“雙一流”背景下研究性教學在大學物理課程中的改革探索

摘 要：在“雙一流”背景下，研究性教學在大學物理課程改革探索中具有重要意義。通過分析如何在大學物理課程中引入研究性教學，有針對性地提出相應策略，以促進學生科研能力和創新意識的培養。

關鍵詞：研究性教學；大學物理；教學改革

“一流大學和一流學科建設”是實現黨的十九大提出的“社會主義現代化和中華民族偉大復興”總任務的重要舉措。在這一背景下，大學物理作為我國普通高等院校理工科院系本科生的必修基礎課程，其重要性愈發凸顯。該課程主要研究物質的結構、相互作用以及運動規律。通過學習這門課程，學生能夠深入了解物理與科技進步、社會發展之間的關系，了解物理科學的思想體系和物理的文化價值。同時，大學物理課程很好地將理論和實踐結合起來，培養學生的實驗能力和動手能力，幫助他們將所學的理論知識應用于實際問題的解決中。教好這門課程對于塑造學生的科學精神、科學態度，提升他們的科學審美和科學情操具有重要意義。學習大學物理，可以培養學生的批判性思維、邏輯性思維和創新性思維，提高他們解決問題的能力和創新能力，這些能力對學生未來的發展和職業生涯至關重要。在大學物理教學中，我們應注重培養學生的實踐能力，借助實驗和實踐活動加深他們對物理原理的理解和應用，鼓勵他們在學習過程中提出問題、思考問題，并通過合作和探究來解決問題。此外，教師在教學中應注重啟發式教學方法的運用，激發學生的學習興趣和學習動力，引導他們積極參與課堂討論，培養其獨立思考和自主學習的習慣，增強他們的團隊合作能力。

一、現狀分析

在當代高校本科教育中，有效開展教學需采取恰當的教學模式和方法。近代以來，美國的本科教育提供了一些有價值的經驗和借鑒，其中研究性教學便是一種被廣受推崇的教學模式。1998年，博耶委員會發表了《重建本科生教育——美國研究型大學發展藍圖》的報告。該研究報告提出了新世紀本科教育應著重培養學生的哪些能力，強調大學應鼓勵學生積極參與科研項目，為學生提供更多探索和學習的機會，而不僅僅是機械、簡單的知識傳授。此后，美國許多大學紛紛實施了本科教學改革，這一舉措廣受社會各界的好評，也獲得了學生及家長的認可。值得注意的是，受教育體制、文化背景和資源條件等因素的影響，研究性教學在歐美不同國家和高校之間存在一定的差異。然而，作為一種教育理念和方法，研究性教學在歐美國家的實踐中已取得了一定的成果，并在提升高等教育質量和學生創新能力方面發揮了積極作用。

在我國，許多研究型大學如北京大學、浙江大學等都在積極探索研究性教學的改革路徑。自2001年以來，教育部陸續發布了多項關于研究型教學的指導意見，旨在推動國內高校的相關實踐。這些指導意見鼓勵高校在教學過程中引入科研元素，如將科研項目融入課程設計、鼓勵學生參與科研實踐、提倡學生進行科研論文寫作等。在教學過程中，教師主要起引導作用，學生則是學習的主體。學生通過參與科研項目、實踐活動和創新項目等，積極參與到知識的探索和應用中，培養獨立思考、問題解決和創新能力。各高校需要根據自身的條件和特點，結合國內外的實踐經驗，制定適合自身的研究性教學模式。為了有效開展研究性教學，高校可以通過加強教師的培訓和支持，提供科研項目和實踐機會，建立合作與交流平臺，以促進師生之間的互動和合作。同時，教育部和高校也可以加強政策支持，提供資金和資源，鼓勵高校開展研究性教學實踐，并分享成功經驗。研究型教學模式在國內已得到了廣泛的關注和實踐。盡管不同高校存在差異，但通過借鑒國內外實踐經驗和不斷探索，可以逐步建立適合本土教育需求的研究性教學模式，并為培養創新性人才作出貢獻。

二、改革探索

（一）教學內容改革

在大學階段，教師在教授物理實驗時，應著重強調實驗背后的物理思想、概念以及相關聯的物理模型和圖像。這樣的教學方法有助于學生理解物理現象的本質，培養其物理直覺和思維方式。例如，在多普勒效應實驗中，教師可引導學生思考波的傳播問題，解釋頻率變化的原因，及其與波源和觀測者間相對運動的關系。通過這樣的討論，學生可以更好地理解多普勒效應的原理，并將其與波的傳播特性聯系起來。同樣，在講授介質中麥克斯韋方程時，教師可以通過引導學生思考電場和磁場的散度與旋度，解釋電荷和磁單極子對電場和磁場的影響。這樣的教學方法有助于學生構建物理模型，并形成對電磁現象的直觀理解。在教學過程中，不必過度強調復雜的數學推導，特別是對于初學者，重點應放在對物理思想和概念的理解上，以及如何將它們應用于實際問題的解決。通過強調物理思想和概念，并與實際問題和現象聯系起來，可以幫助學生建立起對物理學的興趣和直覺，培養他們的問題解決能力和創新思維。這種教學方法能促進學生深入理解物理學的基本原理，并在進一步學習和研究中奠定堅實的基礎。

此外，在課堂教學中，教師可以引入與諾貝爾物理學獎相關的物理研究成果和科技前沿專題，讓學生了解物理學家們在科學研究中取得的重大突破和貢獻。這不僅能夠幫助學生更好地理解相關物理原理，還能夠激發他們對科學研究和創新的興趣。學生可以從這些物理研究中汲取靈感，培養自身的創造力和解決問題的能力。這種教學方法可以將知識傳授與學生創造力的培養有機結合，為他們的學術發展和未來的科學研究奠定堅實的基礎。

（二）教學方法改革

從知識“灌輸”式教學向共同探究式教學的轉變，契合了現代教育的發展趨勢。傳統灌輸式教學注重教師的單向傳授知識，而共同探究式教學則強調師生之間的交流、對話和溝通，鼓勵學生積極參與和主動探索，以培養創新型人才。在共同探究式教學中，師生之間的互動和合作是非常重要的。教師不再是簡單地傳授知識，而是充當學生學習的指導者和引導者。教師應引領學生圍繞問題深入探索，鼓勵他們提出問題、尋找解決方案、進行實驗和討論，從而培養其批判性思維、問題解決能力和創新能力。引入研究性教學理念，可促使課堂教學從被動的“學”向主動的“研”轉變，讓學生在探究中獲取知識，培養創新能力和學習能力。在此過程中，教師扮演著引導者和指導者的角色，與學生共同構建知識和解決問題，推動教學效果的提升。

密立根在1923年的諾貝爾獎頒獎典禮上曾說：“科學靠兩條腿走路，一個是理論，另一個是實驗。”理論是科學研究的基礎，它是對自然現象和規律的解釋和理解。科學家通過構建理論模型來推導出一系列的假設和預測，從而指導實驗的設計和實施。理論為科學研究提供了框架和思路，幫助科學家解決問題和深入探索。然而，搭建理論不足以驗證和證實科學觀點。實驗作為科學研究的另一條重要的“腿”，它通過觀察、測量和驗證來檢驗理論的正確性。實驗為理論提供了實際驗證的途徑，能夠驗證理論是否與實際觀測結果相符。通過實驗，科學家可以驗證理論的準確性，發現新的現象和規律，并推動科學的發展。密立根的這番話強調了理論和實驗的相互關系和相互依賴性。理論指導實驗的設計，并闡釋實驗結果；實驗則為理論提供了檢驗和驗證的基礎。只有理論和實驗相結合，才能推動科學的進步和發展。

（三）教學評價體系改革

傳統的單一考核模式往往側重于期末考試，主要評估學生的知識記憶和解題能力，卻忽視了其他重要的學習維度。通過引入平時考勤、研究報告和專題實驗等多元化的考核方式，可以更全面地評估學生的學習成效。例如，可以采用平時考勤占5％，研究報告占10%，專題實驗占15%和期末占70％的考核比例。通過采用多元化的考核方式，可以促進學生全面發展和深入理解物理知識。這些改革舉措能夠激發學生的學習動力，提升學生的自主學習能力，同時培養他們的實踐能力和創新能力，最終實現培養本科生具備扎實的物理知識和思維方式的目標。

三、結語

大學物理學作為一門具有強大生命力的學科，歷經上百年的積淀，已發展成為一門內容豐富、邏輯嚴謹的學科。為了改變學生對大學物理課程枯燥乏味的印象，引入研究性教育并結合科技發展的最新成果，使課堂變得活潑生動。通過實驗、觀察和分析構建物理知識，幫助學生更好地理解物理概念，并將其應用于實際情境中。學生通過參與研究過程，加深對知識的理解，培養批判性思維、創新性思維和問題解決能力。將研究性教育融入大學物理課堂還可為一流大學和學科建設貢獻力量，提升教學質量，培養創新能力和實踐能力，為培養具有國際競爭力的高級人才奠定基礎，不斷推動高等教育的發展。

參考文獻：

[1]夏田雨，郭海中，李萍萍，等.圍繞立德樹人淺談思政點的融入：以原子物理學為例[J].物理通報，2022（2）.

[2]邱環環，汪劍津，蔣豐興.研究型教學模式下原子物理學課程教學改革與實踐[J].江西科技師范大學學報，2019（6）.

[3]孫瑞瑞，陳林峰，蘇劍峰.大學物理課程思政教學改革的探索與實踐[J].科學咨詢，2022（10）.

責編：應 圖