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物理實驗設計大賽如何培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新論文
［摘要］以物理實驗設計大賽為抓手，通過不斷指導學生參加競賽，組建學生科技創(chuàng)新團隊，將大學物理及物理實驗的教學從課堂延伸到課外，培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力，取得了較好的效果．
［關鍵詞］物理實驗設計大賽；科技創(chuàng)新能力；大學物理
教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》（教高［２００５］１號文件）明確指出，貫徹落實高等學校本科教學工作的主要任務和要求是深化教學改革，著力提高大學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，全面推進素質(zhì)教育．近年來，隨著國家新工科建設的加速推進，新工科建設明確提出注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)以適應新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)［１－２］．大學物理及大學物理實驗作為理工科院校的兩門重要的公共基礎課，在教學實踐中起到了承上啟下的作用，它對相關理論學科的學習有促進作用，對后續(xù)專業(yè)課程的學習以及對近代科學技術(shù)的了解與掌握具有深遠而持久的意義．大學物理及物理實驗的教學改革必定要適應新工科建設的要求．北京理工大學珠海學院大部分理工科專業(yè)都開設了大學物理及實驗課程，２０１７級約有３０００人修讀這兩門課程，因此，提高大學物理課程的建設質(zhì)量將有利于整個學校教學質(zhì)量的提升．物理教師應該主動適應新的形勢，在繼承前期課程改革成果的基礎上，進一步提出新的改革思路，想盡一切辦法，把學生的積極性調(diào)動起來，使學生能夠課內(nèi)課外同時用功，變被動學習為主動探索，將課堂和課外有效地聯(lián)動起來，要做到這一點，學科競賽和科技創(chuàng)新訓練是非常好的載體．因此，我們提出以學科競賽促創(chuàng)新能力培養(yǎng)的大學物理的改革，這種改革是各工科專業(yè)對大學物理及實驗教學改革的現(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，我們購置儀器設備搭建物理科技創(chuàng)新實驗室，將其打造成為我校物理學科競賽核心平臺．以物理創(chuàng)新實驗室為依托，主要面向大一、大二學生，發(fā)動學生參加廣東省物理實驗設計大賽，教師指導學生完成大學生創(chuàng)新訓練項目，指導學生參加數(shù)學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個學生科技創(chuàng)新團隊（現(xiàn)已成立了ＯＰ團隊）常駐，由相關教師提供技術(shù)支持，整理競賽過程中的相關研究成果，提升學生的科研能力．同時通過實驗室新生納新工作，吸收新的血液加入到學生科技創(chuàng)新團隊中來，形成良性的科技創(chuàng)新文化氛圍．
�。保矊崿F(xiàn)大學物理課堂教學和學生競賽良性互動
積極開展對教學內(nèi)容和教學方法的研究：一方面，改革大學物理及大學物理實驗的教學內(nèi)容，在打好基礎的同時，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系統(tǒng)的研究；講電磁學的時候引入磁懸浮，引導學生開展磁懸浮小車的設計．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，改革大學物理平時成績的考核方式，使積極參加競賽的同學能夠拿到更高的平時成績，如果是學術(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)出的科學的世界觀和方法論提煉出來，點撥給學生，引導學生提升思維層次，掌握科學方法．
�。保臣訌娢锢韺嶒�，為學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)打好基礎
物理學是一門實驗的科學．楊振寧曾說過：“物理學最重要的部分是和現(xiàn)象有關的，絕大部分物理學是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學的根源”［３］．物理實驗尤其是自主探究性、設計型實驗，能夠很好地調(diào)動起學生的學習積極性，也能夠很好的促進學生對理論知識的運用．因此，我們在大學一年級的物理實驗中，除了基礎性綜合性實驗之外，還加強了設計型探究型實驗項目，使學生能夠提前接受設計性實驗的初步訓練，老師們積極甄選實驗課題，指導每一個學生在大學一年級至少完成一個大學物理設計性實驗，撰寫設計性實驗的課題報告或論文，為學生參加后續(xù)的學科競賽做準備．
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學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提升物理及實驗課程建設水平穩(wěn)步提升，取得了較為明顯的效果．
２．１通過帶領學生參加廣東省物理實驗設計大賽，使教師的教學水平和實驗能力得到了很大的提升
教師要當好學生競賽的指導老師，必須要去鉆研競賽題目，而競賽題目不是一般大學物理教材里面的內(nèi)容，這就要求教師必須廣泛查閱文獻，深入研究題目，然后才能去指導學生．而這種研究也能夠反饋回課堂，使得教師的課堂教學能夠旁征博引，深入淺出．從學生的選課情況來看，最受歡迎的物理老師就是那些帶領學生競賽指導最多的老師，另外我們的一位青年老師獲得了廣東省基礎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生的參賽積極性逐年提高，比賽在學校的影響力越來越大
我們連續(xù)幾年組織全校學生參加廣東省物理實驗設計大賽，規(guī)模逐步加大，２０１８年校內(nèi)初賽達約到１５０人，在學校里面的科技競賽類項目人數(shù)規(guī)模僅次于數(shù)學建模競賽，每年都有參賽隊伍進入省決賽并最終獲獎，截止到２０１７年共獲得廣東省大學生物理實驗設計大賽二等獎４項，三等獎３項，這在廣東省的獨立學院中是非常罕見的．以下為學生參加廣東省物理實驗設計大賽的部分競賽證書同時我們還編寫了適合我校學生層次的大學物理和大學物理實驗教材，內(nèi)容體系上在保證工科自然科學基礎的前提下，更加適合我校學生的實際情況．
３總結(jié)與展望
以競賽為抓手促進理工科院校大學物理及實驗的課程教學建設，能夠調(diào)動一大批學生對于大學物理及實驗的學習積極性．我們計劃在今后的大學物理教學中：每個班至少舉辦兩次有關學科競賽的講座；在大學物理實驗教學中加強設計型實驗的指導力度；廣泛宣傳，大力組織學生參加第三屆北理珠物理實驗設計大賽，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)．通過競賽使大學物理及實驗課堂教學與課外學習相互聯(lián)動，全方位激發(fā)低年級學生參加以物理學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)學生的科技創(chuàng)新能力．
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