为创新能力提升打下基础[6]

2019-07-10 20:20

创新是指以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,本着理想化需要或为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。创新能力是一种心理潜能,人人都有,然而它的形成和发展是后天培养和实践的结果[1]。当前我国正处于由富变强的历史时期,处于中华民族伟大复兴的关键节点上,国家的持续稳定发展和全面建设小康社会宏伟目标的实现迫切需要大量的创新人才。同时,中国又是一个世界性的制造大国,如何从世界制造大国提升为世界制造强国,进而成为创新大国、创新强国,是必须面对的问题。作为最具活力和创造能力的当代大学生,无疑是开展创新活动的生力军和主力军。同时,大学生能否具有足够的创新能力,也是衡量一个国家教育水平的重要指标,更是考察一个国家能否长期稳定高速发展的决定性因素。因此,如何在高校的教育过程中,如何培养适应国家发展需要的创新人才切实有效提高大学生的创新能力,是各个高校和教育工作者必须要考虑的问题,更是当前高等教育面临的一个重大课题[2]。作为高校工科教育的基础必修课程之一的“大学物理”,其教学过程也面临着如何提升大学生创新能力的迫切要求[3]。

进入21世纪以来,特别是十三五开局以来,党中央国务院等一直在大力倡导全民创业创新,要把中国建设成为一个世界级的创新国家,在这种整体社会氛围下,作为思维最为活跃最为充满活力的大学生群体,一直是创新创业的主体之一。而作为工科基础教育的“大学物理”教学,尤其是其中的物理实验教学,对于提升大学生创新能力,具有重要作用。国内各个高校也在积极响应国家号召,通过各种形式,在各个层面上推动大学生创新能力的培养,但因为各种原因,当前我国绝大多数高校中的大学物理教学,对于大学生创新能力提升的推动作用十分有限,因此本文对如何提升物理教学对于大学生创新能力的推动作用,提出一些自己的见解和看法。

随着时代进步,很多新的教学手段能够应用于大学物理教学过程,但需要任课教师通过学习掌握这些新的教学手段,比如动画课件的制作、多媒体视频剪辑编辑等,但由于新的教学手段需要教师重新掌握一些新的技能,而且这些技能是涉及计算机软件的使用,且技能还是不断进步和发展的,很多任课教师尤其是一些年纪偏大的任课教师很难有足够的时间和精力持续不断地去学习掌握这些手段,导致教师本身教学能力参差不齐,无法满足学生创新能力培养的需求。虽然各个高校也曾在任课教师中大力推动多种教学手段的应用,但收效尚不尽人意,仍然有相当多的教师处于吃老本的状态。另外,随着时代进步,相关知识结构也在不断拓展和调整,需要任课教师与时俱进,在保持原有核心知识体系的前提下,不断丰富自己的知识结构,从而为学生提供更广阔的专业引导。这个过程,其实也是任课教师不断丰富完善自身的过程。因为涉及每个教师的职业素养,教师本身的水平参差不齐,最终很难保证教学态度和自我提升能够满足大学生创新能力提升的需求。

高中“物理”教学过程中,主要是基于对几大基础物理学的特点进行过程分析,计算过程不是主要问题。而在“大学物理”教学过程中,很多内容其实并不是全新的,只不过采用了如微积分等数学手段来加以分析研究和计算。这就要求对于高中物理知识与大学物理知识的良好衔接,而目前的“大学物理”教学过程中恰恰缺少这种衔接[4],导致很多学生在大学阶段学习过程中因感觉与原有知识体系脱节而无从下手,很多物理知识虽然似曾相识,但真正想要完全掌握,还需要付出更多时间和精力对高中知识进行再次复习,部分内容甚至需要对原有知识进行更深入地专研,对一些高中知识基础不是很扎实的学生,很难将二者联系起来,导致“大学物理”知识学习效果受到影响。

从学校层面来说,可以通过扩大宣传力度,加强创新教育引导,在学校中形成人人重视教学创新能力培养的良好氛围;对于高校主管部门来说,通过建立相应的评价评估体系,引领教师在物理教学过程中注重学生创新能力的培养和提高,比如鼓励教师基于物理教学过程中的各种理论和知识,指导学生参加各级创新大赛,并对于取得成绩的团队给予相应奖励,对教师则给予教学课时的认定,对于取得的高水平竞赛成绩可以认定为相应的教学成果奖励;另外,对于年轻教师,可以通过定期举办创新大赛指导教师培训,通过邀请一些校内外培养学生创新能力水平较高、取得一定成绩的教师对其进行有针对性的培训等措施,引导和鼓励教师重视学生创新能力的培养,形成良好的创新性培养氛围。同时,对于物理教师发表与创新能力培养相关的学术论文也采取一定的认定手段,鼓励教师将教学过程中的心得以适当形式发表。通过从学校、教师、学生3个层面多维度提升创新性教育水平。

鼓励教师采用多种教学手段,如多媒体、实验教学平台等,改善教学效果,提升知识传播的可视性和可读性,让学生通过声、光、电、动画等多种形式掌握相关知识点,并对所学内容有更直观和深入的认识。还可以利用多媒体等手段,创建出虚拟的教学情境,使教学内容具体化、形象化,便于化繁为简,变难为易,更好地激发学生对学习物理的学习兴趣,并愿意利用物理知识解决实际问题,为创新能力提升打下基础[6]。

随着前些年国家开始实施大学扩招政策,在校大学生数量急剧增加,但教学投入并未和学生数量的增加而同步改善,很多高校现有的教学条件或者教学规模无法满足当前教学要求的需要。相当多高校的物理实验器材或者设备都呈现老化的现象,实验器材损坏的现象也日益严重,很难满足学生学习要求,这种供不应求的局面,使得很多高校的部分实验只能通过教师的口头描述或者一些文字以及视频资料等传授,导致学生在教学过程中缺失实际操作和观察过程。动手能力很难得到培养,缺少必要的操作训练,使得学生的基本实验技能不够扎实,基于物理教育所获得的创新能力自然也很难得到提高。

改变传统教学模式中的教师为主体,学生被动接受的灌输式教学模式,实现从原有的以教师为中心的教学模式向以教学互动的观念转变,改以教师学生共同参与并互相交流的教师模式,注重对学生自主学习能力的培养。在新的教学模式下,可以采用互动式教学、启发式教学、基于问题的教学(pbl)等多种教学方法,将以往的讲授与研究性方法相结合,使学生参与到课堂知识的主动学习和传播过程之中,鼓励学生积极提出问题参与讨论,激发学生的主动性和创造性,营造自主学习环境及培养自主学习能力,实现师生共同建立知识构架,努力去提升学生对于自然现象和科学知识的探求欲望,提升利用物理知识解决实际问题的能力。

从教师角度,结合“大学物理”教学内容与高中“物理”知识的内在联系和区别,注重引导学生与高中物理知识的衔接,培养学生从不同角度对相同知识的理解和掌握的能力,并对相同或相似问题采用高等数学等知识重新进行理解和计算,例如高中曾经接触过一些的弹簧振子问题,到了大学阶段就成可以通过微分方程的广义性,即二阶常系数齐次线性微分方程来处理,并且说明,一些物理量不但可以是位移,也可以是角位移、电量、电场强度和磁场强度,包括单摆、复摆、lc振荡电路和电磁场理论等内容,其实此类问题是属于同一类数学问题,都可以用类似的数学知识来描述。这样就可以是学生尽快结合自己高中物理知识和刚接触到的大学物理知识,很快进入学习状态,更快更好地掌握相应内容,避免因为知识脱节导致的丧失学习兴趣等现象,并为将来的创新性训练打下基础。

在传统的“大学物理”教学中,教师处于核心地位,学生处于被动接受的地位。教学模式长期以来还是以单一的课堂教学灌输式为主,强调以教师为中心,课堂教学过程以教师讲授、学生听取枯燥的理论知识为主。同时,仅仅强调课堂教学,缺少课后思考和探索过程,更难以对教学内容进行二次加工和创造。此类教学模式单纯强调知识的传授和灌输,忽略了培养学生的独立思考和分析的能力,使相当一部分学生的学习兴趣难以提高,从而抹杀了学生的深入学习的兴趣和求知欲,加之存在考试压力,很多学生单纯为了解题、考试而听课、复习,死记硬背,所以很难培养学生的创新性思维能力[5]。这种教学模式不仅仅限制了学生的创新能力,甚至会使学生形成僵化而缺少灵性的固定思维模式,难以突破课本和教师灌输的知识体系,仅仅能够在已知知识领域逡巡,难以由学习的“必然王国”进入“自由王国”。

3.4树立提升创新性培养能力评价评估体系,引领创新性教育水平的提高

通常情况下,“大学物理”教学过程中,对于基本教学内容和知识点,可以通过教学考试成绩和实验过程得到检验,但对于学生创新能力培养的促进作用,很难采用有效的评估手段,另外绝大多数高校对于教师教学过程的管理和评价均是基于发表学术论文和获得各类科研课题以及科研奖励等方面的指标来衡量,很少有基于学术创新能力培养方面的评估和激励体系,导致教师的关注点很少集中在如何培养学生创新能力培养方面。对于学生来说,只要考试能够取得好的分数即可满足毕业和评优要求,创新能力水平很少有机会得到认可和评价,因此对参与各种创新过程积极性不高,更不用说自己主动思考和培养自己的创新能力。长此以往,在缺少整体创新氛围的环境中,可能原有一些思维活跃的学生也会慢慢被消磨成为只知道应付考试,而慢慢丧失了原有的灵动和冲动。