基于创新能力培养的工科大学物理教学模式探索

蓝爱群

[摘要]以学生为核心灵活运用教学手段，并以新知探究式教学为主，结合任务驱动式教学。采用传统课堂讲授、多媒体教学和网络教学等多种教学手段的组合教学模式。可提高学生自主创新性学习能力，增强教师创新教育能力。

[关键词]工科大学物理教学模式

大学物理课程是高等学校工科各专业学生的一门重要的通识性必修基础课，其在工科专业基础课程教学中占有重要的地位。大学物理课程教学应以培养学生创新能力为核心，实现从传统的培养知识型人才向培养具有创新能力的复合型人才转变。笔者结合近年来的教学实践，对此作初步探讨。

一、以学生为核心灵活运用教学手段

创新精神和创新能力的培养是教育教学的主旋律，创新应围绕学生为核心展开。在工科大学物理课堂教学过程中，笔者以学生为核心开展创新性课堂教学活动。

(一)教学手段灵活，创设交互式学习环境

在大学物理课堂教学中，根据教学内容要求和学生专业特点，教师可实时采用传统板书授课、多媒体投影授课或两者相结合的授课方式，通过多媒体课件向学生提供能够使学生发现问题、研究问题的图片、表格、资料和数据，进行相关知识的讲授和展示，建立相应的物理模型，直观形象。增强学生的感性认识，易于学生理解，且授课信息量饱满。同时，可利用板书随时调整和补充教学内容。教学过程应注重教师与学生交流互动沟通，使学生处于自主学习、积极探索的氛围中。创设利于激发学生创新思维的学习环境。

(二)重视学生内在学习动力的培养

大学生学习的目的性、针对性和选择性较强，他们进入大学后，期望通过学习掌握本专业的基本知识和技能。针对学生的这一愿望，笔者首先注意加强学生自身对大学物理通识性意义认识的教育，让学生了解大学物理与本专业知识的内在联系，以及物理学知识是复合型人才知识结构的重要基础，缺乏物理学知识，就无法形成复合型人才的优化的知识结构。应重视学生非智力因素的提高及教育，并重视对学生理论联系实际能力素养的教育和培养。在大学物理教学过程中应开拓学生视野、丰富学生知识面、培养学生创新思维、增加学生对大学物理学习的热情和积极性。

(三)充分发挥大学生思维敏捷的优点

大学生思维敏捷，能较全面地分析问题，易于接受新知识、新思想，对事物有较强的分析、理解和判断能力，不迷信权威，敢于标新立异，勇于提出自己的独立见解。这个特点在解决大学物理学习中的问题时尤其重要。另外，他们对学习的主动、积极，有利于大学物理教学活动的开展。

(四)注重学生创新潜能的开发

教学中，注意“知识”和“方法”并重。对于重要的物理概念、定理和定律等，理论上进行分析、推理、论证，同时注重对学生进行物理思想及科学方法的教育；注重学生收敛思维培养、发散思维训练，诱发学生的开拓、创新思维。使学生在物理知识增长和积累的同时，实践能力和创新能力也得到开发，实现学生即“知晓”也“能做”，使学生学到的物理知识充满生机，达到有利地诱导和开发学生的创新潜能。

二、采用新的组合教学模式

在大学物理教学中，笔者以培养学生的创新精神和创新能力为导向，根据大学物理课程教学要求和学生专业特点，实施以新知探究式教学为主，结合任务驱动式教学，采用传统板书讲授、多媒体教学和网络教学等多种教学手段的组合教学模式来组织教学。这一模式笔者称之为“新的组合教学模式”。

(一)新知探究式教学

新知探究式教学就是教师创设情境引导学生以探究式的方式学习新的教学内容。学生利用已有的知识和经验，主动探索，积极交流，从而构建新的认知体系。新知探究式教学有以下优点：充分发挥大学生思维敏捷的优点，使学生处于积极的学习、探索状态，有利于开发学生各方面的潜能；教师立足于学生的发展而教，使教师的备课、上课、布置作业和辅导等环节得到优化；真正体现因材施教，尊重了学生的自主精神和求学目的。

(二)任务驱动式教学

任务驱动式教学是教师根据课程内容和学生专业特点提出任务，让学生在完成任务的动机驱使下进行学习和研究。任务驱动式教学有以下优点：有利于锻炼、培养学生理论联系实际的素养，培养学生的责任心；有利于学生学会自主学习、自我获取知识。培养学生协助学习精神，有利于开发学生的创新潜能。

(三)创立交互式学习环境

交互式学习环境就是在课堂教学中或利用课外时间，通过各种方式和手段使教师与学生进行教学的交流互动沟通，提高教学效率和效果。交互式学习环境有以下优点：调动学生学习的主动性、积极性，激发学生积极探索；有利于教师了解学生学习、掌握当前知识及已学知识的情况；有利于解决学生基础不平衡对教学造成的一些困难。

三、新的组合教学模式实践

新的组合教学模式是以新知探究、实践环节、教学互动、协助学习和反馈为重要特征的教学，具体做法是：

第一，教师根据授课的知识内容和教学要求制作适合探究式教学的教案，每章都以提出新的问题开始，让学生在教师创设的情境下带着新问题学习，从传统的传授知识为主向以探究问题、解决问题为主的教学理念转变。教师创设探究的学习环境，吸引学生注意，调动学生兴趣，激发学生学习动机，适当的时候进行讨论，把学习的主动权交给学生，将再现式教学转变为探究式教学。在课堂教学中运用“动”、“静”结合的手段。“静”是教师讲授，学生思考探索，“动”是课堂讨论、提问、解答。为此，从2005年开始，笔者进行了大学物理精品课建设，精心研制了适合探究式教学的教案，几年来，不断改进完善，为课堂教学的探究提供了条件和平台。教学课件根据课程内容和教学要求穿插有“选择题”、“应答问题”或“物理现象解释”等，提问视频不仅展示了具体的物理现象，还提出与此现象相关的问题，及时组织学生随堂讨论、分析和回答，师生面对面的交流、互动沟通。学生可以根据自己对当前问题的理解，运用已有的知识和自己的经验提出答案或解决问题的方法，让学生尽情发挥，培养学生将已学理论应用于实际的能力。积极营造一个自由、民主、开放、和谐、协作的教学氛围，创造一个能让学生敢想、敢说、敢做、敢超越传统的教学环境。课堂上交互式学习丰富了课堂教学信息量，加强了师生心理沟通，取得了较好的教学效果。

第二，结合任务驱动式教学，教师根据教学要求和学生专业特点设计难易程度不同的任务。教师在进行任务设计时，应尽量让学生将学到的知识真正运用到解决实际的问题之中，给学生创设学以致用的情境。任务方式可以是协作式的

研究学习、调查报告、小论文、口头演讲、专题讨论、小组作业等。任务内容则根据教学内容、学生专业情况确定。学生可根据自己的基础和知识特长选择任务。在教师的指导下，学生通过学习、研究，运用所学知识和技能，合理使用学习资源，查找资料，进行自主探索和合作交流，最后提交活动结果。任务驱动式教学方法有较强的教学目标和实践性，从传统的学生以接受知识为主向以解决问题、完成任务为主的教学理念转变，使学生在分析问题和解决问题的探索中，自主地、自然地学习，减少被动学习心理，有助于诱导、挖掘学生的创新意识，培养学生自我获取知识、情感交流和互相合作能力，学生从中体验到探索、发现、创造的喜悦。通过大学物理系统的知识传授，技能训练，智能开发和思想教育，促进学生身心健康发展和综合素质的提高，充分发挥学生的主观能动性，并锻炼和培养学生理论联系实际能力的素养。

第三，辅以网络教学环境，利用计算机网络技术为新的组合教学模式提供良好的课外教学与学习平台。教师与学生或学生与学生之间通过校园网络进行交互(探讨和学习)，在讨论区提问和解答或通过电子邮件进行交流。学生的优秀作业或完成任务的优秀成果及时公布在网络上。学生还可以根据各自的基础和情况，进行复习或学习。

四、新的组合教学模式的实践效果

教学实践表明：采用新的组合教学模式来组织大学物理课程教学，符合“以学生为主体，以教师为主导”的教育理念。

(一)提高了学生自主创新性学习能力

在新的组合教学模式下，教师创设的“条件”与“环境”可使学生带着问题学习、思考、探索，在吸取知识的同时，分析问题和解决问题的能力得到锻炼，探索精神和创新意识得到培养。同时，也可鼓励和激发学生大胆质疑、挑战权威，以及超越自我，在班级中发扬团结、合作的民主风气。在大学物理新知识的学习过程中，以及应用知识解决问题的过程中，可为学生提供开发创新潜能的机会。学生为探索而学习，为创新而探索，给自己留有思考的时间和空间，教学中，学生不仅知道知识是什么，还探索这些知识是怎样发现的，并思考如何发现今天的知识和探索明天的知识。此外，新的组合教学模式可使学生了解物理学及其他自然科学的近代发展与经典物理学的关系；知道科技进步与物理学的联系，真正认识到学好物理学是时代发展的需要，是自身完善和提高的需要，从而积极地、主动地、创造性地学习。因此，该组合教学模式不仅提高了学生的物理知识水平，还提高了学生物理知识应用的能力及创新意识，达到了学生知识、能力、素质的协调发展。

(二)增强了教师创新教育能力

新的组合教学模式要求教师有较高的责任感，投入更多的精力，充分地占有资料，去选择、创造、应用。教师根据不同的授课内容、学生的专业特点，有针对性地进行教学，工作重心从“教”转到了学生的“学”、“应用”和培养学生创新潜能上。教师“为创新而教”，使大学物理教学过程成为教师实施创新教育的机会，更加关注学生的学习组织和学习创新，使教师成为学生创新素质发展的“榜样”，并在大学物理教学的全过程中，对学生起着积极的影响作用。因此，新的组合教学模式整体上提高了教师的职业素质和教学水平。