大學物理教學融合創新創業思想教育的探索與實踐*

劉向遠 張穗萌 吳興舉 宋軍 魏相飛 何銳 郝洪榮

(皖西學院電氣與光電工程學院 安徽 六安 237012)

自從“大眾創業、萬眾創新”的口號提出以來，億萬中國人深受鼓舞，身處創新時代，許多人踴躍實踐，涌現出諸如大數據、云計算、人工智能以及一系列與“互聯網+”相聯系的創新熱點和創業成果．在大的創新創業背景下，高校應該有所作為．于是各高校推出了培養學生創新創業能力的新舉措，諸如大學生創業計劃、大學生創新訓練、創新創業大賽等[1,2]．在經濟新常態下，社會需要整合資源，需要激發創新潛能，造就更多的就業機會，創造新價值，因此倡導大學生創新創業有助于提升整個社會經濟發展的動力．為了提高大學生創新創業能力[3]，高校專門開設了創新創業教育課程，對于大學生創新創業理念的形成起到了普及作用．國內外創新創業教育的理論與實踐表明，創新創業教育應該貫穿高校教育的全過程，涉及到幾乎所有教學課程和教學環節[4, 5]．

大學物理作為高等學校理工科專業的基礎必修課程，承載著專業課教學基礎性概念認知和基礎性物理學原理應用的主要任務．由于大學物理作為理工科教學的基礎性地位，歷來受到國內外高校的重視，大學物理教學改革也隨著社會經濟的發展在不斷變化．基于大學物理教學本身的特點和創新創業教育的新形勢，探索和實踐大學物理教學融合創新創業思想教育具有現實和長遠的意義．

1 創新創業素材的挖掘

物理學發展史是一部創新史，從經典力學到相對論和量子論的產生過程不斷有新概念和新原理的提出，并且每一次重大的創新都把人類文明推向一個新的高度．與創新創業教育相對應，創業的基礎就是創新，就是要突破原先的局限性，把握新機遇，提出新想法，創造新價值．在創新上，大學物理課程和創新創業教育兩者本質相同，并且大學物理教學能夠應用物理學的創新成就啟發學生的創新思維[6]．從廣義的角度理解創新創業，創業是指社會生活各個領域里的人們為開創新的事業所從事的社會實踐活動，是主體在能動性的社會實踐中所體現的一種特定的精神、能力和行為方式[7]．因此，物理學中所體現的創新恰恰屬于一種“創業”活動．大學物理教學內容主要包括力學、熱學、光學、電磁學以及量子與原子物理，內容面較廣，涉及到眾多的物理學基本原理和物理學家的貢獻[8]，因此可以從物理學原理和物理學家創新的經歷出發提煉創新創業素材．

在深入分析教材的基礎上，提煉出一系列物理學中的創新創業素材，包括物理學原理、物理學家的創新經歷及其對大學生創新創業的啟示，并且這些物理學原理和物理學家的創新經歷能夠體現在具體的教學內容里．經過整理，我們提煉出表1中的4條物理學原理及其對大學生創新創業的啟示．

表1 物理學原理對大學生創新創業的啟示

物理學史上有許多物理學家創新成功的例子，創新成功的同時創造了新知識，他們的創新方法和哲理性論述對大學生創新創業提供了理論思維和方法論．我們研究了物理學家的創新經歷，引申出了哲理性思想并提煉出這些思想對大學生創新創業的啟示，如表2所示．

表2 物理學家的創新經歷對大學生創新創業的啟示

從表1和表2的材料挖掘看，盡管物理學原理和物理學家的創新經歷不能直接體現創新創業思想，但是引申這些材料的深刻含義能夠透視出創新創業的深刻內涵．

2 教學模式的探索

物理學原理和物理學家的創新經歷對大學生創新創業的啟示必須落實在具體的教學過程中，傳統的大學物理課堂教學往往從基本概念入手，教師講解基本定律和定理，然后師生討論、分析并舉例、練習．為了在大學物理教學中融合創新創業思想教育，我們采用“兩段式”教學模式，即前一段進行物理基本概念、基本原理的討論與分析，明確物理學基本概念和原理的含義以及應用，然后由物理學基本原理、物理學家的創新經歷引申、切入到創新創業的思想教育．

例如克勞修斯熵和熱力學第二定律統計意義的教學．首先，講解克勞修斯熵和玻爾茲曼熵的概念、熵增加原理，然后討論，總結出4條熱力學“熵原理”[9]：

(1)熵是有序與無序的度量；

(2)孤立系統的熵增加；

(3)負熵流原理；

(4)非線性機制對熵的干預．

再把熱力學“熵原理”由自然科學領域引申到社會科學領域，進一步聯系大學生創新創業，具體融入4個觀點：

(1)大學生創新創業是社會經濟發展的負熵流；

(2)大學生創新創業體現了非線性機制對熵的干預；

(3)大學生創新創業是無序到有序的過程；

(4)大學生創新創業應該從創新入手．

再例如愛因斯坦的狹義相對論教學．在講解和討論狹義相對論坐標變換和速度變換之后，自然切入到愛因斯坦的生平介紹和狹義相對論產生的背景，引申出愛因斯坦對科學的貢獻．由此聯系愛因斯坦的哲理名言：提出一個問題往往比解決一個問題更重要；奇思玄想的天賦對我而言，比我的才干更重要；不曾犯錯的人從來不曾嘗試新事物等哲理名言，進一步采用類比的方法，引申為愛因斯坦的“創新創業觀”：主張用豐富的想象力和奇思妙想提出新的問題；主張個性的張揚和嘗試新事物；積極從事創新創業實踐，實現個人的價值；成為一個務實、勤奮、包容、堅韌的創業者．

在新課引入上盡量做到多樣化，既可以從物理學知識點入手，也可以由創新創業事跡入手，從而實現教學目的．在內容的安排上，做到精簡每節課的大學物理知識點內容，如果知識點內容太多，可以分配部分內容在上節課講解，以便有足夠的時間安排創新創業思想教育．在課后作業的布置上，不拘泥于計算型練習，布置一定量與創新創業思想教育相聯系的問題，例如，熱力學“熵原理”對大學生創新創業有哪些啟示？從愛因斯坦的哲理思想看大學生如何創新創業？等等．

3 教學方法改進

針對大學物理教學融合創新創業思想教育的教學，原先簡單、線性的教學方法已經不能適應新內容的教學要求．為了把知識內容的教學和思想內容的教學很好地融合在一起，有必要聯系當前社會發展的實際，采用理論聯系實際的教學方法，才能使創新創業的思想深入學生的理念之中．

首先，聯系創新創業成功的風云人物，例如馬云與阿里巴巴、俞敏洪與新東方教育、比爾蓋茨與微軟、李嘉誠與香港房地產，等等．把這些人物的創新思想和創新方法與物理學家們的創新精神進行類比，找出兩者的共同之處.例如聯系物理學家牛頓后期從事貨幣制造監管，改進造幣方法，大幅提升造幣效率的事跡[10]，我們得出結論：要想在創業的道路上取得成就，創新是基礎，從而提升學生對創新與創業關系的認識．

其次，聯系大學生創業成功的范例，讓學生從身邊創新創業事跡說起，例如本校畢業學生創辦信息傳媒公司、教育直播公司、演出租賃服務公司等，結合研究性學習和創新創業訓練談談自己未來的創業打算，等等．讓學生主動上網搜集大學生創業成功的范例，作為學生討論的素材，例如南京郵電大學大二學生陳峰偉創辦IT銷售、華南理工大學計算機軟件學院的許少煌創辦網站平臺、上海對外貿易學院大三學生周強創辦大學城在線服務等[11]，引導學生討論他們成功的創新創業方法和創新創業品質．另一方面，聯系物理學家的創新精神和創新品質，明確創新創業的方向和途徑，例如聯系普朗克突破科學困境提出能量子假說，啟示大學生創新創業應該具有破舊立新的創業品質；聯系牛頓在前人成就的基礎上提出慣性定律等事跡，啟發大學生創新創業需要選擇合適的項目和奮斗方向．

除了理論聯系實際的教學，教師還積極指導大學生創新創業訓練計劃，參加多項省級和國家級學科競賽．通過指導學生完成大學生創新創業訓練計劃提升大學生的創新能力，培養學生具備堅韌、合作、包容的創業品質．在指導大學生參加學科競賽的過程中，鼓勵學生提出新想法，實現創新目標，培養學生勇于探索、合作創新的精神品質．同時，部分學生獲得與創新創業相關的優異成績能夠為其他學生樹立形象，提供范例．

4 教學效果

經過2年的教學探索，大學物理教學融合創新創業思想教育的實踐積累了寶貴的經驗．為了了解教學實踐的效果，我們編制了一套問卷，對140名學生進行了問卷調查．調查結果顯示：99%的學生認為大學物理與大學生創新創業相結合是有意義的，物理學家的創新精神和物理學原理對大學生創新創業有指導作用，學生的思想認識得到了一定程度的提高．同時，組織課堂教學的教師先后指導了6名大學生國家級和省級大學生創新創業訓練，并且取得了優秀及良好的成績，指導多名學生參加國家級和省級學科競賽獲得國家級一等獎2項，省級一等獎2項．這些成績的取得充分說明大學物理教學融合創新創業思想教育是一次有益的教學嘗試，為大學物理教學增添了新的內涵和新的素材．