專業(yè)選修課教學(xué)中大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)*

楚學(xué)影　李金華　李霜　徐銘澤　金芳軍（長春理工大學(xué)理學(xué)院物理系，吉林長春130022）

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專業(yè)選修課教學(xué)中大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)*

楚學(xué)影李金華李霜徐銘澤金芳軍
（長春理工大學(xué)理學(xué)院物理系，吉林長春130022）

摘要：針對應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)問題，提出以專業(yè)選修課課堂教學(xué)與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動相結(jié)合的方式提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為了實(shí)現(xiàn)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)與專業(yè)素質(zhì)提高，建議以“基本理論教學(xué)”與“研究性學(xué)習(xí)為主的專題教學(xué)”相結(jié)合的模式進(jìn)行專業(yè)選修課教學(xué)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；專業(yè)選修課；研究性學(xué)習(xí)

Abstract：To enhance the innovation ability of undergraduate students majored in applied physics，this paper puts forward to use the combination of selective courses teaching and innovation activities to enhance the learning enthusiasm of students. A teaching mode consisting of "basic theory teaching" and "research learning dominated thematic teaching" is proposed to realize innovation ability training of college students and improve their professional quality.

Key words：innovation ability；selective courses；research learning

一、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與選修課教學(xué)結(jié)合的意義

科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是目前大學(xué)教育中一個的重要方向，是大學(xué)教育中的一個重要環(huán)節(jié)，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，成為一線高校教師必須關(guān)注的問題。當(dāng)前我國各高校大學(xué)本科學(xué)生知識體系中，專業(yè)選修課是必要組成部分，此類課程注重學(xué)生具體專業(yè)知識的廣度和深度，對提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)具有重要意義。因此，探討如何通過專業(yè)選修課教學(xué)進(jìn)行學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分必要的。

從專業(yè)選修課教學(xué)效果方面來說，課堂教學(xué)中加入一些科技創(chuàng)新相關(guān)內(nèi)容也可以調(diào)動學(xué)生對選修課學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生采用研究性學(xué)習(xí)的方法可切實(shí)提高學(xué)生專業(yè)選修課教學(xué)效果，使學(xué)生在專業(yè)選修課中真正有所提高。選修課知識內(nèi)容與專業(yè)方向聯(lián)系緊密，以長春理工大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)來說，主要開設(shè)了《納米物理與技術(shù)》、《半導(dǎo)體材料與器件》及《低維結(jié)構(gòu)測試技術(shù)》等多門課程。文章以應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)本科生《納米物理與技術(shù)》課程教學(xué)與國家大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目相結(jié)合為例，對科技創(chuàng)新與選修課結(jié)合的思想滲透到教學(xué)中的可行性進(jìn)行了一定的論證，形成了教學(xué)改革方面的一些建議。

二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)與選修課教學(xué)結(jié)合的措施

（一）利用緒論課教學(xué)激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新興趣

從學(xué)生學(xué)習(xí)心理角度來說，緒論課能否引起學(xué)習(xí)興趣對于之后具體知識的學(xué)習(xí)非常重要。在《納米物理與技術(shù)》緒論課中，嘗試將部分大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的研究成果插入恰當(dāng)?shù)奈恢茫远嗝襟w手段進(jìn)行展示及講解。比如，用學(xué)生自己獨(dú)立實(shí)驗(yàn)獲得的氧化鋅、金、氧化鐵等多種納米結(jié)構(gòu)的掃描電子顯微鏡照片及高分辨透射電鏡照片來說明人工合成納米材料。既可以讓學(xué)生體會到科技創(chuàng)新活動并不是遙不可及，又可以通過直觀的方式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。把學(xué)生對新奇的納米世界的了解與身邊同學(xué)的研究成果結(jié)合在一起，極大的增強(qiáng)了學(xué)生參與科技創(chuàng)新活動信心。

教師也可以從學(xué)生總結(jié)上交的專業(yè)選修課相關(guān)的科學(xué)問題研究背景調(diào)研資料中抽出一些素材，應(yīng)用于教學(xué)，以此來激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新的興趣。例如，緒論課中以碳元素相關(guān)納米材料作為典型納米材料進(jìn)行簡單介紹，旨在使學(xué)生了解科學(xué)家們從事科學(xué)研究的思想方法及對科學(xué)問題的敏感性，其中相關(guān)素材完全來源于學(xué)生在專業(yè)選課中對石墨烯材料調(diào)研的資料。諾貝爾物理學(xué)獎背后的故事及納米相關(guān)多媒體視頻資料的展示，不僅可以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，更可以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生人生觀、價值觀的引導(dǎo)。

（二）通過學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)闡明基本物理問題

《納米物理與技術(shù)》課程包含對納米尺度物理現(xiàn)象基本理論，包括小尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)，宏觀量子隧道效應(yīng)、庫侖堵塞效應(yīng)等。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，如果能夠適度地引入學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)結(jié)果，以相關(guān)理論進(jìn)行分析，更有利于學(xué)生理解，并且可使課堂教學(xué)更豐富多彩，同時開發(fā)學(xué)生思維進(jìn)行創(chuàng)新。例如，納米半導(dǎo)體超細(xì)微粒量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致能隙變化的問題，將學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中納米尺度氧化鋅材料的吸收光譜和發(fā)光光譜等數(shù)據(jù)引入教學(xué)中來分析量子尺寸效應(yīng)對具體材料的性質(zhì)的影響。再比如，可以借助學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)獲得的半導(dǎo)體/金屬納米復(fù)合物能帶結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，來講解納米尺度電子結(jié)構(gòu)問題，說明納米尺度電子傳輸問題。不僅使學(xué)生明確了相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的具體含義，還可明確理論知識的實(shí)際應(yīng)用方法，由此來培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

（三）引導(dǎo)學(xué)生采用研究性學(xué)習(xí)方式提高學(xué)生科技創(chuàng)新能力

研究性學(xué)習(xí)指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生在科學(xué)研究與學(xué)習(xí)過程中主動提出問題并思考解決問題，從而獲取知識和技能的學(xué)習(xí)方式。目前，普遍認(rèn)為大學(xué)的研究性學(xué)習(xí)是能體現(xiàn)大學(xué)本質(zhì)的一種學(xué)習(xí)方式，它與傳統(tǒng)的重“教”不同，研究性學(xué)習(xí)更注重“學(xué)”，使得學(xué)習(xí)的主體轉(zhuǎn)換為學(xué)生，這種學(xué)習(xí)方式使得傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式發(fā)生改變，也會給學(xué)生掌握知識，創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力帶來嶄新的變化，這種方式于高等教育而言是必不可少的［1］對于大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)實(shí)施途徑方面，現(xiàn)在研究人員普遍認(rèn)為學(xué)生自我主動學(xué)習(xí)意愿及能力是取得良好學(xué)習(xí)效果的先決條件［2］王琴琴等人認(rèn)為認(rèn)知需求的高低會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，能力與態(tài)度。所以在影響學(xué)生研究性學(xué)習(xí)中，任知需求占著很大的一部分比例［3］也有很多研究者指出，教師對學(xué)生有效的指導(dǎo)是學(xué)生能夠順利開展研究性學(xué)習(xí)起到關(guān)鍵的作用［4］。

比如《納米物理與技術(shù)》中對于納米尺度下各種物理性質(zhì)影響問題，較適宜采用教師啟發(fā)式教學(xué)與學(xué)生研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式，此種方法可極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，也可以讓學(xué)生明確進(jìn)行科技創(chuàng)新所必要的文獻(xiàn)調(diào)研等基本過程。

我們針對學(xué)生是否愿意以研究性學(xué)習(xí)方法進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，及學(xué)生是否具備文獻(xiàn)資料調(diào)研基本能力問題進(jìn)行了調(diào)研。

表1　針對0801221班調(diào)研數(shù)據(jù)結(jié)果

表1給出了對應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)0801221班26名學(xué)生調(diào)研的數(shù)據(jù)結(jié)果。

結(jié)果表明學(xué)生對文獻(xiàn)資料查閱及分析方法的匱乏嚴(yán)重影響了研究性學(xué)習(xí)在大學(xué)學(xué)習(xí)中的運(yùn)用。發(fā)現(xiàn)學(xué)生對如何有效利用文獻(xiàn)資源開展研究性學(xué)習(xí)并不是很清楚，對相關(guān)實(shí)踐技能了解不深入，缺乏自信等典型問題。而且大多數(shù)學(xué)生對如何從文獻(xiàn)中獲取創(chuàng)新性見解及方法并不是很清楚，因此也更不知道如何發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵科學(xué)問題。因此，為促進(jìn)研究性學(xué)習(xí)的應(yīng)用，針對學(xué)生開展文獻(xiàn)調(diào)研及相關(guān)專業(yè)技能的訓(xùn)練是十分必要的。期間，教師可采用啟發(fā)式方法，引導(dǎo)學(xué)生抓住主要矛盾，以組織分組討論的形式達(dá)到讓學(xué)生找到所涉及學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)鍵問題的目的。最終發(fā)現(xiàn)這種“注重前期調(diào)研—圍繞關(guān)鍵矛盾啟發(fā)提問—耐心反饋鼓勵”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案可以有效促進(jìn)大多數(shù)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題，并通過自己的努力解決問題，獲取知識。

教師在提高學(xué)生創(chuàng)新能力在教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)專題教學(xué)內(nèi)容。之后，圍繞其中某個專題，組織學(xué)生進(jìn)行分組自主學(xué)習(xí)，學(xué)生可以自由確定具體問題并展開文獻(xiàn)調(diào)研及資料整理。同時教師可引導(dǎo)學(xué)生充分利用圖書館期刊信息資源信息更新快、資源廣、學(xué)科信息足夠?qū)I(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)資料整理。學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的成果可最終在課堂上進(jìn)行交流討論，教師給予適當(dāng)指導(dǎo)意見，對學(xué)生學(xué)習(xí)起到激勵作用，也可使學(xué)生感受到獲得研究成果并與他人交流的喜悅。

三、結(jié)束語

總之，促進(jìn)科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)模式的選擇、多媒體等信息資源體系相關(guān)硬件建設(shè)均是支撐大學(xué)生創(chuàng)新能力的客觀條件，需要全體高校教師的努力。當(dāng)然，學(xué)生們分組討論及交流中也可以很好地鍛煉協(xié)作探究的能力，彼此競爭彼此合作也可促進(jìn)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)及科技創(chuàng)新的積極性。上述經(jīng)驗(yàn)可以應(yīng)用于大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的指導(dǎo)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研訓(xùn)練及畢業(yè)論文等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，促進(jìn)高等學(xué)校教育中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的實(shí)際效果。

參考文獻(xiàn)

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［2］鄒峰.大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)滿意度評價研究［D］.大連：大連理工大學(xué)，2010.

［3］王琴琴，王有智.大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與認(rèn)知需求，創(chuàng)造性人格的關(guān)系［J］.中國健康心理學(xué)雜志，2010（18），12：1496-1498.

［4］楊佶.當(dāng)代大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的困境與對策分析［J］.當(dāng)代教育論壇：綜合版，2010（10）：63-65.

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）07-0045-02

*基金項(xiàng)目：長春理工大學(xué)高等教育教學(xué)研究課題“大學(xué)生科技創(chuàng)新及競賽活動的研究與探索”

作者簡介：楚學(xué)影（1982-），女，吉林長春人，講師，主要從事固體物理學(xué)及納米物理與技術(shù)教學(xué)工作。