物理教學對創新型人才培養的促進作用

張婷婷

【摘 要】“創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。[1]”在大眾創業、萬眾創新的大背景下，教師更應該注重培養學生的創新意識和思維，激發學生的創新熱情，提高學生的創新能力。眾所周知，物理學是現代科技發展的基礎，是眾多理工科專業學生的必修科目，其豐富的知識及邏輯嚴密的科學思想和方法是創新型人才必備的科學素質。因此，加強和改進物理教學具有重要的現實意義，可以對科技發展起到積極的推進作用。

【關鍵詞】物理學；創新型人才；科技發展

1 物理學主要研究內容

物理學是一門以實驗為基礎的探索自然界基本規律的學科，是對自然界各種現象概括的規律性總結，是最基本的和包羅萬象的。它的基本理論滲透在自然科學的各個領域，應用于生產技術的許多部門，是一切自然科學和工程技術的基礎[2]。物理學的研究領域包括凝聚態物理、原子分子物理、高能/粒子物理、天體物理等幾大方面。物理學具有真理性、統一性、簡潔性、對稱性、預測性和精密性等性質。而且，大量事實表明，物理思想和方法不僅對物理學本身有價值，而且對整個自然科學，乃至社會科學的發展都有著重要的指導意義。

2 物理學發現引領科技革命

科技的發展離不開物理學的新發現，將這些新的物理原理運用到現實生活中，便會使人們的生活發生翻天覆地的變化，帶來一場新的科技革命，下面將舉兩個例子來進行闡述。

2.1 電磁波的發現與應用

1864年，英國科學家麥克斯韋在總結前人研究電磁現象的基礎上，建立了完整的電磁波理論，得到了麥克斯韋方程組。此方程組表明空間某處只要有變化的磁場就能激發出渦旋電場，而變化的電場則進一步激發渦旋磁場。交變的電場和磁場互相激發就形成了連續不斷的電磁振蕩即電磁波。這一理論直接預言了電磁波的存在。麥克斯韋創立電磁理論之后，直到1887年，德國的青年物理學家赫茲在實驗上證明了電磁波的存在。之后，研究人員便展開了積極的探索，爭取將此重大的發現應用于現實生活之中。如今，電磁波已經在人們生活的方方面面都展露了頭角，比如，無線電廣播和電視信號都是利用電磁波來進行的。人們先將聲音及圖像信號轉變為電信號，然后將帶著這些信號的高頻振蕩電磁波向周圍空間傳播。而在另一地點，人們利用接收機接收到這些電磁波后，又將其中的電信號還原成聲音和圖像信號。微波爐發射的微波頻率接近食物的固有頻率，容易引起食物分子共振，食物分子在高頻磁場中發生震動，分子間相互碰撞、磨擦而產生熱能，從而使得食物被加熱。此外，紅外線可以用于遙控、熱成像儀、紅外制導導彈等，紫外線可以用于醫用消毒，測量距離，工程上的探傷等。

2.2 互聯網的出現

1987年，北京計算機應用技術研究所發出了中國第一封電子郵件：“Across the Great Wall we can reach every corner in the world. ”（越過長城，走向世界），揭開了中國人使用互聯網的序幕。在此后的30年中，互聯網在中國得到了飛速的發展，極大的改變了中國人的生活和工作習慣，使人們感受到了科技發展所帶來的便利。在當今的互聯網時代，人們的衣食住行都離不開網絡，互聯網帶我們走進了大數據時代，網絡早已改變了我們的生活。通訊更加的快捷方便，距離不再是阻礙信息傳輸的一道鴻溝，利用各種聊天視頻軟件，信息往往瞬息可達。網上購物的興起，使人們足不出戶便可輕松購買到全球各地的商品。甚至在外出消費時不再需要攜帶現金，直接網絡轉賬，使生活更加的輕松愜意。而這一切都離不開物理學的進步與發展，越來越多的事實證明物理學也必將在科技的創新發展中發揮越來越重要的作用，只有將物理學的基礎打牢，才能建立氣勢恢宏的科技創新大廈。

3 物理教學面臨的挑戰

3.1 物理在高考選擇中受冷落

在新高考改革試點地區浙江、上海出現選考物理考生人數銳減的問題引起了媒體的廣泛關注。浙江高考考試科目設計形式改革為：3+3，即語文、數學、英語三門必考，而后三門由考生自選。其積極意義就在于給了考生更大的自主權，可以選擇自己擅長的科目。而此項改革導致了物理科目在高考選擇中備受冷落，抽樣調查的結果顯示，物理已經從從第一選擇變成倒數第二的選擇。究其原因，最主要的是賦分法有誤導，但最根本的原因，還是遭遇了功利文化的算計。對大部分考生來說，物理科目的難度是所有科目中最高的，物理成績好的孩子，多數總體學習成績也普遍較好。但是由于在新的賦分法下，考生難以在物理科目上獲得更好分數。于是一些考生就放棄物理，轉而去選考其他更容易獲得高分數的科目。并且即使可以獲得同樣的分數，物理學科相較于其他學科來說也需要花費更多的時間和精力。因此，選考物理的人數出現大幅度下降。物理科目從理論上的最佳選擇，變成了實際中的倒數第二選擇。然而，從長遠來看，選擇物理科目才是明智之舉，因為從高校錄取政策來看，物理是頂尖高校的必要條件。且大部分高校的理工類專業以及頂尖高校的普通錄取的選考科目中都包含物理。因此，考生不應只看眼前利益，盲目追求高考的高分，而在填寫高考志愿時由于沒有選考物理而不能錄取到自己喜歡的專業，也就不利于創新型人才的培養。

3.2 大學生缺乏興趣，教學效果不理想

在大學階段，對于物理學專業的學生來說，進入大學后會進行更深入更系統的物理知識的學習，而這些知識往往環環相扣，并且需要運用微積分等更多高等數學的知識來進行求解。學生通常會感覺到大學里的物理知識更加困難，更加抽象，學習起來也有些力不從心，部分學生便因此失去了信心，僅僅追求考試能夠及格，致使教學效果較差。對于非物理專業的理工科學生來說，情況也并不樂觀。筆者在講授此部分學生《大學物理》課程的過程中發現，有的學生中學物理基礎較差，對很多基本的概念及公式理解不夠透徹，因此不能很好的進行過渡，很難跟上大學的授課進度。還有的學生數學知識比較欠缺，還是用原來的老方法來解決新問題，在求解題目的過程中出現了一定的偏差。而《大學物理》課程恰恰是理工科學生學習其專業知識的基礎，如果不能掌握其中的基本原理，形成清晰的物理圖像，將直接影響其對專業知識的領悟和運用，因此其重要性不言而喻。所以，如何提高學生的興趣，增強其理論與實際想結合的能力，提高創新型人才的培養效率等都是我們值得深思的課題。

3.3 專業分工細化

隨著科技的進一步發展，專業分工也越來越細化，由物理衍生出來的無線電、微電子、通信工程、光學工程、電子信息等專業在各種高精尖的科學領域都發揮著舉足輕重的作用，也為創新型人才的培養提供了沃土。然而，如此紛繁復雜的專業設置也給學生的專業選擇帶來了一定的困難，如何選擇適合自己的專業，怎樣處理博與專的關系等等都值得我們進一步探討。

4 解決方案

針對在物理教學過程中發現的上述問題，我們從以下幾個方面來試圖提供一些解決問題的角度：首先，降低高考選考課程的功利性目的，或提出更合理的賦分法則，以使真正喜歡和適合學習物理的學生能真正的投入其中。其次，明確物理課程在創新人才培養中的重要作用，調整教學模式，引導學生由被動接受到主動學習。再次，創造個性化的學習環境，提倡理論與實際想結合，帶領學生參加實踐活動，激發其學習物理的積極性和主動性[3]。當然，任何問題的解決都不是一蹴而就的，需要一個漫長的過程，但是只要我們能夠充分意識到物理課程的學習對創新型人才培養的重要性，就能使問題逐步向好的方向發展，進而促進科技進步和國家的興旺發達。

【參考文獻】

[1]江澤民.在新西伯利亞科學城的演講[M].江澤民文選，第2卷.北京人民出版社，2006.

[2]李媛媛，徐志杰.創新型人才培養與大學物理教學[J].中國石油大學學報（社會科學版），2009.

[3]馬學軍，徐送寧.基于創新人才培養的大學物理課程改革與實踐[J].高校物理課程教學系列報告會論文集，2015.endprint