物理教学对创新型人才培养的促进作用

张婷婷

【摘 要】“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。[1]”在大众创业、万众创新的大背景下，教师更应该注重培养学生的创新意识和思维，激发学生的创新热情，提高学生的创新能力。众所周知，物理学是现代科技发展的基础，是众多理工科专业学生的必修科目，其丰富的知识及逻辑严密的科学思想和方法是创新型人才必备的科学素质。因此，加强和改进物理教学具有重要的现实意义，可以对科技发展起到积极的推进作用。

【关键词】物理学；创新型人才；科技发展

1 物理学主要研究内容

物理学是一门以实验为基础的探索自然界基本规律的学科，是对自然界各种现象概括的规律性总结，是最基本的和包罗万象的。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是一切自然科学和工程技术的基础[2]。物理学的研究领域包括凝聚态物理、原子分子物理、高能/粒子物理、天体物理等几大方面。物理学具有真理性、统一性、简洁性、对称性、预测性和精密性等性质。而且，大量事实表明，物理思想和方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的指导意义。

2 物理学发现引领科技革命

科技的发展离不开物理学的新发现，将这些新的物理原理运用到现实生活中，便会使人们的生活发生翻天覆地的变化，带来一场新的科技革命，下面将举两个例子来进行阐述。

2.1 电磁波的发现与应用

1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论，得到了麦克斯韦方程组。此方程组表明空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化的电场则进一步激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。这一理论直接预言了电磁波的存在。麦克斯韦创立电磁理论之后，直到1887年，德国的青年物理学家赫兹在实验上证明了电磁波的存在。之后，研究人员便展开了积极的探索，争取将此重大的发现应用于现实生活之中。如今，电磁波已经在人们生活的方方面面都展露了头角，比如，无线电广播和电视信号都是利用电磁波来进行的。人们先将声音及图像信号转变为电信号，然后将带着这些信号的高频振荡电磁波向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音和图像信号。微波炉发射的微波频率接近食物的固有频率，容易引起食物分子共振，食物分子在高频磁场中发生震动，分子间相互碰撞、磨擦而产生热能，从而使得食物被加热。此外，红外线可以用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等，紫外线可以用于医用消毒，测量距离，工程上的探伤等。

2.2 互联网的出现

1987年，北京计算机应用技术研究所发出了中国第一封电子邮件：“Across the Great Wall we can reach every corner in the world. ”（越过长城，走向世界），揭开了中国人使用互联网的序幕。在此后的30年中，互联网在中国得到了飞速的发展，极大的改变了中国人的生活和工作习惯，使人们感受到了科技发展所带来的便利。在当今的互联网时代，人们的衣食住行都离不开网络，互联网带我们走进了大数据时代，网络早已改变了我们的生活。通讯更加的快捷方便，距离不再是阻碍信息传输的一道鸿沟，利用各种聊天视频软件，信息往往瞬息可达。网上购物的兴起，使人们足不出户便可轻松购买到全球各地的商品。甚至在外出消费时不再需要携带现金，直接网络转账，使生活更加的轻松惬意。而这一切都离不开物理学的进步与发展，越来越多的事实证明物理学也必将在科技的创新发展中发挥越来越重要的作用，只有将物理学的基础打牢，才能建立气势恢宏的科技创新大厦。

3 物理教学面临的挑战

3.1 物理在高考选择中受冷落

在新高考改革试点地区浙江、上海出现选考物理考生人数锐减的问题引起了媒体的广泛关注。浙江高考考试科目设计形式改革为：3+3，即语文、数学、英语三门必考，而后三门由考生自选。其积极意义就在于给了考生更大的自主权，可以选择自己擅长的科目。而此项改革导致了物理科目在高考选择中备受冷落，抽样调查的结果显示，物理已经从从第一选择变成倒数第二的选择。究其原因，最主要的是赋分法有误导，但最根本的原因，还是遭遇了功利文化的算计。对大部分考生来说，物理科目的难度是所有科目中最高的，物理成绩好的孩子，多数总体学习成绩也普遍较好。但是由于在新的赋分法下，考生难以在物理科目上获得更好分数。于是一些考生就放弃物理，轉而去选考其他更容易获得高分数的科目。并且即使可以获得同样的分数，物理学科相较于其他学科来说也需要花费更多的时间和精力。因此，选考物理的人数出现大幅度下降。物理科目从理论上的最佳选择，变成了实际中的倒数第二选择。然而，从长远来看，选择物理科目才是明智之举，因为从高校录取政策来看，物理是顶尖高校的必要条件。且大部分高校的理工类专业以及顶尖高校的普通录取的选考科目中都包含物理。因此，考生不应只看眼前利益，盲目追求高考的高分，而在填写高考志愿时由于没有选考物理而不能录取到自己喜欢的专业，也就不利于创新型人才的培养。

3.2 大学生缺乏兴趣，教学效果不理想

在大学阶段，对于物理学专业的学生来说，进入大学后会进行更深入更系统的物理知识的学习，而这些知识往往环环相扣，并且需要运用微积分等更多高等数学的知识来进行求解。学生通常会感觉到大学里的物理知识更加困难，更加抽象，学习起来也有些力不从心，部分学生便因此失去了信心，仅仅追求考试能够及格，致使教学效果较差。对于非物理专业的理工科学生来说，情况也并不乐观。笔者在讲授此部分学生《大学物理》课程的过程中发现，有的学生中学物理基础较差，对很多基本的概念及公式理解不够透彻，因此不能很好的进行过渡，很难跟上大学的授课进度。还有的学生数学知识比较欠缺，还是用原来的老方法来解决新问题，在求解题目的过程中出现了一定的偏差。而《大学物理》课程恰恰是理工科学生学习其专业知识的基础，如果不能掌握其中的基本原理，形成清晰的物理图像，将直接影响其对专业知识的领悟和运用，因此其重要性不言而喻。所以，如何提高学生的兴趣，增强其理论与实际想结合的能力，提高创新型人才的培养效率等都是我们值得深思的课题。

3.3 专业分工细化

随着科技的进一步发展，专业分工也越来越细化，由物理衍生出来的无线电、微电子、通信工程、光学工程、电子信息等专业在各种高精尖的科学领域都发挥着举足轻重的作用，也为创新型人才的培养提供了沃土。然而，如此纷繁复杂的专业设置也给学生的专业选择带来了一定的困难，如何选择适合自己的专业，怎样处理博与专的关系等等都值得我们进一步探讨。

4 解决方案

针对在物理教学过程中发现的上述问题，我们从以下几个方面来试图提供一些解决问题的角度：首先，降低高考选考课程的功利性目的，或提出更合理的赋分法则，以使真正喜欢和适合学习物理的学生能真正的投入其中。其次，明确物理课程在创新人才培养中的重要作用，调整教学模式，引导学生由被动接受到主动学习。再次，创造个性化的学习环境，提倡理论与实际想结合，带领学生参加实践活动，激发其学习物理的积极性和主动性[3]。当然，任何问题的解决都不是一蹴而就的，需要一个漫长的过程，但是只要我们能够充分意识到物理课程的学习对创新型人才培养的重要性，就能使问题逐步向好的方向发展，进而促进科技进步和国家的兴旺发达。

【参考文献】

[1]江泽民.在新西伯利亚科学城的演讲[M].江泽民文选，第2卷.北京人民出版社，2006.

[2]李媛媛，徐志杰.创新型人才培养与大学物理教学[J].中国石油大学学报（社会科学版），2009.

[3]马学军，徐送宁.基于创新人才培养的大学物理课程改革与实践[J].高校物理课程教学系列报告会论文集，2015.endprint