論物理科研對大學物理教學的作用

摘 要：該文論述了物理科研融入大學物理教學中所起的積極作用，分析了物理教學和物理科研結合存在的問題及如何協調發展。

關鍵詞：物理科研 大學物理教學 積極作用 協調發展

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（a）-0-02

物理學是研究客觀物質結構和內在本質及其相互作用和運動規律的學科，實驗是其基礎。物理科研是指利用科研手段和裝備，為了認識客觀事物的內在本質和運動規律而進行的調查研究、實驗、試制等一系列的活動，為創造發明新產品和新技術提供理論依據。科學研究的基本任務就是探索未知、認識未知。科研興民興國，我們國家也提倡科教興國，現在教學與科研已是大學的兩大職能。教學科研是相互促進，相輔相成，共同發展的，高校的發展也應堅持教學與科研互動，采取以教興科、以科興教的戰略。把物理科研的內容、方法和科研成果溶入大學課堂教學，可以讓學生更加了解物理學的學科特點，了解物理的前沿發展，包括經濟效益和社會效益，從而激發學生學習物理的興趣；可以讓學生從物理科研中感受到鉆研精神，并學習新的物理方法，從而促使學生創新；同時使物理教師不斷的更新教學方法，不斷的提高自身素養和教學水平。

1 物理科研在大學物理教學中的積極作用

1.1 物理科研拓寬大學生視野，激發大學生對物理的興趣

物理學是非常重要的一門基礎學科，它的基本原理和方法滲透到了自然科學的一切領域，應用于生產技術的各個部門，是自然科學的許多領域和工程技術的基礎[1]。然而在大學物理教學工作中，物理學的社會效益和經濟效益的重要性基本體現不出來，教材大都是介紹物理定律或其數學公式，要不就是對該理論的簡單的數學推導，甚至直接推廣到別的問題上應用，讓學生感覺缺乏物理應有的嚴謹，也感覺物理枯燥無味和生澀難懂；對于該理論的發展方向和應用前景也甚少涉及，這容易使學生感覺物理學“無用”，滿足不了當代大學生對未知世界和現實社會的求知欲，久而久之就失去了對物理的興趣，完成物理學分成了唯一的學習物理的動力，這樣顯然背離了大學物理教學的初衷和目的。

物理科研工作往往涉及到某物理理論領域中的前沿問題和最新研究進展，比如核能與核能技術是現今尖端技術領域之一，涉及的科研課題多如牛毛。而在講授“狹義相對論”[2]這一章時，也涉及到了核能的基本內容，如愛因斯坦的質能方程，但是教材僅僅列出了能量公式，簡單列舉了核能的應用—原子彈、核電站、氫彈等等，這太抽象，讓學生感覺離生活和現實很遙遠，畢竟平常誰也沒見過。詳細來說，前兩個例子都是重核裂變反應能的應用，后一個例子是輕核聚變反應能的應用，但學生想了解的遠不止這些，他們更想了解具體的細節和運作過程。核反應堆是實現大規模可控核裂變鏈式反應的提供核能的裝置，做核實驗方面科學研究工作的教師把反應堆和加速器的相關科研內容融入教學課堂，向學生傳授這方面的前沿知識和現在遇到的解決不了的問題，再配以生動的圖畫，比如二戰時美國向日本廣島和長崎投放的原子彈“小男孩”和“胖子”的圖片，可以喚起學生強烈的好奇心和奮發向上的激情，引起濃厚的興趣和積極的思考。物理方面的科研工作使學生拓寬視野，開闊眼界，增長見識，也可以滿足他們旺盛的求知欲望和求新的需要。

1.2 物理科研促使大學生思考，培養大學生的創新能力

經濟建設和社會發展越來越需要具有獨立思考和創新能力的人才，而學校是向社會輸送人才的主要場所。我國高校傳統的教育模式強調知識傳授的系統性和完整性，“教”占了很大的比重。楊振寧認為，傳統教育就是老師講得太多、太細，重知識傳授，輕能力培養，使學生缺乏獨立思考，缺乏創造性和進取精神[3]。物理學以實驗為基礎，是由一些基本概念、基本規律和理論組成的體系嚴謹的、精密定量的科學。大學物理教學中大都是老師介紹概念，然后是基本規律和公式及其簡單應用求解問題，學生也是按部就班的“比葫蘆畫瓢”，被動的被灌輸物理知識，學生的主動性很難發揮出來，積極性也很難調動起來。雖然高校都開設有大學物理實驗課，然而這些大部分是驗證性實驗，方法單一，缺乏新意，很難引起學生的思考和激發學生的創新欲望。

科學研究本身就在于創新，而新的東西往往否定或改善了舊有的東西，或者解決了原來沒有發現的問題。科學研究是培養學生創新素質最重要的途徑，必須將教學與科研緊密結合，實現教研相長。物理科研融入課堂教學，就使教學帶有研究的性質，它強調問題在教學和學習中的重要性，學生帶著問題學習，教師針對問題教授，實現雙向交流，激發學生的創新思維和獨立思考熱情。愛因斯坦認為“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想象力，而且標志著科學的真正進步”。敢于質疑才能提出問題，敢于想象才能解決問題，這些都是創新的關鍵。教師還可以指導學生課外查閱相關論文和科研項目資料，甚至給學生機會參與科研，鼓勵學生自我展示，鼓勵學生質疑批判和發表獨立見解，這樣可以加深學生對課程教學的理解，培養學生的創新思維和創新能力。科研滲入教學使學生了解專業前沿知識，體驗科學探索的過程，掌握科研的方法，并有所創新和發明。

1.3 物理科研提高教師水平，促進教學方法的改進

“教育振興，教師當先”。教師應不斷強化自身修養，努力提高素質，才能滿足和適應現代教育的各項要求。有些教師“吃老本”，新知識不學習，新信息不聽取，“兩耳不聞窗外事”，一本教案用了很多年都不更新，知識“陳舊”，嚴重與物理發展脫節。而物理科研使教師充分地了解物理學科的發展前沿和最新研究進展，促使教師不斷充電學習，完善自己的知識儲備，從而不斷提高自身的教學水平和科研素養，做到與時俱進。同時在教學工作中充分利用科研成果，及時補充和更新物理知識，不僅豐富了課堂教學內容，提高了課程教學質量，還提升教學的品味，也增加了學生的學習興趣，課堂教學效果就非常好。

物理教學結合物理科研，不僅可以優化教學內容，還可以改進物理教學方法和手段。“授人以魚不如授人以漁”，教師所要傳授的不僅僅是知識，還包括獲取知識的方法，培養學生敢于質疑的品質，使學生樂于獨立思考，發現自己的想法。科學家拉普拉斯說“認識一位巨人的研究方法，對于科學的進步，……并不比發現本身更少用處。科學研究的方法經常是極富興趣的部分”。可見學習的方法比學習本身更讓學生受益匪淺。傳統的教師怎樣講，學生就怎樣聽、怎樣記的灌輸式教學方法顯然已經滿足不了當代大學生的要求，必須改革教學方法和手段。

物理科研融入課堂就使教學帶有了研究的性質，教師變灌輸為引導，通過親臨其境的科研經驗，把知識講活，以啟發式、問題式和探究式的方式授課，可以發揮學生學習的積極性、主動性，培養學生的創新意識、創造性思維，使學生創新性的想象力、思維能力和實踐能力得到提高，為今后走向社會能夠持續創造性地工作并取得良好的業績打下扎實的基礎。

2 物理科研與物理教學結合存在的問題

物理科研融入大學物理教學中，積極作用雖然顯著，但二者并不總是和諧的。首先從大學定位來看，教學很大程度上仍被公認是大學的基本職能，有些大學就“重教學輕科研”，打擊了大學老師從事科研的積極性，特別物理科研是基礎研究，是自然科學的許多領域和工程技術的基礎，長此下去大學本身固步自封，很難謀求發展。“如果不在大學的圍墻內開展獨立的研究工作，或者如果連拓展知識界限的嘗試都沒有，那么大學就是死水一潭。”[4]物理課堂當然也是死水一潭，沉悶乏味，學生很快就會逃離“現場”，開設大學物理課程也就流于形式了，起不到培養大學生綜合素質應有的作用。也有很多大學“重科研輕教學”，把大學的科研水平看成是大學地位和實力的象征，往往造成大學在資金投入、人才引進、職稱評定等政策上向科研傾斜[5]，在這種導向下，物理教師為了“提升”科研能力，會把大量精力用于撰寫論文和申報科研項目，不再好好備課，也不再重視課堂教學，甚至有些物理老師根本不登講臺，到“后臺”專門搞物理科研，這樣會缺失教學實踐的充實；而那些在物理教學上有豐富經驗但科研能力一般的教師，能力得不到承認，在職稱評定時也沒有優勢，就會感覺很“受傷”。這樣都會嚴重影響大學的教學質量和教學水平，自然影響了大學生的培養和發展。其次從執教的大學老師來看，大學擴招造成師生比例失衡，物理教師既從事教學又從事科研，難免時間和精力投入上難以平衡，不是物理教學受到影響，教學質量下降，就是物理科研也沒搞透徹，出不來成果。有的物理教師科研搞得有聲有色，每年都發表好多篇高端論文，科研項目也是一個接一個，就是缺乏靈活應用到課堂教學的方法和手段，“滿肚子的學問倒不出來”。另外有些教師在運用物理科研知識和成果補充課堂內容時沒有個度，不是“喧賓奪主”，就是“淺嘗輒止”，讓學生聽得“云里霧里”思想混亂，找不到學習的重點，迷失學習的方向。其三從受教的大學生來看，由于大學擴招，學生的程度也是良莠不齊，物理科研涉及的內容和方法有時候有些“超前”，學生根本掌握不了；還有的學生在教師補充課外內容時，比如穿插一些物理前沿知識或最新進展，總覺得老師“跑題”，很是反感，產生抵觸情緒，這些都是影響教學效果的。

高校的領導者和決策者要堅持教學與科研并重，不能“厚此薄彼”，給教師們營造一個相對寬松和諧的工作環境。物理教師要合理掌握在教學和科研上的時間投入和精力分配，以物理科研促進物理教學，以物理教學激勵物理科研，實現二者的有機結合；另外物理教師應合理的在課堂教學中融入科研知識和成果，不能“鳩占鵲巢”，打亂了物理教學的安排；思想上要明確教學工作“任重而道遠”，不能急功近利，不能科研功利化。只有物理科研與物理教學協調發展，才能最大程度的發揮科研在大學物理教學中的積極作用，才能加強高校內涵建設和提高核心競爭力。

參考文獻

[1]李慧，王玉良，吳世永.試論物理學史對物理教學的作用[J].科技創新導報，2012.

[2]王少杰，顧牡.新編基礎物理學[M].北京：科學出版社，2011.

[3]房欲飛，周洪林.楊振寧教育思想淺談[J].高教發展與評估，2006.

[4]梅·亞德利著.大學的理想·序[M].徐輝等，譯.杭州：浙江教育出版社，2001.

[5]李輝.從文化層面審視大學教學與科研職能的和諧[J].現代教育科學，2006.