基于物理學術競賽平臺 培養大學生創新實踐能力

郭東琴++何靜

摘 要：中國大學生物理學術競賽是中國借鑒國際青年物理學家錦標賽的模式創辦的全國性賽事，由于該競賽獨特的競賽模式和競賽理念，已經成為培養大學生創新精神、探究能力和實踐能力的有效載體。本文根據作者在學校組織校物理學術競賽和選拔組隊參加全國賽的探索經驗，就如何開展物理學術競賽和相關的組織培訓工作，以及依托物理學術競賽進行創新人才培養進行了探討。

關鍵詞：物理學術競賽 創新精神 實踐能力 選拔 培養

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0233-02

李克強總理在高等教育改革創新座談會曾指出：“對學校來說，首先是培養人才，這是學校的根本任務。當前，關鍵還是要有創新的意識，要有實踐的能力，這都是和創新緊密相連的。所以，我覺得這些基礎研究，怎么樣培養創新的意識非常重要。”我們知道，學科競賽可以說是培養學生實踐能力和創新精神的主要方式[1]。與傳統競賽模式不同，中國大學生物理學術競賽（CUPT）采用國際青年物理學家錦標賽（IYPT）的題目與模式，并將國際先進模式與中國的實際情況相結合。它所倡導的培養學生的創新能力、實踐能力、自主學習與團隊協作能力的理念，剛好與我國的素質教育理念高度契合。

1 大學生物理學術競賽的模式和特色

中國大學生物理學術競賽，是中國借鑒國際青年物理學家錦標賽的模式創辦的全國性賽事，該項活動得到了教育部的支持，是實踐國家教育中長期發展規劃綱要的重要大學生創新競賽活動之一。它以協同創新為根本理念，旨在提高學生綜合運用所學知識分析解決實際物理問題的能力，培養學生的開放性思維能力。目前已有眾多知名高校和物理精英參與，已成為國內具有重要影響力的大學生物理競技賽事之一。

該項比賽要求參賽選手以團隊合作的形式（5人為一隊），對給定的開放性物理問題進行研究，并就解決給定開放性物理問題的基本知識、理論分析、實驗方案、結果討論等進行辯論，故該項賽事亦稱物理對抗賽。該競賽擺脫應試教育的模式，體現知識學習與探索實踐相結合，物理學與日常生活相結合，學術能力與人際交往能力相結合，個人與團隊合作相結合的理念，這些都是傳統大學物理學科競賽所無法比擬的優勢。

1.1 開放度大

大學生物理學術競賽采取IYPT的競賽賽題，每年17個競賽題目都是貼近實際生活的開放性物理問題，并在競賽一年前公布。所有賽題沒有固定的答案，解決方式往往不唯一。完全打破了傳統物理競賽的“閉卷、題目有固定答案、要求學生在規定的短時間內完成”的模式，真正實現了“開放”。

1.2 探究性強

CUPT競賽題目的待求量、研究方法和相關影響參數這些都需要參賽者自己探索確定。甚至有些題目還要求設計出新裝置，如2017年競賽題目的第1題保護雞蛋。并且在完成CUPT題目的過程需要查找文獻、建立模型、設計實驗方案、驗證結果及討論等，這其實就是經歷一個完整的科學探究過程。

1.3 實踐性強

大學生物理學術競賽的所有賽題均來源于日常生活、生產實際以及工程技術，題目的實用性都很強。

2 大學生物理學術競賽對高素質創新人才培養的作用

2.1 有利于學生實踐能力的培養

傳統的課堂教學側重于基本理論知識的傳授，對知識的實際應用涉及較少，而大學生物理學術競賽為學生提供了應用所學知識解決實際問題的平臺。競賽中的每個問題都需要學生自己去挖掘其中的物理圖像，即需要將實際問題轉化為物理模型，并且需要提出自己的實驗設計方案，進行實驗測量以及數據處理，設計制作產品裝置并進行相關的測試。這一系列過程都需要學生具備較強的實踐動手能力，從而有效提高了學生分析、解決實際問題的能力，并在實踐中綜合運用所學的相關理論知識。

正如一位參加過CUPT的學生這樣說：“參加物理學術競賽對培養我們解決實際問題的能力有很大幫助，在解決那些擋在我們面前的物理問題的時候，我們的動手能力、思辨能力都經過了很好的鍛煉。”

2.2 有利于學生創新能力的培養

大學生物理學術競賽所有題目沒有固定答案，也就是說幾乎完全要“靠自己去找路”。學生需要獨立進行題目的分析、查找與問題相關的基本理論、建立物理模型、設計實驗方案、撰寫報告乃至參加團隊辯論賽，這一系列過程能夠培養學生獨立思維的意識和創新思維的能力，學生的開放性思維能力、創新意識、靈活應用科學的思路與方法，解決實際問題的能力會得到極大的提高[2]。

2.3 利于提升學生團隊合作精神和協作組織能力

大學生物理學術競賽以團隊合作的形式對物理問題研究，以辯論的形式組織比賽，競賽的17個題目需要幾個人共同完成，這就需要隊員之間分工協作，在集體討論中完成題目。在實驗時，有些實驗儀器可能需要幾個人同時操作，即使一個人能操作儀器，也要有人觀察現象拍照或錄像，還要有人記錄瞬間的一些實驗數據[3]。在比賽時，參賽小組通過緊密合作，及時有效溝通，完成辯論賽中各角色任務。所以說大學生物理學術競賽有利于鍛煉提高學生的團隊合作意識和協作組織能力。

3 該校在物理學術競賽組織訓練及進行創新培養方面的具體做法

3.1 以校級競賽為主積極拓展競賽形式

該校每年12月份在本科生中組織校級物理學術競賽，各年級學生可自由組隊參加。校級競賽的優秀選手作為全國賽的種子選手，經過培訓以及選拔，確定參加第二年8月份全國大學生物理學術競賽的參賽隊員。

如果說參加國賽是為了增加交流、爭創榮譽的話，那么校級競賽重在提高興趣、培養能力，擴大競賽影響面和受益面。通過組織校賽，使更多的學生了解物理學術競賽并參與進來，增加創新人才培養覆蓋面，使之成為面向更多學生進行創新能力培養。同時也為全國物理學術競賽選拔人才，通過示范作用激發學生參賽熱情。從校級物理學術競賽中選拔優秀選手，參加全國物理學術競賽，這樣做既能完成優秀團隊的選拔工作，又能以其示范作用激發學生的競爭意識和學習熱情[1]，擴大作為創新能力培養載體的物理學術競賽的影響力。endprint

目前該校從2014年開始舉辦校賽，目前共舉辦三屆。第一屆比賽共有16支隊伍參加，第二屆有104支隊伍參加，第三屆有110多支隊伍參加，參賽人數多達500多人，可以說學生的參賽熱情和參賽水平越來越高，在參加比賽和進行課題研究的過程中，加深了對所學大學物理內容的理解和知識高度的提升，學生的實踐能力和創新能力也得到了提高和鍛煉。

3.2 開展綜合素質項目——物理學術創新俱樂部

在全校范圍內開展綜合素質項目——物理學術創新俱樂部，俱樂部以發展學生興趣，提高學生綜合素質，提供競賽指導、選拔優秀選手為目的，并且能夠讓學生在參加物理學術競賽的同時完成學分，避免加重學生負擔。

具體來說，俱樂部圍繞CUPT的研究課題設計開展探究型學習，組織各項活動，讓每位學生對物理學習的興趣、自主學習能力和團隊合作意識在研究中發掘，在經歷中提升。通過開展大學生科研選題、文獻查閱以及論文寫作指導講座，讓學員了解了撰寫科技論文的相關知識，加強學生科研素養和論文寫作能力，鼓勵和指導該校學生申請創新項目，營造良好的科研創新氛圍。通過競賽指導和模擬辯論賽，全面提高學員的綜合素質，培養優秀競賽選手。

3.3 面向競賽學生開設競賽訓練課

根據該校實際情況制定對參賽學員的培訓方案，訓練采取集中指導與分別指導相結合的方式，通過教師的跟蹤指導和督促，讓學生始終保證以高效率、積極心態參與競賽的整個過程。依托該校的暑期學校，通過賽前培訓指導，引導學生建立合理的模型，提供優化實驗方案和改進建議，具體實施以學生為主，重點培養學生解決實際問題的能力。讓學生掌握競賽技巧。通過物理學術競賽的訓練組織，調動學生探究的積極性，引導學生從“被動競賽”變為“主動競賽”。2016年該校雖然是首次組隊參加國賽，但還取得了不錯的成績。

3.4 競賽后拓展訓練模式思考與探索

如何把物理學術競賽的成果與精神進行延續與擴展，這是我們正在探索中的，也是一項長期而艱巨的任務。

（1）論文寫作。

經過之前比賽的一系列過程，學生對許多題目已經研究的比較深入，這時我們可通過撰寫論文來固化研究成果，因此拓展訓練階段論文寫作輔導是重點工作，我們對學生進行中英文寫作常用規范的輔導和常用數據處理、畫圖軟件的介紹。目前學生已經成型的論文達到了一定的水平，已投往期刊。另外，對于競賽階段研究的不夠透的有些問題，可繼續深入，逐步實現向科研論文形式過渡。

（2）創新課題申報和研究。

有些競賽題目本身就是比較好的研究課題甚至是當前國際上尚未很好解決的問題，這時可鼓勵學生申請校級乃至省級科技創新課題，通過立項來深化研究。可以說，依托科研課題進行拓展培養能力是一種非常有效的方法。

4 在大學物理教學中滲透物理學術競賽思想理念，使創新人才培養常態化

大學生物理學術競賽所倡導的創新、實踐能力和團隊協作能力，這本身對大學物理的教學起到了很好的促進作用。因此我們注重將物理學術競賽思想理念滲透到大學物理教學中。在大學物理教學中不僅讓學生了解原理，還要知其應用，鼓勵學生將所學物理原理應用到生活實際中去。對于新知識新理論，鼓勵學生思考探究，甚至敢于挑戰質疑。對于基礎較好的教學班，教師還讓學生從中選擇題目，作為物理課程的大作業來完成。另外，為了更好地給物理學術競賽提供平臺，我們還專門建立了相應的開放性物理實驗室，學生可自主選擇課余時間做實驗，目前已成為學生進行物理探索和創新實踐的基地。正是基于這種理念，學生學習大學物理的積極性、主動性大大提高，自主學習能力、創新能力和將理論應用于實際問題的能力大大提高，撰寫了許多優秀課程論文，達到了創新人才培養的目的。

5 結語

本文以該校具體探索實踐為例，介紹如何以大學生物理學術競賽為載體培養大學生創新實踐能力，該活動雖然取得了一定的成果，但還存在一定的不足，需要我們進一步的努力。

參考文獻

[1] 付雄，陳春玲.以科技競賽為載體的大學生創新能力培養研究[J].計算機教育，2011（6）：29-31.

[2] 張晚云，曾交龍，陸彥文，等.依托大學生物理學術競賽培養高素質創新人才[J].大學物理，2011（6）：35-37.

[3] 李業鳳.依托物理學術競賽平臺探索培養學生的實踐創新能力[J].實驗技術與管理，2014（5）：14-16.endprint