基于創新能力培養的工科大學物理教學模式探索

藍愛群

[摘要]以學生為核心靈活運用教學手段，并以新知探究式教學為主，結合任務驅動式教學。采用傳統課堂講授、多媒體教學和網絡教學等多種教學手段的組合教學模式。可提高學生自主創新性學習能力，增強教師創新教育能力。

[關鍵詞]工科大學物理教學模式

大學物理課程是高等學校工科各專業學生的一門重要的通識性必修基礎課，其在工科專業基礎課程教學中占有重要的地位。大學物理課程教學應以培養學生創新能力為核心，實現從傳統的培養知識型人才向培養具有創新能力的復合型人才轉變。筆者結合近年來的教學實踐，對此作初步探討。

一、以學生為核心靈活運用教學手段

創新精神和創新能力的培養是教育教學的主旋律，創新應圍繞學生為核心展開。在工科大學物理課堂教學過程中，筆者以學生為核心開展創新性課堂教學活動。

(一)教學手段靈活，創設交互式學習環境

在大學物理課堂教學中，根據教學內容要求和學生專業特點，教師可實時采用傳統板書授課、多媒體投影授課或兩者相結合的授課方式，通過多媒體課件向學生提供能夠使學生發現問題、研究問題的圖片、表格、資料和數據，進行相關知識的講授和展示，建立相應的物理模型，直觀形象。增強學生的感性認識，易于學生理解，且授課信息量飽滿。同時，可利用板書隨時調整和補充教學內容。教學過程應注重教師與學生交流互動溝通，使學生處于自主學習、積極探索的氛圍中。創設利于激發學生創新思維的學習環境。

(二)重視學生內在學習動力的培養

大學生學習的目的性、針對性和選擇性較強，他們進入大學后，期望通過學習掌握本專業的基本知識和技能。針對學生的這一愿望，筆者首先注意加強學生自身對大學物理通識性意義認識的教育，讓學生了解大學物理與本專業知識的內在聯系，以及物理學知識是復合型人才知識結構的重要基礎，缺乏物理學知識，就無法形成復合型人才的優化的知識結構。應重視學生非智力因素的提高及教育，并重視對學生理論聯系實際能力素養的教育和培養。在大學物理教學過程中應開拓學生視野、豐富學生知識面、培養學生創新思維、增加學生對大學物理學習的熱情和積極性。

(三)充分發揮大學生思維敏捷的優點

大學生思維敏捷，能較全面地分析問題，易于接受新知識、新思想，對事物有較強的分析、理解和判斷能力，不迷信權威，敢于標新立異，勇于提出自己的獨立見解。這個特點在解決大學物理學習中的問題時尤其重要。另外，他們對學習的主動、積極，有利于大學物理教學活動的開展。

(四)注重學生創新潛能的開發

教學中，注意“知識”和“方法”并重。對于重要的物理概念、定理和定律等，理論上進行分析、推理、論證，同時注重對學生進行物理思想及科學方法的教育；注重學生收斂思維培養、發散思維訓練，誘發學生的開拓、創新思維。使學生在物理知識增長和積累的同時，實踐能力和創新能力也得到開發，實現學生即“知曉”也“能做”，使學生學到的物理知識充滿生機，達到有利地誘導和開發學生的創新潛能。

二、采用新的組合教學模式

在大學物理教學中，筆者以培養學生的創新精神和創新能力為導向，根據大學物理課程教學要求和學生專業特點，實施以新知探究式教學為主，結合任務驅動式教學，采用傳統板書講授、多媒體教學和網絡教學等多種教學手段的組合教學模式來組織教學。這一模式筆者稱之為“新的組合教學模式”。

(一)新知探究式教學

新知探究式教學就是教師創設情境引導學生以探究式的方式學習新的教學內容。學生利用已有的知識和經驗，主動探索，積極交流，從而構建新的認知體系。新知探究式教學有以下優點：充分發揮大學生思維敏捷的優點，使學生處于積極的學習、探索狀態，有利于開發學生各方面的潛能；教師立足于學生的發展而教，使教師的備課、上課、布置作業和輔導等環節得到優化；真正體現因材施教，尊重了學生的自主精神和求學目的。

(二)任務驅動式教學

任務驅動式教學是教師根據課程內容和學生專業特點提出任務，讓學生在完成任務的動機驅使下進行學習和研究。任務驅動式教學有以下優點：有利于鍛煉、培養學生理論聯系實際的素養，培養學生的責任心；有利于學生學會自主學習、自我獲取知識。培養學生協助學習精神，有利于開發學生的創新潛能。

(三)創立交互式學習環境

交互式學習環境就是在課堂教學中或利用課外時間，通過各種方式和手段使教師與學生進行教學的交流互動溝通，提高教學效率和效果。交互式學習環境有以下優點：調動學生學習的主動性、積極性，激發學生積極探索；有利于教師了解學生學習、掌握當前知識及已學知識的情況；有利于解決學生基礎不平衡對教學造成的一些困難。

三、新的組合教學模式實踐

新的組合教學模式是以新知探究、實踐環節、教學互動、協助學習和反饋為重要特征的教學，具體做法是：

第一，教師根據授課的知識內容和教學要求制作適合探究式教學的教案，每章都以提出新的問題開始，讓學生在教師創設的情境下帶著新問題學習，從傳統的傳授知識為主向以探究問題、解決問題為主的教學理念轉變。教師創設探究的學習環境，吸引學生注意，調動學生興趣，激發學生學習動機，適當的時候進行討論，把學習的主動權交給學生，將再現式教學轉變為探究式教學。在課堂教學中運用“動”、“靜”結合的手段。“靜”是教師講授，學生思考探索，“動”是課堂討論、提問、解答。為此，從2005年開始，筆者進行了大學物理精品課建設，精心研制了適合探究式教學的教案，幾年來，不斷改進完善，為課堂教學的探究提供了條件和平臺。教學課件根據課程內容和教學要求穿插有“選擇題”、“應答問題”或“物理現象解釋”等，提問視頻不僅展示了具體的物理現象，還提出與此現象相關的問題，及時組織學生隨堂討論、分析和回答，師生面對面的交流、互動溝通。學生可以根據自己對當前問題的理解，運用已有的知識和自己的經驗提出答案或解決問題的方法，讓學生盡情發揮，培養學生將已學理論應用于實際的能力。積極營造一個自由、民主、開放、和諧、協作的教學氛圍，創造一個能讓學生敢想、敢說、敢做、敢超越傳統的教學環境。課堂上交互式學習豐富了課堂教學信息量，加強了師生心理溝通，取得了較好的教學效果。

第二，結合任務驅動式教學，教師根據教學要求和學生專業特點設計難易程度不同的任務。教師在進行任務設計時，應盡量讓學生將學到的知識真正運用到解決實際的問題之中，給學生創設學以致用的情境。任務方式可以是協作式的

研究學習、調查報告、小論文、口頭演講、專題討論、小組作業等。任務內容則根據教學內容、學生專業情況確定。學生可根據自己的基礎和知識特長選擇任務。在教師的指導下，學生通過學習、研究，運用所學知識和技能，合理使用學習資源，查找資料，進行自主探索和合作交流，最后提交活動結果。任務驅動式教學方法有較強的教學目標和實踐性，從傳統的學生以接受知識為主向以解決問題、完成任務為主的教學理念轉變，使學生在分析問題和解決問題的探索中，自主地、自然地學習，減少被動學習心理，有助于誘導、挖掘學生的創新意識，培養學生自我獲取知識、情感交流和互相合作能力，學生從中體驗到探索、發現、創造的喜悅。通過大學物理系統的知識傳授，技能訓練，智能開發和思想教育，促進學生身心健康發展和綜合素質的提高，充分發揮學生的主觀能動性，并鍛煉和培養學生理論聯系實際能力的素養。

第三，輔以網絡教學環境，利用計算機網絡技術為新的組合教學模式提供良好的課外教學與學習平臺。教師與學生或學生與學生之間通過校園網絡進行交互(探討和學習)，在討論區提問和解答或通過電子郵件進行交流。學生的優秀作業或完成任務的優秀成果及時公布在網絡上。學生還可以根據各自的基礎和情況，進行復習或學習。

四、新的組合教學模式的實踐效果

教學實踐表明：采用新的組合教學模式來組織大學物理課程教學，符合“以學生為主體，以教師為主導”的教育理念。

(一)提高了學生自主創新性學習能力

在新的組合教學模式下，教師創設的“條件”與“環境”可使學生帶著問題學習、思考、探索，在吸取知識的同時，分析問題和解決問題的能力得到鍛煉，探索精神和創新意識得到培養。同時，也可鼓勵和激發學生大膽質疑、挑戰權威，以及超越自我，在班級中發揚團結、合作的民主風氣。在大學物理新知識的學習過程中，以及應用知識解決問題的過程中，可為學生提供開發創新潛能的機會。學生為探索而學習，為創新而探索，給自己留有思考的時間和空間，教學中，學生不僅知道知識是什么，還探索這些知識是怎樣發現的，并思考如何發現今天的知識和探索明天的知識。此外，新的組合教學模式可使學生了解物理學及其他自然科學的近代發展與經典物理學的關系；知道科技進步與物理學的聯系，真正認識到學好物理學是時代發展的需要，是自身完善和提高的需要，從而積極地、主動地、創造性地學習。因此，該組合教學模式不僅提高了學生的物理知識水平，還提高了學生物理知識應用的能力及創新意識，達到了學生知識、能力、素質的協調發展。

(二)增強了教師創新教育能力

新的組合教學模式要求教師有較高的責任感，投入更多的精力，充分地占有資料，去選擇、創造、應用。教師根據不同的授課內容、學生的專業特點，有針對性地進行教學，工作重心從“教”轉到了學生的“學”、“應用”和培養學生創新潛能上。教師“為創新而教”，使大學物理教學過程成為教師實施創新教育的機會，更加關注學生的學習組織和學習創新，使教師成為學生創新素質發展的“榜樣”，并在大學物理教學的全過程中，對學生起著積極的影響作用。因此，新的組合教學模式整體上提高了教師的職業素質和教學水平。