物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽如何培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新論文

　　［摘要］以物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽為抓手，通過(guò)不斷指導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽，組建學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，將大學(xué)物理及物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)從課堂延伸到課外，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，取得了較好的效果．

　　［關(guān)鍵詞］物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽；科技創(chuàng)新能力；大學(xué)物理

　　教育部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》（教高［２００５］１號(hào)文件）明確指出，貫徹落實(shí)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的主要任務(wù)和要求是深化教學(xué)改革，著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，全面推進(jìn)素質(zhì)教育．近年來(lái)，隨著國(guó)家新工科建設(shè)的加速推進(jìn)，新工科建設(shè)明確提出注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)以適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)［１－２］．大學(xué)物理及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為理工科院校的兩門重要的公共基礎(chǔ)課，在教學(xué)實(shí)踐中起到了承上啟下的作用，它對(duì)相關(guān)理論學(xué)科的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及對(duì)近代科學(xué)技術(shù)的了解與掌握具有深遠(yuǎn)而持久的意義．大學(xué)物理及物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革必定要適應(yīng)新工科建設(shè)的要求．北京理工大學(xué)珠海學(xué)院大部分理工科專業(yè)都開(kāi)設(shè)了大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)課程，２０１７級(jí)約有３０００人修讀這兩門課程，因此，提高大學(xué)物理課程的建設(shè)質(zhì)量將有利于整個(gè)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的提升．物理教師應(yīng)該主動(dòng)適應(yīng)新的形勢(shì)，在繼承前期課程改革成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出新的改革思路，想盡一切辦法，把學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，使學(xué)生能夠課內(nèi)課外同時(shí)用功，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索，將課堂和課外有效地聯(lián)動(dòng)起來(lái)，要做到這一點(diǎn)，學(xué)科競(jìng)賽和科技創(chuàng)新訓(xùn)練是非常好的載體．因此，我們提出以學(xué)科競(jìng)賽促創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大學(xué)物理的改革，這種改革是各工科專業(yè)對(duì)大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的現(xiàn)實(shí)需要，反過(guò)來(lái)對(duì)新時(shí)代工科院校的人才培養(yǎng)也具有非常重要的意義．

　　１課程改革措施

　�。保�１搭建競(jìng)賽和科技創(chuàng)新平臺(tái)

　　近年來(lái)，我們購(gòu)置儀器設(shè)備搭建物理科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，將其打造成為我校物理學(xué)科競(jìng)賽核心平臺(tái)．以物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為依托，主要面向大一、大二學(xué)生，發(fā)動(dòng)學(xué)生參加廣東省物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，教師指導(dǎo)學(xué)生完成大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等其他科技創(chuàng)新活動(dòng)．本實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃發(fā)展２至３個(gè)學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（現(xiàn)已成立了ＯＰ團(tuán)隊(duì)）常駐，由相關(guān)教師提供技術(shù)支持，整理競(jìng)賽過(guò)程中的相關(guān)研究成果，提升學(xué)生的科研能力．同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室新生納新工作，吸收新的血液加入到學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)中來(lái)，形成良性的科技創(chuàng)新文化氛圍．

　　１．２實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課堂教學(xué)和學(xué)生競(jìng)賽良性互動(dòng)

　　積極開(kāi)展對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的研究：一方面，改革大學(xué)物理及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，在打好基礎(chǔ)的同時(shí)，在課堂上以內(nèi)容滲透或?qū)ｎ}講座的形式向?qū)W生講授學(xué)術(shù)競(jìng)賽前沿課題．比如講阻尼受迫振動(dòng)時(shí)介紹混沌擺，引出對(duì)非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的研究；講電磁學(xué)的時(shí)候引入磁懸浮，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展磁懸浮小車的設(shè)計(jì)．講授波動(dòng)的時(shí)候提出可否實(shí)現(xiàn)海浪發(fā)電以及如何提高其效率等等．另一方面，改革大學(xué)物理平時(shí)成績(jī)的考核方式，使積極參加競(jìng)賽的同學(xué)能夠拿到更高的平時(shí)成績(jī)，如果是學(xué)術(shù)競(jìng)賽獲得大獎(jiǎng)的，平時(shí)成績(jī)可以得滿分．教師在課堂上加強(qiáng)對(duì)學(xué)生除了要講清楚大綱規(guī)定的概念、原理和公式之外，還要把物理規(guī)律及其發(fā)現(xiàn)過(guò)程中所展現(xiàn)出的科學(xué)的世界觀和方法論提煉出來(lái)，點(diǎn)撥給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生提升思維層次，掌握科學(xué)方法．

　�。保�３加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ)

　　物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)的科學(xué)．楊振寧曾說(shuō)過(guò)：“物理學(xué)最重要的部分是和現(xiàn)象有關(guān)的，絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來(lái)的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源”［３］．物理實(shí)驗(yàn)尤其是自主探究性、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，能夠很好地調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能夠很好的促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的運(yùn)用．因此，我們?cè)诖髮W(xué)一年級(jí)的物理實(shí)驗(yàn)中，除了基礎(chǔ)性綜合性實(shí)驗(yàn)之外，還加強(qiáng)了設(shè)計(jì)型探究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠提前接受設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的初步訓(xùn)練，老師們積極甄選實(shí)驗(yàn)課題，指導(dǎo)每一個(gè)學(xué)生在大學(xué)一年級(jí)至少完成一個(gè)大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，撰寫設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課題報(bào)告或論文，為學(xué)生參加后續(xù)的學(xué)科競(jìng)賽做準(zhǔn)備．

　　２改革初步效果

　　通過(guò)近年來(lái)不斷的努力探索，我們所確立的以競(jìng)賽來(lái)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提升物理及實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)水平穩(wěn)步提升，取得了較為明顯的效果．

　�。玻�１通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生參加廣東省物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，使教師的教學(xué)水平和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅撕艽蟮奶嵘?/p>

　　教師要當(dāng)好學(xué)生競(jìng)賽的指導(dǎo)老師，必須要去鉆研競(jìng)賽題目，而競(jìng)賽題目不是一般大學(xué)物理教材里面的內(nèi)容，這就要求教師必須廣泛查閱文獻(xiàn)，深入研究題目，然后才能去指導(dǎo)學(xué)生．而這種研究也能夠反饋回課堂，使得教師的課堂教學(xué)能夠旁征博引，深入淺出．從學(xué)生的選課情況來(lái)看，最受歡迎的物理老師就是那些帶領(lǐng)學(xué)生競(jìng)賽指導(dǎo)最多的老師，另外我們的一位青年老師獲得了廣東省基礎(chǔ)物理青年教師講課比賽一等獎(jiǎng)及中南賽區(qū)二等獎(jiǎng)．

　�。玻�２學(xué)生的參賽積極性逐年提高，比賽在學(xué)校的影響力越來(lái)越大

　　我們連續(xù)幾年組織全校學(xué)生參加廣東省物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，規(guī)模逐步加大，２０１８年校內(nèi)初賽達(dá)約到１５０人，在學(xué)校里面的科技競(jìng)賽類項(xiàng)目人數(shù)規(guī)模僅次于數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽，每年都有參賽隊(duì)伍進(jìn)入省決賽并最終獲獎(jiǎng)，截止到２０１７年共獲得廣東省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)４項(xiàng)，三等獎(jiǎng)３項(xiàng)，這在廣東省的獨(dú)立學(xué)院中是非常罕見(jiàn)的．以下為學(xué)生參加廣東省物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽的部分競(jìng)賽證書同時(shí)我們還編寫了適合我校學(xué)生層次的大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材，內(nèi)容體系上在保證工科自然科學(xué)基礎(chǔ)的前提下，更加適合我校學(xué)生的實(shí)際情況．

　　３總結(jié)與展望

　　以競(jìng)賽為抓手促進(jìn)理工科院校大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)的課程教學(xué)建設(shè)，能夠調(diào)動(dòng)一大批學(xué)生對(duì)于大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)積極性．我們計(jì)劃在今后的大學(xué)物理教學(xué)中：每個(gè)班至少舉辦兩次有關(guān)學(xué)科競(jìng)賽的講座；在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)力度；廣泛宣傳，大力組織學(xué)生參加第三屆北理珠物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，爭(zhēng)取參賽規(guī)模能夠突破３００人，惠及全校所有的理工科專業(yè)．通過(guò)競(jìng)賽使大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)與課外學(xué)習(xí)相互聯(lián)動(dòng)，全方位激發(fā)低年級(jí)學(xué)生參加以物理學(xué)科競(jìng)賽為主的一系列科技創(chuàng)新活動(dòng)，提升我校各個(gè)理工科專業(yè)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力．

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