周一平 杨兵初 罗益民

(中南大学物理学院,湖南长沙410083)

基础知识教育与创新意识的培养
——实施《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》体会之二

周一平 杨兵初 罗益民

(中南大学物理学院,湖南长沙410083)

在培养学生创新意识的同时,更应重视对学生基础知识的教育,任何一个创造性观点或理论的产生都建立在长期大量的知识积累的基础上.

创新意识;基础知识教育

物理学属于经典学科,内容博大精深,研究对象广泛,体系完整严密,在提出问题、寻找合理科学模型、分析总结客观世界的基本规律方面有一整套理性思维方法和实验分析手段,这在培养学生创新性思维及在广泛的科技领域驰骋的能力方面都具有非常重要的作用.正如《教学基本要求》中指出的,大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的探索精神和创新意识等方面,具有其他课程不能替代的重要作用.我们认为物理学的思维方法和研究方法能够很好地培养学生的科学素养,而物理学所教授的基本概念、基本理论也是学生日后作为一个科学工作者和工程技术人员所必须掌握的知识,所以在今天大力提倡培养学生创新意识的同时,也应重视对学生进行物理基础知识教育,“大学物理”应定位于基础理论教育和科学素质教育并重的教学目标.

1 重视基础知识教育

科学知识是科学素质的重要组成部分,要达到培养学生科学素养、创新意识的目标,必须通过科学知识这一重要载体来进行.学习不仅仅是知识存量的增加,而且也是学生自我学习能力和基本素质的提升,尽管教材上的知识是有限的,但通过扎实的课程学习和自我学习可以训练学生的思维方法和自我更新能力,让他们终身受用,也为他们进一步学习和将来成为一个合格的科技工作者奠定必要的知识基础.基于以上认识,我们在大学物理教学中首先十分重视对学生物理基础知识的教育,表现在三个方面:一是保证大学物理课程教学时数,我校Ⅰ类大学物理开设136学时,针对材料、电子、通信等专业的学生.Ⅱ类开设大学物理120学时,包括所有工科类学生,由于充足课时的学习,期末全校大学物理统一考试中大部分同学都取得比较好的成绩.二是教学内容的安排上,本着保证经典、加强近代、拓展应用的原则,我们注意将经济时代“物理学”发展的新成果、高新技术等充实到大学物理教学中,近代物理内容的比重已近30%.有些专业开设了“流体力学”、“广义相对论简介”、“光学信息处理”、“原子核和基本粒子”等扩展内容,所有工科专业都讲授了“玻耳兹曼分布”、“多普勒效应”、“电介质的极化”、“麦克斯韦方程组的微分形式”、“激光器原理”等扩展内容,从教学内容上保证了知识教育与素质教育的需要.三是严格的教学管理和纪律,我们经常开展教学法活动,通过示范课、公开课和老教师指导帮助青年教师提高教学水平,要求教师间相互听课以便相互学习,取长补短.除学校正常的教学检查外,学院领导、教学中心主任经常随堂听课,并另聘退休老教师帮助听课把关,发现问题及时与任课老师交流以便整改;对学生要求必须到堂听课,按时完成课后作业,鼓励多看参考书和课下讨论交流,期末全校五千多学生进行大学物理统一考试.可能有人认为大学里应当给学生更多自由学习思考的机会,减少课堂讲授,使学生能够发挥其创造性,事实上并不是这样,大多数学生会利用给予他们自己的时间去做其他方面的事情,而不是进行有创造性的思考,若能轻松拿到好成绩,他们就多半不会去努力学习,尤其是大学物理课程讲授的对象都是大一、大二的学生,他们刚刚脱离高中阶段管理严格和紧张的学习,缺乏自律性.我校2009年开始搞了一项教学管理改革,对学生进行个性化管理,学生可以自主选择各门课程学习的时间和老师,就有不少学生避开教学要求严格的老师,期望少付出一些努力而同样可以拿到好的成绩.我们认为,在本科学习阶段,对学生学习模式的设置主要还是应以被动学习为主,以学习考核大量的现有知识结构为主,通过大量的课堂教学与考核使得学生牢固地掌握基础知识,为今后的自主学习与科研奠定一个坚实的基础.其实,任何一个创造性观点或理论的产生都建立在长期大量的知识积累的基础上.

2 在基础知识教育的过程中培养学生的创新意识

现代教育以培养学生综合素质为出发点,它体现在既注重知识的获取,又重视能力的培养.按照《教学基本要求》,在大学物理课程教学过程中,我们十分重视培养学生的创新意识.主要做了以下几方面的工作.

(1)2009年我校基础课程和部分院系的教学搬至新校区,学校给了我们600多平方米的面积作为大学物理演示实验室,并将全校所有大学物理课程安排在同层楼的教室,老师们可将演示实验仪器随堂带进教室,与先进的多媒体设备配合,大学物理教学环境得到极大的改善.我们充分利用这样的条件创建了力热、电磁、光学、近代物理、光学演示等几个演示实验室,并在走廊上分几个主题(十大经典物理实验;十大物理学家;诺贝尔科学奖;新能源与可再生能源;宇宙探索与中国航天等)布置了近100块宣传板,演示室仪器种类多,设备齐全,能演示200多种物理现象,我们每周定期向学生开放,学生走进大学物理课堂就感到置身在一个物理的环境,课间休息和下课后就有不少的学生直接去演示实验室,既激发了学生学习大学物理的兴趣又为全面培养学生的动手能力和创新能力提供了硬件环境.

(2)我们注意营造有利于培养学生科学素养和创新意识的教学环境,在课堂上提倡师生互动和活跃的思想交流,在学生感到疑惑的关键处设疑,让学生带着疑问听课和参加讨论,激发学生的学习兴趣和探究激情,最后自己解决疑问.有疑才有所思,学生质疑、解疑的过程也正是学习创造的过程.传统教学强调培养学生“分析问题和解决问题的能力”,却忽视了“提出问题的能力”,但后者对培养有创造性,能独立思考的人更重要.在教学中培养学生提出问题的能力,学习发现问题的方法,仅仅靠从教学内容的衔接上提出问题是远远不够的,在教学中我们引进了一定的物理学史的内容,从物理真实的认识发展历史进程中展示其探索过程中问题背景的演化,阐明一些重大问题产生的历史条件及其所导致的深远后果,引导学生自主探究和体验知识的发生过程,还原原来的科学思维活动,鼓励质疑批判和发表独立见解,提高善于提出科学问题的灵性和智慧,使他们的思想经常沉浸在好奇之中.

在学校教学改革班的大学物理教学中,我们不定期地举行讨论课,每个小组的学生代表向全班同学讲述这一阶段小组同学学习物理课程中遇到的问题以及他们对问题的讨论和研究,解决的方法,介绍他们课外阅读到的大家感兴趣的物理学研究成果,如核磁共振、激光在医学中的应用,激光、传感器、红外等在军事及经济建设各方面的应用,电子计算机的发展史以及全息与信息光学、黑洞、混沌理论等,既培养了学生主动提出问题、讨论问题的能力和团队协作精神,又培养了他们搜集、整理资料进行综合分析的能力,通过广泛的课外阅读还极大地增强了学生学习物理的兴趣.在学生自主选课中,有其他普通班的学生选择到教改班学习大学物理课程,有趣的是,在期末考试中他们大都取得比其他普通班学生更好的成绩,这说明更严格的要求、更扎实的基础知识教育和更好的教学环境对学生的基础知识学习和创新意识培养都更好,创新意识的培养应寓于严格的基础知识教育过程中.为了鼓励教师们教学改革的积极性,院里拿出30万元设立了教学研究与改革基金,资助教学改革试验项目,充分激发教师的教学积极性和创造性,使教师主导和学生主体真正融为一体,对客观世界进行充满想象力的探索.

(3)对大学物理的双语教学已经坚持了九年,在十多个专业一百多个班级进行试验,自编的大学物理双语教材已正式出版,教学课件已趋于完善.承担双语教学的教师都在国外著名高校接受过一年以上的专门学习,其外语水平高,双语教学效果好,深受学生欢迎.2009年,我校的大学物理双语教学被评为国家示范课程.

3 结束语

近两年来,我校的大学物理教学努力按照新的《教学基本要求》执行,我们的体会是,培养学生的创新意识确实应建立在对学生进行扎实的基础知识教育之上,而大学物理课程教学对培养学生的探索精神和创新意识也是其他课程所不能替代的.

[1] 教育部高等学校物理基础课程教学指导分委员会.理工科类大学物理课程教学基本要求.北京:高等教育出版社,2008

[2] 田国强.关于改善学风、教风的建设[J].中国大学教学,2006,(1)

[3] 周一平等.加强教学研究提高大学物理课程教学质量——实施《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》的体会[J].物理与工程,2009,19(3)

2010-07-16)