丁宗玲，孫 進(jìn)，于欣欣，高 倩，李 廣，李 剛，鄭贛鴻，李愛霞

(1.安徽大學(xué) 物理與光電工程學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.安徽大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

臨淄三中的校長相繼厚提出了一種中學(xué)教育管理的新型工作方法“點(diǎn)圓式工作法”，并在三中的教學(xué)管理中廣泛推行[1-2]。相繼厚認(rèn)為：以有利于全局利益為原則，以崗位需要和既定的崗位目標(biāo)確定一個點(diǎn)，工作者以點(diǎn)為圓心，以最強(qiáng)的主動性和創(chuàng)造性為半徑繞點(diǎn)畫圓；工作者不滿足于達(dá)成既定崗位目標(biāo)，而是立足于本崗位的需要，積極探尋并達(dá)成新的崗位目標(biāo)的工作方法叫做“點(diǎn)圓式工作法”?！包c(diǎn)圓式工作法”最主要的特點(diǎn)是工作者主動延伸工作領(lǐng)域，自覺地串聯(lián)工作環(huán)節(jié)，以最大的半徑“畫圓”，將工作做成精品工程。這種工作方法在培養(yǎng)創(chuàng)新意識、激活創(chuàng)造活力和潛能、改變?nèi)藗兊墓ぷ魉枷牒凸ぷ鞣椒?、加?qiáng)競爭與合作中體現(xiàn)出理念優(yōu)勢。該方法在學(xué)校的教育教學(xué)中，對提高教育教學(xué)質(zhì)量、改變工作觀念和做法、實(shí)現(xiàn)學(xué)生管理及教學(xué)改革等方面得到了有效的應(yīng)用和實(shí)踐[3]。在高校德育管理、思政和黨建工作等思想教育領(lǐng)域也具有一定的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并取得了一定成效[4-5]。

新時代的大學(xué)教育，面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)：網(wǎng)絡(luò)信息與科技飛速發(fā)展，知識量空前豐富。如何在大學(xué)教學(xué)和人才培養(yǎng)中實(shí)現(xiàn)對學(xué)生知識、能力和素養(yǎng)的綜合培養(yǎng)；如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念創(chuàng)新和以學(xué)生為中心的教育教學(xué)體系；如何充分發(fā)揮優(yōu)秀人員和資源的作用，有效實(shí)現(xiàn)各元素間的相干疊加效應(yīng)(優(yōu)勢相長，劣勢相消)等成為值得教育工作者深思和關(guān)注的重要內(nèi)容和關(guān)鍵課題。結(jié)合物理學(xué)科的典型特征，研究在“點(diǎn)圓式工作法”的基礎(chǔ)上，提出發(fā)展創(chuàng)新的“惠更斯-菲涅爾原理法”即“次波及其相干疊加原理法”，并在高校教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、物理相關(guān)專業(yè)的課程體系改革和人才培養(yǎng)中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用是符合時代需求的教育教學(xué)創(chuàng)新與改革。

1 創(chuàng)新教育理念：次波及其相干疊加原理

對教育理念和工作方法的發(fā)展與創(chuàng)新源于“點(diǎn)圓式工作法”的教育理念和大學(xué)物理課程中的主要知識點(diǎn)：惠更斯原理和惠更斯-菲涅爾原理。為了定性說明波的傳播方向和規(guī)律，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了惠更斯原理，即介質(zhì)中波傳播到的各點(diǎn)，都可看作發(fā)射球面子波(次級波)的子波源，在此后的任一時刻，這些子波面的包絡(luò)面就是新的波前。菲涅耳在惠更斯原理的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充描述了次波的基本特征(即相位和振幅的定量表達(dá)式)，并增加了“次波相干疊加”原理，從而發(fā)展成為惠更斯-菲涅耳原理。次波原理和次波相干疊加原理的思想理念與“點(diǎn)圓式工作法”有融會貫通的部分，也有發(fā)展和變化的部分，對充分發(fā)揮每個核心點(diǎn)源的主動性和創(chuàng)造性使其相互激發(fā)相干疊加具有更深層的意義。

次波及其相干疊加原理的應(yīng)用關(guān)鍵在于：優(yōu)秀的核心點(diǎn)波源及其與各個次波源間的相互激發(fā)和相干效應(yīng)，即優(yōu)勢相長、劣勢相消。次波原理和次波相干疊加原理的思想理念是實(shí)現(xiàn)教師與教師、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的融合與疊加的有效方法，更是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型課程體系改革、教學(xué)梯隊(duì)發(fā)展、人才培養(yǎng)質(zhì)量提升和提升教育教學(xué)成果應(yīng)用及其社會影響力的重要途徑，是打造一流教師團(tuán)隊(duì)、一流課程培養(yǎng)體系，培養(yǎng)一流人才的值得深入探索的可行性理念和方法，對新時代大學(xué)教育的綜合改革和發(fā)展具有一定的研究意義和實(shí)用價值。

2 次波及其相干疊加原理在教師團(tuán)隊(duì)及課程體系改革中的應(yīng)用

2.1 教師團(tuán)隊(duì)的能力提升和相干疊加效應(yīng)

習(xí)近平總書記在與北師大師生座談時指出“扎實(shí)的知識功底、過硬的教學(xué)能力、勤勉的教學(xué)態(tài)度、科學(xué)的教學(xué)方法是老師的基本素質(zhì)”；“過去講，要給學(xué)生一碗水，教師要有一桶水，現(xiàn)在看，這個要求已經(jīng)不夠了，應(yīng)該是要有一潭水”[6]?；诖尾按尾ǒB加的理念，以經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師為點(diǎn)源，以教師團(tuán)隊(duì)為工作半徑，在專業(yè)課程小組和廣大教師中形成次波源，通過激發(fā)教師的主動性、創(chuàng)造力和影響力，將優(yōu)秀的教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法等在教師隊(duì)伍中干涉相長，實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)和有效傳承；將消極的態(tài)度、不合理的教學(xué)方法等干涉相消，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的批判更新和與時俱進(jìn)。羅洪剛[7]結(jié)合物理教學(xué)和物理專業(yè)人才培養(yǎng)提出了物理學(xué)“課程群”的教研室管理模式，并以物理學(xué)基礎(chǔ)課程為例探討了“課程群”組織體系。“課程群”的教學(xué)改革方案，對學(xué)生而言可以因人而異分類培養(yǎng)，對教師而言可以團(tuán)隊(duì)協(xié)作提高教學(xué)質(zhì)量，對學(xué)院而言可以實(shí)現(xiàn)人才整體素質(zhì)和質(zhì)量的提高[7-8]。這種“課程群”組織體系是實(shí)現(xiàn)次波及其相干疊加原理的典型載體和途徑之一。筆者所在院校近年來實(shí)行課程小組制度，所有專業(yè)課和公共基礎(chǔ)課均設(shè)置了穩(wěn)定的教學(xué)教研小組，且每位教師能夠同時參與2～3個課程小組。課程小組實(shí)行定期集體備課和教學(xué)研討，各門課程之間又能夠通過教師主體實(shí)現(xiàn)有效的交叉與融合，這就為教師隊(duì)伍以點(diǎn)帶面、以波源帶次波源、相干疊加，為實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)教研能力提升和團(tuán)隊(duì)合作優(yōu)化提供了很好的載體。

教師與學(xué)生之間有效的教育傳承，不僅包含知識傳承、思維方式傳承，更需要充分發(fā)揮課程思政的作用，從而實(shí)現(xiàn)思想的傳承，達(dá)到教書育人的最終目標(biāo)。在確保教師團(tuán)隊(duì)綜合能力提升的同時，要充分發(fā)揮教師的榜樣引領(lǐng)的作用，以點(diǎn)帶面，以授課教師為點(diǎn)源，以授課班級為工作半徑，激發(fā)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的意識，提升其合作與創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的知識傳承和思想引領(lǐng)；再以優(yōu)秀學(xué)生為點(diǎn)源，向廣大學(xué)生傳遞。通過次波及其相干疊加效應(yīng)理念的實(shí)踐應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)教師團(tuán)隊(duì)之間、教師與學(xué)生之間、學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間的聯(lián)動效應(yīng)，使之相互影響、相互激發(fā)，實(shí)時優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)教風(fēng)學(xué)風(fēng)的聯(lián)動提升，實(shí)現(xiàn)知識、理念和信念的有效傳承。

2.2 課程體系改革與創(chuàng)新中的次波相干疊加效應(yīng)

當(dāng)前正值國家一流課程“雙萬計(jì)劃”建設(shè)的關(guān)鍵時期，打造“金課”的意義不僅僅在于萬門精品課程本身，更在于他們對課程體系建設(shè)的影響與帶動作用，這也體現(xiàn)了次波相干疊加理念。

一方面，需要充分結(jié)合學(xué)校教育教學(xué)的特點(diǎn)和改革需求，發(fā)揮學(xué)科特色，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程體系的建設(shè)與創(chuàng)新。公共基礎(chǔ)課程“大學(xué)物理”的特點(diǎn)是：授課范圍廣，幾乎覆蓋學(xué)校全部理工科院系和部分文科院系；課程知識面廣，包含力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理及量子力學(xué)基礎(chǔ)等多個部分，跟眾多的后續(xù)物理相關(guān)的專業(yè)課程有循序漸進(jìn)和知識點(diǎn)密切的關(guān)聯(lián)性；課程教師團(tuán)隊(duì)交叉融合性強(qiáng)，大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師同時分屬于其他的專業(yè)課程團(tuán)隊(duì)等。這些特點(diǎn)都為“次波相干疊加原理”的應(yīng)用與實(shí)施提供了必要條件。以公共基礎(chǔ)課程為點(diǎn)源，可以實(shí)現(xiàn)課程之間的知識關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，建立具有突出學(xué)科特色、科學(xué)合理、融會貫通的“遞階式”課程體系；充分結(jié)合教學(xué)實(shí)踐與培養(yǎng)過程，通過與學(xué)生的交流探討、習(xí)題課反饋等相干效應(yīng)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)課程體系的改進(jìn)與優(yōu)化。

另一方面，將線上優(yōu)秀視頻教學(xué)資源和線下課堂有效結(jié)合，以此為點(diǎn)源，以課程受眾為作用半徑和次波源，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有教學(xué)模式和課程體系的改革和進(jìn)一步優(yōu)化。例如，充分運(yùn)用已有的優(yōu)秀慕課資源，將一定比例適合用動畫和多媒體展示的教學(xué)章節(jié)作為學(xué)生的線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合線下課堂教學(xué)的習(xí)題課、交流討論和測驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。同時，可以將優(yōu)秀教師的精彩教學(xué)章節(jié)錄制成視頻，建立以課程體系為導(dǎo)引的優(yōu)秀視頻資源庫，充分運(yùn)用視頻資源庫開展線上教學(xué)，拓展受眾群體，加大優(yōu)秀資源的推廣。通過信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，形成先進(jìn)的教學(xué)理念、有效的教學(xué)目標(biāo)、合理的教學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和以學(xué)生為中心的教學(xué)體系，最終實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程體系的融會貫通、類比互通，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的優(yōu)化改進(jìn)和可持續(xù)發(fā)展。

3 次波及其相干疊加效應(yīng)在大學(xué)生綜合能力培養(yǎng)中的作用

3.1 大學(xué)生綜合能力培養(yǎng)中的相干疊加效應(yīng)

我國著名物理學(xué)家趙凱華指出：“實(shí)際上科學(xué)發(fā)展的動力是人類的求知欲和好奇心。”“物理學(xué)是20世紀(jì)以來最重要的高級技術(shù)的原動力。最重要的科學(xué)素質(zhì)包含在物理學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法之中。物理課是科學(xué)素質(zhì)教育最重要的陣地。”[9]因而，高水平的物理學(xué)教學(xué)，特別是高質(zhì)量的大學(xué)物理學(xué)教學(xué)對培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)人才至關(guān)重要[8]。次波相干疊加效應(yīng)在引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生批判思維、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、合作能力、理解能力和應(yīng)變能力的過程中具有重要的作用；在實(shí)現(xiàn)提升教學(xué)效果、提高教與學(xué)效率的過程中聯(lián)動效應(yīng)明顯；在實(shí)現(xiàn)改革成果的迅速傳播中優(yōu)勢顯著。

結(jié)合筆者教學(xué)實(shí)際，在教學(xué)過程中設(shè)立知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)，通過“觀物理現(xiàn)象、析物理本質(zhì)”、微課題探索等創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維和獨(dú)立分析解決問題的高階能力，充分發(fā)揮了課堂教學(xué)的主戰(zhàn)場作用。通過教師對本科生畢業(yè)論文的指導(dǎo)，通過學(xué)院實(shí)行的本科生新型雙導(dǎo)師(班主任、科研導(dǎo)師)制度，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的充分交流，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全程指導(dǎo)和對學(xué)生創(chuàng)造力、主動性的充分激發(fā)；將先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法應(yīng)用到學(xué)生論文寫作和科研學(xué)習(xí)的全過程。通過指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目和創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目等學(xué)術(shù)科研活動，充分實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與理論知識的融合、實(shí)踐與課堂教學(xué)的融合、教學(xué)與教研和科研的融合，以點(diǎn)帶面，在學(xué)生綜合能力培養(yǎng)過程中建立層層遞進(jìn)的知識網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建環(huán)環(huán)相扣、全過程指導(dǎo)的協(xié)同教育模式。

3.2 思政課程及其融合與相干疊加效應(yīng)

習(xí)近平總書記指出：“老師是學(xué)生道德修養(yǎng)的鏡子。好老師應(yīng)該取法乎上、見賢思齊，不斷提高道德修養(yǎng)，提升人格品質(zhì)，并把正確的道德觀傳授給學(xué)生?！薄包h和人民需要培養(yǎng)的是社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人?！盵6]因此，思政教育成為高校教育工作中不可缺少的重要部分。教師思政與學(xué)生思政協(xié)同發(fā)展是實(shí)現(xiàn)以思政課程為核心點(diǎn)源，以各專業(yè)課程為次波源，二者相干疊加，實(shí)現(xiàn)課程思政和思政課程有效融合的關(guān)鍵點(diǎn)之一。次波及其相干疊加效應(yīng)在將思政教育貫穿課程改革、教師發(fā)展和學(xué)生培養(yǎng)的全過程中具有重要的實(shí)用價值。擁有高尚的道德情操，正確的價值觀、人生觀和陽光心態(tài)的教師隊(duì)伍是教師思政的目標(biāo)。通過教師的影響、感召和傳承，引導(dǎo)廣大學(xué)生樹立正確的價值觀、人生觀是實(shí)現(xiàn)教師思政與學(xué)生思政協(xié)同發(fā)展的重要途徑。充分結(jié)合課程特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革，總結(jié)和挖掘相應(yīng)的思政主題，并將其有效融合進(jìn)專業(yè)課程知識之中，是實(shí)現(xiàn)課程思政的切入點(diǎn)，更是實(shí)現(xiàn)課程思政與思政課程有效融合的關(guān)鍵。通過課程知識與思政主題間的有效融合和靈活運(yùn)用，充分激發(fā)其相干疊加效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)知識、能力與素養(yǎng)的綜合提升，培養(yǎng)出新時代有思想、有能力、有擔(dān)當(dāng)?shù)陌渭馊瞬拧?/p>

3.3 實(shí)現(xiàn)教育的傳承與教學(xué)理念的推廣

“學(xué)物理的干什么都不算改行”；“物理學(xué)是唯一的一門理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精密科學(xué)。物理學(xué)中有一套最全面、最有效的科學(xué)方法?，F(xiàn)在物理學(xué)的概念、原理和方法已被運(yùn)用到化學(xué)、生命科學(xué)、地學(xué)等所有自然科學(xué)中，甚至滲透到經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)等社會科學(xué)，產(chǎn)生了十分積極的效果”[9]。這充分說明了物理思想和方法在非物理領(lǐng)域里同樣能夠獲得成功。不少物理學(xué)原理、方法理念已經(jīng)被廣泛應(yīng)用并推廣到其他領(lǐng)域，最典型的代表是熵增原理的發(fā)展及應(yīng)用[10-11]，這充分說明了物理學(xué)的思維方式、方法理念和改革成果具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價值。其影響和波及效應(yīng)主要可分為三個“遞階式”的層次：以課程體系和廣大師生為作用半徑，在物理學(xué)相關(guān)專業(yè)間的相干疊加效應(yīng)；以交叉學(xué)科間的相干疊加為基礎(chǔ)，逐步實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)理念、方法在專業(yè)間的推廣；以優(yōu)秀資源和先進(jìn)技術(shù)為載體，以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)并推廣教學(xué)、教研成果的社會影響力。同時，次波及其相干疊加效應(yīng)的典型特色還在于，通過次波的相干疊加和點(diǎn)源間的相互激發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢相長，劣勢相消。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，利用先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)和豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源，能夠方便地通過線上、線下教學(xué)的有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)知識的傳承和先進(jìn)教學(xué)理念的推廣?，F(xiàn)階段正值“合肥綜合性國家科學(xué)中心”建設(shè)的關(guān)鍵時期，迫切地需要創(chuàng)新型人才。在肥高校要抓住機(jī)遇，培養(yǎng)優(yōu)秀科研人才，讓高水平畢業(yè)生成為新的點(diǎn)源，充分發(fā)揮其主動性和創(chuàng)造性，為社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)。同時，基于次波及其相干疊加原理的方法理念，通過不斷將優(yōu)秀的教育教學(xué)研究成果、教學(xué)課件、視頻資源等上傳到線上平臺，并以此為點(diǎn)源面向社會開放共享，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)成果的推廣，也是高校與地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展相輔相成的可行途徑。

4 總結(jié)

次波及其相干疊加原理的應(yīng)用關(guān)鍵在于：優(yōu)秀的核心點(diǎn)波源及其與各個次波源間的相互激發(fā)和相干效應(yīng)，優(yōu)勢相長、劣勢相消。因此，需要教師和學(xué)生充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，進(jìn)行深入的思考、總結(jié)和不斷地創(chuàng)新發(fā)展；需要相應(yīng)的激勵措施和不斷完善的考評考核體系；更需要結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，持續(xù)探索可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)用模式和教學(xué)設(shè)計(jì)案例，擴(kuò)展受眾群體，推廣優(yōu)秀資源，提高高等教育的社會影響力，實(shí)現(xiàn)高校與地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展之間的相干疊加和相輔相成。