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摘要:大学生创新精神和创新能力的培养是现代高等教育最重要的任务之一。对如何结合大学物理课程实施创新教育,培养大学生的创新能力进行探索研究,总结出融合了发现法教学,物理学史介绍,考核方法改革,小班教学和开放性实验的大学物理课程创新教学方案。并运用到实践教学中,取得了良好效果。
关键词:大学物理;创新;能力
作者简介:尹岚(1982-),女,湖南衡阳人,南华大学物理教研室,讲师,南华大学核技术及应用学院博士研究生。(湖南 衡阳 421001)
基金项目:“南华大学2013年高等教育研究与改革立项课题”(2013ZZ001),“湖南省教育厅规划课题”(XJK013BGD018)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0112-02
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力。而高校是创新型人才培养的主要基地,随着高等教育改革的逐步深入,已有高校开设了创新学课程,[1]通过举办各式各样的科技竞赛、科技小组活动来培养学生的创新能力和创新素养。但是,在日常的学科教学中渗透创新教育才是激发学生创新意识、培养创新能力、树立创新人格最直接最有效的方式。[2]因此,有必要在学科教学过程中探索如何实施创新教育,并付诸实践。其中大学物理课程因物理学科的自身特点,在创新人才培养上具备独特优势。[3]笔者针对如何结合大学物理课程实施创新教育进行探索研究,总结出有利于学生创新能力培养的具体教学方案,并运用到实践教学中,取得良好效果。方案具体分以下几个方面:
一、采用布鲁纳发现法教学,改变灌输式传统教学模式
目前,大学物理教学中许多老师只是单一地讲授教材中的概念、定律和定理,这样做仅是积累了学生的知识,不利于他们思维能力的训练。而发现法教学是以掌握学科的基本结构为内容,把学科的基本概念、原理及特有的研究方法纳入教材,并围绕学习课题准备好假设、验证用的资料及实验,老师为指导,学生为主体,探究物理概念的形成过程、物理定律怎样被发现、物理定理怎样推导出来、它们的物理意义等问题,并从中学习物理学家们的创新思维,从而拓宽思路,达到培养创新能力的目的。例如在学习带电粒子在磁场的运动时,首先通过介绍一则关于回旋加速器的新闻报道创设问题情境,激发学生探索带电粒子在磁场中的运动规律的欲望。然后引导学生把复杂问题简单化,从带电粒子速度和磁场正好平行和垂直两种特殊情况出发,分析速度方向和磁场方向夹任意角的带电粒子运动就是两个分运动的合成。学生通过思考和讨论就能自行发现在均匀磁场中的一般运动规律。
二、通过介绍物理学史培养学生的创新思维
物理学史其实就是一部创新史,在教学过程中,教师灵活穿插物理学史中一些典型的创新事例,提炼和整理后介绍给学生,通过学习物理学家们发现和提出问题的过程,可以培养学生的质疑精神和提出创新性问题的能力。同时,在分析问题和解决问题的过程中注意体现物理学家们的科学分析方法和思维方法,这有助于提高学生的思维能力和掌握科学方法。例如在学习波动光学时,介绍物理学发展史上关于光究竟是粒子还是波的跨世纪大争论,科学家们的创新精神和对科学真理的执着追求极大地感染了学生;关于光的本质的思辩过程也对学生科学思维方式形成产生深远影响。
三、考核方法多元化
对传统考核方式进行改革。学生成绩改为由几个部分组成:平时作业、创新报告、小论文、课堂讨论和期末考试。其中把创新报告、小论文加分加入到学生成绩中是对创新教育和教学改革的一个保证。并鼓励学生在课堂上对教师所授的内容进行质疑、提问,并引导大家展开讨论,取得了良好的教学效果。教学过程中同学们经常主动向教师提出对一些问题解决方案的新看法;[4]对同一道题提出不同解法,有些解法常具有创新性(经查文献,未见该解法的报道)。通过一题多解一题巧解能很好地把学生的发散思维和聚敛思维结合起来,[5]是获得顿悟和灵感的有效手段,能有效克服学生定向思维的影响,从而发展学生的创新思维能力。在教学实践中,对学生提交的小论文尽量给予肯定和评价,根据价值和水平给予不同程度的加分。适度引入激励机制,鼓励创新,激发学生课堂参与意识和创新欲望,使得课堂教学更加精彩。
四、实行小班教学模式,搭建课程网站,提供培养创新人才的良好平台
现在大学物理的教学班普遍达到上百人,相比而言小班教学模式更利于每个学生充分主动地参与到教学活动中来。[6]教学活动中教师鼓励学生提出创新想法,展开课堂讨论,并及时给予评价。由于课堂时间有限,通过建立大学物理精品课程网站(http://61.187.179.69:8081/book-show/flex/book.html?courseNumber=86726068)实现师生交流的课后延续,有教学大纲、授课录像、互动教学、课件与教案,创新平台等栏目,为培养创新人才的搭建良好平台。
五、充分发挥物理实验对创新能力培养的积极作用
物理学是一门实验科学,当中的许多原理和结论都来自实验结果,更为重要的是,实验充分体现了人类社会的创新发展过程和创新成果,对学生创新能力的培养起着积极重要的作用。但是目前大多数高校物理实验仍以验证性实验为主。2013年已逐步实现了物理实验设计、教学方式以及时间上的全面开放,学生可以依据在学习中或日常生活中遇到的实际问题结合所学的知识,查阅相关资料,自行设计实验方案,安排实验步骤,选择实验仪器,分析解决实验中遇到问题,教师只是从旁适当引导和启发。这样的开放性实验,激发了学生学习的积极性和主动性,培养他们发现问题、解决问题的能力,更重要的是對学生创新能力的培养、创新素养的形成也发挥了积极作用。在设计及实施实验的过程中,学生要查阅大量的资料,比较若干不同的方案,自己动脑设计出符合实验逻辑和物理原理的操作步骤等,将真正体会到创新的乐趣。 六、将物理学前沿问题和物理基础知识相结合
大学物理在启发学生创新、培养学生创新思维、塑造学生分析和解决问题能力方面有着不可磨灭的作用。但是笔者发现,绝大多数院校的大学物理教材都是沿用传统物理学教材的知识体系,力热光电以及原子核物理是主要章节的内容,近代物理和物理前沿相关内容是少之又少,即便出现也是一句话带过。因此,这些内容会让学生觉得物理和现实生活脱节,从而丧失学习物理学的兴趣,更谈不上创新性的培养。但是,往往当教师在课堂或者学术讲座上,讲述一些类似黑洞、百慕大、航天飞机、纳米技术、磁悬浮高速列车等前沿问题的时候,学生是听得最认真并且反馈是最好的。有许多同学在听讲完毕还会追着笔者表示想深入了解更多相关知识,并有自己的想法与笔者探讨。这些也从反馈的角度再次印證了在大学物理教学中,将物理学前沿问题和物理基础知识相结合的重要性以及它对学生学习过程中产生的深远影响。因此,在大学物理教学过程中不能一味追求讲述完成课本内容就好,应该与时俱进地添加部分当下或者近年来物理学前沿发生和发现的一些重大事件、科研成果和未解之谜,可以从很大程度上激发学生学习和创新的兴趣和热情。
创新教育势在必行,创新精神和创新素养的培养应该是高校学科教育最重要的任务之一。大学物理作为全国大部分院校都要开设的一门基础公共课,具有广泛性和普遍性。本文提出的在大学物理教学中培养学生创新能力的改革思路和方法切实可行,许多兄弟学校同行、本校后续课程老师和广大学生对笔者进行的教学改革和实践也给予了充分的肯定,可见这项改革具有较强的现实意义和良好的应用前景。
参考文献:
[1]李博.大学物理教学中创新教育的研究[D].四川:四川大学,2010.
[2]樊雅平,黄生学.大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践[J].中国成人教育,2012,(5):144.
[3]李腾,李汉军,唐卫红,等.基于创新能力培养的大学物理教学改革[J].高校理科研究,2012,(7):42.
[4]杨庆华,胡银泉.提高学生提出问题能力的教学策略[J].中国职业技术教育,2007,(7): 63.
[5]樊雅平,黄生学.大学生物理问题意识缺失的原因与对策[J].教育与职业,2009,(24): 180.
[6]赵凯华.对当前物理教学改革的几点看法[J].大学物理,2000,(2).
(责任编辑:王意琴)
关键词:大学物理;创新;能力
作者简介:尹岚(1982-),女,湖南衡阳人,南华大学物理教研室,讲师,南华大学核技术及应用学院博士研究生。(湖南 衡阳 421001)
基金项目:“南华大学2013年高等教育研究与改革立项课题”(2013ZZ001),“湖南省教育厅规划课题”(XJK013BGD018)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0112-02
创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的动力。而高校是创新型人才培养的主要基地,随着高等教育改革的逐步深入,已有高校开设了创新学课程,[1]通过举办各式各样的科技竞赛、科技小组活动来培养学生的创新能力和创新素养。但是,在日常的学科教学中渗透创新教育才是激发学生创新意识、培养创新能力、树立创新人格最直接最有效的方式。[2]因此,有必要在学科教学过程中探索如何实施创新教育,并付诸实践。其中大学物理课程因物理学科的自身特点,在创新人才培养上具备独特优势。[3]笔者针对如何结合大学物理课程实施创新教育进行探索研究,总结出有利于学生创新能力培养的具体教学方案,并运用到实践教学中,取得良好效果。方案具体分以下几个方面:
一、采用布鲁纳发现法教学,改变灌输式传统教学模式
目前,大学物理教学中许多老师只是单一地讲授教材中的概念、定律和定理,这样做仅是积累了学生的知识,不利于他们思维能力的训练。而发现法教学是以掌握学科的基本结构为内容,把学科的基本概念、原理及特有的研究方法纳入教材,并围绕学习课题准备好假设、验证用的资料及实验,老师为指导,学生为主体,探究物理概念的形成过程、物理定律怎样被发现、物理定理怎样推导出来、它们的物理意义等问题,并从中学习物理学家们的创新思维,从而拓宽思路,达到培养创新能力的目的。例如在学习带电粒子在磁场的运动时,首先通过介绍一则关于回旋加速器的新闻报道创设问题情境,激发学生探索带电粒子在磁场中的运动规律的欲望。然后引导学生把复杂问题简单化,从带电粒子速度和磁场正好平行和垂直两种特殊情况出发,分析速度方向和磁场方向夹任意角的带电粒子运动就是两个分运动的合成。学生通过思考和讨论就能自行发现在均匀磁场中的一般运动规律。
二、通过介绍物理学史培养学生的创新思维
物理学史其实就是一部创新史,在教学过程中,教师灵活穿插物理学史中一些典型的创新事例,提炼和整理后介绍给学生,通过学习物理学家们发现和提出问题的过程,可以培养学生的质疑精神和提出创新性问题的能力。同时,在分析问题和解决问题的过程中注意体现物理学家们的科学分析方法和思维方法,这有助于提高学生的思维能力和掌握科学方法。例如在学习波动光学时,介绍物理学发展史上关于光究竟是粒子还是波的跨世纪大争论,科学家们的创新精神和对科学真理的执着追求极大地感染了学生;关于光的本质的思辩过程也对学生科学思维方式形成产生深远影响。
三、考核方法多元化
对传统考核方式进行改革。学生成绩改为由几个部分组成:平时作业、创新报告、小论文、课堂讨论和期末考试。其中把创新报告、小论文加分加入到学生成绩中是对创新教育和教学改革的一个保证。并鼓励学生在课堂上对教师所授的内容进行质疑、提问,并引导大家展开讨论,取得了良好的教学效果。教学过程中同学们经常主动向教师提出对一些问题解决方案的新看法;[4]对同一道题提出不同解法,有些解法常具有创新性(经查文献,未见该解法的报道)。通过一题多解一题巧解能很好地把学生的发散思维和聚敛思维结合起来,[5]是获得顿悟和灵感的有效手段,能有效克服学生定向思维的影响,从而发展学生的创新思维能力。在教学实践中,对学生提交的小论文尽量给予肯定和评价,根据价值和水平给予不同程度的加分。适度引入激励机制,鼓励创新,激发学生课堂参与意识和创新欲望,使得课堂教学更加精彩。
四、实行小班教学模式,搭建课程网站,提供培养创新人才的良好平台
现在大学物理的教学班普遍达到上百人,相比而言小班教学模式更利于每个学生充分主动地参与到教学活动中来。[6]教学活动中教师鼓励学生提出创新想法,展开课堂讨论,并及时给予评价。由于课堂时间有限,通过建立大学物理精品课程网站(http://61.187.179.69:8081/book-show/flex/book.html?courseNumber=86726068)实现师生交流的课后延续,有教学大纲、授课录像、互动教学、课件与教案,创新平台等栏目,为培养创新人才的搭建良好平台。
五、充分发挥物理实验对创新能力培养的积极作用
物理学是一门实验科学,当中的许多原理和结论都来自实验结果,更为重要的是,实验充分体现了人类社会的创新发展过程和创新成果,对学生创新能力的培养起着积极重要的作用。但是目前大多数高校物理实验仍以验证性实验为主。2013年已逐步实现了物理实验设计、教学方式以及时间上的全面开放,学生可以依据在学习中或日常生活中遇到的实际问题结合所学的知识,查阅相关资料,自行设计实验方案,安排实验步骤,选择实验仪器,分析解决实验中遇到问题,教师只是从旁适当引导和启发。这样的开放性实验,激发了学生学习的积极性和主动性,培养他们发现问题、解决问题的能力,更重要的是對学生创新能力的培养、创新素养的形成也发挥了积极作用。在设计及实施实验的过程中,学生要查阅大量的资料,比较若干不同的方案,自己动脑设计出符合实验逻辑和物理原理的操作步骤等,将真正体会到创新的乐趣。 六、将物理学前沿问题和物理基础知识相结合
大学物理在启发学生创新、培养学生创新思维、塑造学生分析和解决问题能力方面有着不可磨灭的作用。但是笔者发现,绝大多数院校的大学物理教材都是沿用传统物理学教材的知识体系,力热光电以及原子核物理是主要章节的内容,近代物理和物理前沿相关内容是少之又少,即便出现也是一句话带过。因此,这些内容会让学生觉得物理和现实生活脱节,从而丧失学习物理学的兴趣,更谈不上创新性的培养。但是,往往当教师在课堂或者学术讲座上,讲述一些类似黑洞、百慕大、航天飞机、纳米技术、磁悬浮高速列车等前沿问题的时候,学生是听得最认真并且反馈是最好的。有许多同学在听讲完毕还会追着笔者表示想深入了解更多相关知识,并有自己的想法与笔者探讨。这些也从反馈的角度再次印證了在大学物理教学中,将物理学前沿问题和物理基础知识相结合的重要性以及它对学生学习过程中产生的深远影响。因此,在大学物理教学过程中不能一味追求讲述完成课本内容就好,应该与时俱进地添加部分当下或者近年来物理学前沿发生和发现的一些重大事件、科研成果和未解之谜,可以从很大程度上激发学生学习和创新的兴趣和热情。
创新教育势在必行,创新精神和创新素养的培养应该是高校学科教育最重要的任务之一。大学物理作为全国大部分院校都要开设的一门基础公共课,具有广泛性和普遍性。本文提出的在大学物理教学中培养学生创新能力的改革思路和方法切实可行,许多兄弟学校同行、本校后续课程老师和广大学生对笔者进行的教学改革和实践也给予了充分的肯定,可见这项改革具有较强的现实意义和良好的应用前景。
参考文献:
[1]李博.大学物理教学中创新教育的研究[D].四川:四川大学,2010.
[2]樊雅平,黄生学.大学物理教学中培养学生创新能力的研究与实践[J].中国成人教育,2012,(5):144.
[3]李腾,李汉军,唐卫红,等.基于创新能力培养的大学物理教学改革[J].高校理科研究,2012,(7):42.
[4]杨庆华,胡银泉.提高学生提出问题能力的教学策略[J].中国职业技术教育,2007,(7): 63.
[5]樊雅平,黄生学.大学生物理问题意识缺失的原因与对策[J].教育与职业,2009,(24): 180.
[6]赵凯华.对当前物理教学改革的几点看法[J].大学物理,2000,(2).
(责任编辑:王意琴)