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北京电子科技学院(100070)孙学明
摘要大学物理是理工科院校学生的一门必修基础课，在培养大学生基本科学素质和创新能力方面具有非常重要的意义，然而目前部分院校的非物理专业的大学物理教学存在许多不完善的地方。本文从院校管理者、教材、教师和学生等方面简要分析了当前部分院校的大学物理教学现状，并就解决问题的方法提出了自己粗浅见解，以期抛砖引玉，让更多有识之士关注和重视大学物理教学。
关键词 创新教育 创新能力 Science Technology and Society（STS）教育
21世纪的经济是知识经济，21世纪的发展取决于创新的发展，21世纪的竞争本质上就是创造性的竞争。“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭的动力。”而创新的关键是人才，人才的培养靠教育。大学教育的目的就是培养社会所需要的创新性人才。物理学家劳厄说：“教育无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候剩下的东西。”这剩下的东西就是创新能力。时代呼唤创新型人才，国家需要创新型教育。如何创新大学物理教育，在教学中发挥大学物理对培养学生创新能力的作用，是新时期对每位大学物理教师提出的新课题。
一、大学物理课程对学生创新能力的培养具有不可替代的作用
创新能力来自于创造性思维，就是从新的思维角度，按照新的思维过程和方法来认识客体，解决问题，从而产生新知识，新思想，新观念的思维活动。创新能力主要体现在三个方面：即接受知识，应用知识和探求未知的能力。创新思维的培养就是在非智力因素下，使学生的主体性得到充分发挥，启迪学生思维的创造性，使学生的综合素质得到全面提高。培养学生的创造性思维，需要以一定的知识为前提，无论是思维方式还是思维过程，都必须以学习内容为载体，各种思维形式即分析、综合、比较、抽象、概括必须贯穿在知识的学习中。而物理学本身的发展史就是一部创新史，是一部自然科学方法史。人类进步所经历的三次技术革命：工业的机械化，工业的电气化，工业的自动化及现代信息技术革命无不以物理学的发展为先导。大学物理蕴含着极其丰富的创造性思维，是培养学生创新能力的最好载体。物理学涉及的内容十分广泛，从经典到现代，从微观到宏观到宇观，具体到力、热、电、磁、光、声、天体、原子等各个领域，集实验、推理、抽象、思维于一身、有利于提高学生的动手能力、思维能力、想象能力，这些都是创新能力的基础。同时，物理学又是现代工程技术的基础，它自身的发展已形成了完美、系统的理论体系。其中物理思想的表述，定理、定律的表达式，问题的科学处理方法，物理常量的测量等都对工科学生的后续课程的学习具有重要的意义。因此，在工科院校开设大学物理并且作为一门重要的必修课，一方面为学生系统的学习研究打好必要的物理基础，另一方面是培养学生创新能力，掌握科学的思想方法和研究问题的方法，为学生以后的工作以及对新理论，新知识，新技术的进一步学习打下坚实基础。
二、目前我国大学物理教学的现状
虽然在工科院校开设大学物理十分必要，但目前的大学物理教学现状却不能令人满意。下面从院校、教师、教材、学生等几方面分别进行分析目前部分院校大学物理的教学现状。
（一）院校方面
一方面社会的发展推动了文明的进步，科技的创新又刺激了各个学科的迅速发展，信息科学、人文管理、生物工程、环境科学相继凸显其重要性并衍生了许多交叉学科和新课程，院校课程要紧跟社会、科技进步，必须不断地添加新内容或新课程，以补充现有的教学体系。另一方面学生毕业时面临巨大的就业竞争压力，需要在校期间学习更广博的知识，增进各方面技能以增加自己的竞争能力。在此形势下，学校增设许多新课程，在本科还是四年制的情况下，只能压缩原有学科学时。在这种不得不忍痛割爱的情况下，部分院校的管理者首先想到了压缩物理学时，使得大学物理的学时不断减少。有的学校或专业甚至减少为40或80学时[1]，这与国家规定的工科院校物理总学时达到120学时的标准相差太大，使教师很难安排教学内容。物理学时被压缩，源自于一些管理者对大学物理认识上的偏差，有些人认为物理课就是为专业课服务的，需要的就讲，不需要的就不讲，对大学物理内容随意删减，严重破坏了大学物理理论的完美体系，同时也挫伤了部分大学物理教师的教学积极性。
（二）教材方面
教材内容相对滞后，基本在延续50年代教学体系，由力学、热学、电磁学、光学和近代物理组成[1]，过分强调系统内容完整性，按部就班，逻辑推理，自我封闭，缺乏时代感，同现代飞速发展的科学技术和科研成果联系不密切或基本没联系，学生学习起来缺乏激情。同时大学物理教材和中学物理教材内容重复，不衔接，有些内容跳跃性大，这些都需进一步改革和完善。
（三）教师方面
部分教师教学方法、方式陈旧，“重知识，轻方法”，科学方法教育成了知识传授过程中的副产品；“重收敛思维，轻发散思维”，使学生思维缺乏创造性；“重智力因素，轻非智力因素”，使学生对物理学习失去兴趣和信心[3,4]。还有部分教师在教学过程中只注重知识传授而轻应用，不能激发学生的学习兴趣，使学生只为了考试而学习，把学习物理当成了极大压力，再加上有的院校课程开设顺序安排不合理，认为基础课必须先开，将大学物理和高等数学同时开出。殊不知学习大学物理需要高等数学的知识为先导，不具备高等数学的知识，便无法进行大学物理的学习。这样更增加了学生学习大学物理的困难，使学生对大学物理的学习产生了畏惧心理。
（四）学生方面
一方面连续几年的高校扩招，受学校资源的客观条件限制，学校不得不采用合班上课，同时来自不同地域的学生基础不平衡，都成了影响物理教学效果的因素。再加上就业的竞争压力，使学生产生了速成心理，只想学习即学即用的课程，忽略了大学物理的学习。另一方面，我们传统的教学模式使得绝大多数学生从小学到大学，都是老师手把手的交，基本训练也是大量重复地做一些学院式的习题，缺乏独立解决实际问题，获取新知识，研究新问题的系统训练，几乎没有研究式学习能力。这两方面原因造成了大学物理教师难教，学生难学的局面。
三、立足培养学生创新能力，创新大学物理教育
针对上述我国大学物理教学中存在的不完善的地方，重新发挥这门经典学科在培养学生创新能力中的作用，应从以下几方面进行大学物理教学改革：
首先是教育观念的转变，传统教育中知识的传授为主体，而创新教育的理念是：一门课程的科学完整的教学过程应包括传授知识、应用知识和探求未知三个环节及其配套的训练和考核。具体可用下面框图说明[2]：
在转变教育观念的同时，无论是管理者、教育者还是学习者，还要对大学物理树立正确的认识：理工科大学里的物理课程绝不仅仅是物理知识的教育，更不主要是为某些专业课服务的，物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础，对于任何专业，开设大学物理的目的，都是使学生对物理学的内容、方法、工作语言、概念和物理图象，以及其历史、现状和前沿等从整体上有个全面的了解，是一门培养学生科学素质、科学思维方法、科学研究能力和技术创新能力的重要基础课。只有有了正确的认识，才能正确对待大学物理。对管理者来讲，恢复大学物理课程的学时，使教师从容授课，学生系统学习。有可能的话，增加大学物理的学时，让教师有充分的时间补充一些与物理知识息息相关的现代科学技术的内容。如果学校由于开设课程较多，整体课时不够，建议本科学制延长至五年，这样既能缓解知识迅速增长，开设课程增加与总学时之间的矛盾，又能在一定程度上缓解毕业生增加和就业职位较少的矛盾。对教育者来讲，首先是转变教育思想，改变传统的教学模式，在传授知识的同时，进行科学精神、科学方法和科学态度的教育，建立鲜明的物理图像，培养学生对物理的直觉能力，鼓励学生进行渗透学习，在教学过程中穿插丰富的科学史料，通过理论学习和实践相结合使学生产生持久和浓厚的兴趣，从而培养出具有独立思考能力并且具有宽广知识的人才。
其次是更新教材内容，改变自我封闭的体系，把大学物理变成吸纳一切新科技成果开放式学科，这就需要我们大胆打破传统的教材结构体系，用现代科技的观点，重新审视基础物理各部分的相互关系和地位，加强基础物理教学和现代科技的协同性，加强物理学原理在工程技术在高科技应用中的介绍，加强物理学原理与实际问题的联系，不被原来物理知识框架与体系束缚，不过分看重严格的逻辑关系，而是以内容为线索进行跳跃式的讲述，开展课堂讨论，鼓励学生大胆的提出问题，增强师生互动。改传统的以教师为中心，学生被动接受的传授式课堂教学为以学生为中心的自主式研究型课堂教学，发挥学生的主观能动性。这符合建构主义理论，建构主义认为，学习活动不是由教师向学生传递知识，而是学生根据外界的信息，通过自己的背景知识，建构自己知识的过程。因此，按照建构主义的教学模式，应以学生为中心，在整个教学过程中教师起组织者、指导者和促进者的作用。利用情景、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，最终达到使学生有效的实现对当前所学知识的建构目的[5]。
另外，大学物理教学过程中应理论与实践并重，重视大学物理实验，改革传统的大学物理实验课。从某种意义上讲，现在的物理实验只是对学生所学知识的验证，重复和再现。这种实验教学，虽然使学生初步掌握了物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，使学生的动手能力，所学知识的运用能力得到了一定的锻炼和提高，但在知识的灵活运用上，与现代科学技术的结合上，以及培养学生综合运用知识的创造力和创造精神等方面都严重不足。培养出来的学生往往只会机械的“生搬硬套”，缺乏灵活性和创造性，很难适应未来的实际工作或科学研究的发展。因此，在教学中要适当的增加设计性实验的比重，重视演示实验，成立实验课外活动小组，开展第二课堂活动，鼓励学生自己动手制作演示仪器，激发他们的好奇心和兴趣，指导有能力的学生进行一些物理小制作，培养他们的创新能力。经验证明，学生的创造力往往在自由自在无拘无束的环境下得到更充分的发挥。
配合上述教学方式，改革教学手段和考核方式，充分利用有利于教学的一切现代科技手段。电化教学、网络都是都是我们可以利用的增加课堂信息的有效手段，考核方式应具有多样性，淡化卷面考核成绩，增大小论文、小制作的成绩比重，让学生的各种能力得到充分发挥，有利于保持他们探索物理知识、未知领域的积极性、创造性。
最后，在大学物理教学过程中要渗透STS（Science Technology and Society，科学、技术和社会）教育[6]，既要使学生理解科学技术在现代社会中的作用，认识到科学技术既可以造福社会，也可能给社会发展带来新问题，科学技术是一把双刃剑，引导学生向有利于社会发展的方向学习科学技术，又要培养学生树立科学教育与人文教育并重的教育思想，使学生懂得合理的决策不仅来源于科学，还要来源于社会、艺术、哲学、经济等诸多因素。
综上所述，大学物理的基础学科地位不可替代，对学生创造力的培养意义重大，而目前我国大学物理教学存在诸多不完善之处，需要各高校的每位大学物理教师齐心协力，相互交流，在教学模式，教学方法，教学内容，考核方式等方面围绕培养学生创新能力探索一种新方法，新思路，重新焕发物理这门经典学科在学生心目中的魅力，让大学物理在培养学生创新能力方面发挥其应有的积极作用。
参考文献
1.田真，陈镇平.大学物理教学现状及教学的思考.中山大学学报论丛，2001；121（1）:2
2.李元杰，孙威娜.大学物理教学改革应关注的几个重要问题.中国大学教学，2004.12
3.叶建柱.论创新教育与大学物理教学.合肥工业大学学报，2000.3
4.康丽华.创造性思维在大学物理实验教学中的应用.高教研究，2005.3
5.陈辉.物理演示实验开放式教学的建设与实践.西北成人教育学报，2005.2
6.贾竹君.在大学物理教学中渗透STS教育的探讨.湖南科技学院学报，2005；26（11）
摘要大学物理是理工科院校学生的一门必修基础课，在培养大学生基本科学素质和创新能力方面具有非常重要的意义，然而目前部分院校的非物理专业的大学物理教学存在许多不完善的地方。本文从院校管理者、教材、教师和学生等方面简要分析了当前部分院校的大学物理教学现状，并就解决问题的方法提出了自己粗浅见解，以期抛砖引玉，让更多有识之士关注和重视大学物理教学。
关键词 创新教育 创新能力 Science Technology and Society（STS）教育
21世纪的经济是知识经济，21世纪的发展取决于创新的发展，21世纪的竞争本质上就是创造性的竞争。“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭的动力。”而创新的关键是人才，人才的培养靠教育。大学教育的目的就是培养社会所需要的创新性人才。物理学家劳厄说：“教育无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候剩下的东西。”这剩下的东西就是创新能力。时代呼唤创新型人才，国家需要创新型教育。如何创新大学物理教育，在教学中发挥大学物理对培养学生创新能力的作用，是新时期对每位大学物理教师提出的新课题。
一、大学物理课程对学生创新能力的培养具有不可替代的作用
创新能力来自于创造性思维，就是从新的思维角度，按照新的思维过程和方法来认识客体，解决问题，从而产生新知识，新思想，新观念的思维活动。创新能力主要体现在三个方面：即接受知识，应用知识和探求未知的能力。创新思维的培养就是在非智力因素下，使学生的主体性得到充分发挥，启迪学生思维的创造性，使学生的综合素质得到全面提高。培养学生的创造性思维，需要以一定的知识为前提，无论是思维方式还是思维过程，都必须以学习内容为载体，各种思维形式即分析、综合、比较、抽象、概括必须贯穿在知识的学习中。而物理学本身的发展史就是一部创新史，是一部自然科学方法史。人类进步所经历的三次技术革命：工业的机械化，工业的电气化，工业的自动化及现代信息技术革命无不以物理学的发展为先导。大学物理蕴含着极其丰富的创造性思维，是培养学生创新能力的最好载体。物理学涉及的内容十分广泛，从经典到现代，从微观到宏观到宇观，具体到力、热、电、磁、光、声、天体、原子等各个领域，集实验、推理、抽象、思维于一身、有利于提高学生的动手能力、思维能力、想象能力，这些都是创新能力的基础。同时，物理学又是现代工程技术的基础，它自身的发展已形成了完美、系统的理论体系。其中物理思想的表述，定理、定律的表达式，问题的科学处理方法，物理常量的测量等都对工科学生的后续课程的学习具有重要的意义。因此，在工科院校开设大学物理并且作为一门重要的必修课，一方面为学生系统的学习研究打好必要的物理基础，另一方面是培养学生创新能力，掌握科学的思想方法和研究问题的方法，为学生以后的工作以及对新理论，新知识，新技术的进一步学习打下坚实基础。
二、目前我国大学物理教学的现状
虽然在工科院校开设大学物理十分必要，但目前的大学物理教学现状却不能令人满意。下面从院校、教师、教材、学生等几方面分别进行分析目前部分院校大学物理的教学现状。
（一）院校方面
一方面社会的发展推动了文明的进步，科技的创新又刺激了各个学科的迅速发展，信息科学、人文管理、生物工程、环境科学相继凸显其重要性并衍生了许多交叉学科和新课程，院校课程要紧跟社会、科技进步，必须不断地添加新内容或新课程，以补充现有的教学体系。另一方面学生毕业时面临巨大的就业竞争压力，需要在校期间学习更广博的知识，增进各方面技能以增加自己的竞争能力。在此形势下，学校增设许多新课程，在本科还是四年制的情况下，只能压缩原有学科学时。在这种不得不忍痛割爱的情况下，部分院校的管理者首先想到了压缩物理学时，使得大学物理的学时不断减少。有的学校或专业甚至减少为40或80学时[1]，这与国家规定的工科院校物理总学时达到120学时的标准相差太大，使教师很难安排教学内容。物理学时被压缩，源自于一些管理者对大学物理认识上的偏差，有些人认为物理课就是为专业课服务的，需要的就讲，不需要的就不讲，对大学物理内容随意删减，严重破坏了大学物理理论的完美体系，同时也挫伤了部分大学物理教师的教学积极性。
（二）教材方面
教材内容相对滞后，基本在延续50年代教学体系，由力学、热学、电磁学、光学和近代物理组成[1]，过分强调系统内容完整性，按部就班，逻辑推理，自我封闭，缺乏时代感，同现代飞速发展的科学技术和科研成果联系不密切或基本没联系，学生学习起来缺乏激情。同时大学物理教材和中学物理教材内容重复，不衔接，有些内容跳跃性大，这些都需进一步改革和完善。
（三）教师方面
部分教师教学方法、方式陈旧，“重知识，轻方法”，科学方法教育成了知识传授过程中的副产品；“重收敛思维，轻发散思维”，使学生思维缺乏创造性；“重智力因素，轻非智力因素”，使学生对物理学习失去兴趣和信心[3,4]。还有部分教师在教学过程中只注重知识传授而轻应用，不能激发学生的学习兴趣，使学生只为了考试而学习，把学习物理当成了极大压力，再加上有的院校课程开设顺序安排不合理，认为基础课必须先开，将大学物理和高等数学同时开出。殊不知学习大学物理需要高等数学的知识为先导，不具备高等数学的知识，便无法进行大学物理的学习。这样更增加了学生学习大学物理的困难，使学生对大学物理的学习产生了畏惧心理。
（四）学生方面
一方面连续几年的高校扩招，受学校资源的客观条件限制，学校不得不采用合班上课，同时来自不同地域的学生基础不平衡，都成了影响物理教学效果的因素。再加上就业的竞争压力，使学生产生了速成心理，只想学习即学即用的课程，忽略了大学物理的学习。另一方面，我们传统的教学模式使得绝大多数学生从小学到大学，都是老师手把手的交，基本训练也是大量重复地做一些学院式的习题，缺乏独立解决实际问题，获取新知识，研究新问题的系统训练，几乎没有研究式学习能力。这两方面原因造成了大学物理教师难教，学生难学的局面。
三、立足培养学生创新能力，创新大学物理教育
针对上述我国大学物理教学中存在的不完善的地方，重新发挥这门经典学科在培养学生创新能力中的作用，应从以下几方面进行大学物理教学改革：
首先是教育观念的转变，传统教育中知识的传授为主体，而创新教育的理念是：一门课程的科学完整的教学过程应包括传授知识、应用知识和探求未知三个环节及其配套的训练和考核。具体可用下面框图说明[2]：
在转变教育观念的同时，无论是管理者、教育者还是学习者，还要对大学物理树立正确的认识：理工科大学里的物理课程绝不仅仅是物理知识的教育，更不主要是为某些专业课服务的，物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础，对于任何专业，开设大学物理的目的，都是使学生对物理学的内容、方法、工作语言、概念和物理图象，以及其历史、现状和前沿等从整体上有个全面的了解，是一门培养学生科学素质、科学思维方法、科学研究能力和技术创新能力的重要基础课。只有有了正确的认识，才能正确对待大学物理。对管理者来讲，恢复大学物理课程的学时，使教师从容授课，学生系统学习。有可能的话，增加大学物理的学时，让教师有充分的时间补充一些与物理知识息息相关的现代科学技术的内容。如果学校由于开设课程较多，整体课时不够，建议本科学制延长至五年，这样既能缓解知识迅速增长，开设课程增加与总学时之间的矛盾，又能在一定程度上缓解毕业生增加和就业职位较少的矛盾。对教育者来讲，首先是转变教育思想，改变传统的教学模式，在传授知识的同时，进行科学精神、科学方法和科学态度的教育，建立鲜明的物理图像，培养学生对物理的直觉能力，鼓励学生进行渗透学习，在教学过程中穿插丰富的科学史料，通过理论学习和实践相结合使学生产生持久和浓厚的兴趣，从而培养出具有独立思考能力并且具有宽广知识的人才。
其次是更新教材内容，改变自我封闭的体系，把大学物理变成吸纳一切新科技成果开放式学科，这就需要我们大胆打破传统的教材结构体系，用现代科技的观点，重新审视基础物理各部分的相互关系和地位，加强基础物理教学和现代科技的协同性，加强物理学原理在工程技术在高科技应用中的介绍，加强物理学原理与实际问题的联系，不被原来物理知识框架与体系束缚，不过分看重严格的逻辑关系，而是以内容为线索进行跳跃式的讲述，开展课堂讨论，鼓励学生大胆的提出问题，增强师生互动。改传统的以教师为中心，学生被动接受的传授式课堂教学为以学生为中心的自主式研究型课堂教学，发挥学生的主观能动性。这符合建构主义理论，建构主义认为，学习活动不是由教师向学生传递知识，而是学生根据外界的信息，通过自己的背景知识，建构自己知识的过程。因此，按照建构主义的教学模式，应以学生为中心，在整个教学过程中教师起组织者、指导者和促进者的作用。利用情景、协作、会话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，最终达到使学生有效的实现对当前所学知识的建构目的[5]。
另外，大学物理教学过程中应理论与实践并重，重视大学物理实验，改革传统的大学物理实验课。从某种意义上讲，现在的物理实验只是对学生所学知识的验证，重复和再现。这种实验教学，虽然使学生初步掌握了物理实验的基本知识、基本方法和基本技能，使学生的动手能力，所学知识的运用能力得到了一定的锻炼和提高，但在知识的灵活运用上，与现代科学技术的结合上，以及培养学生综合运用知识的创造力和创造精神等方面都严重不足。培养出来的学生往往只会机械的“生搬硬套”，缺乏灵活性和创造性，很难适应未来的实际工作或科学研究的发展。因此，在教学中要适当的增加设计性实验的比重，重视演示实验，成立实验课外活动小组，开展第二课堂活动，鼓励学生自己动手制作演示仪器，激发他们的好奇心和兴趣，指导有能力的学生进行一些物理小制作，培养他们的创新能力。经验证明，学生的创造力往往在自由自在无拘无束的环境下得到更充分的发挥。
配合上述教学方式，改革教学手段和考核方式，充分利用有利于教学的一切现代科技手段。电化教学、网络都是都是我们可以利用的增加课堂信息的有效手段，考核方式应具有多样性，淡化卷面考核成绩，增大小论文、小制作的成绩比重，让学生的各种能力得到充分发挥，有利于保持他们探索物理知识、未知领域的积极性、创造性。
最后，在大学物理教学过程中要渗透STS（Science Technology and Society，科学、技术和社会）教育[6]，既要使学生理解科学技术在现代社会中的作用，认识到科学技术既可以造福社会，也可能给社会发展带来新问题，科学技术是一把双刃剑，引导学生向有利于社会发展的方向学习科学技术，又要培养学生树立科学教育与人文教育并重的教育思想，使学生懂得合理的决策不仅来源于科学，还要来源于社会、艺术、哲学、经济等诸多因素。
综上所述，大学物理的基础学科地位不可替代，对学生创造力的培养意义重大，而目前我国大学物理教学存在诸多不完善之处，需要各高校的每位大学物理教师齐心协力，相互交流，在教学模式，教学方法，教学内容，考核方式等方面围绕培养学生创新能力探索一种新方法，新思路，重新焕发物理这门经典学科在学生心目中的魅力，让大学物理在培养学生创新能力方面发挥其应有的积极作用。
参考文献
1.田真，陈镇平.大学物理教学现状及教学的思考.中山大学学报论丛，2001；121（1）:2
2.李元杰，孙威娜.大学物理教学改革应关注的几个重要问题.中国大学教学，2004.12
3.叶建柱.论创新教育与大学物理教学.合肥工业大学学报，2000.3
4.康丽华.创造性思维在大学物理实验教学中的应用.高教研究，2005.3
5.陈辉.物理演示实验开放式教学的建设与实践.西北成人教育学报，2005.2
6.贾竹君.在大学物理教学中渗透STS教育的探讨.湖南科技学院学报，2005；26（11）