依托工程训练中心提升中学物理教师创新能力的研究与实践

李瑞华 葛新锋

摘要：在发展新兴工业社会的大环境下，地方高校的工程训练中心具有实践教学、科学研究和技术开发推广三大职能，科学技术普及推广便是其中一项重要的任务，同时也是满足初中物理新课标的要求。地方高等院校的工程训练中心和中学相配合，在教学过程中运用工程训练中心的资源条件和初中物理教师的教学和实践经验，将地方高校的工程训练中心打造成为现代工程实践教学示范中心、初中物理教师提高教学能力的基地、学生开发科技作品的创新中心。

关键词：工程训练中心；初中物理教育；教师；创新能力

中学物理是基础教育的重要课程，更是本科及研究生工程类课程的基础，在中学物理教育过程中孕育着对学生创新能力的培养。但目前，物理教育模式比较单一，不重视探究学习，导致学生缺乏主动学习的意识，更谈不上培养创新能力；现阶段的授课方式依然是大班授课，教师为主，学生被动接受，这种传统的教学模式严重阻碍了学生的创新意识与创新能力的培养；初中物理授课内容大部分是自然现象的科学解释和探索，大部分内容都配有相关的实验，对于验证性的实验，都有具体的实验内容、实验器材和实验步骤，学生可以按部就班地照着做，还有一些为了培养学生探索未知世界的研究性实验，由于没有现成的实验器材，需要老师协助学生共同完成对实验器材的开发和实验步骤的探索，教师引导方式与教学方法就显得尤为重要。21世纪教育进入大众化以后，学生的思维方式也从精英教育的逻辑思维向形象思维转变，教育尤其是初等教育也应该主动适应这种转变。但是目前的初中物理教师绝大部分教学过程仍是以逻辑思维为主，学生很难适应这种思维方式。这种实验教学的教学模式很难培养学生的创新能力。因此，教育部出台了《全日制义务教育物理课程标准》，新课程标准强调以物理知识和技能为载体，学习探究方法，培养探究精神、实践能力和创新意识。要培养学生的探究精神、实践能力和创新意识，作为知识传承的教师首先要具备探究精神，丰富的实践能力和良好的创新意识，而中学教师多为教育或师范专业毕业，在实践能力方面先天不足，高校的工程训练中心恰恰能在这方面为中学教师提供实践场所和指导。

1中学物理新课标的要求和创新教育的途径

1.1新课标要求

初中生的物理课程是属于普及自然科学知识、提升科学素养的基础课，在普及自然科学知识、提升科学素养的过程中不仅传授知识，而且要培养学生浓厚的学习兴趣、严谨的科学态度、敏感的创新意识、较强的创新能力。

初中阶段的物理课是通过实验来验证自然规律的课程，在实验的过程中应该让学生亲历实验过程，通过实验掌握科学知识和学习方法，从而提高分析问题和解决问题的能力。

初中阶段的物理课要与学生所处的时代相结合，做到有据可依，有“机”可谈，紧密联系生活实际，联系现代科技发展和技术应用，让学生将来能够学以致用，培养学生认知世界的兴趣和能力，形成正确的世界观和对社会的责任感。

1.2 创新教育的途径

初中物理教育新课标规定培养学生的目标是让学生了解最新科学技术，知道科学技术的应用，懂得科学技术的原理，形成科学的观念。当然，物理教师在教学过程中也要注意使用科学的教学方法，合理使用现代信息技术，让学生感受到科学技术的发展带来的社会进步，科学技术的应用给我们的生活帶来的便捷，培养学生养成科学的学习方法、探索科学的精神和科学实践的能力。

1.3 教师的需求

目前中学的物理教师大部分是师范院校毕业的，教学过程中，物理教师理论知识丰富，课堂教学都很好，但是对中学生来说，逻辑思维还没有完全形成，对于物理理论的掌握还是有难度，所以中学物理教师在上课的过程中还希望通过教具演示的方式使学生更容易理解一些物理理论。但是大部分物理教师没有制作教具的能力，即使具有能力也没有相应的工具，“巧妇难为无米之炊”。高校的工程训练中心在这方面正好可以提供相应的建议和工具，甚至可以帮助中学物理教师进行教具制作。

2转型发展高校工程训练中心的角色定位

2.1 工程训练中心是地方高校转型发展的需要

当我国的高等教育由精英化教育发展到大众化教育后，高等教育培养学生的思维方式也由逻辑思维过渡到了形象思维阶段，以其数量多、规模大为特征的地方高等院校的发展陷入了困境，在整个高等教育系统中出现了问题和矛盾：长期的学术教育体制下的教师很难适应“新工科”的教学要求；长期以来形成的大学管理体制对学生的培养不能满足职业和岗位的需求；学校的学术评价标准和社会对毕业生的需求之间的矛盾；以新经济、新业态、新技术的为标志的社会发展新阶段的知识需求和以学科为基础的内容安排之间的矛盾。

在当前的高等教育中，尤其是针对工科类的地方高校大学生，其培养模式还是如几十年一贯的培养模式中，老师上面讲，学生下面昏昏欲睡，教案几十年不变，结果是企业“辛辛苦苦等几年，学生职业能力有缺欠”；老师“辛辛苦苦教几年，教学质量总是踏步不向前”；学生“辛辛苦苦读几年，走上社会不值钱”。企业、社会、学生对高等教育不满意，说明几十年一贯制的工程类高等教育培养模式出了问题，必须摸索到适合创新教育的新思想、新观念，适宜创新教育的新环境和新氛围。教学内容、教学方法、教学手段必须适应现阶段高等教育的发展；尤其是实践性教学环节，从重视程度到实施方式再到内容上还是大有可为的。为了适应教育部对“新工科”的要求和国际高等工程教育的“回归工程”的要求，强调转型发展，高校纷纷顺势而为，在原金工实习基地的基础上建立了工程训练中心。许昌学院的工程技术中心就是在这样的背景下成立的。

2.2 工程训练中心的功能定位

工程训练中心的定位要在满足学校转型发展需要基础上，根据自身资源状况和发展战略确定。工程训练中心作为校内的实践教学基地，拥有齐全的实践教学装备，拥有工程和教学经验都丰富的教师队伍。

许昌学院工程技术中心在建设之初就确定了实践教学、科学研究和技术开发推广三个主要职能，科学技术普及推广作为提升社会服务的一项重要任务。在教学实践过程中培养文科学生的工程认知，工业素养和工程素质；培养理工科学生的实践技能、工艺规划和工程能力。科研和技术开发是围绕实践教学进行的，科技创新与科技竞赛亦是对实践教学的一种拓展，通过项目或竞赛的方式，让学生直接参与到实际的研发与制作当中，“真枪实弹”进行学习和开发，能够激发学生的参与热情，同时也能够为学校带来一定的创新性成果。许昌学院工程训练中心的社会服务除了满足校内学生的实践教学和科研开发之外，还积极对外开放，比如对外开展学生的（包括中小学生）工程训练、在职人员工程技术继续教育培训和相关工程技术咨询服务，这也是高校服务社会的重要途径。当今社会科技飞速发展，高新技术日新月异，及时了解、学习和应用新技术以进一步提高生产率，开发有竞争力的新产品成为科技社会的重要诉求。我们也根据中学物理教育的需求，开设灵活多样的课程，借助工程训练中心教师的工程技术、工程实践经验、学科背景、学术信息渠道和科研合作关系，指导中学物理教师开发出适合初中物理教学的教具，满足大众化教育下学生学习的需要。

3案例

在初中物理上有一个重要的内容是安培定则，是表示电流方向和磁场方向之间关系的定则。安培定则（一）（通电直导线）：右手握住通电直导线，大拇指指向电流的方向，则四指的指向就是磁感线的环绕方向；安培定则（二）（通电螺线管）：右手握住通电螺线管，四指弯曲与电流方向一致，则大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

对于初中生来说，这一部分内容理解起来稍微有点难度，当然借助于多媒体信息（如图1）也可以说清楚，但毕竟图片是看得见摸不着，还是很难有身临其境的感觉，物理教师想把平面的内容理解生动形象较为困难，本案例开发的教具即可解决此类问题。

图2为本案例开发的安培定则教具，在PVC管插上LED灯，使之与安培定则线圈缠绕方式一致。上下分别代表两种线圈缠绕方式：一个为外绕，一个为内绕。通过控制灯的亮灭顺序，可以形象地模拟演示电流的流动方向，小磁针和两侧线圈均为实体。采用本技术方案，方便学生更加简易直观地理解安培定则。图3为本案例的设计原理图。

本案例中的安培定则教具由高校工程训练中心根据地方中学的教学需求开发，由高校教师、中学教师以及高校学生全程参与，力争将高校的创新能力培养模式与中学的创新意识培养相衔接。该教具解决了中学生理解安培定则困难的问题，有助于教师方便简单的讲授，结构简单，使用方便，逻辑清晰，突破了教學难点，取得了显著成果。另外，教具的开发过程不单单是锻炼了高校学生的动手能力，中学教师的全程参与也提高了教师本身的创新意识和实践动手能力，也为提升教师的创新指导能力提供了新思路、新方法。

切实加强中学教师队伍建设，是“十三五”时期教育面临的一项紧迫任务。为帮助中学教师提高思想与业务素质以及教学能力、教研能力、科研能力，促进中学教育教学质量的提高，高校工程训练中心结合自身优势，契合中学物理教学的需要，通过实际项目案例对中学教师进行创新指导能力的培养，将高校的创新能力培养模式与中学的创新意识培养相衔接，有效改进了中学创新教育教学模式，提升了中学教师的创新指导能力。

参考文献：

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