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摘要：本文介绍了在《大学物理》课程各个教学环节中，如何使学生在系统掌握学科知识的同时，发掘学生的创新潜能，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力的教学实践。
关键词：创新；物理教学；科学素质
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）24-0088-02
21世纪大学教育改革的核心问题，是培养和造就富有创新精神和创新能力的高素质人才，教育在培养民族创新精神和创新人才方面肩负着特殊使命。物理创新教育就是结合物理学科的特点，使学生在系统掌握学科知识的同时，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力，促进学生的主体精神和创新个性和谐发展的一种教育模式。目前大部分当代的新学科、新技术都是在物理学与其他学科的交叉点上兴起的，物理学的原理和实验方法渗透到一切科学领域。《大学物理》课程在为学生系统打好必要的物理基础，培养学生的探索精神和创新意识，具有其他课程不能替代的重要作用。在培养学生的创新能力方面，教师在教学过程中应注意培养学生的以下能力。
一、培养学生掌握科学研究方法和科学思维的能力
教育学家布鲁纳指出：能力=知识 科学方法 技能。掌握科学的方法是培养创新能力的一项重要内容。一个科学理论的形成过程离不开科学思想的指导和科学方法的应用。因此物理学发展了多种多样的研究方法。包括剖析旧理论，建立新模型、科学抽象、类比联想、演绎归纳及实验方法等。在《大学物理》课的教学过程中，都应在传授知识的同时，向学生重点强调其中的科学研究方法，努力营造一个有利于培养学生科学素养的教学环境。另外，在物理教学中还要强化物理思想和基本物理观点教育，如，物理学中的对称性、守恒性、内在统一性与和谐性，这些思想和观点是物理学的精髓，这些都是构成学生科学思维方法的重要因素。如果教师在授课中能把这些科学研究问题的方法和相应的授课内容有机结合起来，在启迪学生科学思维、培养学生掌握科学方法能力方面起着事半功倍的作用。最后需要注意的是，在科学方法的培养上，除了介绍与物理学基本原理相联系的基本方法外，还要将物理学发展史上的一系列重大发现过程中，科学家创造性的思维方法介绍给同学。例如，法拉第电磁感应现象的发现、德布罗意“物质波”假说的提出、麦克斯韦电磁波的预言、爱因斯坦狭义相对论的建立等。在授课中，通过介绍物理学家的研究思路和所用的研究方法，可以使学生获得科学方法论的教益与启迪，进而培养探索精神、创新意识和创造性的思维能力，其意义要比学习一些具体知识重要的多。这样教学可以达到知识学习和能力培养的双重教学目的，而后者更是21世纪《大学物理》教学的战略任务。
二、培养学生主体意识和讨论问题的能力
传统的物理教学基本上是“单向灌输式”的教学，忽略了以学生为主体的活动过程，学生只能处于被动接受的地位，学受制于教，严重阻碍了学生的思维发展。课堂教学应尽可能地激发学生的积极性、主动性，确定学生的主体地位，激励学生独立、自主的进行学习，注重培养他们运用知识和发现知识的能力，并在此基础上促进教学过程由知识的掌握与传授向知识的发现和运用过渡。这种教学模式对创新性人才的培养起着十分重要的作用。在授课中我们结合知识点经常让学生到讲台上参与问题的讨论，试想如果学生连上讲台表达自己学术观点、参与讨论问题的能力和勇气都不具备，今后如何敢于去创新？在课堂相互讨论过程中，可以使每一个同学都动脑，对讨论过程中存在的问题，引导学生讨论、质疑，互相启发，找出正确解决问题的方法，建立正确的概念。这样的教学不但积累了知识，而且培养和发展了学生的综合能力，对创新思维的培养起着积极的促进作用。除了在课堂上积极引导学生参与到教学中来，课外我们让学生3～5人自由结合组成学习小组，对与学习知识相关的问题作课程报告。例如，在讲物质的电结构时，我们告诉同学物质按导电性能大体分为三类：导体、半导体、绝缘体。课后我们让同学去探究什么是超导体？它和理想导体有什么区别？超导体有什么性质？目前的研究状况如何？以及超导体材料的应用，等等。每个小组报告时间6分钟左右，这样可以把学生的视野从书本延伸到书外，从基础物理延伸到现代科技前沿。学生在合作小组中进行学习，成员之间可以互相交流、互相质疑，互相启发，在小组中每个人都有机会发表自己的观点与看法，让学生在合作探究中获得成功的快乐，这种教学环节是学生对学习的认知、感受、领悟和交流的集合。因此，在教学过程中要积极贯彻以“学生为主体，教师为主导”的教学原则，采用启发式、讨论式、引导式等多种行之有效的教学方法，提倡和创造机会使学生积极主动地参与到教学活动中来，这样有利于培养学生的主体意识，在教学过程中大力提倡自主、合作、探究式的学习方式，逐步改变以教师、书本、课堂为中心的局面，促进学生创新意识的培养与综合能力的提高。另外，2013年首批120门中国大学资源共享课通过爱课程网（www.icourses.edu.cn）上线，山东大学《物理学》作为首批上线课程之一，使学生的自主学习由可能变为现实，通过网络技术，使学生的学习可以不再受时空限制，使学生有了更多自主、合作、探究学习的条件。这种教学改革进程中知识化、信息化和网络化结合的全新学习模式，可能将对学生的学习产生深远的影响。
三、培养学生勇于探索和科学思维的能力
物理学研究物质运动最基本的规律，物理学的发展过程就是不断探索、不断创新的过程。创新是科学研究的灵魂，培养创新精神是素质教育的核心。在培养学生的探索创新精神方面，物理教学应注意，讲解具体的物理原理和定律时，不仅要讲它们能解决哪些问题，还要讲它们不能解决哪些问题，以及还有哪些相关的问题有待研究和解决。例如，在讲完法拉第电磁感应定律后，给同学们简单介绍磁流体发电。法拉第电磁感应定律是发电机的基本原理，发电机的使用使人类的文明程度向前迈进了一大步，传统的发电方式是将能源中释放的热能转变为机械能，再经发电机把机械能转化为电能，这种发电方式对能源所释放热能的利用率比较低，最高也只有30%～40%，磁流体发电是20世纪50年代研究的一项新的发电技术，是一种将热能直接转换为电能的发电方式，对热能的利用率可提高到55%～60%。如果今后高温超导材料的研究能进入实用化阶段，用超导材料制造产生磁场的磁体，磁流体发电的效率可提高到90%以上。以燃煤为技术的能源结构要导致环境污染严重，目前国家已把能源开发、节能技术和清洁能源技术作为提高自主创新的八大战略目标之一。这样讲授可以为学生营造一个培养学生创新意识的教学环境，使学生看到发挥自己创造才能的广阔天地，增强学生的创新意识。同学对这样的授课方式非常感兴趣，他们说在科学研究的过程中，除了扎实的学好理论基础知识外，同时还需要有开放活跃的思维，不拘泥于单纯掌握基础知识，在与理论结合的实践中，还要有勇于探索的科学精神。
以物理学基础为内容的《大学物理》课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的必修课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分。怎样在教学中更好地激发学生学习的主动性，培养学生的创新能力；怎样在教学过程中实现学生知识、能力、素质协调发展的目标；怎样探索有效开发学生创新潜能的教学方法，这些都是从事《大学物理》教学的教师应潜心研究和大胆实践的问题。
参考文献：
[1]刘东红，刘建强，李蕾，刘文利.浅谈物理教学与创新思维教育[J].中国教育发展研究，2009，（6）.
[2]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会，物理基础课程教学指导分委会编制.理工科类大学物理课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]黄苇町.增强自主创新能力 努力建设创新型国家[M].北京：红旗出版社，2006.
[4]向义和.大学物理导论[M].北京：清华大学出版社，2012.
[5]刘文利，李蕾，刘东红.浅谈教学改革与学生创新能力培养[J].当代教育科学，2011，（23）.
关键词：创新；物理教学；科学素质
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）24-0088-02
21世纪大学教育改革的核心问题，是培养和造就富有创新精神和创新能力的高素质人才，教育在培养民族创新精神和创新人才方面肩负着特殊使命。物理创新教育就是结合物理学科的特点，使学生在系统掌握学科知识的同时，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力，促进学生的主体精神和创新个性和谐发展的一种教育模式。目前大部分当代的新学科、新技术都是在物理学与其他学科的交叉点上兴起的，物理学的原理和实验方法渗透到一切科学领域。《大学物理》课程在为学生系统打好必要的物理基础，培养学生的探索精神和创新意识，具有其他课程不能替代的重要作用。在培养学生的创新能力方面，教师在教学过程中应注意培养学生的以下能力。
一、培养学生掌握科学研究方法和科学思维的能力
教育学家布鲁纳指出：能力=知识 科学方法 技能。掌握科学的方法是培养创新能力的一项重要内容。一个科学理论的形成过程离不开科学思想的指导和科学方法的应用。因此物理学发展了多种多样的研究方法。包括剖析旧理论，建立新模型、科学抽象、类比联想、演绎归纳及实验方法等。在《大学物理》课的教学过程中，都应在传授知识的同时，向学生重点强调其中的科学研究方法，努力营造一个有利于培养学生科学素养的教学环境。另外，在物理教学中还要强化物理思想和基本物理观点教育，如，物理学中的对称性、守恒性、内在统一性与和谐性，这些思想和观点是物理学的精髓，这些都是构成学生科学思维方法的重要因素。如果教师在授课中能把这些科学研究问题的方法和相应的授课内容有机结合起来，在启迪学生科学思维、培养学生掌握科学方法能力方面起着事半功倍的作用。最后需要注意的是，在科学方法的培养上，除了介绍与物理学基本原理相联系的基本方法外，还要将物理学发展史上的一系列重大发现过程中，科学家创造性的思维方法介绍给同学。例如，法拉第电磁感应现象的发现、德布罗意“物质波”假说的提出、麦克斯韦电磁波的预言、爱因斯坦狭义相对论的建立等。在授课中，通过介绍物理学家的研究思路和所用的研究方法，可以使学生获得科学方法论的教益与启迪，进而培养探索精神、创新意识和创造性的思维能力，其意义要比学习一些具体知识重要的多。这样教学可以达到知识学习和能力培养的双重教学目的，而后者更是21世纪《大学物理》教学的战略任务。
二、培养学生主体意识和讨论问题的能力
传统的物理教学基本上是“单向灌输式”的教学，忽略了以学生为主体的活动过程，学生只能处于被动接受的地位，学受制于教，严重阻碍了学生的思维发展。课堂教学应尽可能地激发学生的积极性、主动性，确定学生的主体地位，激励学生独立、自主的进行学习，注重培养他们运用知识和发现知识的能力，并在此基础上促进教学过程由知识的掌握与传授向知识的发现和运用过渡。这种教学模式对创新性人才的培养起着十分重要的作用。在授课中我们结合知识点经常让学生到讲台上参与问题的讨论，试想如果学生连上讲台表达自己学术观点、参与讨论问题的能力和勇气都不具备，今后如何敢于去创新？在课堂相互讨论过程中，可以使每一个同学都动脑，对讨论过程中存在的问题，引导学生讨论、质疑，互相启发，找出正确解决问题的方法，建立正确的概念。这样的教学不但积累了知识，而且培养和发展了学生的综合能力，对创新思维的培养起着积极的促进作用。除了在课堂上积极引导学生参与到教学中来，课外我们让学生3～5人自由结合组成学习小组，对与学习知识相关的问题作课程报告。例如，在讲物质的电结构时，我们告诉同学物质按导电性能大体分为三类：导体、半导体、绝缘体。课后我们让同学去探究什么是超导体？它和理想导体有什么区别？超导体有什么性质？目前的研究状况如何？以及超导体材料的应用，等等。每个小组报告时间6分钟左右，这样可以把学生的视野从书本延伸到书外，从基础物理延伸到现代科技前沿。学生在合作小组中进行学习，成员之间可以互相交流、互相质疑，互相启发，在小组中每个人都有机会发表自己的观点与看法，让学生在合作探究中获得成功的快乐，这种教学环节是学生对学习的认知、感受、领悟和交流的集合。因此，在教学过程中要积极贯彻以“学生为主体，教师为主导”的教学原则，采用启发式、讨论式、引导式等多种行之有效的教学方法，提倡和创造机会使学生积极主动地参与到教学活动中来，这样有利于培养学生的主体意识，在教学过程中大力提倡自主、合作、探究式的学习方式，逐步改变以教师、书本、课堂为中心的局面，促进学生创新意识的培养与综合能力的提高。另外，2013年首批120门中国大学资源共享课通过爱课程网（www.icourses.edu.cn）上线，山东大学《物理学》作为首批上线课程之一，使学生的自主学习由可能变为现实，通过网络技术，使学生的学习可以不再受时空限制，使学生有了更多自主、合作、探究学习的条件。这种教学改革进程中知识化、信息化和网络化结合的全新学习模式，可能将对学生的学习产生深远的影响。
三、培养学生勇于探索和科学思维的能力
物理学研究物质运动最基本的规律，物理学的发展过程就是不断探索、不断创新的过程。创新是科学研究的灵魂，培养创新精神是素质教育的核心。在培养学生的探索创新精神方面，物理教学应注意，讲解具体的物理原理和定律时，不仅要讲它们能解决哪些问题，还要讲它们不能解决哪些问题，以及还有哪些相关的问题有待研究和解决。例如，在讲完法拉第电磁感应定律后，给同学们简单介绍磁流体发电。法拉第电磁感应定律是发电机的基本原理，发电机的使用使人类的文明程度向前迈进了一大步，传统的发电方式是将能源中释放的热能转变为机械能，再经发电机把机械能转化为电能，这种发电方式对能源所释放热能的利用率比较低，最高也只有30%～40%，磁流体发电是20世纪50年代研究的一项新的发电技术，是一种将热能直接转换为电能的发电方式，对热能的利用率可提高到55%～60%。如果今后高温超导材料的研究能进入实用化阶段，用超导材料制造产生磁场的磁体，磁流体发电的效率可提高到90%以上。以燃煤为技术的能源结构要导致环境污染严重，目前国家已把能源开发、节能技术和清洁能源技术作为提高自主创新的八大战略目标之一。这样讲授可以为学生营造一个培养学生创新意识的教学环境，使学生看到发挥自己创造才能的广阔天地，增强学生的创新意识。同学对这样的授课方式非常感兴趣，他们说在科学研究的过程中，除了扎实的学好理论基础知识外，同时还需要有开放活跃的思维，不拘泥于单纯掌握基础知识，在与理论结合的实践中，还要有勇于探索的科学精神。
以物理学基础为内容的《大学物理》课程，是高等学校理工科各专业学生一门重要的必修课。该课程所教授的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分。怎样在教学中更好地激发学生学习的主动性，培养学生的创新能力；怎样在教学过程中实现学生知识、能力、素质协调发展的目标；怎样探索有效开发学生创新潜能的教学方法，这些都是从事《大学物理》教学的教师应潜心研究和大胆实践的问题。
参考文献：
[1]刘东红，刘建强，李蕾，刘文利.浅谈物理教学与创新思维教育[J].中国教育发展研究，2009，（6）.
[2]教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会，物理基础课程教学指导分委会编制.理工科类大学物理课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]黄苇町.增强自主创新能力 努力建设创新型国家[M].北京：红旗出版社，2006.
[4]向义和.大学物理导论[M].北京：清华大学出版社，2012.
[5]刘文利，李蕾，刘东红.浅谈教学改革与学生创新能力培养[J].当代教育科学，2011，（23）.