的創新思想。然而在傳統物理實驗教學中，驗證性實驗所占比重很大，不利于鍛煉學生的創新技能。要培養出有自主創新能力的人才，必須打破傳統實驗教學模式，開展探索性實驗教學。教師可以不拘泥于教材安排，進行一些創新設計，甚至打破學科的限制，從系統培養人才的角度出發，結合學生的專業，對實驗內容進行跨專業、跨學科整合，通過這種教學方法讓學生自己去探索規律，成為科學知識的主動探索者。

科技創新是自主創新教育的一個重要方面，也是創新人才培養的重要目標。物理學作為自然科學的基礎和核心學科，在科技創新活動中有著自身的優勢，科技創新活動既可以作為物理課堂教學的補充，也是課堂教學的延伸。活動組織過程中，要以學生為主體，由學生根據自身優勢，提出具體題目和計劃構想，教師則主要提供必要的指導。對于具有一定可行性和一定科技含量的選題可以進入具體實施階段。同時根據學校的具體情況，申請必要的資金支持，對其中比較優秀的成果給予一定的精神和物質獎勵，并推薦參與校外的科技創新大賽。

近年來，創新型大學物理競賽開始興起，國際上有國際青年物理學家競賽。在國內，國家級的有大學生物理學術競賽(到2014年已經舉辦了五屆)和軍校大學生物理科技創新競賽(2014年為首屆)；各省也相繼組織了自己的創新型物理競賽。雖然競賽的名稱各異，但從競賽規則和競賽題目上看，都重在考查鍛煉學生的分析能力和創新能力。教師可以組織學生參與適當級別的競賽，其參與過程對學生的創新技能有很大的促進與提升作用。2014年，武警學院組隊參加了河北省第一屆大學生物理競賽(實驗部分)，并取得了一名特等獎的好成績。

3 結束語

創新人才的培養是一項長期而艱巨的任務，這需要從培養創新意識，激發創新動機，啟迪創新思維，鍛煉創新技能逐步做起，而其中每一個階段也都不是一蹴而就的。教育工作者只有樹立起創新人才教育思想，掌握創新人才培養規律，并付諸教學實踐，腳踏實地，持之以恒，才能培養出適應時代需要的創新型人才。物理學是自然科學的核心學科，又是現代技術革命的先導，其學科特點決定了它在建立創新人才培養模式中的地位尤為突出。深入推進大學物理教學改革，使之符合創新人才培養規律，通過教學改革去引導學生進行研究性學習和創造性學習，并將之培養成推動科技發展和人類社會進步的創新型人才，這整個過程都是我們教育工作者需要不斷思考深入研究的課題。

參考文獻

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[6] 宗艷麗.探究式教學法在物理教學中的應用[J].內蒙古師范大學學報,2012 25(8):143-145.

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[8] 侯志堅,李杰,潘禮慶.將前沿科技成果引入研究性教學 推動物理創新型人才培養[J].中國現代教育裝備,2009(7):165-167.

Establishing the Educational Thought of Training Innovative Talents and Promoting College Physics Teaching Reformation

Li Shufeng
Fundament Department, the Chinese People's Armed Police Forces Academy, Langfang, 065000, China

Abstract:It is an important task that to improve quality education and train innovative talents. Basing on connotation of innovative talent, the college physics teaching reformation is studied in this paper by three aspects of training innovative consciousness, exciting innovation motive, enlightening innovative thinking and exercising innovation skill.

Key words:innovative talents; college physics; teaching reformation

收稿日期：2015-09-24

作者簡介：李樹鋒，碩士，副教授。