物理教學(xué)對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用

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摘要：通過分析當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)對“大學(xué)物理”知識(shí)的內(nèi)在需求，文章分別從與高中知識(shí)銜接、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)條件、教學(xué)模式、師資水平、教學(xué)管理和評價(jià)體系等角度，對當(dāng)前高?！按髮W(xué)物理”教育過程中存在的一些影響學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的普遍問題進(jìn)行了闡述，同時(shí)就“大學(xué)物理”教學(xué)分別從做好與高中物理知識(shí)的銜接、建立新型教學(xué)模式、提升教師教學(xué)水平、建立合理評價(jià)評估體系等角度，提出了針對推動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一些措施建議。

關(guān)鍵詞：物理；大學(xué)生；創(chuàng)新能力；培養(yǎng)；措施

0引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，特別是十三五開局以來，黨中央國務(wù)院等一直在大力倡導(dǎo)全民創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，要把中國建設(shè)成為一個(gè)世界級的創(chuàng)新國家，在這種整體社會(huì)氛圍下，作為思維最為活躍最為充滿活力的大學(xué)生群體，一直是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主體之一。而作為工科基礎(chǔ)教育的“大學(xué)物理”教學(xué)，尤其是其中的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對于提升大學(xué)生創(chuàng)新能力，具有重要作用。國內(nèi)各個(gè)高校也在積極響應(yīng)國家號(hào)召，通過各種形式，在各個(gè)層面上推動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但因?yàn)楦鞣N原因，當(dāng)前我國絕大多數(shù)高校中的大學(xué)物理教學(xué)，對于大學(xué)生創(chuàng)新能力提升的推動(dòng)作用十分有限，因此本文對如何提升物理教學(xué)對于大學(xué)生創(chuàng)新能力的推動(dòng)作用，提出一些自己的見解和看法。

1大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)在需求

創(chuàng)新是指以現(xiàn)有的思維模式提出有別于常規(guī)或常人思路的見解為導(dǎo)向,利用現(xiàn)有的知識(shí)和物質(zhì)，在特定的環(huán)境中,本著理想化需要或?yàn)闈M足社會(huì)需求，而改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物、方法、元素、路徑、環(huán)境，并能獲得一定有益效果的行為。創(chuàng)新能力是一種心理潛能，人人都有，然而它的形成和發(fā)展是后天培養(yǎng)和實(shí)踐的結(jié)果［1］。當(dāng)前我國正處于由富變強(qiáng)的歷史時(shí)期，處于中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上，國家的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和全面建設(shè)小康社會(huì)宏偉目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)迫切需要大量的創(chuàng)新人才。同時(shí)，中國又是一個(gè)世界性的制造大國，如何從世界制造大國提升為世界制造強(qiáng)國，進(jìn)而成為創(chuàng)新大國、創(chuàng)新強(qiáng)國，是必須面對的問題。作為最具活力和創(chuàng)造能力的當(dāng)代大學(xué)生，無疑是開展創(chuàng)新活動(dòng)的生力軍和主力軍。同時(shí)，大學(xué)生能否具有足夠的創(chuàng)新能力，也是衡量一個(gè)國家教育水平的重要指標(biāo)，更是考察一個(gè)國家能否長期穩(wěn)定高速發(fā)展的決定性因素。因此，如何在高校的教育過程中，如何培養(yǎng)適應(yīng)國家發(fā)展需要的創(chuàng)新人才切實(shí)有效提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，是各個(gè)高校和教育工作者必須要考慮的問題，更是當(dāng)前高等教育面臨的一個(gè)重大課題［2］。作為高校工科教育的基礎(chǔ)必修課程之一的“大學(xué)物理”，其教學(xué)過程也面臨著如何提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的迫切要求［3］。

2當(dāng)前高校物理教學(xué)過程中存在的問題

然而，傳統(tǒng)的“大學(xué)物理”教學(xué)過程中，存在著諸多不能適應(yīng)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求的問題，主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1與高中物理知識(shí)銜接不足

高中“物理”教學(xué)過程中，主要是基于對幾大基礎(chǔ)物理學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行過程分析，計(jì)算過程不是主要問題。而在“大學(xué)物理”教學(xué)過程中，很多內(nèi)容其實(shí)并不是全新的，只不過采用了如微積分等數(shù)學(xué)手段來加以分析研究和計(jì)算。這就要求對于高中物理知識(shí)與大學(xué)物理知識(shí)的良好銜接，而目前的“大學(xué)物理”教學(xué)過程中恰恰缺少這種銜接［4］，導(dǎo)致很多學(xué)生在大學(xué)階段學(xué)習(xí)過程中因感覺與原有知識(shí)體系脫節(jié)而無從下手，很多物理知識(shí)雖然似曾相識(shí)，但真正想要完全掌握，還需要付出更多時(shí)間和精力對高中知識(shí)進(jìn)行再次復(fù)習(xí)，部分內(nèi)容甚至需要對原有知識(shí)進(jìn)行更深入地專研，對一些高中知識(shí)基礎(chǔ)不是很扎實(shí)的學(xué)生，很難將二者聯(lián)系起來，導(dǎo)致“大學(xué)物理”知識(shí)學(xué)習(xí)效果受到影響。

2.2部分教學(xué)設(shè)備陳舊，教學(xué)條件有待提高

隨著前些年國家開始實(shí)施大學(xué)擴(kuò)招政策，在校大學(xué)生數(shù)量急劇增加，但教學(xué)投入并未和學(xué)生數(shù)量的增加而同步改善，很多高?，F(xiàn)有的教學(xué)條件或者教學(xué)規(guī)模無法滿足當(dāng)前教學(xué)要求的需要。相當(dāng)多高校的物理實(shí)驗(yàn)器材或者設(shè)備都呈現(xiàn)老化的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)器材損壞的現(xiàn)象也日益嚴(yán)重，很難滿足學(xué)生學(xué)習(xí)要求，這種供不應(yīng)求的局面，使得很多高校的部分實(shí)驗(yàn)只能通過教師的口頭描述或者一些文字以及視頻資料等傳授，導(dǎo)致學(xué)生在教學(xué)過程中缺失實(shí)際操作和觀察過程。動(dòng)手能力很難得到培養(yǎng)，缺少必要的操作訓(xùn)練，使得學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能不夠扎實(shí)，基于物理教育所獲得的創(chuàng)新能力自然也很難得到提高。

2.3教學(xué)模式單一，教學(xué)過程枯燥

在傳統(tǒng)的“大學(xué)物理”教學(xué)中，教師處于核心地位，學(xué)生處于被動(dòng)接受的地位。教學(xué)模式長期以來還是以單一的課堂教學(xué)灌輸式為主，強(qiáng)調(diào)以教師為中心，課堂教學(xué)過程以教師講授、學(xué)生聽取枯燥的理論知識(shí)為主。同時(shí)，僅僅強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)，缺少課后思考和探索過程，更難以對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行二次加工和創(chuàng)造。此類教學(xué)模式單純強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授和灌輸，忽略了培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和分析的能力，使相當(dāng)一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以提高，從而抹殺了學(xué)生的深入學(xué)習(xí)的興趣和求知欲，加之存在考試壓力，很多學(xué)生單純?yōu)榱私忸}、考試而聽課、復(fù)習(xí)，死記硬背，所以很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力［5］。這種教學(xué)模式不僅僅限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力，甚至?xí)箤W(xué)生形成僵化而缺少靈性的固定思維模式，難以突破課本和教師灌輸?shù)闹R(shí)體系，僅僅能夠在已知知識(shí)領(lǐng)域逡巡，難以由學(xué)習(xí)的“必然王國”進(jìn)入“自由王國”。

2.4教師水平參差不齊，無法滿足學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求

隨著時(shí)代進(jìn)步，很多新的教學(xué)手段能夠應(yīng)用于大學(xué)物理教學(xué)過程，但需要任課教師通過學(xué)習(xí)掌握這些新的教學(xué)手段，比如動(dòng)畫課件的制作、多媒體視頻剪輯編輯等，但由于新的教學(xué)手段需要教師重新掌握一些新的技能，而且這些技能是涉及計(jì)算機(jī)軟件的使用，且技能還是不斷進(jìn)步和發(fā)展的，很多任課教師尤其是一些年紀(jì)偏大的任課教師很難有足夠的時(shí)間和精力持續(xù)不斷地去學(xué)習(xí)掌握這些手段，導(dǎo)致教師本身教學(xué)能力參差不齊，無法滿足學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求。雖然各個(gè)高校也曾在任課教師中大力推動(dòng)多種教學(xué)手段的應(yīng)用，但收效尚不盡人意，仍然有相當(dāng)多的教師處于吃老本的狀態(tài)。另外，隨著時(shí)代進(jìn)步，相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu)也在不斷拓展和調(diào)整，需要任課教師與時(shí)俱進(jìn)，在保持原有核心知識(shí)體系的前提下，不斷豐富自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而為學(xué)生提供更廣闊的專業(yè)引導(dǎo)。這個(gè)過程，其實(shí)也是任課教師不斷豐富完善自身的過程。因?yàn)樯婕懊總€(gè)教師的職業(yè)素養(yǎng)，教師本身的水平參差不齊，最終很難保證教學(xué)態(tài)度和自我提升能夠滿足大學(xué)生創(chuàng)新能力提升的需求。

2.5教學(xué)管理和評價(jià)體系缺乏有效引導(dǎo)

通常情況下，“大學(xué)物理”教學(xué)過程中，對于基本教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，可以通過教學(xué)考試成績和實(shí)驗(yàn)過程得到檢驗(yàn)，但對于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用，很難采用有效的評估手段，另外絕大多數(shù)高校對于教師教學(xué)過程的管理和評價(jià)均是基于發(fā)表學(xué)術(shù)論文和獲得各類科研課題以及科研獎(jiǎng)勵(lì)等方面的指標(biāo)來衡量，很少有基于學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的評估和激勵(lì)體系，導(dǎo)致教師的關(guān)注點(diǎn)很少集中在如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面。對于學(xué)生來說，只要考試能夠取得好的分?jǐn)?shù)即可滿足畢業(yè)和評優(yōu)要求，創(chuàng)新能力水平很少有機(jī)會(huì)得到認(rèn)可和評價(jià)，因此對參與各種創(chuàng)新過程積極性不高，更不用說自己主動(dòng)思考和培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。長此以往，在缺少整體創(chuàng)新氛圍的環(huán)境中，可能原有一些思維活躍的學(xué)生也會(huì)慢慢被消磨成為只知道應(yīng)付考試，而慢慢喪失了原有的靈動(dòng)和沖動(dòng)。

3提升物理教學(xué)對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)推動(dòng)作用的措施建議

3.1做好與高中物理知識(shí)的教學(xué)銜接

從教師角度，結(jié)合“大學(xué)物理”教學(xué)內(nèi)容與高中“物理”知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別，注重引導(dǎo)學(xué)生與高中物理知識(shí)的銜接，培養(yǎng)學(xué)生從不同角度對相同知識(shí)的理解和掌握的能力，并對相同或相似問題采用高等數(shù)學(xué)等知識(shí)重新進(jìn)行理解和計(jì)算，例如高中曾經(jīng)接觸過一些的彈簧振子問題，到了大學(xué)階段就成可以通過微分方程的廣義性，即二階常系數(shù)齊次線性微分方程來處理，并且說明，一些物理量不但可以是位移，也可以是角位移、電量、電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度，包括單擺、復(fù)擺、LC振蕩電路和電磁場理論等內(nèi)容，其實(shí)此類問題是屬于同一類數(shù)學(xué)問題，都可以用類似的數(shù)學(xué)知識(shí)來描述。這樣就可以是學(xué)生盡快結(jié)合自己高中物理知識(shí)和剛接觸到的大學(xué)物理知識(shí)，很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，更快更好地掌握相應(yīng)內(nèi)容，避免因?yàn)橹R(shí)脫節(jié)導(dǎo)致的喪失學(xué)習(xí)興趣等現(xiàn)象，并為將來的創(chuàng)新性訓(xùn)練打下基礎(chǔ)。

3.2注重教學(xué)主客體的變換，建立起新型教學(xué)模式

改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中的教師為主體，學(xué)生被動(dòng)接受的灌輸式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)從原有的以教師為中心的教學(xué)模式向以教學(xué)互動(dòng)的觀念轉(zhuǎn)變，改以教師學(xué)生共同參與并互相交流的教師模式，注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。在新的教學(xué)模式下，可以采用互動(dòng)式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、基于問題的教學(xué)（PBL）等多種教學(xué)方法，將以往的講授與研究性方法相結(jié)合，使學(xué)生參與到課堂知識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)和傳播過程之中，鼓勵(lì)學(xué)生積極提出問題參與討論，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，營造自主學(xué)習(xí)環(huán)境及培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)師生共同建立知識(shí)構(gòu)架，努力去提升學(xué)生對于自然現(xiàn)象和科學(xué)知識(shí)的探求欲望，提升利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

3.3多種教學(xué)手段共用，引導(dǎo)提升教師教學(xué)水平

鼓勵(lì)教師采用多種教學(xué)手段，如多媒體、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)等，改善教學(xué)效果，提升知識(shí)傳播的可視性和可讀性，讓學(xué)生通過聲、光、電、動(dòng)畫等多種形式掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并對所學(xué)內(nèi)容有更直觀和深入的認(rèn)識(shí)。還可以利用多媒體等手段，創(chuàng)建出虛擬的教學(xué)情境，使教學(xué)內(nèi)容具體化、形象化，便于化繁為簡，變難為易，更好地激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的學(xué)習(xí)興趣，并愿意利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題，為創(chuàng)新能力提升打下基礎(chǔ)［6］。

3.4樹立提升創(chuàng)新性培養(yǎng)能力評價(jià)評估體系，引領(lǐng)創(chuàng)新性教育水平的提高

從學(xué)校層面來說，可以通過擴(kuò)大宣傳力度，加強(qiáng)創(chuàng)新教育引導(dǎo)，在學(xué)校中形成人人重視教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的良好氛圍；對于高校主管部門來說，通過建立相應(yīng)的評價(jià)評估體系，引領(lǐng)教師在物理教學(xué)過程中注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高，比如鼓勵(lì)教師基于物理教學(xué)過程中的各種理論和知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生參加各級創(chuàng)新大賽，并對于取得成績的團(tuán)隊(duì)給予相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)，對教師則給予教學(xué)課時(shí)的認(rèn)定，對于取得的高水平競賽成績可以認(rèn)定為相應(yīng)的教學(xué)成果獎(jiǎng)勵(lì)；另外，對于年輕教師，可以通過定期舉辦創(chuàng)新大賽指導(dǎo)教師培訓(xùn)，通過邀請一些校內(nèi)外培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力水平較高、取得一定成績的教師對其進(jìn)行有針對性的培訓(xùn)等措施，引導(dǎo)和鼓勵(lì)教師重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，形成良好的創(chuàng)新性培養(yǎng)氛圍。同時(shí)，對于物理教師發(fā)表與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文也采取一定的認(rèn)定手段，鼓勵(lì)教師將教學(xué)過程中的心得以適當(dāng)形式發(fā)表。通過從學(xué)校、教師、學(xué)生3個(gè)層面多維度提升創(chuàng)新性教育水平。

4結(jié)語

當(dāng)前高?！按髮W(xué)物理”教學(xué)過程中對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性方面的能力尚有較大差距，通過采取上述建議措施，可以彌補(bǔ)當(dāng)前“大學(xué)物理”教學(xué)過程中存在的不足，改善教學(xué)效果，有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，為建設(shè)創(chuàng)新性國家提供人員儲(chǔ)備和智力支持。

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作者：陶君 單位：沈陽理工大學(xué) 理學(xué)院