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大学创新教育模式下课堂教学方法的改革探索

时间:2020-09-16 来源:物理与工程 本文字数:9484字
作者:杨兵初,徐富新,周聪华 单位:中南大学物理与电子学院 湖南交通工程学院电气与信息工程学院

  摘    要: 高等学校承担着培养创新型人才的重任,课堂教学是本科教育的主渠道。以教师为主的传统知识教育的教学方法不能适应创新型人才的培养,课堂教学方法改革成为影响人才培养质量的关键。本文在阐明知识教育与创新教育区别的基础上,引述了多位国内外学术大师对创新教育的论述;介绍了几种行之有效的课堂教学方法,其共同特点是重视学生在课堂教学中的主体作用,教师要从“教会”学生转变到让学生学会创造上来。近几年的教学实践证明,这几种教学方法是符合创新教育大趋势的。

  关键词: 创新教育; 教学方法; 知识教育; 能力培养;

  Abstract: 新宝GG彩票计划群The main task of college is to train innovative talents, and classroom instruction is the key means to carry out the undergraduate programs. Traditional classroom instruction method is based on knowledge education, which is mainly depended on teachers. Such method is not suitable to train innovative talents. To upgrade the training quality, it is essential and urgent to reform the classroom instruction method. In this article, the difference will be discussed between knowledge education and innovation education, and the ideas of several academic masters from both home and abroad are reviewed. Besides, several efficient strategies are introduced for classroom instruction. Two characteristics are shared by these strategies. One is to highlight the important role played by “students” in the classroom instruction, the other is that teachers should tell students how to create new knowledge, rather than only let them know the old knowledge. The teaching practice in recent years has proved that such strategies are in line with the general trend of innovative education.

  Keyword: innovation education; instruction method; knowledge education; ability education;

  创新是一个民族进步的不遏动力,创新人才培养是各类各层次教育的主要职责。中国正在进行着中华民族复兴的伟大事业,需要培养和造就数以千万计的各类人才,传统的“满堂灌”的知识教育的教学模式已经远远不能满足时代的要求。美国等西方发达国家对于课堂教学方法的改革研究始于20世纪80—90年代,而我国则更多的关注课程体系、教学内容和教学手段的变革,在教学方法的改革研究则相对滞后。放眼看世界,在这方面我们被国外拉开了一大截[1,2],知识教育束缚了创新意识和能力的培养,存在“钱学森之问”[3]。在当前高等学校“双一流”建设的大潮中,本科人才的培养质量仍是高等教育的主旋律[4,5],在MOOCs和在线开放课程等网络教学资源如此丰富的今天,本科教育的主渠道仍是课堂,课堂教学方法的改革已成为当代教育改革的关键[6,7],新时代全国高等学校本科教育工作会议上明确提出,坚持以本为本,推进四个回归,加快建设高水平本科教育,建设中国特色、世界水平的一流本科教育。淘汰“水课”、打造“金课”、扭转“玩命的中学、快乐的大学”号角已经吹响。

  1 、大学课堂要以学生为主体、能力培养为中心

  知识教育是以传授或是传承知识为主的教育,传统的教学方法是知识教育的产物。一个好老师是把有疑问的学生教得没有疑问,善于考试得高分。为此,老师普遍采用“满堂灌”的教学方法。这样,老师成了课堂的真正主宰,学生成为只会被动“笑纳”老师所输送过来知识的接收机。要培养创新型人才,教学观念上要实现两个转变:一是从知识传授为主转变为培养学生创新能力为主;二是从教师为中心转变为学生为中心,在教学中充分发挥学生的主体作用,使学生积极主动的参与教学过程,享受教学过程,在教学过程中培养其创新意识和能力[8]。
 

大学创新教育模式下课堂教学方法的改革探索
 

  1.1 、课堂教学更应该注重能力培养

新宝GG彩票计划群   大学教育并非中学教育的自然延伸,而是从基础知识教育到学科专业教育的跨越、从被动学习到主动求索的跨越、从为掌握而学习的知识教育到为发现规律而学习的创新能力培养的跨越[9]。大学教育要培养学生的理性思辨力、判断力和批判力,鼓励在继承前人优秀文明成果的基础上,有所发现、有所创造,不断推动社会的文明进步。

新宝GG彩票计划群   本科教育学生获取知识和增强能力的主渠道无疑还是在课堂教学。现在本科教学的课堂有三种境界:一是读课,照本宣科。老师拿着事前准备好的PPT进入课堂,上课时宣讲PPT,更有甚者,有的老师连站也舍不得站起来,没有形体语言,也没有语言的抑扬顿挫;二是讲课,把课尽量讲清楚。讲清楚只是低层次中的高水平,讲不清楚是低层次中的低水平;三是说课,老师若能用15分钟左右的时间把一堂45分钟的内容说清楚,省下来的时间是师生互动或生生互动时间,用来启发学生思考,使学生不仅获得知识,而且增加学习的兴趣,培养发现问题、分析问题和解决问题的能力[10]。三种教学境界比较起来,大家都会觉得第三种最高。老师信手拈来、左右逢源,勇于面对学生提出的各种问题。这样的老师不仅是知识渊博,而且有创新经历和成果。学高为师,为人师表,他们更容易受到学生尊敬和崇拜。

  1.2 、课堂教学要真正以学生为主体

  一堂好课不仅要传授知识,更要关注知识背后的东西,关注发现知识的过程。一堂少讲一、两个知识点,地球不会停止转动,天也不会塌下来。一个伟大的老师在于启迪学生,我们所采取的教学方法应有利于知识、能力和素质的综合培养,这就要让学生学会“学习”,教授“学习”的方法,教授“发现”的方法,授人以渔。学生就像一颗小树苗,其成长需要土壤、水分、阳光和空气,目标是长成大树、成为有创新能力的人才。老师是为其提供这些条件的“园丁”,辛勤的园丁们毫无疑问愿意提供这些养分,哪种提供方式更易于树苗吸收呢?无疑是教授创造知识的过程及方法远比教授知识本身来得重要。正如西湖大学首届董事会主席钱颖一教授所说,杰出人才不是“培养“出来的。杰出人才很可能是在一种有利的环境中“冒”出来的。所以创造环境远比“培养”本身更重要。

  学生成人成才是教育的终极目标,所以学生理所应当成为课堂的真正主体。老师的作用是什么呢?老师要从课堂上的“主演”变为“导演”,即发挥主导作用。主讲教师在课堂上要博采众长,精心设计,不断创新,寓教于乐。教师要研究教学规律,精心设计课堂教学、驾驭课堂教学,善于激发学生的兴趣、热情和好奇心,主动引导学生以科学的眼光观察事物、发现问题、分析问题,引导学生自己吸收营养,培养学生自己获取知识和创造知识的能力。这就对主讲教师的业务素质提出了更高的要求,很难想象一个从来就没有进行创新活动的教师能培养出创新能力强的高水平人才。

  2 、创新教育的内涵就是发展学生的创造力

  在当前“大众创业、万众创新”的经济改革大潮中,高等教育肩负着为社会培养更多综合素质高、有创新潜能的的人才。这样的人才分为两类,一类为应用型人才,一类为研究型人才,但不管哪类均需要创造。所以发展学生创造力是课堂教学的核心所在。

  2.1、 教学做统一,培养学生创造力

  人民教育家陶行知早在1919年就提出了培养创造精神的教育思想,他认为:处处是创造之地,天天是创造之时,人人是创造之人。陶先生提出了生活即教育、社会即学校、教学做合一三大主张,形成了他的生活教育理论[11]。其中生活是生活教育的核心,社会是生活教育的场所,“教学做”是生活教育的方法。

  他强调“教学做”的内涵为:教的方法根据学的方法,学的方法根据做的方法,事情怎么做就怎么学,怎么学就怎么教。在做上教的是先生,学的是学生。从先生对学生,做便是教;从学生对先生,做便是学。先生拿做来教,乃是真教;学生拿做来学,才是实学。不在做上下功夫,教固不成教,学也不成学。教学做不是三件事,而是一件事情,是一件事的三方面,教与学都要以做为中心。今天的教育是为了培养具有创新精神和能力的社会主义建设者和接班人,教学做合一的教育理念正是今天我们倡导的以学生为主体、开展创新教育的最佳表述。

  2.2、 创新教育首先要求教师有创造力

  清华大学前校长梅贻奇先生有句名言:“所谓大学者,非大楼之谓也,有大师之谓也”。意思是说一所高水平大学是由一群在某一或多个领域成就巨大而为人景仰的大师们立起来的。一所大学水平高不高主要看其师资队伍,只有有了一流的师资队伍才会有一流的学科、一流的专业和一流的本科教育。中国工程院院士中南大学原校长张尧学教授是这样定义一流大学的:在基础研究方面有嵌入人类知识宝库的创新成果;在应用研究方面有引领经济和社会发展的核心技术;在人才培养上有活跃于世界各个领域的优秀人才;在精神血脉上有自己的文化传承。以上四条无一不要求一所高水平大学拥有一支由勇于创造和善于创造的人组成的师资队伍。名师造高徒,富有创新精神的教师才能培养出敢于创新的学生,在这个意义上来说,只有研究型大学,没有教学型大学。

  2.3、 发展创造力要从培养发现问题的能力开始

  爱因斯坦说过,提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决问题也许是数学上或实验中的技能而已,而提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想象力。哈佛大学前校长陆登庭(N.I.Rudenstine)在北京大学演讲时指出:“一种最好的教育就是有利于人们具有创新性,使人们变得更善于思考,更加追求理想和洞察力,成为更完善、更成功的人”。陆校长的讲话指出了培养创新型人才所应有的教育理念。创新教育是把没有疑问的学生教得有疑问。以发现问题为驱动能更好地激发学生的主动性和创造性。因为发现问题在前,解决问题在后,使学生善于提出问题,在解决问题的过程中再发现新的问题,并围绕产生的新问题去学习、思考和探索。这种“打破砂锅问到底”的精神是科学能够不断向前发展的动力源泉。在课堂教学中促进学生主动思考,才有可能让学生真正“鲜活”过来,在此过程中不仅获得了知识,而且增加了主动思考问题的能力。

  3、 课堂教学方法改革的探索与实践

新宝GG彩票计划群   创新教育呼唤教学方法的大变革。中南大学正是充分认识到了创新教育的重要性,从2012年就开始探索以加强课堂“互动”为主要特征的开放式精品课堂的教学改革。首先从量大面广的公共基础课开始,总结经验逐步扩大到全校数百门课程,到今天得以在全校推广。开放式精品课堂建设摒弃照念PPT、发挥学生主动性、鼓励研讨式。这一在教学方法的改革其力度之大在中南大学历史上前所未有。这种顺应时代潮流的教学改革,必然会对今后的人才培养模式起着引领作用[12]。作为中南大学的一名教师,我先后向学校申请在我担任主讲的“大学物理”和“固体物理”课程教学中,按开放式精品课堂的要求组织教学,取得了很好的效果。为此,我们进行了以下教学方法的探索,其共同特点是体现以学生为主、以“学会”为主,在教学过程中培养学生的创新意识和能力。

  3.1、 问题式教学法

  问题教学法是围绕问题展开教学过程,进行创新教育的一种方法。问题是“启发剂”,它能激发学生的积极思维,回答问题的过程引导学生主动思维;问题是“催化剂”,它将某个教学内容引向深入,如结合规律讲述发现这些规律所经历的曲折过程及其在现代科技中的应用;问题是“凝结剂”,它可以帮助学生总结和提高,如结合教学内容要学生主动总结解决问题用的什么方法?规律适用范围如何?碰到问题怎样去思考?例如:在大学物理“动量”一节的教学中提出了问题:动量是怎样定义出来的?在同学们回答各式各样答案后,我介绍了在动量这个物理量曾经存在过长达50年的笛卡尔和莱布尼兹学派之争,使学生们对于“动量”和“动能”这两个很普通的物理量是如何被定义出来的一下子产生了浓厚的兴趣。历史上关于物体的“运动量”发生过激烈的争论:笛卡尔学派坚持认为mv代表物体的运动量,而莱布尼兹学派认为一个物体的运动量与mv2成正比。后来发现两者均是正确的,只不过一个是动量,有方向;一个是动能,没有方向,比例系数应取1/2。这个事件说明一个物理量或者一个规律的获得总要经过艰难的探索。“问题”贯穿于整个教学过程,改变了“满堂灌”的教学方式,激发学生主动学习和探索的欲望。

  “问题”是需要设计的,合理的设计问题体现一个教师的学术水平和教学能力。问题不能停留在yes或no的水平上,一个好的问题应该是可以激发学生积极思考和想象空间的。设问的方法有多种,如:提问法:直接将问题呈现在学生面前(这是最原始的);质疑问难法:创造意境,让学生自己提出问题;“布白”法或故错法:在教学过程中故意留有余地或留下错误,让学生主动填补“空白”和发现错误;激情法,间接激发学生探索问题或学生因惊叹结果的神奇而去究其原因;等等。发现问题是第一步,探究问题为第二步,“发展”问题为第三步。

新宝GG彩票计划群   问题教学法注意以下几点:(1)不要为问题而问题,问问题要适时,难度要适中;(2)把握好教学时机,有利于思维的最佳突破口,启迪学生智慧的火花;(3)对于没有理解的地方,学生可以随意发问。教师要营造氛围,建立机制,即时答疑解惑。鼓励大家参与,因为只有大家参与进来,才会收到较好的效果;(4)教授发现问题的方法:学生提问的积极性高了,往往会看到很多稀奇古怪的问题,学生提问的质量就是关键了,这时教师就要教给学生提问的方法,如归纳法、递进式、类比式、因果式、逆向式、侧向式等,再加上联想、灵感、直觉、独创性、求异性、灵活性、跳跃性等思维方法,这样就把发现问题方法的教学融入其中了,必然会收到好的教学效果。

  3.2 、讨论式教学法

新宝GG彩票计划群   一堂课不能停留在问题上面,提出问题后接下来就应该是研究问题和解决问题。这个环节也要发挥学生的主体作用,不能由教师包办,于是讨论式教学法应运而生。讨论教学法是将讨论贯穿于教学过程之中。讨论法是根据问题相互启发、相互学习的一种可行方法,从而增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

新宝GG彩票计划群   类似于同伴教学法[13],讨论教学法是检验学习者及其同伴对于内容的掌握与分析的一种教学策略。教师阶段性的向学生抛出一些精心设计的概念性问题,这些问题与常见的困惑与误解有关,学生利用几分钟时间形成对问题的看法和答案,先与周围的3~5个同学形成的小组一起讨论以形成共识,小组讨论让学生对概念进行解释和分析,并帮助那些在一开始没有正确理解的同学厘清概念,形成正确的物理图像。最后由教师组织全班同学讨论,教师对小组讨论的情况进行点评,统一大家的认识,拓宽学生的视野,对概念和概念之间的关系进行补充的讲解或拓展。讨论式教学法的特点是把教师从独唱演员变成了导演,学生从消极的听众变成了积极的演员。如在讲授固体物理的晶格振动一章时,就“比较电磁波、光子和格波、声子的异同”进行讨论时,在谁是真实粒子,谁不是真实粒子的问题上同学们各抒己见,两种观点激烈交锋,最后取得共识,深化了对声子这个晶体中传播格波的能量子的认识。

新宝GG彩票计划群   值得指出的是,讨论式教学法对于小班教学效果更好[14]。因为大班学生人数多,教师照顾不过来,主动参与的学生可能收获多,而对于缺乏主动性的学生可能懒得参与,收获甚少,对于这部分同学来说可能是浪费时间。这时建立讨论小组,小组的组织作用就尤显重要。好在中南大学近几年在全校进行的鼓励小班教学的做法对于开展讨论式教学是最好不过了。

  3.3 、案例教学法

  案例教学法最早出现在美国的商学和法学教育中,其实物理学中有许多发现物理学规律的生动事例。案例教学法是通过一个物理规律发现的曲折过程的情境再现,激发学生的好奇心和创造欲,引导学生如何去思考问题,达到发展创新能力的目的。

  爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师”。我国近代启蒙思想家梁启超指出:“教授‘学问’(知识)固然重要,但养成‘趣味’则更加高明”。因为有了兴趣,就有了探索未知的原动力。现在大学物理教学的一个主要问题是广大同学对学习大学物理缺少兴趣,其中一个原因或许是知识教育的后果,因为知识教育强调对知识的理解和掌握,而少有物理规律发现过程的演绎。有“只见树木不见森林”之感。因此课堂教学中教师的一个主要任务是激发和培养学生的学习兴趣,改变物理学死板、枯燥、难懂的尴尬,使物理课变得亲切、有趣、有吸引力,这就要求教师讲出物理学之美,并结合历史、贴近生活、联系应用、联系前沿。

  案例教学法通过物理规律的发现过程的展现:规律发现前的云盖雾障,发现中的各种思想的交锋和争鸣,发现后云开雾散。使得物理学规律不再是索然无味的“枯枝”,而是充满灵性和活力的“神丹”,激发学生的学习兴趣,在回味过程中启迪学生的思维,培养学生的创造力。其实物理学中有许多这样的例子,如电磁学中的涡旋电场、位移电流,近代物理学中普朗克能量子假说、德布罗意假设等。为此,经过多年的教学实践,我们编辑出版了《大学物理教与学》[15],其中我们收集整理了物理学案例30余个,供教师参考,收到了较好的效果。

  3.4 、研究性教学

  研究性教学[16]是将科学研究各个要素引入到教学过程之中,通过教学过程的研究性,引导学生研究性学习(学习与研究的有机结合)[17],以培养学生研究意识和创新能力。

新宝GG彩票计划群   德国着名的新人文主义教育家洪堡(W.V.Humbolt)主张把科研引入教学,并以研讨为手段连接研究与教学,在教师的指导下就某些专题开展研讨,着重培养学生的研究能力。研究性教学中,老师和学生都是研究者,大学生不像中学生把学习视为唯一的任务,大学生并非真正意义上的学生,大学教师的主要任务并不是教,大学生的主要任务也并不是学,大学生需要独立的去开展研究,至于教师的工作则在于激发学生兴趣,指导并帮助学生去开展研究工作。

  笔者在以往的物理专业的力学和固体物理课程的小班教学中开展了一些这方面的尝试。有两种形式:一是由学生主讲教学内容的某节,要求学生自己在查阅文献的基础上,形成自己的见解,并可在教材的基础上加以拓展,制作PPT,在教学进程到此内容时,由学生主讲,同学讨论质疑、教师引导点评,每个学生至少一个学期主讲一次。记得有一个学生在讲解一个知识时,查阅到发表于19世纪的有关X射线的一篇德文原始文献,令在场的深深感叹:学生中蕴含无限的创造力!第二种形式是在学期初,结合教学内容列出许多可供学生选择的研究主题,学生可在其中选择一个主题,学生也可以自拟自己感兴趣或自己已经在这方面有所思考的问题;课外学生根据主题发现和提炼问题,查阅文献资料,分析问题,形成自己的理解;有任何问题咨询老师,老师予以及时指导;最后按科技论文格式撰写小论文,制作PPT;期末报告论文,同学质疑讨论,教师点评。因为该班由经过选拔的优秀学生组成,参与的积极性高涨,两种教学方法均受到了同学的普遍欢迎。

  4 、结语

  值得指出的是,一堂课不局限于某种特定的教学方法,而是根据教学内容选择最适合的一种,以培养创新意识和能力为目标,充分发挥学生在学习中的主体作用,让同学们主动参与到教学过程中来,享受教学过程,寓教于研,寓学于研。另外,创新教育能否取得成功的一个至关重要的因素就是学生的主动参与程度。为了激励学生更加主动的参与教学过程,必须改革考核评价方式[18],重点加强对参与教学过程的考核,改变期末一考定成绩的传统做法。近些年我们的做法是将平时成绩从30%逐渐增加到50%,除了把作业情况纳入平时成绩外,还把课堂上提出问题、回答问题、文献调研、备课讲课、撰写和报告论文及参与大学物理演示实验等方面的表现情况计入平时成绩。这样,学生要想取得一门课程的好成绩,应积极参与教学过程,在过程中增长知识,增强能力,实现创新教育的目标。本科生院教务管理系统中学校督导专家和学生评教数据显示我们所教学的课程的教学效果列全院前茅,被学校认定为开放式精品示范课堂,且在计算教学工作量时给予乘1.5倍系数的奖励,说明学生对我们所进行的课堂教学方法的改革是非常肯定的。

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  原文出处:杨兵初,徐富新,周聪华.课堂教学方法改革是创新教育的关键[J].物理与工程,2020,30(04):42-47.
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