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物理實驗設(shè)計大賽如何培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新論文
［摘要］以物理實驗設(shè)計大賽為抓手，通過不斷指導(dǎo)學(xué)生參加競賽，組建學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊，將大學(xué)物理及物理實驗的教學(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］物理實驗設(shè)計大賽；科技創(chuàng)新能力；大學(xué)物理
教育部《關(guān)于進(jìn)一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》（教高［２００５］１號文件）明確指出，貫徹落實高等學(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、實踐能力和創(chuàng)新能力，全面推進(jìn)素質(zhì)教育．近年來，隨著國家新工科建設(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)物理實驗作為理工科院校的兩門重要的公共基礎(chǔ)課，在教學(xué)實踐中起到了承上啟下的作用，它對相關(guān)理論學(xué)科的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及對近代科學(xué)技術(shù)的了解與掌握具有深遠(yuǎn)而持久的意義．大學(xué)物理及物理實驗的教學(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)都開設(shè)了大學(xué)物理及實驗課程，２０１７級約有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)量將有利于整個學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的提升．物理教師應(yīng)該主動適應(yīng)新的形勢，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)動起來，使學(xué)生能夠課內(nèi)課外同時用功，變被動學(xué)習(xí)為主動探索，將課堂和課外有效地聯(lián)動起來，要做到這一點，學(xué)科競賽和科技創(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)對大學(xué)物理及實驗教學(xué)改革的現(xiàn)實需要，反過來對新時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
�。保贝罱ǜ傎惡涂萍紕�(chuàng)新平臺
近年來，我們購置儀器設(shè)備搭建物理科技創(chuàng)新實驗室，將其打造成為我校物理學(xué)科競賽核心平臺．以物理創(chuàng)新實驗室為依托，主要面向大一、大二學(xué)生，發(fā)動學(xué)生參加廣東省物理實驗設(shè)計大賽，教師指導(dǎo)學(xué)生完成大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，指導(dǎo)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競賽等其他科技創(chuàng)新活動．本實驗室計劃發(fā)展２至３個學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊（現(xiàn)已成立了ＯＰ團(tuán)隊）常駐，由相關(guān)教師提供技術(shù)支持，整理競賽過程中的相關(guān)研究成果，提升學(xué)生的科研能力．同時通過實驗室新生納新工作，吸收新的血液加入到學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊中來，形成良性的科技創(chuàng)新文化氛圍．
１．２實現(xiàn)大學(xué)物理課堂教學(xué)和學(xué)生競賽良性互動
積極開展對教學(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)物理實驗的教學(xué)內(nèi)容，在打好基礎(chǔ)的同時，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)競賽前沿課題．比如講阻尼受迫振動時介紹混沌擺，引出對非線性動力學(xué)系統(tǒng)的研究；講電磁學(xué)的時候引入磁懸浮，引導(dǎo)學(xué)生開展磁懸浮小車的設(shè)計．講授波動的時候提出可否實現(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)物理平時成績的考核方式，使積極參加競賽的同學(xué)能夠拿到更高的平時成績，如果是學(xué)術(shù)競賽獲得大獎的，平時成績可以得滿分．教師在課堂上加強對學(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)過程中所展現(xiàn)出的科學(xué)的世界觀和方法論提煉出來，點撥給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生提升思維層次，掌握科學(xué)方法．
�。保臣訌娢锢韺嶒灒瑸閷W(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ)
物理學(xué)是一門實驗的科學(xué)．楊振寧曾說過：“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)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源”［３］．物理實驗尤其是自主探究性、設(shè)計型實驗，能夠很好地調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能夠很好的促進(jìn)學(xué)生對理論知識的運用．因此，我們在大學(xué)一年級的物理實驗中，除了基礎(chǔ)性綜合性實驗之外，還加強了設(shè)計型探究型實驗項目，使學(xué)生能夠提前接受設(shè)計性實驗的初步訓(xùn)練，老師們積極甄選實驗課題，指導(dǎo)每一個學(xué)生在大學(xué)一年級至少完成一個大學(xué)物理設(shè)計性實驗，撰寫設(shè)計性實驗的課題報告或論文，為學(xué)生參加后續(xù)的學(xué)科競賽做準(zhǔn)備．
２改革初步效果
通過近年來不斷的努力探索，我們所確立的以競賽來促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提升物理及實驗課程建設(shè)水平穩(wěn)步提升，取得了較為明顯的效果．
�。玻蓖ㄟ^帶領(lǐng)學(xué)生參加廣東省物理實驗設(shè)計大賽，使教師的教學(xué)水平和實驗?zāi)芰Φ玫搅撕艽蟮奶嵘?/p>
教師要當(dāng)好學(xué)生競賽的指導(dǎo)老師，必須要去鉆研競賽題目，而競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)生的選課情況來看，最受歡迎的物理老師就是那些帶領(lǐng)學(xué)生競賽指導(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及中南賽區(qū)二等獎．
�。玻矊W(xué)生的參賽積極性逐年提高，比賽在學(xué)校的影響力越來越大
我們連續(xù)幾年組織全校學(xué)生參加廣東省物理實驗設(shè)計大賽，規(guī)模逐步加大，２０１８年校內(nèi)初賽達(dá)約到１５０人，在學(xué)校里面的科技競賽類項目人數(shù)規(guī)模僅次于數(shù)學(xué)建模競賽，每年都有參賽隊伍進(jìn)入省決賽并最終獲獎，截止到２０１７年共獲得廣東省大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽二等獎４項，三等獎３項，這在廣東省的獨立學(xué)院中是非常罕見的．以下為學(xué)生參加廣東省物理實驗設(shè)計大賽的部分競賽證書同時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)物理實驗教材，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)生的實際情況．
３總結(jié)與展望
以競賽為抓手促進(jìn)理工科院校大學(xué)物理及實驗的課程教學(xué)建設(shè)，能夠調(diào)動一大批學(xué)生對于大學(xué)物理及實驗的學(xué)習(xí)積極性．我們計劃在今后的大學(xué)物理教學(xué)中：每個班至少舉辦兩次有關(guān)學(xué)科競賽的講座；在大學(xué)物理實驗教學(xué)中加強設(shè)計型實驗的指導(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驗設(shè)計大賽，爭取參賽規(guī)模能夠突破３００人，惠及全校所有的理工科專業(yè)．通過競賽使大學(xué)物理及實驗課堂教學(xué)與課外學(xué)習(xí)相互聯(lián)動，全方位激發(fā)低年級學(xué)生參加以物理學(xué)科競賽為主的一系列科技創(chuàng)新活動，提升我校各個理工科專業(yè)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力．
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