課堂教學方法改革是創新教育的關鍵

楊兵初 徐富新 周聰華

(1中南大學物理與電子學院，湖南 長沙 410083；2湖南交通工程學院電氣與信息工程學院，湖南 衡陽 421009)

創新是一個民族進步的不遏動力，創新人才培養是各類各層次教育的主要職責。中國正在進行著中華民族復興的偉大事業，需要培養和造就數以千萬計的各類人才，傳統的“滿堂灌”的知識教育的教學模式已經遠遠不能滿足時代的要求。美國等西方發達國家對于課堂教學方法的改革研究始于20世紀80—90年代，而我國則更多的關注課程體系、教學內容和教學手段的變革，在教學方法的改革研究則相對滯后。放眼看世界，在這方面我們被國外拉開了一大截[1-2]，知識教育束縛了創新意識和能力的培養，存在“錢學森之問”[3]。在當前高等學校“雙一流”建設的大潮中，本科人才的培養質量仍是高等教育的主旋律[4-5]，在MOOCs和在線開放課程等網絡教學資源如此豐富的今天，本科教育的主渠道仍是課堂，課堂教學方法的改革已成為當代教育改革的關鍵[6-7]，新時代全國高等學校本科教育工作會議上明確提出，堅持以本為本，推進四個回歸，加快建設高水平本科教育，建設中國特色、世界水平的一流本科教育。淘汰“水課”、打造“金課”、扭轉“玩命的中學、快樂的大學”號角已經吹響。

1 大學課堂要以學生為主體、能力培養為中心

知識教育是以傳授或是傳承知識為主的教育，傳統的教學方法是知識教育的產物。一個好老師是把有疑問的學生教得沒有疑問，善于考試得高分。為此，老師普遍采用“滿堂灌”的教學方法。這樣，老師成了課堂的真正主宰，學生成為只會被動“笑納”老師所輸送過來知識的接收機。要培養創新型人才，教學觀念上要實現兩個轉變：一是從知識傳授為主轉變為培養學生創新能力為主；二是從教師為中心轉變為學生為中心，在教學中充分發揮學生的主體作用，使學生積極主動的參與教學過程，享受教學過程，在教學過程中培養其創新意識和能力[8]。

1.1 課堂教學更應該注重能力培養

大學教育并非中學教育的自然延伸，而是從基礎知識教育到學科專業教育的跨越、從被動學習到主動求索的跨越、從為掌握而學習的知識教育到為發現規律而學習的創新能力培養的跨越[9]。大學教育要培養學生的理性思辨力、判斷力和批判力，鼓勵在繼承前人優秀文明成果的基礎上，有所發現、有所創造，不斷推動社會的文明進步。

本科教育學生獲取知識和增強能力的主渠道無疑還是在課堂教學。現在本科教學的課堂有三種境界：一是讀課，照本宣科。老師拿著事前準備好的PPT進入課堂，上課時宣講PPT，更有甚者，有的老師連站也舍不得站起來，沒有形體語言，也沒有語言的抑揚頓挫；二是講課，把課盡量講清楚。講清楚只是低層次中的高水平，講不清楚是低層次中的低水平；三是說課，老師若能用15分鐘左右的時間把一堂45分鐘的內容說清楚，省下來的時間是師生互動或生生互動時間，用來啟發學生思考，使學生不僅獲得知識，而且增加學習的興趣，培養發現問題、分析問題和解決問題的能力[10]。三種教學境界比較起來，大家都會覺得第三種最高。老師信手拈來、左右逢源，勇于面對學生提出的各種問題。這樣的老師不僅是知識淵博，而且有創新經歷和成果。學高為師，為人師表，他們更容易受到學生尊敬和崇拜。

1.2 課堂教學要真正以學生為主體

一堂好課不僅要傳授知識，更要關注知識背后的東西，關注發現知識的過程。一堂少講一、兩個知識點，地球不會停止轉動，天也不會塌下來。一個偉大的老師在于啟迪學生，我們所采取的教學方法應有利于知識、能力和素質的綜合培養，這就要讓學生學會“學習”，教授“學習”的方法，教授“發現”的方法，授人以漁。學生就像一顆小樹苗，其成長需要土壤、水分、陽光和空氣，目標是長成大樹、成為有創新能力的人才。老師是為其提供這些條件的“園丁”，辛勤的園丁們毫無疑問愿意提供這些養分，哪種提供方式更易于樹苗吸收呢？無疑是教授創造知識的過程及方法遠比教授知識本身來得重要。正如西湖大學首屆董事會主席錢穎一教授所說，杰出人才不是“培養“出來的。杰出人才很可能是在一種有利的環境中“冒”出來的。所以創造環境遠比“培養”本身更重要。

學生成人成才是教育的終極目標，所以學生理所應當成為課堂的真正主體。老師的作用是什么呢？老師要從課堂上的“主演”變為“導演”，即發揮主導作用。主講教師在課堂上要博采眾長，精心設計，不斷創新，寓教于樂。教師要研究教學規律，精心設計課堂教學、駕馭課堂教學，善于激發學生的興趣、熱情和好奇心，主動引導學生以科學的眼光觀察事物、發現問題、分析問題，引導學生自己吸收營養，培養學生自己獲取知識和創造知識的能力。這就對主講教師的業務素質提出了更高的要求，很難想象一個從來就沒有進行創新活動的教師能培養出創新能力強的高水平人才。

2 創新教育的內涵就是發展學生的創造力

在當前“大眾創業、萬眾創新”的經濟改革大潮中，高等教育肩負著為社會培養更多綜合素質高、有創新潛能的的人才。這樣的人才分為兩類，一類為應用型人才，一類為研究型人才，但不管哪類均需要創造。所以發展學生創造力是課堂教學的核心所在。

2.1 教學做統一，培養學生創造力

人民教育家陶行知早在1919年就提出了培養創造精神的教育思想，他認為：處處是創造之地，天天是創造之時，人人是創造之人。陶先生提出了生活即教育、社會即學校、教學做合一三大主張，形成了他的生活教育理論[11]。其中生活是生活教育的核心，社會是生活教育的場所，“教學做”是生活教育的方法。

他強調“教學做”的內涵為：教的方法根據學的方法，學的方法根據做的方法，事情怎么做就怎么學，怎么學就怎么教。在做上教的是先生，學的是學生。從先生對學生，做便是教；從學生對先生，做便是學。先生拿做來教，乃是真教；學生拿做來學，才是實學。不在做上下功夫，教固不成教，學也不成學。教學做不是三件事，而是一件事情，是一件事的三方面，教與學都要以做為中心。今天的教育是為了培養具有創新精神和能力的社會主義建設者和接班人，教學做合一的教育理念正是今天我們倡導的以學生為主體、開展創新教育的最佳表述。

2.2 創新教育首先要求教師有創造力

清華大學前校長梅貽奇先生有句名言：“所謂大學者，非大樓之謂也，有大師之謂也”。意思是說一所高水平大學是由一群在某一或多個領域成就巨大而為人景仰的大師們立起來的。一所大學水平高不高主要看其師資隊伍，只有有了一流的師資隊伍才會有一流的學科、一流的專業和一流的本科教育。中國工程院院士中南大學原校長張堯學教授是這樣定義一流大學的：在基礎研究方面有嵌入人類知識寶庫的創新成果；在應用研究方面有引領經濟和社會發展的核心技術；在人才培養上有活躍于世界各個領域的優秀人才；在精神血脈上有自己的文化傳承。以上四條無一不要求一所高水平大學擁有一支由勇于創造和善于創造的人組成的師資隊伍。名師造高徒，富有創新精神的教師才能培養出敢于創新的學生，在這個意義上來說，只有研究型大學，沒有教學型大學。

2.3 發展創造力要從培養發現問題的能力開始

愛因斯坦說過，提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決問題也許是數學上或實驗中的技能而已，而提出新的問題、新的可能性、從新的角度去看舊的問題，卻需要創造性的想象力。哈佛大學前校長陸登庭(N.I.Rudenstine)在北京大學演講時指出：“一種最好的教育就是有利于人們具有創新性，使人們變得更善于思考，更加追求理想和洞察力，成為更完善、更成功的人”。陸校長的講話指出了培養創新型人才所應有的教育理念。創新教育是把沒有疑問的學生教得有疑問。以發現問題為驅動能更好地激發學生的主動性和創造性。因為發現問題在前，解決問題在后，使學生善于提出問題，在解決問題的過程中再發現新的問題，并圍繞產生的新問題去學習、思考和探索。這種“打破砂鍋問到底”的精神是科學能夠不斷向前發展的動力源泉。在課堂教學中促進學生主動思考，才有可能讓學生真正“鮮活”過來，在此過程中不僅獲得了知識，而且增加了主動思考問題的能力。

3 課堂教學方法改革的探索與實踐

創新教育呼喚教學方法的大變革。中南大學正是充分認識到了創新教育的重要性，從2012年就開始探索以加強課堂“互動”為主要特征的開放式精品課堂的教學改革。首先從量大面廣的公共基礎課開始，總結經驗逐步擴大到全校數百門課程，到今天得以在全校推廣。開放式精品課堂建設摒棄照念PPT、發揮學生主動性、鼓勵研討式。這一在教學方法的改革其力度之大在中南大學歷史上前所未有。這種順應時代潮流的教學改革，必然會對今后的人才培養模式起著引領作用[12]。作為中南大學的一名教師，我先后向學校申請在我擔任主講的“大學物理”和“固體物理”課程教學中，按開放式精品課堂的要求組織教學，取得了很好的效果。為此，我們進行了以下教學方法的探索，其共同特點是體現以學生為主、以“學會”為主，在教學過程中培養學生的創新意識和能力。

3.1 問題式教學法

問題教學法是圍繞問題展開教學過程，進行創新教育的一種方法。問題是“啟發劑”，它能激發學生的積極思維，回答問題的過程引導學生主動思維；問題是“催化劑”，它將某個教學內容引向深入，如結合規律講述發現這些規律所經歷的曲折過程及其在現代科技中的應用；問題是“凝結劑”，它可以幫助學生總結和提高，如結合教學內容要學生主動總結解決問題用的什么方法？規律適用范圍如何？碰到問題怎樣去思考？例如：在大學物理“動量”一節的教學中提出了問題：動量是怎樣定義出來的？在同學們回答各式各樣答案后，我介紹了在動量這個物理量曾經存在過長達50年的笛卡爾和萊布尼茲學派之爭，使學生們對于“動量”和“動能”這兩個很普通的物理量是如何被定義出來的一下子產生了濃厚的興趣。歷史上關于物體的“運動量”發生過激烈的爭論：笛卡爾學派堅持認為mv代表物體的運動量，而萊布尼茲學派認為一個物體的運動量與mv2成正比。后來發現兩者均是正確的，只不過一個是動量，有方向；一個是動能，沒有方向，比例系數應取1/2。這個事件說明一個物理量或者一個規律的獲得總要經過艱難的探索。“問題”貫穿于整個教學過程，改變了“滿堂灌”的教學方式，激發學生主動學習和探索的欲望。

“問題”是需要設計的，合理的設計問題體現一個教師的學術水平和教學能力。問題不能停留在yes或no的水平上，一個好的問題應該是可以激發學生積極思考和想象空間的。設問的方法有多種，如：提問法：直接將問題呈現在學生面前(這是最原始的)；質疑問難法：創造意境，讓學生自己提出問題；“布白”法或故錯法：在教學過程中故意留有余地或留下錯誤，讓學生主動填補“空白”和發現錯誤；激情法，間接激發學生探索問題或學生因驚嘆結果的神奇而去究其原因；等等。發現問題是第一步，探究問題為第二步，“發展”問題為第三步。

問題教學法注意以下幾點：(1)不要為問題而問題，問問題要適時，難度要適中；(2)把握好教學時機，有利于思維的最佳突破口，啟迪學生智慧的火花；(3)對于沒有理解的地方，學生可以隨意發問。教師要營造氛圍，建立機制，即時答疑解惑。鼓勵大家參與，因為只有大家參與進來，才會收到較好的效果；(4)教授發現問題的方法：學生提問的積極性高了，往往會看到很多稀奇古怪的問題，學生提問的質量就是關鍵了，這時教師就要教給學生提問的方法，如歸納法、遞進式、類比式、因果式、逆向式、側向式等，再加上聯想、靈感、直覺、獨創性、求異性、靈活性、跳躍性等思維方法，這樣就把發現問題方法的教學融入其中了，必然會收到好的教學效果。

3.2 討論式教學法

一堂課不能停留在問題上面，提出問題后接下來就應該是研究問題和解決問題。這個環節也要發揮學生的主體作用，不能由教師包辦，于是討論式教學法應運而生。討論教學法是將討論貫穿于教學過程之中。討論法是根據問題相互啟發、相互學習的一種可行方法，從而增強學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

類似于同伴教學法[13]，討論教學法是檢驗學習者及其同伴對于內容的掌握與分析的一種教學策略。教師階段性的向學生拋出一些精心設計的概念性問題，這些問題與常見的困惑與誤解有關，學生利用幾分鐘時間形成對問題的看法和答案，先與周圍的3～5個同學形成的小組一起討論以形成共識，小組討論讓學生對概念進行解釋和分析，并幫助那些在一開始沒有正確理解的同學厘清概念，形成正確的物理圖像。最后由教師組織全班同學討論，教師對小組討論的情況進行點評，統一大家的認識，拓寬學生的視野，對概念和概念之間的關系進行補充的講解或拓展。討論式教學法的特點是把教師從獨唱演員變成了導演，學生從消極的聽眾變成了積極的演員。如在講授固體物理的晶格振動一章時，就“比較電磁波、光子和格波、聲子的異同”進行討論時，在誰是真實粒子，誰不是真實粒子的問題上同學們各抒己見，兩種觀點激烈交鋒，最后取得共識，深化了對聲子這個晶體中傳播格波的能量子的認識。

值得指出的是，討論式教學法對于小班教學效果更好[14]。因為大班學生人數多，教師照顧不過來，主動參與的學生可能收獲多，而對于缺乏主動性的學生可能懶得參與，收獲甚少，對于這部分同學來說可能是浪費時間。這時建立討論小組，小組的組織作用就尤顯重要。好在中南大學近幾年在全校進行的鼓勵小班教學的做法對于開展討論式教學是最好不過了。

3.3 案例教學法

案例教學法最早出現在美國的商學和法學教育中，其實物理學中有許多發現物理學規律的生動事例。案例教學法是通過一個物理規律發現的曲折過程的情境再現，激發學生的好奇心和創造欲，引導學生如何去思考問題，達到發展創新能力的目的。

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師”。我國近代啟蒙思想家梁啟超指出：“教授‘學問’(知識)固然重要，但養成‘趣味’則更加高明”。因為有了興趣，就有了探索未知的原動力。現在大學物理教學的一個主要問題是廣大同學對學習大學物理缺少興趣，其中一個原因或許是知識教育的后果，因為知識教育強調對知識的理解和掌握，而少有物理規律發現過程的演繹。有“只見樹木不見森林”之感。因此課堂教學中教師的一個主要任務是激發和培養學生的學習興趣，改變物理學死板、枯燥、難懂的尷尬，使物理課變得親切、有趣、有吸引力，這就要求教師講出物理學之美，并結合歷史、貼近生活、聯系應用、聯系前沿。

案例教學法通過物理規律的發現過程的展現：規律發現前的云蓋霧障，發現中的各種思想的交鋒和爭鳴，發現后云開霧散。使得物理學規律不再是索然無味的“枯枝”，而是充滿靈性和活力的“神丹”，激發學生的學習興趣，在回味過程中啟迪學生的思維，培養學生的創造力。其實物理學中有許多這樣的例子，如電磁學中的渦旋電場、位移電流，近代物理學中普朗克能量子假說、德布羅意假設等。為此，經過多年的教學實踐，我們編輯出版了《大學物理教與學》[15]，其中我們收集整理了物理學案例30余個，供教師參考，收到了較好的效果。

3.4 研究性教學

研究性教學[16]是將科學研究各個要素引入到教學過程之中，通過教學過程的研究性，引導學生研究性學習(學習與研究的有機結合)[17]，以培養學生研究意識和創新能力。

德國著名的新人文主義教育家洪堡(W.V.Humbolt)主張把科研引入教學，并以研討為手段連接研究與教學，在教師的指導下就某些專題開展研討，著重培養學生的研究能力。研究性教學中，老師和學生都是研究者，大學生不像中學生把學習視為唯一的任務，大學生并非真正意義上的學生，大學教師的主要任務并不是教，大學生的主要任務也并不是學，大學生需要獨立的去開展研究，至于教師的工作則在于激發學生興趣，指導并幫助學生去開展研究工作。

筆者在以往的物理專業的力學和固體物理課程的小班教學中開展了一些這方面的嘗試。有兩種形式：一是由學生主講教學內容的某節，要求學生自己在查閱文獻的基礎上，形成自己的見解，并可在教材的基礎上加以拓展，制作PPT，在教學進程到此內容時，由學生主講，同學討論質疑、教師引導點評，每個學生至少一個學期主講一次。記得有一個學生在講解一個知識時，查閱到發表于19世紀的有關X射線的一篇德文原始文獻，令在場的深深感嘆：學生中蘊含無限的創造力!第二種形式是在學期初，結合教學內容列出許多可供學生選擇的研究主題，學生可在其中選擇一個主題，學生也可以自擬自己感興趣或自己已經在這方面有所思考的問題；課外學生根據主題發現和提煉問題，查閱文獻資料，分析問題，形成自己的理解；有任何問題咨詢老師，老師予以及時指導；最后按科技論文格式撰寫小論文，制作PPT；期末報告論文，同學質疑討論，教師點評。因為該班由經過選拔的優秀學生組成，參與的積極性高漲，兩種教學方法均受到了同學的普遍歡迎。

4 結語

值得指出的是，一堂課不局限于某種特定的教學方法，而是根據教學內容選擇最適合的一種，以培養創新意識和能力為目標，充分發揮學生在學習中的主體作用，讓同學們主動參與到教學過程中來，享受教學過程，寓教于研，寓學于研。另外，創新教育能否取得成功的一個至關重要的因素就是學生的主動參與程度。為了激勵學生更加主動的參與教學過程，必須改革考核評價方式[18]，重點加強對參與教學過程的考核，改變期末一考定成績的傳統做法。近些年我們的做法是將平時成績從30%逐漸增加到50%，除了把作業情況納入平時成績外，還把課堂上提出問題、回答問題、文獻調研、備課講課、撰寫和報告論文及參與大學物理演示實驗等方面的表現情況計入平時成績。這樣，學生要想取得一門課程的好成績，應積極參與教學過程，在過程中增長知識，增強能力，實現創新教育的目標。本科生院教務管理系統中學校督導專家和學生評教數據顯示我們所教學的課程的教學效果列全院前茅，被學校認定為開放式精品示范課堂，且在計算教學工作量時給予乘1.5倍系數的獎勵，說明學生對我們所進行的課堂教學方法的改革是非常肯定的。