新工科背景下中学物理创新思维教学改革研究与实践

新工科背景下中学物理创新思维教学改革研究与实践

赵鹏1，曾雨轩1，刘涛2

（1.衡阳师范学院，湖南衡阳421002；2.湘潭大学，湖南湘潭411105）

摘要：近年来，国家对工程人才的要求越来越高，需求越来越大，工程教育改革迫在眉睫，“新工科”建设应运而生。在新工科建设的背景下，本文就中学物理教学中现存在的问题进行分析，对新工科背景下中学物理创新思维教学进行探究，提出改革物理教学和创新人才培养模式的新建议，构建“运用新媒体教学新方法—创新团队协作课堂新模式—提高综合素质课程新目标”的中学物理新体系，促进中学物理创新思维水平不断提高。

关键词：新工科；中学物理实验；物理教学；创新思维

近年来，国家对工程人才的要求越来越高，需求越来越大，工程教育改革迫在眉睫，“新工科”建设在这样的背景下应运而生。在“新工科”中，“工科”是指工程学科，“新”包含三方面涵义，即新兴、新型和新生[1]。新工科的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，以期培养未来多元化、创新型的卓越工程人才。其根本任务是人才培养，即不仅要培养高素质、厚基础的人才，更要培养具有实践能力与研究性创新型的高质量人才。其核心是充分激发学生内在，激发学生主动探究兴趣、培养学生实践能力和创新精神的重任。“新工科”专业建设更加需要物理的基础来支撑来满足新工科专业的综合性、系统性、科学性的新要求[2]。因此，教师应对课程讲授方式开展多模式的改革与尝试，同时，创新意识与创新能力的培养也是落实科学发展与实现科技强国战略的迫切需要，是21世纪中国初等教育改革的热点与重点问题。

一、中学物理创新思维教学问题现状分析

近些年随着中学物理教学改革的不断深入，中学物理教学在教学内容、教学方法和手段等方面都有了很大的改进和提高，但是仍存在许多不足，无法满足新工科背景下人才培养的需要。教学内容上，不利于培养学生的工程能力和创新能力。在教学方法和手段上，尽管大多都尝试采用了参与式、讨论式、渗透式等多种先进的教学方法，但总体上仍主要以“灌输式”方法为主，整体教学效果并不理想。

我们通过发放调查问卷的形式调研了物理探究性实验过程中学生的完成实验方式、物理探究性实验中得出结论的主体情况等，由图 1物理探究性实验过程中学生的完成实验方式的研究调查结果能够得出与同学合作完成实验、在教师指导下完成实验的占比分别是51.90%和18.10%，能够独立完成实验的占比为10.20%，可以看出学生独立完成能力相对较低。由图 2物理探究性实验中得出结论的主体情况调查结果得出实验结论大部分由小组讨论或不讨论直接给出课本上总结，教师对于实验控制度较高。

图 1物理探究性实验过程中学生的完成实验方式  图 2物理探究性实验中得出结论的主体情况

二、中学物理教学中学生创新能力缺失原因的剖析

（一）教师不重视物理实验在物理教学中的作用，实验教学形式化

中学物理学科具有较强的实践性。但当前中学物理教学中实验教学普遍存在形式化的问题、物理实验的开展、大多是教师为满足教学需求所设计的、存在形式化的问题，这就会对学生探究能力和创造性产生一定束缚、不利于学生物理水平的提升。其次中学生存在一定的学习压力，物理学习过程大部分实验课程会精简为教师的讲述以及学生思维理解。这也导致学生无法有效认识到物理实验过程的实际重要点。另外，为了保障教学进度不受影响，教师往往会直接将实验的步骤与关键点给予学生，未带领学生进行相关的物理实验设计与认知了解。物理实验过于流程化，学生实验过程已经明确实验中即将发生的问题，中学学生对物理实验缺失好奇心，无法全身心投入实验观察中。此外，学生的创新思维能力也得不到有效发展，物理实验的价值便无法凸显。

（二）教师的课堂教学模式陈旧，学生创新意识培养不够

在新课改理念中，中学物理教学需要将素质教育结合在物理课程授课中，进而在多元化的教学中，学生以理论知识为基础，不断加强学生创新能力、操作能力、综合素质等。其中创新思维能力对于物理十分重要，是学生有效了解物理知识的重要基础。不过现阶段大部分中学物理教学未将创新思维能力作为重要的培训课程，大部分物理教师只是将学生的成绩作为教学质量标准，这对学生的综合能力评价存在严重偏差，这也造成学生降低了对物理知识的学习积极性，同时，在学习中，学生也不能全面发挥自身主观能动性。

（三）教学方法与课程目标单一化

随着教育的深入改革，综合能力培养理念全面推广，教师不仅需要将核心能力作为主导目标，以此开展课程教育，还要在教学过程中，突出学生的主要地位。科学的教学目标设定和可行的教学方法选择。能够为中学物理教学的顺利推进创造条件，但就现实情况来看还有大部分物理教师，由于受到传统教学理念的影响，还将应试教育放在首位，这也导致教学模式的单一化，许多物理知识的实验课程，教师仅仅依靠讲述、论证的方式，让学生展开理解，进而让学生缺少实际动手训练，同时，学生只能将物理知识中的原理与知识重点死记硬背，极大地降低了学生对物理学科的学习积极性，学生也无法在实际的实验过程中创新思维发展，思维能力受到严重限制，忽视了学生的综合素质养成，物理教学资源未得到有效利用。

三、新工科背景下中学物理创新思维教学改革的新途径

（一）运用新媒体教学新方法，注重实验探究教学

针对中学物理教学方法单一化问题，在新工科背景下要注重教学思路创新，将多种教学方法科学且协调的运用于中学物理教学过程中，组织开展丰富多彩的物理教学活动，促使其以饱满的热情和积极的态度参与到物理学习活动中，这样就能够在无形中激发学生参与物理学习的兴趣、令学生主观能动性得到发挥。随着“科教兴国”成为国策，将理论与实际、纯粹与应用紧密结合且互相促进成为了发展的重要方向[3]。教师要注重先进教学技术在多媒体教学中的应用，给予学生优良物理学习体验。实验探究是中学物理教学中的重要环节，通过物理实验来强化学生对于物理知识与生活间的关系。问题探究要符合学生的认知特点，能激发学生的兴趣在实验方法、实验设计、实验步骤等环节教师要发挥学生学习的作用，引导学生充分讨论，培养学生求异求变的能力[4]。使得中学物理教学能够更好地吸收内化物理知识、并且在参与实验探究的过程中、令学生物理综合能力和创新意识得到明显增强。

（二）创新团队协作课堂新模式，培养学生合作意识

在以往的物理教学中，教师们往往把物理知识死板地灌输到学生的脑子里，学生缺乏独立思考，因而学生的学习积极性不高学习质量也不理想，长此以往，会产生对物理学习的抵触心理[5]。因此，课堂上可将学生根据教学任务分组，以分组学习的方式促进学生在学习中互相督促、合作共赢。学生间取长补短，凸显学生的核心位置。通过课堂深入的沟通，进而达到学生学习能力提高的结果。革新过去灌输式的教学方式，也能够有效的养成合作意识。除此之外，根据教材讲解内容，教师也可以适当的为小组设置针对性的学习任务，使小组成员之间能够展开全面的沟通。教师对各组做出针对性的评价。对探研性实验，教师要适时对学生的探研过程和结论予以分析和评价，让学生在探研的过程中领会研究物理问题的科学方法[6]。

（三）提高综合素质课程新目标,激发学生自主创新能力

新工科建设的精髓在于提升大学生的创新能力和创造力，中学物理课堂教学的顺利推进、要立足新课标要求来创设可行的目标、注重学生物理素养培养和探究能力强化。在这一过程中、要确保教学目标设立的多元化，满足学生在物理学习中的差异化学习需求，在浓厚的物理学习氛围中强化学生自主学习能力，激发学生物理学习积极性。物理教学情境的创设、能够为学生吸收化物理知识提供载体、在激发学生物理学习体验的同时，促进中学物理教学目标的顺利完成。教学中还要注重鼓励学生的质疑精神和批判性思维。而我国一直有尊师重教良好风尚，学生很难去怀疑老师，学生不敢也不爱提问题，这就很大程度上制约了学生探究性思维及创新能力。根据将要学习的内容，提前给出预习提示鼓励学生根据提示自己去搜集一些相关的资料。目的是尽量引导学生自觉的去发现问题、提出问题，能主动的积极的去思考。这样不仅可以调动学生的学习积极性，还可以有效的提高课堂教学质量。想办法挖掘每一位学生的潜能，让每一位学生充分发挥自身的优势。让学生经历发散思维，使学生在解决问题时无论在思路的选择上、在思维的方法上，或者在思维的逻辑上，显示其独特性、首创性、开拓性，这无疑对发展学生的创造力具有十分重要的意义[7]。

四、结语

在新工科建设的背景下，中学物理教学要在夯实基础知识学习的基础上，加强对创新思维教学的研究与实践，以培养学生自主创新能力和提高学生综合素质为课程教育教学的新目标，构建“运用新媒体教学新方法—创新团队协作课堂新模式—提高综合素质课程新目标”的中学物理新体系新格局，促进中学物理创新思维水平不断提高。

基金项目：1.衡阳师范学院教学改革研究项目“新工科背景下中学物理创新思维教学改革研究与实践”（JYKT202018）；2.湘潭大学学位与研究生教育教改研究项目“大数据时代研究生精准思政教育机制研究”(YJG20210006)。

参考文献

[1]林健.面向未来的中国新工科建设[J].清华大学教育研究, 2017,38(02):26-35.

[2]王忆.浅谈物理教学与“新工科”专业建设的关系[J].课程教育研究,2018(05):166-167.

[3]刘金磊,赵晶.新工科背景下理科人才培养的思考[J].教育教学论坛,2019(25):230-231.

[4]叶成林.初中物理实验教学中学生创新能力缺失剖析及其应对策略[J].中学物理,2015,33(12):8-9.

[5]曾福斌.高中物理实验教学中培养学生的创新思维[J].中学教学参考，

2017(05):71.

[6]濮玉芳.开展物理课外实验活动,培养学生实践创新能力[J].新课程(中

学),2013(05):28-29.

[7]陈强.新工科背景下物理基础课教学的地位和作用[J].中国大学教学,2019(05):34-37+48.

作者简介

赵鹏（1991-），男，湖南邵阳人，衡阳师范学院教师，硕士，研究方向：思想政治教育；刘涛（1992-），男，湖南衡阳人，湘潭大学讲师，博士，研究方向：思想政治教育；曾雨轩，湖南常德人，衡阳师范学院学生，学士。