大學物理教學中創新型人才的培養與實踐

王青　戴劍鋒　李維學

摘要：本文以培養學生工程素質、樹立科學思想、激發學生創新創新精神、創新意識、創新思維、創新能力為主線，在大學物理教學中提出多種創新教育模式，從修改培養方案、更新教學內容、改革教學方法和考核方法等方面提出了改革的設想，并作了初步的嘗試，取得了良好的效果。

關鍵詞：大學物理教學；創新性人才；培養與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0143-02

如何提高大學物理課堂教學效果，對大學物理教學進行改革，使課程教學既符合各專業人才培養對大學物理的共性要求，又能滿足各專業學生學習的個性要求，提高學生的工程素養，創新教育教學理念，提升人才培養質量，這是理工科大學物理教學過程中不可忽視的問題，是我們在今后的教學中著力探討的問題[1-4]。近年來，隨著國家“本科教學質量工程”、“卓越工程師教育培養計劃”等一系列重大舉措的實施，各高校的廣大教師就如何強化學生能力培養、提高工科學生的工程意識、創新精神，從培養目標、培養方案到教學方法、教學內容、教學手段等方面進行了改革與創新[5-8]。本文主要從課程大綱、課程的創新教育模式、形成性評價等方面進行了改革探索。

一、針對不同的專業，制定大學物理創新教育的教學大綱和實施方案

由于大學物理課程內容多，學時數有限，為適應不同專業的培養目標，我們根據各專業學科的性質及特點，對我校的工科各專業大體分為三類模塊：機械類、電類、材料化工類。在總學時和物理體系不變的情況下，各有側重點。任課教師在教學時，針對不同的專業、課時和教學內容可做適當的調整。對于機械類模塊，教學重點放在力學和電學部分，補充一些流體力學知識；電類模塊，教學重點放在電磁學和近代物理知識，增加一些半導體知識和激光內容；材料化工類模塊，教學重點放在熱學和光學，增加分子、原子物理知識。針對專業性質制定這三大模塊的教學大綱和教學實施方案，合理處理教材。在講授中注重物理思想的講解，減少數學的繁冗的計算和推導，強調精講經典、加強近代、增強工程應用、激發創新，同時，加深對高新技術的發展起重要作用的基本原理和基本內容上，并適當顧及深度，保持前沿性和先進性。

二、引入多層面創新教育模式

1.“研究性學習”創新教育模式。研究性教學的設計和實踐，是開展該創新教育模式的關鍵。我們對大學物理教學中研究性教學的目標、選題、評價、實施過程、計劃和方案等方面進行了系統的設計，并且列舉了詳細的實例。提出了“大學物理研究性教學單元實施方案”。通過課堂（部分研究）和課外活動（完全研究）兩種方式進行了大學物理研究性教學的試點。學生通過研究性學習，掌握基本的科學研究方法，提高綜合運用所學知識和技能解決實際問題的能力，培養學生在開放性環境中獲取、收集、處理信息的能力，有利于大面積提高大學物理教學質量。

2.“學研結合”創新教育模式。將大學物理中的具體知識和教師的科研工作相結合而展開討論，也是培養學生工程素質的重要途徑。如果能在科研工作和大學物理教學兩個領域，用心去尋找二者之間千絲萬縷的歷史淵源與聯系，就能起到讓舊有的常識性的知識，和正在進行的對于未知知識的探求這兩方面得到互相溝通的重要作用。同時對于促進大學物理的教學效果而言，也會起到意想不到的效果，達到科研和大學物理教學的有機結合[7]。

3.分層、開放式實驗創新教育模式。實驗分層按由淺入深、由易到難、由已知到未知的循序漸進的原則劃分實驗層次，兼顧力、熱、電磁、光、近代物理有關的實驗內容，建立了一個階梯式的、獨立發展的創新實驗課程框架體系。分層模式一般是按基礎實驗、綜合性提高性實驗、設計研究性實驗劃分為三個層次。我校的大學物理實驗在這三個層次之中嵌套有專題實驗和演示實驗，構建了開放式實驗教學平臺。分層式實驗教學模式針對不同的教學層次對應不同的教學方法，主動適用了學生的接受能力，實驗項目由易及難，使學生將以前學會的知識和實驗技能加以鞏固，融會貫通，舉一反三，靈活應用，在學習中逐步提高。

開放式的教學使得學生可以自選實驗項目、實驗時間，自主地進行實驗，充分激發了學生的實驗積極性和主動性，增強了學生探求科學的好奇心和興趣，有利于學生發揮自身潛能和特長。

4.“工程素質培養”的創新教育模式。對于一個以工科為主的理工科大學，如何在有限的時間內讓學生學習到系統的物理知識，同時又能結合本專業的工程背景，培養學生對工程技術中的物理問題的分析能力，提高學生的工程素質，是工科物理教學內容改革的重要方面，我們根據學校的實際情況，增加物理學原理在現代工程技術中的應用，在教學內容體系中精選了30多個物理原理與工程技術問題，由于學時數的限制，30多個工程技術中的物理問題不可能在課堂中一一學習，根據上述三大模塊的分類，將30多個問題貫穿到物理內容體系中，針對不同專業的工科背景，選擇部分內容。教師在教學過程中可依據專業特點，精講一部分問題，也可給學生布置一些問題，由學生課外閱讀相關內容，完成小論文，作為平時成績記入考評中。開設了《工程技術中的物理原理分析》創新課程，學生可在開放平臺中選課，獲得創新學分。

5.“第二課堂”創新教育模式。配合大學物理教學，開展多種“第二課堂”創新教育模式。一是每年在全體學生中開展物理知識及實驗技能競賽，使學生的工程素質和創新能力普遍得到培養和提高。二是通過教育部國家大學生創新性實驗平臺，培養學生的創新實驗能力和工程素質。三是利用學校的創新教育課程平臺，在全校開設了《物理學原理在工程技術中的應用》創新教育公選課。引導學生去探索未來發展的新知識信息，幫助學生學會預測、預見和構想未來事物的發生、發展和變化，從而培養學生的創造性思維和創新能力。三是積極組織學生參加大學生創新創業訓練計劃的項目申報工作，加強大學生創新創業教育，強化創新創業能力訓練，培養適應社會發展需要的創新型人才。四是開設《物理發展與科技進步》、《工程技術中的物理原理分析》、《自然科學導論》等選修課，拓展學生的視野，激發學生的創新實驗意識，具有良好的學習參考價值，為學生研究性和創新性學習創造了有利的條件。

三、引入形成性考核方式，適應創新教育改革

傳統的單一期末閉卷考核模式存在學生以應試為學習主要目的的現象，為了加強學生的過程學習，提高學生學習的主動性，我們綜合運用多樣化的考核辦法，建立合理考評機制，逐步加強學習過程的考核力度，加大過程學習成績的占比（占40%-50%），與期末閉卷考試（占50%-60%）相結合進行評價。過程學習成績包括課堂表現、作業完成情況、讀書報告（或小論文）和期中考試。其中，課堂表現由出勤情況和提問表現組成，根據學生一學期的課堂表現給予其適當的分數，可以約束一些自由散漫的學生來聽課，督促學生學習。根據不同專業的性質和特點，在講授完成某些內容后，教師指定專題要求學生圍繞所學內容寫一篇讀書報告（或小論文），學生必須認真去查閱相關的資料，既可加深學生對理論知識的理解，拓展知識面，提高科學素質，又考察了學生的自學能力和創新思維能力。理論和實際結合起來，能夠激發起學生學習物理的濃厚興趣。期末閉卷考試考查學生必須掌握的基礎知識，檢驗他們一學期對大學物理課程的學習情況。通過多樣化的考核方法可有利于培養學生的物理思想，檢查他們對所學知識的掌握程度、應用所學知識的綜合能力，實現大學物理教學的目的，又可以減輕學生考試壓力，很受學生歡迎。

參考文獻：

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