大學(xué)物理實(shí)施創(chuàng)新教育的教學(xué)研究

賈翠萍　田艷杰

摘要：大學(xué)物理在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有重要作用，本文提出通過(guò)豐富教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化創(chuàng)新平臺(tái)的途徑在大學(xué)物理教學(xué)中開(kāi)展創(chuàng)新教育，為當(dāng)前大學(xué)物理的教學(xué)改革和發(fā)展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理；創(chuàng)新教育；教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）40-0080-02

一、大學(xué)物理在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中的作用

大學(xué)物理課程是高等教育的一門重要必修基礎(chǔ)課，在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，有著非常重要的作用。首先，大學(xué)物理學(xué)是研究物質(zhì)最基本、最普遍運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。物理學(xué)蘊(yùn)含較強(qiáng)的邏輯性、思想性和方法性。物理概念、物理定理和原理的提出背景，揭示矛盾、提出解決問(wèn)題的思路和方法是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力的最佳素材[1]。其實(shí)，物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，大量實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、操作能力和創(chuàng)造能力的好機(jī)會(huì)[2，3]。因此，通過(guò)物理的學(xué)習(xí)不但可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神，也可以提高學(xué)生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐過(guò)程中的堅(jiān)持不懈的精神。因此，大學(xué)物理學(xué)教學(xué)應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)作深入改革，使其更好地發(fā)揮創(chuàng)新教育功能.

二、實(shí)施創(chuàng)新教育的大學(xué)物理教學(xué)措施

盡管物理學(xué)是最能啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的科學(xué)，但現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中存在實(shí)施創(chuàng)新教育的障礙。如大學(xué)物理作為必修基礎(chǔ)課，在學(xué)生心目中地位不高，重視度不夠，并且單一的傳授物理概念、定理和定律等基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)方式導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。即使教師有意識(shí)地開(kāi)展一些創(chuàng)新教育活動(dòng)，由于沒(méi)有創(chuàng)新學(xué)分或其他利益的引誘，學(xué)生一般采取敷衍了事的態(tài)度或者以由于學(xué)生課程多，時(shí)間緊張等理由拒絕配合后續(xù)的工作開(kāi)展，這樣不能很好地達(dá)到訓(xùn)練創(chuàng)新思維創(chuàng)新方法的目的。大學(xué)物理課程有著物理實(shí)驗(yàn)的配合教學(xué)，實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)和提高學(xué)生自己動(dòng)手的能力。但大學(xué)物理課堂教學(xué)是進(jìn)行大班制教學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)的安排和理論內(nèi)容的進(jìn)度安排不夠緊密，并且開(kāi)課時(shí)間比較集中，學(xué)生人數(shù)眾多，物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，難以保證物理教學(xué)內(nèi)容和物理實(shí)驗(yàn)的同步進(jìn)行，造成很多大學(xué)生理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫鉤的問(wèn)題。這對(duì)于實(shí)施創(chuàng)新教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是不利的。因此，僅對(duì)當(dāng)前的教學(xué)存在的問(wèn)題，筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出豐富教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)配套的途徑實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（一）豐富教學(xué)內(nèi)容 提高學(xué)生興趣

新時(shí)代的教育不僅僅是傳授知識(shí)，更重要的是傳授思想和方法，而將物理學(xué)發(fā)展史中的具體創(chuàng)新事例引入物理教學(xué)中，可以很好地促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)。物理學(xué)家的探索歷程和創(chuàng)新精神，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)教育起到了很好的啟迪作用。因此，有意識(shí)地將典型物理學(xué)史和物理教學(xué)有機(jī)結(jié)合，能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。大學(xué)物理教學(xué)不應(yīng)局限于知識(shí)層面的講解，而要將更本質(zhì)、更深層次的內(nèi)涵展現(xiàn)給學(xué)生，這就要對(duì)經(jīng)典物理的內(nèi)容做精簡(jiǎn)、優(yōu)化和深化。并且以經(jīng)典物理為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代物理，更貼合實(shí)際和時(shí)代的發(fā)展，因此，有必要引入現(xiàn)代物理學(xué)的最新理論和觀念，比如納米材料、人工智能和新能源材料等，并擴(kuò)展到科學(xué)前沿，以及學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。按照這樣的思路構(gòu)建的物理學(xué)內(nèi)容和體系結(jié)構(gòu)能夠提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，開(kāi)闊其思維視野的廣度和深度，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)是一個(gè)發(fā)展的學(xué)科，深刻認(rèn)識(shí)到物理學(xué)的基礎(chǔ)地位和專業(yè)銜接性。因而，通過(guò)引入物理學(xué)史、精簡(jiǎn)經(jīng)典物理、加強(qiáng)近代物理、拓展科學(xué)前沿的方式充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，可以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的趣味性和實(shí)用性，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，這樣的教學(xué)內(nèi)容體系的優(yōu)化和革新適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。

（二）改進(jìn)教學(xué)方法 激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)

教師作為教學(xué)活動(dòng)的主體，是創(chuàng)新教育的主導(dǎo)，在教學(xué)活動(dòng)中以啟發(fā)、參與、研究和發(fā)現(xiàn)的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。并結(jié)合課前、課中、課下不同的組織內(nèi)容全程讓學(xué)生參與創(chuàng)新教育教學(xué)活動(dòng)。

課前預(yù)習(xí)：首先學(xué)生分組，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和實(shí)際需要，要求每組同學(xué)根據(jù)題目和參考內(nèi)容利用網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)館資源等多途徑查閱資料（有關(guān)物理學(xué)史、物理學(xué)家傳、科學(xué)技術(shù)史等）進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。在了解知識(shí)來(lái)龍去脈的過(guò)程中，學(xué)習(xí)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)和敢于質(zhì)疑的精神，領(lǐng)略科學(xué)家獨(dú)特的思維方式和科學(xué)研究方法，領(lǐng)悟他們高超的實(shí)驗(yàn)技能及其細(xì)致入微的觀察能力，以及科學(xué)家的艱辛探索和不懈追求的精神。這些都有利于啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神，增強(qiáng)創(chuàng)新信心。

課堂講座：教師依據(jù)教學(xué)內(nèi)容布置主題，讓學(xué)生以此選題，進(jìn)行資料查閱總結(jié)匯報(bào)。比如靜電場(chǎng)的應(yīng)用。學(xué)生可以查閱到很多相關(guān)的內(nèi)容，如靜電噴涂、靜電除塵等日常應(yīng)用，也有科學(xué)前沿和學(xué)科專業(yè)應(yīng)用，如電場(chǎng)控制離子導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)相變[4]，靜電紡絲制備納米材料[5]等。鼓勵(lì)學(xué)生查閱科學(xué)前沿和學(xué)科專業(yè)方面的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)深入選題，并進(jìn)行總結(jié)，并以PPT報(bào)告形式，在課堂上分享匯報(bào)。這樣的共享過(guò)程不僅可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，幫助學(xué)生理解如何利用課本中的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，也可以及時(shí)追蹤科學(xué)前沿動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)。

課下實(shí)踐：學(xué)生的動(dòng)手能力、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，需要經(jīng)過(guò)多實(shí)踐才能得以訓(xùn)練。課下少布置作業(yè)習(xí)題，安排學(xué)生以小組的形式選擇一個(gè)與生活或科技相關(guān)的課題，以模擬實(shí)驗(yàn)或?qū)嵨飳?shí)驗(yàn)的方式，從文獻(xiàn)調(diào)研、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題以及到結(jié)果的呈現(xiàn)，系統(tǒng)化地訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新技能，達(dá)到“學(xué)以致用”的目的。這樣的過(guò)程，可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性思想，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生探索物理知識(shí)的興趣。

（三）優(yōu)化創(chuàng)新平臺(tái) 激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新

盡管高校都開(kāi)設(shè)有大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，由于開(kāi)課時(shí)間比較集中，學(xué)生人數(shù)眾多，物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，難以保證物理教學(xué)內(nèi)容和物理實(shí)驗(yàn)的同步進(jìn)行，造成大學(xué)生理論和實(shí)踐嚴(yán)重脫鉤的問(wèn)題。并且物理實(shí)驗(yàn)一般都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生有自己的改進(jìn)和修改方案，受各種因素的影響，也僅停留在思想層面，這樣不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)揮。因此，要給予學(xué)生良好的創(chuàng)新環(huán)境和創(chuàng)新平臺(tái)。首先，建立多級(jí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，滿足不同層次的學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究的需求；其次，借助于信息技術(shù)，建立數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)于難以觀察到的、復(fù)雜的、困難的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬和數(shù)字計(jì)算，使之成為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充。這樣多元化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，可以拓寬學(xué)生創(chuàng)新的時(shí)間和空間，滿足學(xué)生個(gè)性化創(chuàng)新發(fā)展的需要。并設(shè)置師生互動(dòng)交流的平臺(tái)，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，教師及時(shí)給予肯定和反饋。另外強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)踐技能的考核，建立能夠反映學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ亩鄻踊目己朔绞剑ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。

總之，教師作為教學(xué)的主體，是創(chuàng)新教育的主導(dǎo)者，在創(chuàng)新教育活動(dòng)中給予學(xué)生思想上的引導(dǎo)，實(shí)踐上的指導(dǎo)。教師要做到改變教學(xué)觀念，其次及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，滿足時(shí)代發(fā)展需求，另外還要進(jìn)行教學(xué)方法的創(chuàng)新，并提供良好的創(chuàng)新平臺(tái)。采用啟發(fā)、參與、討論和研究等教學(xué)方式，以課前預(yù)習(xí)、課堂匯報(bào)以及課下實(shí)踐的途徑，使創(chuàng)新教育貫穿始終，在大學(xué)物理教學(xué)中以“查中學(xué)，學(xué)中思，思中創(chuàng)，創(chuàng)中做”的途經(jīng)，從創(chuàng)新思維、創(chuàng)新想法到創(chuàng)新實(shí)踐逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更好地發(fā)揮大學(xué)物理培養(yǎng)創(chuàng)新性人才和創(chuàng)新教育功能。

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