关于教师教育改革的几点思考

关于教师教育改革的几点思考

1坚持开展教学研究教师的法律责任在于教育和培训。坚持科教兴国的基本国策,培养高素质创新型人才,建设创新型国家,以适应国家经济、社会发展的需要,是高等院校教师所肩负的历史重任。要想站在五尺讲台上几十年不辱使命,必须坚持数十年如一日地进行教学研究。教学活动所涉及的,都是教学研究的范围,概括而言,包含教学的思想、内容、手段、方法、评价、监督等等,内容十分广泛。显然教学研究不能可有可无,而是教育事业的客观需要。只有开展教学研究才能不断广泛而深入地揭示教学应遵从的各种客观规律,才能为自己的教学注入新的活力,推动自己达到高水平的教学,成为教学专家,而不至于停留在教书匠的水平上,也才能不断改善和丰富教学科学知识,推动教学科学不断发展,更广泛而深入地促进教学进步。1.1要从传统教学思想出发,确立新的教学评价标准和监督体系众所周知,所有教学工作,包括每门课程的安排都是为实现学校教育目标而设置的,理所当然也应该密切地适应于实现教育目标的需要。但实际问题要比人们想象的复杂得多。人们的主观意识因受这样或那样的局限,脱离教学客观实际的现象时有发生,甚至长期未能解决好。教师习惯于传统的教学方法:教学内容多而全、教学方法满堂灌、教学目的重传授知识轻实践能力训练……。现在提出要培养高素质创新型人才,教学的路该怎样走,用什么方法才能达到所要求的效果,许多教师却没有辙了。面对崭新的教育目标,教师必须从传统教学思想束缚下解放出来,树立新的教学思想、改革教学内容、改进教学方法、运用新的教学手段,确立新的教学评价标准和监督体系。培养高素质、创新型人才是教育目标的重大变革,仅一门课一个教师进行改革既是不够的,也会受到多方面的制约。必须实行整个专业,例如物理专业全盘教学计划的改革,多门课、每个教师都进行改革、都加强教学研究,才有望实现预期的教育目标。全国三流本科院校与一流大校相比较,尽管专业相同,教育目标一般而言,实际上达不到一样。全国各地学习一流的中学生都集中到一流大学,还具有全国一流的教师和一流的设备……这些大学应该把培养大批教授级、成批科学家、企业家和大师级人才作为教育目标。这些学校实际进行的是精英教育,理所当然要培养出全国最拔尖的人才。三流院校进行的是大众教育,所具有的基本条件不能与一流大学相比,实际能达到的教育目标肯定要比一流大学低。做教学计划、进行教学改革,就必须从实际出发,盲目攀比,生搬硬套,是适得其反的。各院校应该开展教学研究,从教学思想、教学内容和教学方法等等形成一整套适合于自己培养目标的教学体系。唯有以科学观统揽教学全局,不断加强教学研究,揭示为实现培养目标教学工作所必须遵循的大大小小的科学规律,实施教学改革,才有望实现教育目标。1.2专业能力要求国家的希望在于教育,教育的希望在于教师。出色的教师具备很多优秀条件,其中教学能力强是关键。一个教师人品好,教学能力强,教学研究成果丰富,……在学生中就能具有高的信任度、好的形象、强的感染力,对提高教学效果大有好处。教师的教学能力强集中体现在具有宽深的专业功底,较强的教材组织能力和熟练的课堂讲授技艺。这是教学准备的三大环节,也是教师的基本素质。包括物理教师在内,所有教师都会感受到这三个方面都大有学问。做好这些关键要端正教学思想,忠诚于教育事业,以强烈的责任心和使命感,不断地深入开展教学研究,加强拓宽与深化专业知识的学习和研究,理论如何联系实际的研究,夯实专业功底;加强教材组织能力的研究,以及教案编写能力和讲授内容编排的逻辑性、条理性,提高运用浅显而生动的事例,用简明通俗、深入浅出的文字来阐明科学理论的能力;加强课堂讲授技艺的研究,提高课堂讲授效果。自己不开展教学研究,又不善于学习、消化别人的研究成果,怎么能丰富自己,提高自己,改进教学,适应新的教育目标的需要呢?势必导致教学固步自封,照本宣科,满堂灌,沿用老一套教学方法。只有开展教学研究才能不断给自己的教学注入新的活力,产生新的认识,获得新的手段和方法,不断改进教学,保持高水平教学,取得良好的教学效果。1.3开展教学研究和教研经济腾飞、社会进步、科技发展,为教育发展带来前所未有的机遇和挑战。经济的、国家实力的发展与国际竞争,就是科技的竞争,管理的竞争,说到底是教育的竞争,人才的竞争。教育必须适应经济、社会发展的需要,迅速扩大招生人数,增设大批新专业,改革计划经济时期的教育目标,以培养一代又一代高素质、创新型人才为己任;从精英教育到大众教育,教育的对象发生了很大变化;科学技术迅速发展既丰富了高等教学的内容,也为改进高等教学增添了强有力的手段。凡此种种,促使教学工作必须与时俱进,不断改革。这必然面临许多新的困难和问题,教师必须及时开展教学研究,不断解决新的困难和问题,才能确保教学工作紧密地围绕着实现教育目标的正确途径与时俱进。显然,教学研究也必须与时俱进。教学与教研是一个整体,总是捆绑在一起的,教学需要教研,教学为教研提供丰富源泉,教研又促进教学,两者相辅相成,形成良性循环。教学研究的重要性和必要性,物理学与其他学科大体相同。当然物理学也有其特点。例如,物理学充满自然辩证规律,富含哲理,理论深奥、抽象、逻辑性强、寓意深刻、应用灵活;物理学又是一门实验性很强的科学,许多理论是通过实验建立起来的,或者依靠实验来验证其正确性。这就使物理学包含着一整套科学方法。重传授知识、忽视科学方法,重理论、轻实验的传统教学是很不符合物理学特点的,也不符合当今培养目标的要求。物理学更富有教学研究课题,更值得加强研究。2关于本文章的介绍常有教师为找不到研究课题而犯愁。为此,我查阅了《大学物理》等集中发表高校物理教师教学研究论文的多种杂志,分析许多作者如何找到课题、发表文章的目的和性质,发现许多文章都是其作者在拓宽知识、深化知识和教学准备的阅读与思考过程中发现问题而立题研究取得的成果。他们那种刻苦学习、深入思考、广学深钻、不唯人不唯书只唯实的精神是值得我们学习的。下面我把所查阅到的许多文章,根据其作者发现问题的性质和立题研究的目的不同,归纳为10个方面进行介绍,或许对有兴趣进行教学研究的同行,寻找研究课题,实施研究有所裨益。教学研究范围广泛,这里所列举的十个方面主要涉及教学内容、方法和手段,不要受此局限,应该开展广泛的研究。2.1非水平均匀圆管无论为什么目的阅读物理书籍,只要认真推敲是可以发现一些错误问题的。也常有这方面研究的文章发表。例1:“泊肃叶公式在非水平管中的形式及其在粘滞系数测定中的应用”一文作者发现所能找到的用奥氏或乌氏粘度计测定液体粘度的实验教材中都认为竖直的粘度计毛细管两端压强差△P=ρg△h.ρ为液体密度,g为重力加速度,△h为毛细管两端高度差。并以此推导出实验所用公式。仔细推敲不难发现此处△P=ρg△h是不成立的。其一,这两种粘度计都设计成毛细管两端非常接近大气压,故△P≈0;其二,液体中压强差△P=ρg△h是流体静力学的规律,这里液体是流动的,这种关系不成立。还应该看到泊肃叶定律Q=πr4△P/8ηl仅适用于水平均匀圆管,在竖直的,斜的管中不适用。因为这时在管两端压强差△P=0,液体照样能流下来,这与泊肃叶定律不符。于是作者立题研究在非水平均匀圆管中液体流动的规律,得出流量Q=πR48ηl(△Ρ+ρg△h)(1)Q=πR48ηl(△P+ρg△h)(1)η、l分别为液体粘度和毛细管长度。此式把泊肃叶定律的适用范围从水平管推广到非水平管。对于水平管△h=0,则Q=πR48ηl△Ρ(2)Q=πR48ηl△P(2)还原为通常的泊肃叶定律。对于△P=0时,式(1)变成Q=πR48ηlρg△h(3)Q=πR48ηlρg△h(3)用式(3)推导出奥氏或乌氏粘度计实验用计算公式才是正确的,这篇文章就是这项研究的结果。例2:“关于液体从器壁流出离壁距离的讨论”一文作者在阅读中发现,对装在容器中的液体从侧壁小孔流出落地处到侧壁间的距离(射程)大小与什么有关时各说不一。有认为小孔越高射程越远。也有认为小孔越低射程越远。作者意识到这两种说法都是错误的,于是立题研究,撰写此文。所得方程为x2Η2+(y-Η/2)2(Η/2)2=1(4)OY轴沿小孔所在的侧壁向上,OX轴表示小孔流出液体的射程。由式(4)可得,当y=H/2时,射程最大,x=H。例3:“关于共轴球面系统的定义”一文,作者在备课中发现下面的定义经不起推敲:“由曲率中心同在一直线上的两个或两个以上球面组成的系统,称为共轴球面系统。诸中心所在的直线称为系统的主(光)轴”。作者查阅了从上世纪50年代初到近两年出版的,凡能找到的几十种光学书籍,无一不是采用与此雷同的定义。其中包括颇具代表性、权威性的国内外编著的光学书籍,绝大部分还是全国普遍使用的大学教材。共轴球面系统如此定义,错就错在只确定了各球面的曲率中心,各球面还可绕曲率中心转到任意方位,使各球面的主(光)轴一般不重合,一般不成为共轴球面系统。过各曲率中心的直线一般也不能成为主(光)轴。正确的定义可有两种:其一、各球面顶点和曲率中心都在同一直线上的两个或两个以上球面组成的系统,称为共轴球面系统。各球面顶点和曲率中心所在的直线称为该系统的主(光)轴。其二、各主(光)轴相重合的两个或两个以上球面组成的系统,称为共轴球面系统。各球面主(光)轴所重合于的直线称为该系统的主(光)轴。作者为纠正这个错误的定义而撰写此文。2.2发表了证明方法的总观对一些定理、公式、方程为寻求新的证明方法而立题研究。例4:“稳恒磁场高斯定理的一个证明”一文作者知道,这个定理从毕奥—萨伐尔定律出发已经获得了严格的证明,但需要用矢量分析知识,较复杂被许多教材省略去了。为此作者进行研究,提出了一种新的较简便的证明方法,而发表此文。作者从毕奥—萨伐尔定律出发,利用曲面积分和曲线积分重新证明了这个定理。随后,因受这个证明方法的启发,另一位作者在“也谈稳恒磁场高斯定理的证明”一文中又提出了改进意见,使证明更简化。例5:“推导麦克斯韦速度分布律、速率分布律的简单方法”一文作者认为麦克斯韦速度分布、速率分布律是热力学的重点和难点,但现在教材都不加推导而直接利用结果,于是立题寻求简便方法来证明此定律。最后发表了此文。例6:“卢瑟福散射公式的一个简明推导”一文作者研究后寻找到这个简明的推导方法而发表此文。不久,又有一位作者寻求到另一种简便的方法再次证明了卢瑟福公式,发表了“导出卢瑟福公式的简便方法”一文。2.3发表了“趋充效应”的讨论这类文章常有发表,作者们对同一物理现象寻找到多种解释方法,既使问题简化,又对现象的认识更为深刻。例7:“趋肤效应的一种简单解释”一文,作者发现,对趋肤效应的论证分析,多有学者研究过,严格的论证分析需要借助比较复杂的数学运算,而且超出了普通物理学范围。这位作者研究指出了福里斯《普通物理学》中对趋肤效应解释的错误,并找到了文中的解释方法而获得成功。此后还有一位学者又找到另外一种解释趋肤效应的方法而发表“趋肤效应浅析”一文。例8:“阐明多普勒效应机理的新方法”一文,作者发现所见物理学书籍中关于多普勒效应都是借助点波源发出球面波,通过波源和接收器的运动来解释的。作者认为这种方法尚欠直观形象,而加以研究,寻求新的更浅显的解释方法。在此文中,借助平面正弦或余弦波通过波源、接收器的运动,通俗易懂解释了多普勒效应。例9:“对气体栓塞的作用原理在阐述方法上的一点意见”一文,气体栓塞现象是指血管中有气泡而阻断血流的现象。作者查阅能找到的所有医用物理学教科书和参考书都是把两个气泡之间的液体段作为栓子来解释气体栓塞现象。这种解释方法沿袭于原苏联1936年出版的医用物理学。这种方法不直观,也不形象。明明是气泡栓塞了血管,把气泡作为栓子来解释不更直接,更好理解吗?于是作者发表了此文,阐明气泡栓塞的力学原理。在医学物理界产生了广泛的影响,首先被卫生部统编教材《医用物理学》(1982第二版)采用。自此以后,国内所有医用物理教科书全部放弃了原苏联教科书中的解释方法而采用此文的解释方法。2.4导电平衡的量是不断分布在双板上,电人们发现有些问题阐述还不够清楚,广度、深度也不够,而立题研究,发表论文也常有。例10:“外界干扰不会影响平板电容器极板间的电位差吗?”一文,作者想到构成平极电容器的两金属板,并不象金属球外套着金属球壳构成的电容器那样是完全封闭的,那平板电容器的电容量为什么比较稳定呢?许多教科书都解释为“一对平行平面导体的面积很大,而且靠得很近,电荷集中分布在两导体相对的表面上,电力线集中分布在两表面之间,外界干扰对两平板间电势差影响实际可以忽略”。作者认为这种说法不够清楚,也不够具体确切而立题研究,发表此文。在充分论证后得出结论:实际上,平板电容器处在不同的外电场中,不管其中一个极板接地与否,一般都要使两极板间的电场发生改变,从而使两极板间的电势差改变,但两极板内表面上的电荷量也成正比地改变,故使其电容量保持不变。例11:“静电平衡条件下导体表面的电荷分布”一文,作者注意到有些普通物理学教科书认为导体处于静电平衡时电荷面密度与导体表面的曲率半径有反比关系,而对于导体表面有凹孔的情况则大多未作解释。作者以此为题开展研究,发表此文。研究指出了面电荷密度在一般导体表面,锥形尖端附近和凹孔内表面的分布规律。2.5重力势能转换为弹性势能有些物理问题看似互相矛盾,为解决这类问题,也有研究文章发表。例12:“mg=kH与mg=12kΗ矛盾何在?”一文,一位中学教师提出如下问题:把质量为m的物体放在倔强系数为k的直立的轻弹簧的顶端,弹簧被压缩而静止时缩短了H。从力平衡条件有mg=kH(5)又重力做功为mgH,克服弹性力做功为A=∫Ηokxdx=12kΗ2根据能量转换与守恒定律,重力势能转换为弹性势能,则有mgΗ=12kΗ2(6)mgΗ=12kΗ(6a)显然,式(5)、(6a)是矛盾的,问题何在?作者研究后发表此文指出,式(5)是正确的,问题在于重力mg所做功mgH只一部分转变成弹性势能,12kΗ2,另一部分则转变成物体的动能12mυo2,所以mgΗ=12mυυo2+12kΗ2故式(6)、(6a)是错误的。重物m具有动能12mυo2所以弹簧第一次被压缩H后还要经历一定时间的振动,消耗能量,才能静止。2.6麦克斯韦分布律的适用范围有些定律、公式适用范围有一定复杂性,进行研究、开展讨论、发表文章是必要的。例13:“麦克斯韦分布律的适用范围”一文,作者发现多数著作未明确说明麦克斯韦速率分布适用于理想气体或非理想气体,也有些教科书明确指出仅适用于理想气体。为此作者立题研究发表此文指出,麦克斯韦速率分布律不仅适用于理想气体,也适用于单元和多元(多种气体混合)非理想气体。2.7深刻性的交变电压的旋转运动要培养创新型人才,重视实验教学,提高实验教学质量,培养学生实验设计能力,创新思维能力和动手能力是十分重要的。实验教学研究的文章比较多。例14:“变化的电场产生磁场的演示”一文,作者为了把抽象难理解的物理现象展现在学生面前,开展形象生动的直观教学,费心研究此课题。他将感应圈产生的高频交变电压加到上下水平放置的电容器两圆形极板上,使之在二极板之间的空间产生竖直方向的较强的交变电场。这时可见,与二极板平行放置的磁针圆盘上沿各同心圆环排列的所有小磁针都偏转到各圆环的切线方向,生动形象,效果很好。例15:“落球法测液体粘度实验的改进”一文,落球法测定液体粘度是普通物理实验的基础实验之一,是个传统实验。2004年《大学物理》杂志第7期发表“落球法测液体的粘滞系数的研究”一文。本例作者又提出了新的改进意见而发表此文。他把传统的手动计时改为光电计时,还进行了多方面的改进,提高了测量准确度和扩大测量范围。例16:“电子标准电池的设计与制作”一文,作者充分肯定了常用的汞镉标准电池的优点,历时近百年至今仍然成为精密测量中公认的电动势标准,但也有不足之处。作者立题研究了这种电子标准电池以取代之。2.8研究对象为研究自我,在一定的时间关于物理学史的问题,包括介绍物理学家和物理学理论、实验的创立与发展以及物理学事件的发生等等。虽然在教学中一般不作全面介绍,但适时地作些简单介绍还是有必要的。作为物理教师应该有所了解,进行一些研究、交流是必要的。例17:“w·H·布拉格的科学生涯与科学贡献”一文,作者在文中回顾了w·H·布拉格的人生轨迹,较系统地介绍了他的科学贡献,对他在科学界的深远影响作了充分肯定。例18:“赫兹对阴极射线的实验研究及其重要影响”一文,作者认为赫兹对阴极射线的研究为勒纳德和汤姆孙在这一领域的研究以及汤姆孙发现电子产生了直接影响。因此他根据赫兹的日记、书信、文集及相关文献,对赫兹所进行的阴极射线实验研究作了仔细考察而撰写此文。例19:“什么是物理学——物理学概念之沿革”一文这是一篇介绍物理概念变迁史的文章。作者收集了从古到今,从国外到国内的翔实资料之后加以深入研究而形成此文。使读者耳目一新。2.9国内对教学过程、技术的研究是提高教师教学水平的基础进行教学改革、改进教学方法,探讨教学经验方面的文章较多,这表明在这些方面还有许多工作要做。教学改革研究,有如“关于电磁学与电动力学打通的设想”“数学物理方法教学内容改革的探索”,《使用英文物理教材进行教学的一种模式》等等文章,都是我们经常接触到和想得到的研究课题。改进教学方法,现代科学技术为我们提供了有利的条件。开展这方面的研究,找课题应该说不是太难。这方面的文章也较多。从“物理过程的动化演示”、“夫琅禾费衍射的计算仿真”、“在大学物理教学中使用Matlab制作图像和动画的几个实