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物理类通识教育教学方法实践探索

2019-08-30 11:41 来源:通识教育论文 人参与在线咨询

摘要:以大学物理和大学物理实验为核心课程的物理类通识教育,在构建理工科学生科学素养方面发挥着重要的作用,如何在教学实践中有机融入思政教育构建全方位立德树人教育教学体系,成为全国各高校急需解决的突出问题。通过近年来的教学实践探索发现,以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法可以有效的将物理学理论和实验与思政教育相融合,在催生学生学习的内生动力、培养学生的科学探索精神和创新思维、厚植爱国主义情怀、提高思想政治觉悟等方面都发挥着潜移默化的作用。

关键词:物理类通识教育;思政教育;“问题解决”;教学方法;实践探索

2016年12月8日,总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面[1]。他还明确指出:“要用好课堂教学这个主渠道,……其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”2019年3月18日,总书记在主持学校思想政治理论课教师座谈会上再次强调,办好思想政治理论课,最根本的是要全面贯彻党的教育方针,解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题。新时代贯彻党的教育方针,要坚持马克思主义指导地位,贯彻新时代中国特色社会主义思想,坚持社会主义办学方向,落实立德树人的根本任务[2]。他在讲话中还指出:“要坚持显性教育和隐性教育相统一,挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,实现全员全程全方位育人”。总书记对高校思政工作和学校思想政治理论课教师的重要指示精神为广大教育工作者做好新形势下思政教育教学活动指明了改革的方向。如何在以大学物理和大学物理实验为核心课程的物理类通识教育教学实践中有机融合思政教育,让物理知识的传授更符合科学认知规律,让思政教育能够融入科学认知过程,增强思政教育的科学性、感染力和亲和力,践行总书记提出的坚持教育为人民服务、为中国共产党治国理政服务、为巩固和发展中国特色社会主义制度服务、为改革开放和社会主义现代化建设服务,就成为全国各高校思政工作和思政教育急需解决的突出问题。

一以“问题解决”为导向的教学方法完全符合科学认知规律和唯物辩证法

科学认知是一个能动的复杂的过程,不论是自然科学还是社会科学的研究任务和认知过程都是围绕着问题解决而开展的。以“问题解决”为导向的教学方法以探究、发现、解决问题而开展教学实践,通过对生产和生活中各种自然和社会现象的细心观察和理性思考提出问题并探究解决问题的方法,通过实验规律发现、理论研究和实验验证阐明事物之间的内在联系,通过理论指导实践解决人类社会面临的各种共性自然科学和社会科学问题。学习本身就是一个科学认知过程,是一种个体经验的积累过程,是主动地形成或重组认知结构的过程,也是用自己的头脑亲自获得知识的过程[2]。在这个过程中,学生的思维过程总是以对问题的好奇开始的,以“问题解决”为导向的教学方法在教学实践中坚持用辩证唯物主义的世界观和方法论真实再现科学的发现和技术的发明过程,让学生在自由的探究科学问题的过程中寻找解决问题的方法,完全符合教育学和心理学的原理和科学的认知规律,这在催生学生学习的内生动力、真正理解和掌握自然科学和社会科学中的客观规律都大有帮助。大学物理和大学物理实验所讲授的基本概念、基本理论和基本方法是构建理工科学生科学素养的重要组成部分,在教学实践中以“问题解决”为导向可以更好的帮助学生理解包括物理学在内的自然科学在人类文明发展史上做出过许多原创性的贡献,这对厚植学生爱国主义情怀等方面发挥着独特的作用。第一次工业革命中蒸汽机的发明和改进,将人类社会推进到了蒸汽化时代,社会生产力极大发展;第二次工业革命中电力的应用使人类社会进入到电气化时代,电话、电报的发明与应用,促进了人类通讯事业的发展和社会的进步;第三次科技革命中电子计算机的发明应用、信息技术的应用,使人类社会进入了信息化时代,互联网、物联网的广泛应用极大地推动了生产力的发展和社会的文明进步。进入新时代当代大学生承载着祖国的未来和民族的希望,如何在物理类通识教育教学实践中有机融入思政教育与思政课程形成协同效应构建全方位立德树人教育教学体系,就成为全国高等教育急需解决的现实问题。新疆大学物理科学与技术学院大学物理教学团队通过近年来的教学实践探索出了一种以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法,并在大学物理、大学物理实验和基础物理教学实践中不断摸索和完善以期为新疆大学“双一流”建设做出积极的贡献,同时也为全国各高校面临同样问题的物理学同行提供一些有益的教学经验参考。

二以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法实践探索

大学物理和大学物理实验涵盖了力学、热学、电磁学和光学等经典物理理论和实验以及狭义相对论、量子力学基础等近代物理理论,如何通过有限的课堂教学让绝大多数同学对大学物理和大学物理实验产生浓厚兴趣并有效的理解和掌握每堂课讲授的核心知识点成为每一位高校物理教师共同面对的难题,以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法为我们破解这一难题提供了一种可能途径。物理学作为自然科学的基础科学,在认识和改造世界中一直都发挥着基础性的作用,不论是经典物理实验定律的发现还是近代物理理论的提出和验证都是对辩证唯物主义哲学观点的最好诠释和最生动的体现。物理学作为一门实验学科,涵盖了力、热、电、光、声、磁等一系列普遍联系而又互相转化的运动形式,在科学认知的过程中既需要感性的个体体验更需要理性的独立思考。以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法,首先在教材建设上有所突破,通过对物理学基本问题的系统梳理,分工协作编写了涵盖力学、热学、电磁学、光学及近代物理基础的《普通物理学》教材,力求做到全书前后逻辑统一、物理量的引入自然、概念的定义准确、定律的表述严谨、定理的推导严密、例题的选择典型、思考题的设计理论联系实际且引人发思。其次,在教学实践中有所革新,授课前通过和学生的深入交流和探讨凝练出物理学各分支学科主要关心的问题,让学生先通过实验课对这些问题有个切身的感受,然后再通过理论课系统的讲授帮助学生对问题的认识从感性上升到理性。力学主要关心的是质点、刚体和简谐振子的运动和动力学规律问题,基于该问题物理学发展史上曾经出现过两种截然相反的观点,一种是以亚里士多德为代表的物理学家提出的“力是维持物体运动状态的原因”,另一种是以牛顿为代表的物理学家提出的“力是改变物体运动状态的原因”,孰是孰非可以让同学们通过大学物理实验课上牛顿第二定律、转动定律及简谐振动的验证来判断,通过这种以“问题解决”为导向的体验式教学既可以激发学生的好奇心、为学生提供分析问题和解决问题的机会又能让学生切身感悟到真理的相对性以及实践是认识的基础、是真理的检验标准。然后,再通过大学物理课堂教学讲授位置矢量(角坐标)、(角)速度、(角)加速度和力(矩)等基本物理量的基本概念并结合实际问题归纳总结出求导和积分这两类质点、刚体及简谐振子的运动学和动力学基本问题。最后,通过大学物理课上典型例题讲解和课后作业练习不断提高学生具体问题具体分析的能力。热学主要关心的是分子热运动规律问题,大学物理课前可以让学生通过大学物理实验课完成水的汽化热、冰的熔解等热学实验对热学问题有个最直接的体验。然后,再通过大学物理课讲授温度、压强、内能、热量和功的基本概念并结合生产生活中各种热现象的分析总结得出热力学第一定律和热力学第二定律。最后,通过大学物理课上典型例题讲解和课后作业练习不断提高学生理论联系实际的能力。同理,电磁学关心的是电荷激发电磁场时空分布规律、光学关心的是光的波粒二象性及传播规律问题、狭义相对论关心的是惯性参考系间的时空变换及质能关系、量子力学基础关心的是亚原子粒子的波粒二象性及动力学规律等问题,大学物理课前都可以让学生在大学物理实验课上通过库仑定律、毕奥-萨伐尔定律、电磁感应定律的验证以及杨氏双缝和薄膜干涉实验、光栅衍射实验、旋光率的测定实验对相关问题有个直观的切身体验,然后再在大学物理课上通过对基本概念、基本理论和基本方法的讲授,让学生对相关问题的理解从感性认识上升到理性认识,最后通过例题讲解和作业练习达到学以致用、理论指导实践的教学目的。近年来的教学实践探索表明,以“问题解决”为导向的教学方法可以有效的将物理学理论和实验与思政教育相融合,在催生学生学习的内生动力、培养学生的科学探索精神和创新思维等方面都发挥着潜移默化的作用。

三结束语

以“问题解决”为导向的物理类通识教育教学方法实践探索是适应新时代高校思政教育工作和学科内涵式发展的一次教育理念和教学方法革新,在教学实践中以“问题解决”为导向,坚持灌输性和启发性相统一,注重对学生的启发性教育,引导学生发现问题、分析问题、解决问题,让学生在对物理理论和实验的科学认知过程中悟真理明是非,与思想政治理论课形成协同效应,厚植大学生的爱国主义情怀,提高大学生的思想政治觉悟,努力为国家培养德智体美劳全面发展的创新型复合人才做出更大的贡献。

参考文献

[1]把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[J].实践:思想理论版,2017(3):4-5.

[2]主持召开学校思想政治理论课教师座谈会[J].中国电力教育,2019(03):6.

[3]王子兴.数学方法论——问题解决的理论[M].长沙:中南大学出版社.2002

[4]吴谦,周红.大学通识课程中互动反馈式教学模式的创新应用——以管理类课程为例[J].教育现代化,2018,5(01):270-272.

作者:陈恒雷 张伶 崔秀花 朱春花 单位:新疆大学物理科学与技术学院

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