浅谈教学改革与学生创新能力培养——以物理教学为例

● 刘文利 李 蕾 刘东红

浅谈教学改革与学生创新能力培养
——以物理教学为例

● 刘文利 李 蕾 刘东红

作为自然科学的一门基础学科，物理学是研究自然界物质运动的最普遍、最基本的规律和物质结构的学科。物理学实验是人类科学认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础；物理学理论则是建立在实验基础上的一套严密的逻辑结构体系，是基础科学的典型范例。科学技术的进步和社会生产力的发展都离不开物理学发展的推动。作为现代科技进步代表的纳米技术、计算机、超导、生物工程等全部都与物理学的发展密切相关。可以说物理学是一切科技文化的基础科学之一。[1]

在人类探索未知世界的过程中，物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻地影响着人类对客观世界的看法、人类的思维方式和社会生活。物理教学的主要任务不仅是系统地教给学生基础知识，更重要的是教学生科学方法，使学生掌握科学研究的能力和创新研究的手段，形成创新思维方式。因此，它在培养学生树立科学的世界观，提升学生分析问题解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新能力等方面具有其他课程不能替代的重要作用。

一、转变物理教学观念

创新是推动社会进步的动力，面对日益激烈的竞争，世界各国均已认识到人才创造力竞争的重要性。中国有着丰富的人才资源，但其创造力的潜质还未得到充分开发。面对这种局面，物理教学改革势在必行，创新精神和创新素质的培养应始终贯穿在整个物理教学过程中。观念创新是教学改革的先导。培养创新性人才，是时代发展和社会进步对教育的新要求。然而，长期以来我们国家的教育却一直把学习已有的工业文明成果作为学生培养的首要目标，注重知识的传授，把教学过程多理解为知识积累的过程，对学生的评价立足于掌握知识的多少，而忽视了学生潜能、创新能力和实践能力的培养。现在的大学生，入校前接受了十几年的应试教育，多年形成的惯性思维模式容易带到大学的学习中，对基础理论课的学习往往侧重于应付考试和拿学分上，而忽视了基础理论内涵的学习及科学素质的提高，这些知识和能力恰恰是他们离开学校后学习新知识，新技术的必要基础，也是一个科学工作者和工程技术人员应必备的科学素质。因此高校物理教学的观念和内容方式亟待转变和调整。

要冲破传统的教育教学观念，大力倡导创新教育理念，积极倡导和实施研究性人才培养模式。在物理理论和实验教学过程中以教学内容和学生的知识积累为基础，注重营造一种类似科学研究的教学环境和氛围，通过课程教学体系、教学方法和教学方式的改革，注重培养学生创新能力，切实提高教学质量和教育水平，引导学生主动学习，主动思考和主动实践，自主地发现问题、分析问题和解决问题，从而达到积累知识，培养能力，提高科学素质的目的[2]。

二、改革课堂教学内容和方式

物理教学改革主要是物理课程体系的改革和教学方式、方法的改革。

关于物理教学内容的改革，主要是优化课程体系，进行课程整合。由注重基础知识讲解向能力培养转变，突出教学内容的先进性和实践性。例如，通过精讲经典内容，加强近现代内容，联系前沿发展，介绍实践和应用，激发学生创新性思维；注意与高中物理的衔接，将与高中物理内容相重复的部分进行精简和压缩，提高授课内容的起点，使学生明显感到内容的拓展与深入，有兴趣，有吸引力。物理学的研究和发展蕴含着极其丰富的科学思想和研究方法，在物理教学中，有意识的指出物理学定律和原理形成的过程和背景，使科学家的人文素质体现在物理教学中，将物理学研究的丰富的思维方法渗透到物理知识的具体内容中去，使学生不但系统学习到物理基础知识的内容，而且了解这些原理形成过程中的创新思想和科学方法，使对学生科学素质的培养贯穿到整个物理教学过程中。同时要增强教学内容的前沿性和先进性，通过穿插、渗透和拓展近年来出现的新的物理思想、理论和方法，有条件可开设一些物理学高新技术应用专题讲座，引起学生对前沿问题的兴趣，引导学生提出各种问题并进行进一步探讨，在这个过程中也对学生进行了严肃的科学态度，严谨的科学作风和严密的科学思维方法的培养和训练。此外，教学内容上还应具有一定的创造性和探索性。在教学实践中，要注重培养学生的探索和创新精神。以实例告诉学生目前正在开展的一系列研究是如何适应科技发展的，这样的讲授可以启发学生进行创造性研究的欲望[3，4]。

鉴于现有教材所选择的内容大多是普遍公认的既定理论体系规范化的内容，为了培养学生的科学批判精神和探索能力，教学中除重点讲解主流派别的观点外，还应适当讲解一些与之有差异甚至根本对立的一些学派的观点和理论，并且要对各家的理论观点进行分析、评价，从而给学生留下进一步探讨的线索。这样可以引导学生在思考中学习，有助于培养学生的科学批判精神[5]。

关于物理教学方法的改革，主要是应在教学中根据实际情况，综合运用多种教学方式，发挥教学方法的整体功能，在培养和锻炼学生的综合素质和创新能力上获得最佳的教学效果。发现法教学是一种典型的启发性教学方法。通过提出问题、展开讨论和归纳总结，激发学生的学习兴趣和探索解决问题的欲望，培养善于思考的良好习惯。案例法教学是结合物理科学的实际问题进行讲解，可以使学生既看到物理原理的实用性，又能逐渐学会通过建立物理模型，运用物理原理和规律分析求解实际问题。将枯燥的理论教学变成活生生的实例，既能提高学生学习物理的兴趣，又有利于培养和提高分析和解决问题的能力。讨论式教学则是充分尊重学生在教学活动中的主体地位，采取交互式、讨论式的教学方法，通过精心设计在教学过程中的不同环节能够启发学生自主思考问题，例如，为学生提供一些小的论文专题，让学生通过查阅资料，撰写小论文，选择质量较好的进行交流，并计入最后成绩。同时，还要引导学生积极参加交流和讨论，激发学生积极探索知识的愿望和进行探究式学习的积极性。

总之，课堂教学改革是培养和提高学生创造性的重要一环。检验一个教学活动是否成功，并不完全在于教给学生多少既定问题的正确答案，而在于给学生自主进行创造性学习的天地的大小，在于引发学生自主追求和创新冲动的强烈程度。这对于学生创新能力的培养是至关重要的。

三、改革物理实验教学

物理实验课程具有很强的实践性和应用性。其本身就是一种科学活动，是一个掌握科学研究一般方法的过程。在培养学生综合实验技能，提高学生分析问题、解决问题的研究能力和创新能力以及培养学生实事求是、严谨认真的的科学态度等方面具有独到的优势，起着不可替代的作用。因此改革物理实验教学是培养提高学生创新能力和科学素质的重要途径。

物理实验内容的补充和更新是大学物理实验教学改革的核心[6]，首先要改革传统实验内容，加大研究性、综合性和设计性实验的比例，培养学生的创新能力。设计性试验要求学生在给定的实验目的、要求和实验条件下，自行设计实验方案并进行实施。这对于锻炼学生查阅参考资料、确定实验方案、选择实验方法、选用实验设备、进行探讨性分析等科研工作能力具有重要的作用。同时，面对不可避免的失败和挫折，在不断改进实验方法、调整实验思路中自然而然地培养了学生的创新意识和能力，使学生养成严格按照客观规律办事的科学态度和实事求是的严谨工作作风。其次创造条件，改革物理实验课的传统形式，向学生开放实验室。除基础性实验以班级为单位进行集体上课外，应设定实验室开放时间，将设计性实验作为开放性实验在开放时间让学生自由掌握实验内容，自由选择实验设备，自由确定实验方法。这样就给学生留出了自主学习与独立思考的空间，有利于学生创造性发展和综合素质的提高。此外，实验仪器的补充、更新和开发利用是大学物理实验教学改革的基础，实验教学仪器必须适应社会生产的发展和需求，否则毕业学生很难适应社会发展的要求。

[1]任珉，马爱群，黄丽华.关于物理教学如何培养创新性人才的思考[J]．中山大学学报论丛，2002，(1)．

[2]刘智运．创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J]．新华文摘，2011，(8).

[3]赵凯华，罗蔚茵．新概念物理教程学[M]．北京：高等教育出版社，2004．

[4]庄榕榕．基础教育课程改革背景下的大学物理教学[M]．北京：高等教育出版社，2005．

[5]周立友.对大学物理教学改革的几点看法[J]．承德师范学院学报，2006，(2)．

[6]赵玉岭.浅谈大学物理实验教学与大学生创新能力的培养[J]．中国电力教育，2009，(8).

刘文利/山东大学物理学院，教授；研究方向：凝聚态物理 李 蕾 刘东红/山东大学物理学院

（责任编辑：何 言）