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南开物理探索教育新模式 构建大中学“互通桥梁”

来源: 南开新闻网     发稿时间: 2018-04-20 11:44

  文/南开新闻网记者 乔仁铭

  《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出:深化教育体制改革,关键是更新教育观念……树立系统培养观念,推进小学、中学、大学有机衔接,教学、科研、实践紧密结合。

  事实上,如何加强大中学物理教育的衔接,一直是困扰物理教育界的难题,这突出表现在大中学教学内容缺乏“整体化”“联动性”设计、高中生初入大学难以适应以培养创新能力为目标的高校教学模式、强调学生被动接受知识的传统物理教育模式难以达到师生互促互进的教学改革目标等方面。

  针对物理教育界的这一“瓶颈”问题,南开大学物理科学学院教学团队经过长时间研究探索,借鉴国际先进教育理念,参考“国际青年物理学家锦标赛(IYPT,International Young Physicists’ Tournament)”对青年学生综合能力培养的形式,于2008年在国内率先提出了以“物理学术竞赛”为载体的“南开大学物理综合素质教育新模式”,新模式直击大中学物理教育“痛点”,提出了解决措施。

  “南开大学物理综合素质教育新模式”在长期实践中,逐步形成了具有中国特色、南开特点的“多元立体教育模式”,它以源于生活的开放性物理问题为教学内容,以“教师引导、学生主导、团队合作”为教学方式,利用一年教学时间,让学生自主地从理论和实验两方面进行探究性学习与研究,然后把各个学生团队集中在一起进行教学考核,就各自的研究结果进行学术汇报、质疑辩论、互动点评。该教学模式在中学的交流平台被称为“中国高中生物理创新竞赛(CYPT,China Young Physicists' Tournament)”,在大学的交流平台被称为“中国大学生物理学术竞赛(CUPT,China Undergraduate Physics Tournament)”,在南开大学校内被称为“南开大学物理学术竞赛(NKPT,Nankai Physics Tournament)”。

  该教学模式中提出的物理问题贴近生活、趣味性强、开放性强,学生只要具备基本物理知识和实验技能都可以参与其中。由于题目涉及广泛,需要师生互学互促,且拥有统一的教学评价标准,这有效地实现了大学生与中学生、大中学教师之间的“互动研讨”。该教学模式有助于全方位提升学生的学习研究、解决问题、团队合作、英语表达、人际沟通等能力,强化社会责任感,拓宽国际视野,提高学生的物理综合素养。

  “怎样使用非侵入的方法知道鸡蛋的生熟程度?”“可以使用旋转的方法!”“可以采取光照的方法!”“可以给鸡蛋拍张X光片!”......各种有趣好玩儿的物理问题出现在了CYPT、CUPT、NKPT中,来自全国百余所大中学的同学们被划分成小组,共同探究与生活实际密切关联的物理话题。大家探究理论、着手实验,在老师、同学、甚至通过互联网远程联系的专家的协助下,解决问题,并通过汇报、辩论等方式“互动研讨”。

  教学过程中,大学生和中学生可以坐到一起探讨问题,中学生可以观摩大学生对于研究问题的汇报、辩论。在“南开大学物理综合素质教育新模式”中,无论是对大学生,还是中学生,物理问题“互动研讨”的教学目标、评价标准都是一致的,这对于学生成长过程中创新能力的培育,综合素养的提升,大中学教育资源的共享、共建产生了积极作用。

  中国人民大学附属中学是国内较早接触到“南开大学物理综合素质教育新模式”的中学之一。当前,许多人大附中高中生正活跃于各大高校的研究所、实验室,并参与到这种新的教学模式中。这种大中学联动的育人模式,促使人大附中的高中生代表中国队在IYPT上摘得金牌,获得了美国普林斯顿大学等名校的录取通知书。

  借助该教学模式,大中学各阶段教师的教学参与度也得到了提升,在研究解决物理问题过程中,师生“同舟共济”,大中学师生之间潜移默化地搭建了更加紧密的“互通桥梁”,教师能够及时反馈教学效果、成果,这利于更加精准、有效的促进大中学教学改革。

  经过10年的实践,“南开大学物理综合素质教育新模式”已在全国超过120所高校和62所中学得到推广,在大中学物理教学衔接、学生物理综合素质培养等方面取得了显著效果,获得了广大师生一致好评。

  南开大学物理科学学院物理伯苓班2017级本科生曹孟尧说:“我在高中时就参加了CYPT,这一学习过程使我提高了对物理知识的学习兴趣,在与不同学校同学们的互动交流中,不仅开拓了眼界,也增强了我的沟通合作能力,明确了自身的不足与差距。进入大学后,我已经能很好地适应组团研究、汇报展示、寻求资源等需要长时间适应的大学学习方式。”

  山东大学物理学院2015级本科生王嘉璐谈到,参与CUPT的过程,其实就是一个参与完整的“微型”科学研究的过程,面对日常、却不熟悉的物理问题,自己在文献检索、论文阅读、理论学习、模型建立、搭建实验、分析讨论以及有关软件的应用上都得到了很好的锻炼。在与老师、同学的交流中,自己的口才、思维也得到了提升锻炼,是一个很难忘的学习过程。

  已经拿到耶鲁大学录取通知书的南京外国语学校高中生吕汉白谈到,参加物理竞赛教学活动,感觉自己成长的非常迅速,不仅是知识的增长、能力的提高,在与人合作、沟通交流上也有了很大进步。

  上海交通大学物理与天文系教师李向亭表示,学生做CUPT题目,不但可以解决物理实验教学的矛盾、问题,也可以搭建课程与研究课题之间的桥梁。学生要自己设计实验,搭建实验平台,这能够激发学生的创新欲望,在创新的过程中认识到基础训练的重要性。

  中国人民大学附属中学教师胡继超表示,在整个教学过程中,学生要进行题目分析、文献调研、设计理论模型、再设计实验加以验证、还要进行数据分析和误差讨论等,学生体会并参与了一个完整的科学研究过程,这培养了学生的主动学习能力、激发了学生对物理的兴趣、提高了学生开放性思维能力。由于所有问题都来自于实际生活,接地气,这让学生觉得学习物理是有用的,利于鼓励学生理论联系实际,发现身边的物理问题,动手解决实际问题。

  南开大学教务处副处长、“南开大学物理综合素质教育新模式”发起人李川勇教授说:“‘寓教于乐,全面培养,注重交流,师生互促’是‘南开大学物理综合素质教育新模式’的特点,该模式通过竞赛‘互动研讨’,将与学生综合素质培养相关的各类活动串联,使学生做到主动学习、自我管理、全面发展。教师在这个过程中,不仅仅是引导者,也能‘精准’发现教学中的问题并及时调整。去年,南开大学物理科学学院启动了‘一带一路’南开物理行活动,就是要通过推广该教育模式‘衔接’大中学教育,为更多大中学师生搭建物理教育‘互通桥梁’。相信在大家的共同努力下,该教育模式将不断创新优化,为国家培育出更多综合素质强硬的优秀物理人才。”

  在南开大学杰出校友周恩来诞辰120周年之际,南开师生举办相关纪念活动,共同缅怀周总理的伟大人格和精神风范。
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