物理教學對大學生創新能力培養的作用

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摘要：通過分析當前大學生創新能力培養對“大學物理”知識的內在需求，文章分別從與高中知識銜接、教學設施、教學條件、教學模式、師資水平、教學管理和評價體系等角度，對當前高校“大學物理”教育過程中存在的一些影響學生創新能力培養的普遍問題進行了闡述，同時就“大學物理”教學分別從做好與高中物理知識的銜接、建立新型教學模式、提升教師教學水平、建立合理評價評估體系等角度，提出了針對推動大學生創新能力培養的一些措施建議。

關鍵詞：物理；大學生；創新能力；培養；措施

0引言

進入21世紀以來，特別是十三五開局以來，黨中央國務院等一直在大力倡導全民創業創新，要把中國建設成為一個世界級的創新國家，在這種整體社會氛圍下，作為思維最為活躍最為充滿活力的大學生群體，一直是創新創業的主體之一。而作為工科基礎教育的“大學物理”教學，尤其是其中的物理實驗教學，對于提升大學生創新能力，具有重要作用。國內各個高校也在積極響應國家號召，通過各種形式，在各個層面上推動大學生創新能力的培養，但因為各種原因，當前我國絕大多數高校中的大學物理教學，對于大學生創新能力提升的推動作用十分有限，因此本文對如何提升物理教學對于大學生創新能力的推動作用，提出一些自己的見解和看法。

1大學生創新能力培養的內在需求

創新是指以現有的思維模式提出有別于常規或常人思路的見解為導向,利用現有的知識和物質，在特定的環境中,本著理想化需要或為滿足社會需求，而改進或創造新的事物、方法、元素、路徑、環境，并能獲得一定有益效果的行為。創新能力是一種心理潛能，人人都有，然而它的形成和發展是后天培養和實踐的結果［1］。當前我國正處于由富變強的歷史時期，處于中華民族偉大復興的關鍵節點上，國家的持續穩定發展和全面建設小康社會宏偉目標的實現迫切需要大量的創新人才。同時，中國又是一個世界性的制造大國，如何從世界制造大國提升為世界制造強國，進而成為創新大國、創新強國，是必須面對的問題。作為最具活力和創造能力的當代大學生，無疑是開展創新活動的生力軍和主力軍。同時，大學生能否具有足夠的創新能力，也是衡量一個國家教育水平的重要指標，更是考察一個國家能否長期穩定高速發展的決定性因素。因此，如何在高校的教育過程中，如何培養適應國家發展需要的創新人才切實有效提高大學生的創新能力，是各個高校和教育工作者必須要考慮的問題，更是當前高等教育面臨的一個重大課題［2］。作為高校工科教育的基礎必修課程之一的“大學物理”，其教學過程也面臨著如何提升大學生創新能力的迫切要求［3］。

2當前高校物理教學過程中存在的問題

然而，傳統的“大學物理”教學過程中，存在著諸多不能適應大學生創新能力培養需求的問題，主要包括以下幾個方面。

2.1與高中物理知識銜接不足

高中“物理”教學過程中，主要是基于對幾大基礎物理學的特點進行過程分析，計算過程不是主要問題。而在“大學物理”教學過程中，很多內容其實并不是全新的，只不過采用了如微積分等數學手段來加以分析研究和計算。這就要求對于高中物理知識與大學物理知識的良好銜接，而目前的“大學物理”教學過程中恰恰缺少這種銜接［4］，導致很多學生在大學階段學習過程中因感覺與原有知識體系脫節而無從下手，很多物理知識雖然似曾相識，但真正想要完全掌握，還需要付出更多時間和精力對高中知識進行再次復習，部分內容甚至需要對原有知識進行更深入地專研，對一些高中知識基礎不是很扎實的學生，很難將二者聯系起來，導致“大學物理”知識學習效果受到影響。

2.2部分教學設備陳舊，教學條件有待提高

隨著前些年國家開始實施大學擴招政策，在校大學生數量急劇增加，但教學投入并未和學生數量的增加而同步改善，很多高校現有的教學條件或者教學規模無法滿足當前教學要求的需要。相當多高校的物理實驗器材或者設備都呈現老化的現象，實驗器材損壞的現象也日益嚴重，很難滿足學生學習要求，這種供不應求的局面，使得很多高校的部分實驗只能通過教師的口頭描述或者一些文字以及視頻資料等傳授，導致學生在教學過程中缺失實際操作和觀察過程。動手能力很難得到培養，缺少必要的操作訓練，使得學生的基本實驗技能不夠扎實，基于物理教育所獲得的創新能力自然也很難得到提高。

2.3教學模式單一，教學過程枯燥

在傳統的“大學物理”教學中，教師處于核心地位，學生處于被動接受的地位。教學模式長期以來還是以單一的課堂教學灌輸式為主，強調以教師為中心，課堂教學過程以教師講授、學生聽取枯燥的理論知識為主。同時，僅僅強調課堂教學，缺少課后思考和探索過程，更難以對教學內容進行二次加工和創造。此類教學模式單純強調知識的傳授和灌輸，忽略了培養學生的獨立思考和分析的能力，使相當一部分學生的學習興趣難以提高，從而抹殺了學生的深入學習的興趣和求知欲，加之存在考試壓力，很多學生單純為了解題、考試而聽課、復習，死記硬背，所以很難培養學生的創新性思維能力［5］。這種教學模式不僅僅限制了學生的創新能力，甚至會使學生形成僵化而缺少靈性的固定思維模式，難以突破課本和教師灌輸的知識體系，僅僅能夠在已知知識領域逡巡，難以由學習的“必然王國”進入“自由王國”。

2.4教師水平參差不齊，無法滿足學生創新能力培養需求

隨著時代進步，很多新的教學手段能夠應用于大學物理教學過程，但需要任課教師通過學習掌握這些新的教學手段，比如動畫課件的制作、多媒體視頻剪輯編輯等，但由于新的教學手段需要教師重新掌握一些新的技能，而且這些技能是涉及計算機軟件的使用，且技能還是不斷進步和發展的，很多任課教師尤其是一些年紀偏大的任課教師很難有足夠的時間和精力持續不斷地去學習掌握這些手段，導致教師本身教學能力參差不齊，無法滿足學生創新能力培養的需求。雖然各個高校也曾在任課教師中大力推動多種教學手段的應用，但收效尚不盡人意，仍然有相當多的教師處于吃老本的狀態。另外，隨著時代進步，相關知識結構也在不斷拓展和調整，需要任課教師與時俱進，在保持原有核心知識體系的前提下，不斷豐富自己的知識結構，從而為學生提供更廣闊的專業引導。這個過程，其實也是任課教師不斷豐富完善自身的過程。因為涉及每個教師的職業素養，教師本身的水平參差不齊，最終很難保證教學態度和自我提升能夠滿足大學生創新能力提升的需求。

2.5教學管理和評價體系缺乏有效引導

通常情況下，“大學物理”教學過程中，對于基本教學內容和知識點，可以通過教學考試成績和實驗過程得到檢驗，但對于學生創新能力培養的促進作用，很難采用有效的評估手段，另外絕大多數高校對于教師教學過程的管理和評價均是基于發表學術論文和獲得各類科研課題以及科研獎勵等方面的指標來衡量，很少有基于學術創新能力培養方面的評估和激勵體系，導致教師的關注點很少集中在如何培養學生創新能力培養方面。對于學生來說，只要考試能夠取得好的分數即可滿足畢業和評優要求，創新能力水平很少有機會得到認可和評價，因此對參與各種創新過程積極性不高，更不用說自己主動思考和培養自己的創新能力。長此以往，在缺少整體創新氛圍的環境中，可能原有一些思維活躍的學生也會慢慢被消磨成為只知道應付考試，而慢慢喪失了原有的靈動和沖動。

3提升物理教學對大學生創新能力培養推動作用的措施建議

3.1做好與高中物理知識的教學銜接

從教師角度，結合“大學物理”教學內容與高中“物理”知識的內在聯系和區別，注重引導學生與高中物理知識的銜接，培養學生從不同角度對相同知識的理解和掌握的能力，并對相同或相似問題采用高等數學等知識重新進行理解和計算，例如高中曾經接觸過一些的彈簧振子問題，到了大學階段就成可以通過微分方程的廣義性，即二階常系數齊次線性微分方程來處理，并且說明，一些物理量不但可以是位移，也可以是角位移、電量、電場強度和磁場強度，包括單擺、復擺、LC振蕩電路和電磁場理論等內容，其實此類問題是屬于同一類數學問題，都可以用類似的數學知識來描述。這樣就可以是學生盡快結合自己高中物理知識和剛接觸到的大學物理知識，很快進入學習狀態，更快更好地掌握相應內容，避免因為知識脫節導致的喪失學習興趣等現象，并為將來的創新性訓練打下基礎。

3.2注重教學主客體的變換，建立起新型教學模式

改變傳統教學模式中的教師為主體，學生被動接受的灌輸式教學模式，實現從原有的以教師為中心的教學模式向以教學互動的觀念轉變，改以教師學生共同參與并互相交流的教師模式，注重對學生自主學習能力的培養。在新的教學模式下，可以采用互動式教學、啟發式教學、基于問題的教學（PBL）等多種教學方法，將以往的講授與研究性方法相結合，使學生參與到課堂知識的主動學習和傳播過程之中，鼓勵學生積極提出問題參與討論，激發學生的主動性和創造性，營造自主學習環境及培養自主學習能力，實現師生共同建立知識構架，努力去提升學生對于自然現象和科學知識的探求欲望，提升利用物理知識解決實際問題的能力。

3.3多種教學手段共用，引導提升教師教學水平

鼓勵教師采用多種教學手段，如多媒體、實驗教學平臺等，改善教學效果，提升知識傳播的可視性和可讀性，讓學生通過聲、光、電、動畫等多種形式掌握相關知識點，并對所學內容有更直觀和深入的認識。還可以利用多媒體等手段，創建出虛擬的教學情境，使教學內容具體化、形象化，便于化繁為簡，變難為易，更好地激發學生對學習物理的學習興趣，并愿意利用物理知識解決實際問題，為創新能力提升打下基礎［6］。

3.4樹立提升創新性培養能力評價評估體系，引領創新性教育水平的提高

從學校層面來說，可以通過擴大宣傳力度，加強創新教育引導，在學校中形成人人重視教學創新能力培養的良好氛圍；對于高校主管部門來說，通過建立相應的評價評估體系，引領教師在物理教學過程中注重學生創新能力的培養和提高，比如鼓勵教師基于物理教學過程中的各種理論和知識，指導學生參加各級創新大賽，并對于取得成績的團隊給予相應獎勵，對教師則給予教學課時的認定，對于取得的高水平競賽成績可以認定為相應的教學成果獎勵；另外，對于年輕教師，可以通過定期舉辦創新大賽指導教師培訓，通過邀請一些校內外培養學生創新能力水平較高、取得一定成績的教師對其進行有針對性的培訓等措施，引導和鼓勵教師重視學生創新能力的培養，形成良好的創新性培養氛圍。同時，對于物理教師發表與創新能力培養相關的學術論文也采取一定的認定手段，鼓勵教師將教學過程中的心得以適當形式發表。通過從學校、教師、學生3個層面多維度提升創新性教育水平。

4結語

當前高校“大學物理”教學過程中對于培養學生創新性方面的能力尚有較大差距，通過采取上述建議措施，可以彌補當前“大學物理”教學過程中存在的不足，改善教學效果，有效提升學生的創新能力，為建設創新性國家提供人員儲備和智力支持。

參考文獻

［1］吳永萍.大學物理教學中培養學生創新能力的研究與實踐［D］.揚州：揚州大學，2007.

［2］袁泉，邱忠媛，王文新，等.基于創新能力培養的大學物理實驗教學研究［J］.遼寧工業大學學報（社會科學版），2016（1）：131-134.

［3］邰非.基于創新性應用型人才培養的大學物理教學內容的構建［J］.高教學刊，2016（6）：129-130.

［4］石明吉，張定群.大學物理實驗教學中存在的問題及應對策略［J］.南陽師范學院學報，2011（9）：97-101.

［5］程杰.基于應用型人才培養模式的獨立學院大學物理教學改革探討［J］.教育理論研究，2017（12）：39-45.

［6］王文華，陳春雷，石友彬，等.大學物理教學中培養學生創新能力的研究［J］.中國電力教育，2014（23）：90-91.

作者：陶君 單位：沈陽理工大學 理學院