基于物理學(xué)術(shù)競賽平臺 培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力

郭東琴++何靜

摘 要：中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽是中國借鑒國際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽的模式創(chuàng)辦的全國性賽事，由于該競賽獨特的競賽模式和競賽理念，已經(jīng)成為培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神、探究能力和實踐能力的有效載體。本文根據(jù)作者在學(xué)校組織校物理學(xué)術(shù)競賽和選拔組隊參加全國賽的探索經(jīng)驗，就如何開展物理學(xué)術(shù)競賽和相關(guān)的組織培訓(xùn)工作，以及依托物理學(xué)術(shù)競賽進行創(chuàng)新人才培養(yǎng)進行了探討。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)術(shù)競賽 創(chuàng)新精神 實踐能力 選拔 培養(yǎng)

中圖分類號：G64 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0233-02

李克強總理在高等教育改革創(chuàng)新座談會曾指出：“對學(xué)校來說，首先是培養(yǎng)人才，這是學(xué)校的根本任務(wù)。當(dāng)前，關(guān)鍵還是要有創(chuàng)新的意識，要有實踐的能力，這都是和創(chuàng)新緊密相連的。所以，我覺得這些基礎(chǔ)研究，怎么樣培養(yǎng)創(chuàng)新的意識非常重要。”我們知道，學(xué)科競賽可以說是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的主要方式[1]。與傳統(tǒng)競賽模式不同，中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽（CUPT）采用國際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽（IYPT）的題目與模式，并將國際先進模式與中國的實際情況相結(jié)合。它所倡導(dǎo)的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力、自主學(xué)習(xí)與團隊協(xié)作能力的理念，剛好與我國的素質(zhì)教育理念高度契合。

1 大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的模式和特色

中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽，是中國借鑒國際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽的模式創(chuàng)辦的全國性賽事，該項活動得到了教育部的支持，是實踐國家教育中長期發(fā)展規(guī)劃綱要的重要大學(xué)生創(chuàng)新競賽活動之一。它以協(xié)同創(chuàng)新為根本理念，旨在提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析解決實際物理問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維能力。目前已有眾多知名高校和物理精英參與，已成為國內(nèi)具有重要影響力的大學(xué)生物理競技賽事之一。

該項比賽要求參賽選手以團隊合作的形式（5人為一隊），對給定的開放性物理問題進行研究，并就解決給定開放性物理問題的基本知識、理論分析、實驗方案、結(jié)果討論等進行辯論，故該項賽事亦稱物理對抗賽。該競賽擺脫應(yīng)試教育的模式，體現(xiàn)知識學(xué)習(xí)與探索實踐相結(jié)合，物理學(xué)與日常生活相結(jié)合，學(xué)術(shù)能力與人際交往能力相結(jié)合，個人與團隊合作相結(jié)合的理念，這些都是傳統(tǒng)大學(xué)物理學(xué)科競賽所無法比擬的優(yōu)勢。

1.1 開放度大

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽采取IYPT的競賽賽題，每年17個競賽題目都是貼近實際生活的開放性物理問題，并在競賽一年前公布。所有賽題沒有固定的答案，解決方式往往不唯一。完全打破了傳統(tǒng)物理競賽的“閉卷、題目有固定答案、要求學(xué)生在規(guī)定的短時間內(nèi)完成”的模式，真正實現(xiàn)了“開放”。

1.2 探究性強

CUPT競賽題目的待求量、研究方法和相關(guān)影響參數(shù)這些都需要參賽者自己探索確定。甚至有些題目還要求設(shè)計出新裝置，如2017年競賽題目的第1題保護雞蛋。并且在完成CUPT題目的過程需要查找文獻、建立模型、設(shè)計實驗方案、驗證結(jié)果及討論等，這其實就是經(jīng)歷一個完整的科學(xué)探究過程。

1.3 實踐性強

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的所有賽題均來源于日常生活、生產(chǎn)實際以及工程技術(shù)，題目的實用性都很強。

2 大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽對高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的作用

2.1 有利于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)側(cè)重于基本理論知識的傳授，對知識的實際應(yīng)用涉及較少，而大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽為學(xué)生提供了應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的平臺。競賽中的每個問題都需要學(xué)生自己去挖掘其中的物理圖像，即需要將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，并且需要提出自己的實驗設(shè)計方案，進行實驗測量以及數(shù)據(jù)處理，設(shè)計制作產(chǎn)品裝置并進行相關(guān)的測試。這一系列過程都需要學(xué)生具備較強的實踐動手能力，從而有效提高了學(xué)生分析、解決實際問題的能力，并在實踐中綜合運用所學(xué)的相關(guān)理論知識。

正如一位參加過CUPT的學(xué)生這樣說：“參加物理學(xué)術(shù)競賽對培養(yǎng)我們解決實際問題的能力有很大幫助，在解決那些擋在我們面前的物理問題的時候，我們的動手能力、思辨能力都經(jīng)過了很好的鍛煉?！?/p>

2.2 有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽所有題目沒有固定答案，也就是說幾乎完全要“靠自己去找路”。學(xué)生需要獨立進行題目的分析、查找與問題相關(guān)的基本理論、建立物理模型、設(shè)計實驗方案、撰寫報告乃至參加團隊辯論賽，這一系列過程能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立思維的意識和創(chuàng)新思維的能力，學(xué)生的開放性思維能力、創(chuàng)新意識、靈活應(yīng)用科學(xué)的思路與方法，解決實際問題的能力會得到極大的提高[2]。

2.3 利于提升學(xué)生團隊合作精神和協(xié)作組織能力

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽以團隊合作的形式對物理問題研究，以辯論的形式組織比賽，競賽的17個題目需要幾個人共同完成，這就需要隊員之間分工協(xié)作，在集體討論中完成題目。在實驗時，有些實驗儀器可能需要幾個人同時操作，即使一個人能操作儀器，也要有人觀察現(xiàn)象拍照或錄像，還要有人記錄瞬間的一些實驗數(shù)據(jù)[3]。在比賽時，參賽小組通過緊密合作，及時有效溝通，完成辯論賽中各角色任務(wù)。所以說大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽有利于鍛煉提高學(xué)生的團隊合作意識和協(xié)作組織能力。

3 該校在物理學(xué)術(shù)競賽組織訓(xùn)練及進行創(chuàng)新培養(yǎng)方面的具體做法

3.1 以校級競賽為主積極拓展競賽形式

該校每年12月份在本科生中組織校級物理學(xué)術(shù)競賽，各年級學(xué)生可自由組隊參加。校級競賽的優(yōu)秀選手作為全國賽的種子選手，經(jīng)過培訓(xùn)以及選拔，確定參加第二年8月份全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的參賽隊員。

如果說參加國賽是為了增加交流、爭創(chuàng)榮譽的話，那么校級競賽重在提高興趣、培養(yǎng)能力，擴大競賽影響面和受益面。通過組織校賽，使更多的學(xué)生了解物理學(xué)術(shù)競賽并參與進來，增加創(chuàng)新人才培養(yǎng)覆蓋面，使之成為面向更多學(xué)生進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。同時也為全國物理學(xué)術(shù)競賽選拔人才，通過示范作用激發(fā)學(xué)生參賽熱情。從校級物理學(xué)術(shù)競賽中選拔優(yōu)秀選手，參加全國物理學(xué)術(shù)競賽，這樣做既能完成優(yōu)秀團隊的選拔工作，又能以其示范作用激發(fā)學(xué)生的競爭意識和學(xué)習(xí)熱情[1]，擴大作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)載體的物理學(xué)術(shù)競賽的影響力。endprint

目前該校從2014年開始舉辦校賽，目前共舉辦三屆。第一屆比賽共有16支隊伍參加，第二屆有104支隊伍參加，第三屆有110多支隊伍參加，參賽人數(shù)多達500多人，可以說學(xué)生的參賽熱情和參賽水平越來越高，在參加比賽和進行課題研究的過程中，加深了對所學(xué)大學(xué)物理內(nèi)容的理解和知識高度的提升，學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力也得到了提高和鍛煉。

3.2 開展綜合素質(zhì)項目——物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新俱樂部

在全校范圍內(nèi)開展綜合素質(zhì)項目——物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新俱樂部，俱樂部以發(fā)展學(xué)生興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，提供競賽指導(dǎo)、選拔優(yōu)秀選手為目的，并且能夠讓學(xué)生在參加物理學(xué)術(shù)競賽的同時完成學(xué)分，避免加重學(xué)生負(fù)擔(dān)。

具體來說，俱樂部圍繞CUPT的研究課題設(shè)計開展探究型學(xué)習(xí)，組織各項活動，讓每位學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣、自主學(xué)習(xí)能力和團隊合作意識在研究中發(fā)掘，在經(jīng)歷中提升。通過開展大學(xué)生科研選題、文獻查閱以及論文寫作指導(dǎo)講座，讓學(xué)員了解了撰寫科技論文的相關(guān)知識，加強學(xué)生科研素養(yǎng)和論文寫作能力，鼓勵和指導(dǎo)該校學(xué)生申請創(chuàng)新項目，營造良好的科研創(chuàng)新氛圍。通過競賽指導(dǎo)和模擬辯論賽，全面提高學(xué)員的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)優(yōu)秀競賽選手。

3.3 面向競賽學(xué)生開設(shè)競賽訓(xùn)練課

根據(jù)該校實際情況制定對參賽學(xué)員的培訓(xùn)方案，訓(xùn)練采取集中指導(dǎo)與分別指導(dǎo)相結(jié)合的方式，通過教師的跟蹤指導(dǎo)和督促，讓學(xué)生始終保證以高效率、積極心態(tài)參與競賽的整個過程。依托該校的暑期學(xué)校，通過賽前培訓(xùn)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生建立合理的模型，提供優(yōu)化實驗方案和改進建議，具體實施以學(xué)生為主，重點培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。讓學(xué)生掌握競賽技巧。通過物理學(xué)術(shù)競賽的訓(xùn)練組織，調(diào)動學(xué)生探究的積極性，引導(dǎo)學(xué)生從“被動競賽”變?yōu)椤爸鲃痈傎悺薄?016年該校雖然是首次組隊參加國賽，但還取得了不錯的成績。

3.4 競賽后拓展訓(xùn)練模式思考與探索

如何把物理學(xué)術(shù)競賽的成果與精神進行延續(xù)與擴展，這是我們正在探索中的，也是一項長期而艱巨的任務(wù)。

（1）論文寫作。

經(jīng)過之前比賽的一系列過程，學(xué)生對許多題目已經(jīng)研究的比較深入，這時我們可通過撰寫論文來固化研究成果，因此拓展訓(xùn)練階段論文寫作輔導(dǎo)是重點工作，我們對學(xué)生進行中英文寫作常用規(guī)范的輔導(dǎo)和常用數(shù)據(jù)處理、畫圖軟件的介紹。目前學(xué)生已經(jīng)成型的論文達到了一定的水平，已投往期刊。另外，對于競賽階段研究的不夠透的有些問題，可繼續(xù)深入，逐步實現(xiàn)向科研論文形式過渡。

（2）創(chuàng)新課題申報和研究。

有些競賽題目本身就是比較好的研究課題甚至是當(dāng)前國際上尚未很好解決的問題，這時可鼓勵學(xué)生申請校級乃至省級科技創(chuàng)新課題，通過立項來深化研究。可以說，依托科研課題進行拓展培養(yǎng)能力是一種非常有效的方法。

4 在大學(xué)物理教學(xué)中滲透物理學(xué)術(shù)競賽思想理念，使創(chuàng)新人才培養(yǎng)常態(tài)化

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽所倡導(dǎo)的創(chuàng)新、實踐能力和團隊協(xié)作能力，這本身對大學(xué)物理的教學(xué)起到了很好的促進作用。因此我們注重將物理學(xué)術(shù)競賽思想理念滲透到大學(xué)物理教學(xué)中。在大學(xué)物理教學(xué)中不僅讓學(xué)生了解原理，還要知其應(yīng)用，鼓勵學(xué)生將所學(xué)物理原理應(yīng)用到生活實際中去。對于新知識新理論，鼓勵學(xué)生思考探究，甚至敢于挑戰(zhàn)質(zhì)疑。對于基礎(chǔ)較好的教學(xué)班，教師還讓學(xué)生從中選擇題目，作為物理課程的大作業(yè)來完成。另外，為了更好地給物理學(xué)術(shù)競賽提供平臺，我們還專門建立了相應(yīng)的開放性物理實驗室，學(xué)生可自主選擇課余時間做實驗，目前已成為學(xué)生進行物理探索和創(chuàng)新實踐的基地。正是基于這種理念，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的積極性、主動性大大提高，自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和將理論應(yīng)用于實際問題的能力大大提高，撰寫了許多優(yōu)秀課程論文，達到了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。

5 結(jié)語

本文以該校具體探索實踐為例，介紹如何以大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽為載體培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力，該活動雖然取得了一定的成果，但還存在一定的不足，需要我們進一步的努力。

參考文獻

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