创新精神和探究能力:新建本科专业基础课教学价值取向
——以滁州学院大学物理“探究创新”教学模式实验为例

万东升

(滁州学院电子信息工程系,安徽滁州239000)

创新精神和探究能力:新建本科专业基础课教学价值取向
——以滁州学院大学物理“探究创新”教学模式实验为例

万东升

(滁州学院电子信息工程系,安徽滁州239000)

通过分析专业基础课教学现状,探讨“探究创新”教学模式特点和存在问题,来探求新建本科高校以培养创新精神和探究能力的“探究创新”课堂教学模式,并且开展“探究创新”教学模式的课堂实验研究,以实证结果来探讨“探究创新”教学模式培养学生创新精神、学习兴趣和探究能力的教育功能。

创新;探究;教学模式

现代科技与经济发展的最大特点是创新,“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,创新的关键在人才”[1]。创新所需要的是具备探究态度和具有批判精神、实践能力的人才,而这归根到底靠教育培养人的创新意识和探究能力。创新精神和探究能力是当代科技与经济对人才提出的新的素质要求。对于高等教育而言,尤其是在高校扩招后,新建地方本科高校从原来的单一专门培养技能人才专科转变成综合型本科,高校不再是精英教育模式,而是更加注重人才创新精神和探究能力等科学素养的提高。所以沿用原来单一的专科精英技能培养的接受式学习方式来学习“确定知识”,已很难使教育培养的人才适应现代经济技术发展要求和应对急剧变化的社会变革的能力,高等教育必须注重学生创新精神和探究能力的培养,以适应时代发展的需要。

扩招后的新建地方本科高校大学物理课程作为理工科专业的公共专业基础课,旨在培养理工科专业大学生的科学素养,这其中包括科学探究能力和创新精神。科学探究是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径,科学探究也指的是学生们用以获得知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动[2]。创新精神是对人在各种活动中表现出来的创造性倾向的总称,是由多种心理素质与行为方式整合而成的精神状态,包括批判精神、科学精神、开拓精神、冒险精神、务实精神等[3]。所以创新精神是探究能力的重要条件,探究能力又为创新精神的培养起到促进作用,它们是相互统一的。但是现在新建本科高校理工科大学物理教学很多仍然沿用传统的精英单一订单式学科本位教学方式,普遍存在着重结论、轻过程的教学模式,教学方式上主要是建立在行为主义教学观下的传授式教学,学生学习大学物理课程内容也仅仅停留在表面的记忆公式,然后套用公式解题,所以使得理工科大学物理教学很大程度上失去了培养科学探究能力和创新精神的功能。因此基于发挥大学物理教学培养学生理解科学知识、培养科学探究能力和创新精神等科学素养的功能,从而在新建本科高校进行大学物理“探究创新”课堂教学模式的研究和实践对提高课堂教学实效性具有重要的理论和实践意义。

一、探究创新教学模式的概述

(一)已有的探究创新教学模式特点

任何教学都会涉及方法和程序,教师为达到某种目的或者实践某种理念而进行的教学设计、活动以及评价,就会形成一套体现为特定步骤的过程,这就是教学模式[4]。已有的探究创新教学模式一般分为探究教学模式和创新教学模式,其中以实践性较强的探究教学模式居多,当中蕴涵有创新精神培养的成分,探究和创新方面的教学模式的研究呈现下面几个方面的特点:(1)理论基础。以建构主义和人本主义学习理论为基础,强调学习过程不是教师向学生传递知识的过程,而是学生主动建构知识的过程,建构就是学习者通过新、旧知识经验间的反复的、双向的相互作用,来形成和调整自己的经验结构[5]。人本主义学习理论对教育的一个主要认识就是:“在教育、教学过程中,在学生的学习过程中,情感和认知是学习者精神世界的不可分割部分,是彼此融合在一起的”[6]。(2)教学目标。学习知识与技能,了解科学的形成过程与科学方法,培养学生的探究能力和创新思维能力,形成良好的情感、科学态度和科学观。(3)操作程序。探究创新教学模式具有特定的顺序性和阶段性,教学中学生参与围绕科学性问题、事件或现象展开探究学习,探究活动与学生原有的认识紧密相关,教师要设法激起学生认知冲突,激发他们的求知欲望,学生通过探究问题,形成和检验假设,解决问题,将所学知识运用于新情境,以拓宽理解,形成新技能。(4)探究创新教学常用模式。在理科教学中,强调探究的教学模式很多,这些教学模式的共同特点就是重视学生在教师的引导下建构科学概念。其中影响较大的反映探究理念的探究创新教学模式是学习环模式。

(二)已有的探究创新教学模式研究的欠缺

(1)研究对象。已有的研究其研究对象主要是基础教育中中小学生,随着国内高等教育的蓬勃发展,高等学校的理工科专业教育需要培养大量的具有探究能力和创新精神的大学生,人才的培养不是精英模式,而是注重素质的提高。对于新建地方本科高校都是在原来的专科基础上转型过来的,原来的基础是单一的人才培养模式,学科本位思想严重,比如原来是师范类,只针对教师技能的培养,原来是医学类专科,注重培养的医学的专业技能人才,而今扩招转型升本后,转变成综合性普通本科高校,对于大学物理这样的基础课程,必然要承担起提高学生探究能力和创新精神等科学素养的作用,但现在缺少对新建本科高校的探究创新教学模式的研究和关注。(2)研究内容。国内外的研究对理论研究和宏观的策略研究较多,虽然也有些具体的探究创新教学案例分析研究,但是容易造成在中国国内教学实践中机械式的照搬操作程序,使得探究教学、创新教学等模式处于机械式。(3)研究方法。研究方法主要集中在理论分析研究,缺少必要的实证研究和大量的案例及微观层面的深入研究。

二、新建本科高校大学物理“探究创新”课堂教学模式的实验研究

(一)“探究创新”教学模式的建立

针对现有的探究创新教学存在的问题,我们根据高雄师范大学科学教育研究所的洪振芳提出的创造性探究教学模式[7]进行改进,整合探究教学模式和创新教学模式,结合吕林海、汪霞提出创新型教学模式[8]的构建需要整合三个核心的设计要素:目标、知识的设计;问题、活动与情境的设计;评价反馈的设计。我们课题组建立“探究创新”教学模式并进行实验研究,此教学模式包含四个成分:探究、解释、交流和评价。如图1。

图1 “探究创新”教学模式

根据洪振芳的四成分,我们归纳分析和总结,我们课题组提出“探究创新”教学模式的过程阶段要素和目标为如下:

注:教学过程不是完全按照四个阶段的某个顺序进行的,四个阶段既具有独立性又具有综合性的特点,可能某个主题教学中学生参与一个阶段的过程,而没有其他三个阶段,或者一个主题教学中综合有四个阶段过程特点,具体要根据教学内容的需要组织教学。

(二)研究方法

我们在一个学期的大学物理课程教学中实验班级使用探究创新教学模式进行,进行每个主题教学的时候,尽量包含探究创新教学模式的四个成分内容,控制班使用传统的教学模式,大学物理课程包括理论课和实验课,实验班理论课与实验课交叉融合进行,控制班理论课和实验课使用传统的分开进行教学。(所有数据通过SPSS17.0进行统计分析)

(三)研究被试

2008级自动化(本科)70人和2008级数学与应用数学(本科)55人,两个班级人数虽然有些差别,入学后用往年高考试题组合的100分试卷,进行前测,考试结果情况见(表一),进行 T检验时,t=0.567,P=0.571.＞0.05,平均分无显著性差异,所以可以认为两个班级的学生作为对等组进行实验。2008自动化班级作为实验班,2008数学与应用数学作为控制班。

表1 试验组和控制组前测成绩的比较

(四)研究结果分析及讨论

经过一个学期的大学物理探究创新教学模式的教学实验,学期结束我们分别对2008级自动化(本科)70人和2008级数学与应用数学(本科)55人进行了调查研究,期末考试试题由滁州学院电子信息工程系大学物理教研组集体命题,试题的内容主要考察学生的大学物理课程知识、主要物理概念的理解和运用、科学方法和科学探究基本能力等几个方面,试题的难度适中、灵活性较强。以下是两个班级的学生考试情况(表2)。

表2 试验组和控制组期末成绩(后测)的比较

进行 T检验时,t=2.185,P=0.031＜0.05,实验班和控制班的平均分有显著性差异,实验班的平均分高于对照班,说明通过探究创新教学模式的教学时间,试验班的学生对物理知识掌握、主要的物理概念理解和运用、科学方法掌握等方面明显比控制班好。

由于是一个学期的试验,对学生进行科学素养提高很难有明显的提高,但是我们认为物理学习兴趣是科学素养提高的前提,而且物理学习兴趣容易测量,所以我们在学期结束后进行物理学习兴趣问卷调查,采用曲阜师范大学胡象岭老师编制《物理兴趣测量量表》,20个题目满分为20分。

效度量表:该量表共10个检测题,这些题目所描述的内容是一般人不容易或难以做到的。如果一个人对前面的大部分题都做了否定的回答,而对后面的大部分题都做了肯定的回答,便说明他回答不真实。在此量表上所得的分数称为说谎分数。被试的说谎分数,满分为10分。若说谎分数超过5分(包括5分),则视为废卷。

通过分析,说谎分数超过5分的试卷共4份,视为废卷,得到有效试卷121份,见(表3)。

表3 试验组和控制组物理学习兴趣测试成绩(后测)的比较

进行 T检验时,t=4.415,P=0.000＜0.05,通过学生物理兴趣量表的测试,发现试验班的学生对物理学习的兴趣高于控制班,且达到显著性差异。

(五)实验结果总结

通过实验结果的分析,实验班级学生在通过大学物理探究创新教学模式的教学后,他们的基本探究能力得到显著性提高,学生对知识的理解和运用优于控制班,学生对科学方法的理解和掌握较好。物理学习兴趣实验班明显高于控制班,达到显著性水平,从结果分析看,学生的创新意识和探究能力等科学素养有所提高和进步。探究创新教学模式进行的时间只有一个学期,所以在创新意识和探究能力等科学素养的提高结果还需进一步的研究和分析,可靠的效果还需要进一步的深入研究,但是通过实验的情况看出,实验班学生的学习物理积极性有很大提高,对一些科学问题的思考方式正逐步走向科学的思考方式上,具备初步的科学精神和科学态度。

三、结束语

新建本科高校在原有的地方专科院校基础上升格成多科型本科院校,原有的单一的培养专门技能性人才方式不在适用,公共专业基础课程需要适用新要求,努力转变思路和课程目标,不断探索新的教学模式,探究创新教学模式当然也不能完全的套用,对于不同专业教师可以整合其他教学模式的合理因素,来丰富和发展探究创新教学模式,根据教学情境的变化和多样,设计适合学生的个性发展的新模式。尤其是从科学素养提升的总方向上设计以培养创新精神和探究能力的课堂教学模式,从而发挥高等教育公共专业基础课程的教育功能。

[1]教育部.面向21世纪教育振兴行动计划学习参考资料[M].北京:北京师范大学出版社,1999:241-244.

[2]美国国家研究理事会.美国国家科学教育标准[M].北京:科学技术文献出版社,1999:30.

[3]颜晓峰.论创新精神[J].山西师范大学学报(社会科学版),2001,(4):17.

[4]高潇怡.科学教育中的探究教学模式发展述评[J].外国教育研究,2007,(3):76.

[5]吴庆鳞.教育心理学——献给教师的书[M].上海:华东师范大学出版社,2003:195.

[6]丹尼尔·戈尔曼.情感智商[M].上海:上海科技出版社,1997:284.

[7]洪振芳.探究式教学的历史回顾与创造性探究模式之初探[J].高雄师范大学学报,2003,(15):178-179.

[8]吕林海,等.创新型的大学教学模式构建的理论思考[J].江苏高教,2008,(1):64.

[9]Cox-Petersen,A.M.Empowering science teachers as researchers and inquirers[J].Journal of Science Teacher Education,2001,12(2):107-122.

[10]Crawford,B.A.Embracing the essence of inquiry:New roles for science teachers[J].Journal of Research in Science Teaching,2000,37(9):916-937.

Innovation and Inquiry:Value Orientation in Teaching of Undergraduate Basic Courses in a Newly Formed University——An Empirical Study of"Inquiry and Innovation"Teaching Model of College Physics of Chuzhou University

Wan Dongsheng
(Department of Electronics and Information Engineering,Chuzhou University,Chuzhou 239000,China)

"Inquiry and Innovation"teaching model in a newlyformed university and college was discussed by analyzing the present situation of basic major courses teaching,the features and problems of"inquiry and innovation"teaching model.An empirical study of"inquiry and innovation"teaching model was made.The result indicates that"inquiry and innovation"teaching model can be used to cultivate students’innovation,learning interest and inquiry.

innovation;inquiry;teaching model

G642.0

:A

:1673-1794(2010)04-0099-03

万东升(1976-),男,硕士,讲师,研究方向:课程与教学论(物理),科学教育。

滁州学院教研课题(2008jy058)

2010-04-26