创新能力培养中基础理论课程的桥梁作用

摘要：教育的现实需要决定了在基础理论课程中开展研究性教学的必要性，而在“电磁学”课程中开展的研究性教学，学生自由选题，自组团队，在教师的引导下进行深入的探究性学习。通过课程的规范化设计，为学生走向创新之路搭建了桥梁。

关键词：基础理论课程；电磁学；研究性教学；探究性学习；创新能力

根据研究型大学的创新人才培养目标，需要构建完整的研究性教学体系，引导学生进行探究性学习，培养学生主动探究能力，在学习的过程中启发创新思维和培育创新精神，通过科技实践活动培育创新技能。但从总体上来看，研究性教学在我国大学还处于摸索阶段，是“星星之火”，还没有形成“燎原之势”。那么，研究性教学体系应该如何构建，教师应该如何开展研究性教学，在四年的本科教育中大学生创新能力的培养如何可持续发展，研究性教学应该从几年级开始，基础理论课程应该扮演怎样的角色，能够发挥怎样的作用，这些都是高等教育中迫切需要研究和解决的问题。

通过物理系大学一年级“电磁学”课程的教学实践，我们深深体会到：研究性教学是能够也必须在基础理论课程中开展的教学改革，是培养大学生创新能力的重要的“第一环”。只要选对了方法，基础理论课程在创新能力培养中同样可以有所作为。

一、在基础理论课程中开展研究性教学的

现实需要

研究型大学的教育现实状况告诉我们，在大学一年级的基础理论课程中开展研究性教学已经成为现实需要，而不是可有可无的“纸上谈兵”。现实需要主要反映在以下三个方面。

1　基础理论课程教学价值的内在体现。在研究型大学培养大学生创新能力方面，基础理论课程教学承担着重要的“第一环”作用，使学生打好基础知识，提高学习能力，激发学习热情，培育创新精神。这些研究型大学的教学目标要求基础课教师必须突破传统教学模式，将研究性教学变成自身的一种需求，一个自觉追求的目标，才能真正转化成一种能力，引导学生进行探究性学习。教师只有具备了这些要素，才能承担起重要的“第一环”作用，使基础理论课程在培养大学生创新能力方面的真正价值得到体现。

2　稳定物理系学生的专业思想。和许多大学一样，西北工业大学的大学生在完成一年级的学习任务后，面临着专业转换的一次选择。按照学校的规定，各专业学分积前5％的学生可以申请转院学习，学分积在5％至10％的学生可以申请本院内转系学习。也就是说大学一年级课程结束后，物理系将面临一次优秀学生流失的可能。如何能够巩固和加深学生对本专业的认同，成为大学一年级的“电磁学”课程教师必须面对的现实命题。这个命题考验着基础理论课程教师的教学智慧。只有突破传统的单一教学模式，尊重学生的学习主体性与个性化，围绕学生建立切实可行的新型教学模式，激发学生对物理专业的学习热情，才能为物理系留下尽可能多的优秀学生。

3　科技创新实践活动需要基础能力支撑。2006年教育部启动了“国家大学生创新性实验计划”项目，开展多年的大学生“挑战杯”竞赛活动也为优秀大学生通过竞争环节进入创新技能训练提供了实践保障。这些活动项目对刚刚结束大学一年级学习的大学生充满了诱惑力，学生们组队参与竞争的热情很高，但是却常常对如何选题、如何参与竞争感到茫然。这几年希望通过“电磁学”课程教师指导他们参与，或者为他们推荐选题和指导教师的物理系学生人数不少。学生们的这些现实需求，向基础理论课程教学提出了明确的挑战，也为“电磁学”课程如何开展研究性教学点明了方向——基础理论课程教学还应该为学生进入创新技能训练提供科研能力培训。

二、在“电磁学”课程中开展研究性教学

的思考与定位

通过认真分析以上三个现实需要，结合“电磁学”的课程特征，如何开展研究性教学就有了清晰的思考与定位。通过“电磁学”课程教学，需要为大学生在夯实拓宽物理知识与能力的基础上搭建一座桥梁，引导学生在物理学领域参加相关科技创新技能训练与竞争，使优秀学生有能力竞争申报国家或学校的大学生科技创新型实验项目，或者参与大学生“挑战杯”的竞赛。通过这种方式激发学生学习物理的热情与创新活力。并且通过这样一座桥梁，吸引优秀的学生在物理专业的轨道上从大学一年级顺利过渡到大学二年级。

“电磁学”课程是一门理论性很强的课程，有着缜密的理论逻辑关系和高度量化的科学计算方法，这决定了它是一门非常适合培养学生学习能力和科学思维的重要基础理论课程。同时，“电磁学”又是一门支撑着多门后续课程的基础理论，在物理专业教育中有着重要的地位与作用。更重要的是，“电磁学”课程更是一门与现代科技和现实生活联系非常紧密的课程，而且不论是在物理系教师从事的科研领域里，还是现代应用科技领域里，都有着广泛的“话题”和“命题”，需要学生去探索、去学习。因此，“电磁学”课程是一个非常适合开展“研究性教学”的课程，可以供学生在课堂之外按照兴趣自由选择“命题”，进行探究式的学习研究。

为了通过“研究性教学”实现桥梁的作用，并考虑到大学一年级学生尚处在逐步构建基础理论知识的阶段，开展以“自组团队建立学习小组”为模式的协作互助型学习方式是适宜的。这种方式比起个体学习有着明显的优越性，可以实现更多的教育培养目标。志趣相同的学生通过自组团队，可以学习如何规划与分工，可以扬长避短实现学习能力互补，面对难题能消除恐惧感，培养团队协作精神，通过团结合作共同完成一个探究性学习任务。而自组团队的“探究性学习”模式也为学生完成一年级的学习，顺利进入二年级学习，去参加大学生科技创新型实验项目申报，或者参与大学生“挑战杯”的竞赛，积累了知识、技能和经验，锻炼了队伍。

因此，在“电磁学”课程中开展的研究性教学被定位为：学生通过自由选题、自组团队，在教师引导下进行“探究性学习”的教学模式。通过探究式的学习，提高自我获取知识的能力，学习物理领域的科研方法，学习物理前辈的创新之路，学会提炼观点和跨越式学习。

三、“电磁学”课程中“探究性学习”选题的引导性设计

教师在学生的“探究性学习”活动中要“有所为”和“有所不为”。“有所为”是指教师一定要担当好引导学生的角色，使学生能够更快地确定预选题，并向着正确的方向进行“探究”。而“有所不为”则是指教师一定要放手让学生自由组合，按照兴趣和能力自主选题，并且允许学生在一定的时间段里更换选题和重新组合，使学生能真正按照自己的意愿和兴趣去学习、探究。

为了更好地引导学生选题，同时也为了使学生通过“探究性学习”获得更长久的学习效益，教师进行预选题的引导性设计是必要的。在“探究性学习”启动之初，教师向学生提供部分“预选题”供学生自由选择，当然学生也可以在预选题之外的更宽范围内自由选题。

设计的预选题大致包括四个部分。预选题的第一部

分是从物理系教师的科研项目中筛选出来的和“电磁学”相关的问题，其目的是为教师和学生建立一座桥梁，让学生尽早了解本系教师的科研工作，并为日后选择指导教师及申报国家或学校的大学生科技创新型实验项目做好知识与能力的准备。预选题的第二部分是和“电磁学”课程相关的科技前沿及应用领域的进展，这部分选题相对较难，鼓励学生与高年级学生形成互助关系，指导其进行探究，也使学生提前了解“电磁学”课程对后续课程的重要性。预选题的第三部分是在创新实验基地或物理演示实验室进行的一些小设计与小制作，通过这些选题可以培养学生的动手能力、设计能力和计算能力等科学技能。预选题的第四部分是探索大自然中的电磁现象，这个部分在于激发学生的学习兴趣、观察力和分析力，通过兴趣带动热情，使学生更加热爱物理专业的学习。当然，通过第三和第四部分预选题，也力图为学生参与大学生“挑战杯”竞赛积累知识、技能和素材。

所有这些教师推荐的预选题，其目的都是希望学生通过“探究性学习”，在提高学习能力、学习物理科学思想、了解物理科研方法、培育学生创新精神的同时，沿着预选题为学生搭建的桥梁，引导更多的优秀学生能够沿着物理学科的轨迹顺利进入二年级的学习。并通过竞争机制更多地进入的科技创新实践中去，使创新人才的培养得以更好地延续，促使学生能将创新意识转变为创新行动。

四、“探究性学习”的课程实践与操作规范

在3届完整的教学实践中，为了规范学生的“探究性学习”，本课程教师有针对性地设计了小组的“选题规划表”。由3～5名学生组成学习小组，通过“选题规划表”按时间段分步骤地开展探究性学习。通过初查资料、预选题、组员讨论、与教师交流、参与竞争等流程，确定选题及类型。再通过分工合作，深度筛查资料，综合提炼，确定“探究性学习”主题论文(报告)的写作大纲，完成中期检查。虽后，根据教师提供的科技论文写作规范模板，引导学生按照科技论文的要求完成主题论文的写作。

除了通过“选题规划表”规范学生的“探究性学习”活动外，“电磁学”课程还专门为学生的“探究性学习”设立了新的评价体系。新的评价体系包含教师对学生团队的打分和学习小组之间抽签互评分数。这一评价体系不仅仅只针对主题论文(报告)完成的质量打分，还注重对探究学习的过程、团队合作精神、对小组互评的态度打分。这一评价体系进一步强调了学生的主体性，评价体系中各个部分的分数构成，由教师和全体学生公开讨论确定，教师和互评小组按照统一的标准为每个小组的“探究性学习”全过程打分。通过设计“小组互评表”引导学生科学、公平、公正地为队友的学习成果进行评价和打分，并推选优秀主题论文公开演讲。通过互评和演讲，也使更多的学生分享了队友的学习成果。“探究性学习”的分数和期末考试成绩一起，按照一定的比例摄后计入学生的学期成绩中。

五、实践效果

研究性教学促进了学生自主开展探究性学习，提高了学生的学习能力，与传统的课堂理论教学互补，成为一种成功的教学模式。归纳起来，在物理系大学一年级“电磁学”课程开展的“研究性教学”主要实现了以下几个教育目标：(1)紧密结合课程自由选题进行研究，强调了学习主体在学习中的地位；(2)采用自组团队的探究方式，突出了群体讨论式学习的重要性，培育了团队协作精神：(3)以渐进方式探索、讨论、选材、竞争，形成探究学习主题，使学生初步了解了科学研究的过程与方法；(4)教师与学生小组互评的评分模式，改革了传统的考评机制，增强了学生的主人翁意识，也为创新人才的脱颖而出留出了空间。

通过对开展过“探究性学习”的物理系2008级、2009级和2010级3届学生的问卷调查显示，在“电磁学”课程中开展“探究性学习”获得了高达96％的学生的赞同与肯定，并建议在以后的“电磁学”课程中继续进行下去。而在以培养学生“互助学习”和“团队合作精神”为目标的自组团队的学习模式调查中，受学生欢迎的程度达到65％以上。

通过“探究性学习”，物理系学生的专业思想得到了加强，学习热情与潜能得到了释放。在完成了一年级学业的2008级、2009级大学生中，转专业的学生人数持续下降，2009级的转专业人数更是创下了新低。在2010级学生的问卷调查中有转专业意向的学生人数为零。而积极申报“国家大学生创新性实验计划项目”的学生人数大幅攀升。学生的自信心和创新能力有了明显的提高，物理系2009级学生中积极参加2011年大学生“挑战杯”选拔赛的学生人数超过了70％，再次创下新高。

参考文献：

[1]许晓东，冯向东．理工科本科研究性教学模式的研究与实践[J]．中国大学教学，2008(11)

[基金项目：西北工业大学高教研究基金(2008GJY5)]

[责任编辑：余大品]

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