地方院校物理學專業創新人才培養實踐教學體系研究

向少華 鄧曉鵬 文偉 諶寶菊 盧德華

摘要：針對創新型人才培養的要求和目前物理學專業實踐教學體系的現狀，本文提出物理學專業四年一貫制創新人才實踐教學體系設立的原則和系統構建以創新素質和科學研究能力培養為目標的實踐教學體系基本框架，并闡述該體系實施的保障措施和取得的實效。

關鍵詞：物理學；實踐教學體系；創新素質；科學研究能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0108-03

一、引言

目前，核心科技已成為國際高科技產業生存與發展的利器，是一個創新型國家的重要標志。作為高素質人才培養基地，近幾十年來我國高等學校與時俱進地根據社會、企業和時代對人才需求的特點不斷地推進教學體制改革與實踐，其中加強大學生創新能力、創新意識、實踐能力和研究能力等的培養已成為高等教育的首要任務和重要的議題。2007年7月教育部發布《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》（教高〔2007〕2號），明確指出[1]：“推進人才培養模式和機制改革，著力培養學生創新精神和創新能力。”2012年4月，教育部發布《全面提高高等教育質量的若干意見》（教高〔2012〕4號），提出[2]“探索拔尖創新人才培養模式”、“完善以科學研究和實踐創新為主導的導師負責制”和“支持本科生參與科研活動，早進課題、早進實驗室、早進團隊”。

我國的高等教育教學體系由兩部分構成：理論教學體系和實踐教學體系。理論教學體系注重專業基本理論、基本原理和基本規律等知識的傳授，易于培養學生的邏輯推理、抽象思維力。實踐教學體系是理論教學知識、概念和原理的驗證、補充和拓展，旨在培養學生的實踐動手能力、團隊協作、創新能力和知識的綜合運用能力等。為此，2012年教育部等七部門聯合下發的《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》（教思政[2012]1號）中指出[3]：“各類高校要結合專業特點和人才培養要求，分類制訂實踐教學標準，增加實踐教學比重，確保人文社會科學類本科專業不少于總學分（學時）的15%、理工農醫類本科專業不少于25%、高職高專類專業不少于50%，師范類學生教育實踐不少于一個學期，專業學位碩士研究生不少于半年。”因此，我校積極探索應用型、實踐型和創新型人才培養之路，提出了“三位一體”育人的模式，尤其是將“課堂教學、實驗實訓、校園文化活動”三個培養平臺融為一體。我系物理學專業根據自身的專業特點，響應學校育人模式的改革，努力構建以創新素質和科學研究能力培養為目標的實踐教學體系，充實和豐富實踐教學內容，達到《物理學專業人才培養方案》設定的能力總目標。

二、物理學專業實踐教學體系存在的問題

實踐教學是專業教學的重要內容，是樹立學生實踐觀念，培養學生創新思維、創新意識和分析、解決實際問題能力的重要環節，是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑。盡管我國高校在實踐教學體系取得了一些進步，但仍存在著諸多問題，集中體現在：（1）實踐類教師隊伍匱乏，難以滿足實驗實訓教學的需要，嚴重影響實踐教學的質量。（2）實踐教學研究力度缺乏，措施不力。在我國高等學校教育教學改革中，注重理論教學的改革與實踐，教學成果獎勵也傾向于理論教學，而實踐教學得不到足夠的重視，實踐教學地位偏低，實踐教師待遇相對偏差。（3）在實踐實訓課程中，實踐內容單一，驗證性實驗項目多，綜合性設計性的實驗項目少。（4）綜合應用性的實驗項目主要集中在單一實驗教學課程內，多門實驗課程知識點或實驗技能的協同綜合運用缺乏。（5）實踐教學活動內容滯后，實驗手段底下，難以反映學科前沿的最新方法、新技術和新思想。（6）綜合性實踐缺乏嚴格的計劃與指導，更缺乏正確的科學方法與工具。（7）在實踐教學環節，學生創新素質和科學研究能力的培養得不到持續的連貫性。（8）實踐基地和學生創新平臺建設嚴重不足。總之，諸多困難與問題極大地影響了地方本科院校應用型、創新型、高水平人才的培養。因此，我們必須采取行之有效的措施，積極開展實踐教學改革，大力加強實踐教學研究，構建以創新素質和科學研究能力培養為目標的實踐教學體系。

三、構建創新人才培養實踐教學體系的基本原則

構建具有創新素質特征的物理學專業實踐教學體系須遵循的原則有[3]：目標性原則、循序漸進原則、實踐性原則、規范性原則和整體性原則。

1.目標性原則。實踐教學體系的設計必須以學生能力培養為中心，根據學生需要，圍繞專業人才培養目標構建實踐教學體系。我校物理學專業人才培養目標是：培養德智體美全面發展，具有較高的思想道德素質、人文素質、業務素質和身心素質；掌握物理學專業的基本理論、基本知識和基本技能，具有較強的實踐能力、適應能力和創新意識，能勝任中學物理教學工作的應用型專門人才。因此，物理學專業實踐教學構建的目標應該是培養具有良好的人文素養、品德修養，并有較強的教育教學技能、創新能力、實踐能力和可持續發展潛力的師范生，培養掌握教學工作規律、教學方法、教學手段和一定科學研究能力的基礎物理教師和教育工作者。

2.循序漸進原則。循序漸進原則也叫系統性原則，指教學活動應當持續、連貫、有系統地進行，是為了處理好教學活動的順序、學科課程的體系、科學理論的體系、學生發展規律之間錯綜復雜的關系而提出的。因此，我們應根據高等教育規律并結合專業人才培養的特點，從人的素質和能力全面發展的要求出發，按照各實踐教學環節的地位、作用及相互之間的內在聯系，運用系統科學的方法構建實踐教學體系，與人才培養方案和課程體系改革協同推進，注重實踐教學與理論教學的相互滲透，使體系內的各個環節相互銜接和協調統一，具有連續性，貫穿于大學教育全過程。

3.實踐性原則。實踐教學體系的構建必須建立在一定的教育理論指導基礎上，具有很強的科學性和實踐性，易于操作和管理。

4.規范性原則。實踐教學體系是人才培養方案的重要組成部分，必須納入到人才培養方案的運行機制中，應嚴格規范各個實踐教學環節的教學內容、形式和相應的考核標準與量化指標。

5.整體性原則。實踐教學體系的構建要和專業的培養目標相一致，以全面提高學生的綜合素質和創新素質為出發點，遵循整體優化原則，要打破單科演進的獨立模式，減少驗證性、操作性實驗，增強設計性和綜合性實驗，并要注重理論教學與實踐教學的互相滲透，克服實驗內容的重復，使實踐教學的各個環節成為一個完整的整體并向課堂外延伸。

四、物理學專業創新人才培養實踐教學體系的基本框架

盡管我國高等學校辦學層次廣，學科門類多，專業差異大，但總體來說，高校中任何一個專業的實踐教學體由專業實驗教學、課程設計或學年論文、綜合性實踐、專業認知實習、專業實習、畢業設計或畢業論文、學科競賽、社會實踐等內容組成。根據我校“三位一體”育人模式的要求，為著力提高學生的實踐能力、交流溝通能力、身心調節能力、科技創新能力和研究能力等，我們分三個層次構建物理學專業四年一貫制的實踐教學體系，即基礎認識性實踐、綜合研究性實踐和科技創新性實踐，如表1所示。

基礎認識性實踐主要是課程基礎實驗和專業認知見習等組成。基礎性實驗實訓項目主要是針對單門課程的基本定律、結論、知識點、能力點、技能點和素質要求而設立的實踐教學環節，是實驗教學不可或缺的一部分。它涉及到專業能力課程和發展能力課程中演示性實驗訓練、觀察性實驗訓練、虛擬仿真實驗訓練和驗證性實驗訓練。其目的在于：（1）培養學生從事科學實驗的基本素養、嚴謹的科學態度和實事求是的科學作風；（2）規范學生的實驗操作，提高學生的實驗技能，進而使其養成良好的實驗操作規范；（3）培養學生學習物理實驗知識和設計思想，掌握實驗數據科學的分析與處理方法，加深物理基礎理論與規律的理解，促進對知識的掌握，激發實驗研究的興趣；（4）培養學生專業知識綜合運用能力與獨立思考及解決問題的能力，提高學生的實踐能力和創造能力，也讓學生在實踐中明白科學合理的實驗方案需經歷驗證、討論、修改，再設計、再驗證的不斷完善的過程，使學生養成不畏艱辛的科學探索精神。通過這一層次的訓練，使得學生具備較強的實驗專業操作技能、正確的實驗分析方法和初步的科學研究素養。認知實習是通過到企業、公司、行業和學校參觀學習、聽取行業專家的相關介紹，開拓視野，使學生對所學專業的基本概念有了初步的認識，對后續專業課程學習乃至以后的就業選擇都是十分必要的一種認識。

綜合研究性實踐包括專業綜合實驗訓練、學年論文、專業素質拓展活動和學科競賽等。在專業綜合實驗設計上我們采取與基礎性實驗不一樣的方式，融合專業課程中綜合性較強章節的知識點或相關幾門課程的知識點整合在一起，利用多種實驗手段和方法，對實驗項目進行性能指標的測量與評價，或使學生根據自己的專業知識，自主選題，自己獨立設計實驗方案，這是實驗教學的重要環節，它能促進學生綜合運用課程群的相關知識和實驗技巧，達到培養學生融會貫通科學知識、促進科學思維和創新意識的目標。學年論文是本科教學中一項重要的實踐教學環節，對提高學生資料查閱與檢索、理論綜合應用、論文撰寫和科學研究等方面的能力以及有意識地培養學生科研精神、鍛煉科研能力和自主創新意識具有十分重要的意義和作用，同時學年論文的設置也為畢業論文打下良好的基礎。針對學生的科學研究能力培養這一實踐環節還需開設與之相關的知識講座，如科技論文寫作、數學軟件高級運用等。

科技創新性實踐是推動在校大學生從事科技創新活動的主要途徑，也是高等學校培養高水平創新型人才不可或缺的實踐環節。它主要以創新項目為主線，以學生為主體，注重學生過程訓練和自主設計，致力于培養學生的實踐能力、研究能力和團隊合作精神。它包括創業實踐、科技文化活動、畢業論文、學術講座、學術論文報告會和科研訓練等。

根據學生創新實踐能力培養一貫制原則，我們設定的實踐教學體系在時間安排上應貫穿于整個的人才培養方案中，從低年級到高年級、從課內教學到課外實踐活動、從集中實踐教學周到寒暑假專業認知實習和科研訓練計劃等，保證整個大學階段學生實踐能力、創新能力和研究能力持續連貫發展。實踐場地由課堂延伸到校內實踐基地、校外實習基地乃至整個的社會。在指導老師的參與上，不僅涉及到專業老師，還有實驗教師和學生輔導員，全體參與，分工協作，確保實踐教學全面實施、學生綜合素質全面提升。

五、實踐教學的實施及效果

我們的實踐教學項目大部分貫穿于《懷化學院物理學專業人才培養方案》的子能力目標的教學活動中，設定了相應的學時數、學分數和執行要求。課程實驗嚴格按照實驗提綱要求開設；學年論文和畢業論文工作分別按照《懷化學院本科學生學年論文管理辦法》、《懷化學院本科畢業論文（設計）工作管理條例》和《懷化學院本科畢業論文（設計）質量與教學管理評估實施辦法》實施；專業教育實習和認知實習按照《懷化學院實習教育管理規定》和《懷化學院關于教育類、管理類、工學類專業實施頂崗實習試點的通知》執行；專業素質拓展實踐和科學研究訓練計劃遵照《懷化學院素質拓展與創新能力培養計劃》開展。物理學專業實踐教學環節的學分數是70學分，占規定的188學分的37%，實踐教學課程總學時1127學時，其他沒有規定學分和學時的實踐教學環節按懷化學院教務處、科技處、學生工作處、團委等相關職能部門的文件精神或會議要求實施。

我校物理學專業自實施本實踐教學體系以來，取得了較為豐碩的教學成果。學生考研錄取率穩步提高，英語四級過關率和湖南省計算機等級考試初次過關率名列我校前茅。學科競賽成績突出，在全國物理教學技能大賽中共獲一等獎3項、二等獎1項、三等獎4項；在學校“挑戰杯”中被評為“優勝杯”單位，獲一等獎1個、二等獎6個、三等獎6個；在研究性學習與創新項目中獲校級立項項目11個，省級立項2個；實用新型授權專利1項；學生在教師指導下發表學術論文10余篇。

總之，高校人才培養是一個長期的系統工程，專業實踐教學體系的構建與完善，將創新意識、創新能力、創新精神和科學研究能力等元素注入到學生專業知識與技能的培養中，須經反復地論證討論、調研、實踐和修改才能逐步建立相對完整、內容豐富的實踐教學體系。

參考文獻：

[1]教育部.教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見[Z].教高（2007）2號文件.

[2]教育部.教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見[Z].教高（2012）4號文件.

[3]教育部等部門.關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見[Z].教思政（2012）1號文件.