现代教学理念与教学方法的改革

第四届电工电子论坛大会报告西安

现代教学理念与教学方法的改革中国数字物理教学工作室主任

华中科技大学教授李元杰

西安交通大学钱学森班特聘教授

一.中华民族在世界崛起的三个阶段

中华民族在世界上的崛起，应该分为三个大的阶段：

第一阶段是毛泽东主席把西方马克思的社会科学理论与中国具体实践相结合，夺取了中国革命的胜利，让中国人站起来了；

第二阶段是邓小平主席把西方科学经济学的市场经济理论与中国改革开放相结合，实现了中国经济的高速腾飞，让中国人富起来了；

第三阶段是胡锦涛主席将面临的，如何把西方科学的知识经济理论与建设中国式的和谐社会和创新国家相结合，去实现中国经济的长期自主并持续稳定地发展，让中国人真正强大起来。

这三个阶段有几个共同的特点：其一是都从国外引入了一种科学的理论；其二是都能与中国的国情与具体实践相结合，而不是死搬硬套；其三是这三个阶段是相互关联，又是一个整体，并逐步深化，从站起来-富起来-强大起来成为真正的巨人。

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所以，从科学发展观来讲，当前要把发展知识经济作为我国经济发展的重要战略或者为发展知识经济做好前期的准备，而知识经济的核心问题就是创新人才的培养，培养创新人才的关键就是要提高教育质量特别是高等教育的教学质量，近20年我国投入了很多物力财力，对教育发展起了极好的推动作用，但是仍有许多方面需要深入，需要见实效。我下面介绍的数字教学-计算机的科学计算与模拟技术与学科教学的深入结合的新模式-是值得我们高校领导乃至教育部领导的高度关注和重视的。因为一个国家的知识经济离开了高等创新教育便是空中楼阁。

二.要实现从应试教育和纯知识教育向创新教育的转变

提高我国高等教育质量的核心问题是教育理念的转变，即要实现从应试教育和纯知识教育向创新教育的转变。20世纪伟大的物理学家爱因斯坦曾说过“发展独立思考和独立创新的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考与工作，他必定会找到自己的道路。”这段话的意思讲的就是

思想与方法往往比知识更重要。

下面是一个实现创新教育的方框图，没有基础知识是不能创新的，但是仅有基础知识也是不能创新的，创新需要三个基本条件：知识、思想和方法（传道、授业、解惑）

3页 以上框图给出了实现创新教育的一个关键点和两个突破点： 1 关键点 教学中要坚持讲知识、讲思想、讲方法三者并重； 2 突破点之一 计算机的数值计算与模拟、思维判断技术给现代教学改革带来了强大先进动力和重要技术支撑；

3突破点之二 注重知识的整体结构和知识的交叉与综合，发

扬中华传统的思维，“小”规律中见“大”规律。

教学方法的改革要围绕这三条去做才有突破性和实质性的效果，如果就方法而论方法会使我们的教改进入虚假的繁荣而毫无质的变化。下面我们通过几个具体案例介绍我们教学中是如何实现创新教育的一个关键点和两个突破点的。 案例1：碰撞问题的研究

处理弹性碰撞一类问题的主要基本知识是动量守恒与机械能守恒定理以及2-3维中的斜碰撞作用力方向判断，我们在教学中详细向学生作了分析与讲解，同时还把问题扩展到一般的相互作用情况，并介绍了散射问题、连续相互作用问题和 衰变问题等等；接着教会学生计算机的数字判断技术，它能实时监控多粒子或多系统的复杂连续碰撞，准确判断发生碰撞的时间，这是一种解决多粒子或多系统的复杂连续碰撞必备的能力与技术；学生有了基本知识又具备了必要的技术与能力，就会有较大的拓展与创新空间，清华、北航、北科大试点班的同学创作了大量的作品，如小球与弹

基本知识 基本方法 （一） 把知识-方法-思想串在一起的“三结构”教学法