基礎知識教育與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)
——實施《理工科非物理類專業(yè)大學物理課程教學基本要求》體會之二

周一平 楊兵初 羅益民

(中南大學物理學院,湖南長沙410083)

基礎知識教育與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)
——實施《理工科非物理類專業(yè)大學物理課程教學基本要求》體會之二

周一平 楊兵初 羅益民

(中南大學物理學院,湖南長沙410083)

在培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的同時,更應重視對學生基礎知識的教育,任何一個創(chuàng)造性觀點或理論的產(chǎn)生都建立在長期大量的知識積累的基礎上.

創(chuàng)新意識;基礎知識教育

物理學屬于經(jīng)典學科,內(nèi)容博大精深,研究對象廣泛,體系完整嚴密,在提出問題、尋找合理科學模型、分析總結(jié)客觀世界的基本規(guī)律方面有一整套理性思維方法和實驗分析手段,這在培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維及在廣泛的科技領(lǐng)域馳騁的能力方面都具有非常重要的作用.正如《教學基本要求》中指出的,大學物理課程在為學生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎,培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀,增強學生分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面,具有其他課程不能替代的重要作用.我們認為物理學的思維方法和研究方法能夠很好地培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),而物理學所教授的基本概念、基本理論也是學生日后作為一個科學工作者和工程技術(shù)人員所必須掌握的知識,所以在今天大力提倡培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的同時,也應重視對學生進行物理基礎知識教育,“大學物理”應定位于基礎理論教育和科學素質(zhì)教育并重的教學目標.

1 重視基礎知識教育

科學知識是科學素質(zhì)的重要組成部分,要達到培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識的目標,必須通過科學知識這一重要載體來進行.學習不僅僅是知識存量的增加,而且也是學生自我學習能力和基本素質(zhì)的提升,盡管教材上的知識是有限的,但通過扎實的課程學習和自我學習可以訓練學生的思維方法和自我更新能力,讓他們終身受用,也為他們進一步學習和將來成為一個合格的科技工作者奠定必要的知識基礎.基于以上認識,我們在大學物理教學中首先十分重視對學生物理基礎知識的教育,表現(xiàn)在三個方面:一是保證大學物理課程教學時數(shù),我校Ⅰ類大學物理開設136學時,針對材料、電子、通信等專業(yè)的學生.Ⅱ類開設大學物理120學時,包括所有工科類學生,由于充足課時的學習,期末全校大學物理統(tǒng)一考試中大部分同學都取得比較好的成績.二是教學內(nèi)容的安排上,本著保證經(jīng)典、加強近代、拓展應用的原則,我們注意將經(jīng)濟時代“物理學”發(fā)展的新成果、高新技術(shù)等充實到大學物理教學中,近代物理內(nèi)容的比重已近30%.有些專業(yè)開設了“流體力學”、“廣義相對論簡介”、“光學信息處理”、“原子核和基本粒子”等擴展內(nèi)容,所有工科專業(yè)都講授了“玻耳茲曼分布”、“多普勒效應”、“電介質(zhì)的極化”、“麥克斯韋方程組的微分形式”、“激光器原理”等擴展內(nèi)容,從教學內(nèi)容上保證了知識教育與素質(zhì)教育的需要.三是嚴格的教學管理和紀律,我們經(jīng)常開展教學法活動,通過示范課、公開課和老教師指導幫助青年教師提高教學水平,要求教師間相互聽課以便相互學習,取長補短.除學校正常的教學檢查外,學院領(lǐng)導、教學中心主任經(jīng)常隨堂聽課,并另聘退休老教師幫助聽課把關(guān),發(fā)現(xiàn)問題及時與任課老師交流以便整改;對學生要求必須到堂聽課,按時完成課后作業(yè),鼓勵多看參考書和課下討論交流,期末全校五千多學生進行大學物理統(tǒng)一考試.可能有人認為大學里應當給學生更多自由學習思考的機會,減少課堂講授,使學生能夠發(fā)揮其創(chuàng)造性,事實上并不是這樣,大多數(shù)學生會利用給予他們自己的時間去做其他方面的事情,而不是進行有創(chuàng)造性的思考,若能輕松拿到好成績,他們就多半不會去努力學習,尤其是大學物理課程講授的對象都是大一、大二的學生,他們剛剛脫離高中階段管理嚴格和緊張的學習,缺乏自律性.我校2009年開始搞了一項教學管理改革,對學生進行個性化管理,學生可以自主選擇各門課程學習的時間和老師,就有不少學生避開教學要求嚴格的老師,期望少付出一些努力而同樣可以拿到好的成績.我們認為,在本科學習階段,對學生學習模式的設置主要還是應以被動學習為主,以學習考核大量的現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)為主,通過大量的課堂教學與考核使得學生牢固地掌握基礎知識,為今后的自主學習與科研奠定一個堅實的基礎.其實,任何一個創(chuàng)造性觀點或理論的產(chǎn)生都建立在長期大量的知識積累的基礎上.

2 在基礎知識教育的過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識

現(xiàn)代教育以培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)為出發(fā)點,它體現(xiàn)在既注重知識的獲取,又重視能力的培養(yǎng).按照《教學基本要求》,在大學物理課程教學過程中,我們十分重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.主要做了以下幾方面的工作.

(1)2009年我校基礎課程和部分院系的教學搬至新校區(qū),學校給了我們600多平方米的面積作為大學物理演示實驗室,并將全校所有大學物理課程安排在同層樓的教室,老師們可將演示實驗儀器隨堂帶進教室,與先進的多媒體設備配合,大學物理教學環(huán)境得到極大的改善.我們充分利用這樣的條件創(chuàng)建了力熱、電磁、光學、近代物理、光學演示等幾個演示實驗室,并在走廊上分幾個主題(十大經(jīng)典物理實驗;十大物理學家;諾貝爾科學獎;新能源與可再生能源;宇宙探索與中國航天等)布置了近100塊宣傳板,演示室儀器種類多,設備齊全,能演示200多種物理現(xiàn)象,我們每周定期向?qū)W生開放,學生走進大學物理課堂就感到置身在一個物理的環(huán)境,課間休息和下課后就有不少的學生直接去演示實驗室,既激發(fā)了學生學習大學物理的興趣又為全面培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力提供了硬件環(huán)境.

(2)我們注意營造有利于培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的教學環(huán)境,在課堂上提倡師生互動和活躍的思想交流,在學生感到疑惑的關(guān)鍵處設疑,讓學生帶著疑問聽課和參加討論,激發(fā)學生的學習興趣和探究激情,最后自己解決疑問.有疑才有所思,學生質(zhì)疑、解疑的過程也正是學習創(chuàng)造的過程.傳統(tǒng)教學強調(diào)培養(yǎng)學生“分析問題和解決問題的能力”,卻忽視了“提出問題的能力”,但后者對培養(yǎng)有創(chuàng)造性,能獨立思考的人更重要.在教學中培養(yǎng)學生提出問題的能力,學習發(fā)現(xiàn)問題的方法,僅僅靠從教學內(nèi)容的銜接上提出問題是遠遠不夠的,在教學中我們引進了一定的物理學史的內(nèi)容,從物理真實的認識發(fā)展歷史進程中展示其探索過程中問題背景的演化,闡明一些重大問題產(chǎn)生的歷史條件及其所導致的深遠后果,引導學生自主探究和體驗知識的發(fā)生過程,還原原來的科學思維活動,鼓勵質(zhì)疑批判和發(fā)表獨立見解,提高善于提出科學問題的靈性和智慧,使他們的思想經(jīng)常沉浸在好奇之中.

在學校教學改革班的大學物理教學中,我們不定期地舉行討論課,每個小組的學生代表向全班同學講述這一階段小組同學學習物理課程中遇到的問題以及他們對問題的討論和研究,解決的方法,介紹他們課外閱讀到的大家感興趣的物理學研究成果,如核磁共振、激光在醫(yī)學中的應用,激光、傳感器、紅外等在軍事及經(jīng)濟建設各方面的應用,電子計算機的發(fā)展史以及全息與信息光學、黑洞、混沌理論等,既培養(yǎng)了學生主動提出問題、討論問題的能力和團隊協(xié)作精神,又培養(yǎng)了他們搜集、整理資料進行綜合分析的能力,通過廣泛的課外閱讀還極大地增強了學生學習物理的興趣.在學生自主選課中,有其他普通班的學生選擇到教改班學習大學物理課程,有趣的是,在期末考試中他們大都取得比其他普通班學生更好的成績,這說明更嚴格的要求、更扎實的基礎知識教育和更好的教學環(huán)境對學生的基礎知識學習和創(chuàng)新意識培養(yǎng)都更好,創(chuàng)新意識的培養(yǎng)應寓于嚴格的基礎知識教育過程中.為了鼓勵教師們教學改革的積極性,院里拿出30萬元設立了教學研究與改革基金,資助教學改革試驗項目,充分激發(fā)教師的教學積極性和創(chuàng)造性,使教師主導和學生主體真正融為一體,對客觀世界進行充滿想象力的探索.

(3)對大學物理的雙語教學已經(jīng)堅持了九年,在十多個專業(yè)一百多個班級進行試驗,自編的大學物理雙語教材已正式出版,教學課件已趨于完善.承擔雙語教學的教師都在國外著名高校接受過一年以上的專門學習,其外語水平高,雙語教學效果好,深受學生歡迎.2009年,我校的大學物理雙語教學被評為國家示范課程.

3 結(jié)束語

近兩年來,我校的大學物理教學努力按照新的《教學基本要求》執(zhí)行,我們的體會是,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識確實應建立在對學生進行扎實的基礎知識教育之上,而大學物理課程教學對培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識也是其他課程所不能替代的.

[1] 教育部高等學校物理基礎課程教學指導分委員會.理工科類大學物理課程教學基本要求.北京:高等教育出版社,2008

[2] 田國強.關(guān)于改善學風、教風的建設[J].中國大學教學,2006,(1)

[3] 周一平等.加強教學研究提高大學物理課程教學質(zhì)量——實施《理工科非物理類專業(yè)大學物理課程教學基本要求》的體會[J].物理與工程,2009,19(3)

2010-07-16)