物理類專業(yè)實踐教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐

齊春橋　季長清　部德才

摘? 要：文章介紹了大連大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院物理類專業(yè)實踐教學(xué)中加強大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的經(jīng)驗和做法。重點介紹了“323”創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的內(nèi)涵和培養(yǎng)途徑，將物理類專業(yè)實踐教學(xué)體系重新定義基本能力、專業(yè)能力和綜合能力三個層次，重點搭建了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，實現(xiàn)了第一課堂與第二課堂的交叉融合。經(jīng)過幾年的探索和實踐，我們在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和師資隊伍建設(shè)上取得了一定成效，達到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：物理類;專業(yè)實踐教學(xué);創(chuàng)新能力;創(chuàng)新平臺

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）01-0030-03

Abstract： This paper introduces the experience and practice of strengthening the innovative ability of college students in the practical teaching of physics majors in the School of Physics Science and Technology of Dalian University. The paper introduces the connotation and training methods of the "323" innovative ability training mode， and redefines the basic skills， professional ability and comprehensive ability of the physical professional practice teaching system， focusing on building the innovation and entrepreneurship platform for college students and realizing a cross-integration the first and he second class. After several years of exploration and practice， we have achieved certain results in the cultivation of students' innovative ability and the construction of the teaching staff， and achieved the expected results.

Keywords： Physics; professional practical teaching; innovation ability; innovation platform

深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措。為解決學(xué)生存在懂知識、會實驗，創(chuàng)新能力不強的問題，我們提出在物理類專業(yè)實踐教學(xué)中加強“創(chuàng)新能力”培養(yǎng)的建設(shè)思路，原有教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，主要表現(xiàn)在：

首先，實踐教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程體系不健全，內(nèi)容針對性不強，教學(xué)方法比較傳統(tǒng)，考核手段和評價方式比較單一。

其次，創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中對第二課堂重視不夠，第二課堂與第一課堂脫節(jié)，沒有有機地融合。

第三，教學(xué)與科研聯(lián)系不緊密，教師科學(xué)研究對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)支撐不夠，創(chuàng)新氛圍不濃，創(chuàng)新教育平臺缺乏。

第四，教師開展創(chuàng)新教育主動性不強，創(chuàng)新實踐教學(xué)隊伍建設(shè)薄弱。

一、大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵

（一）明確人才培養(yǎng)定位與創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標

我校辦學(xué)定位是培養(yǎng)“會做人、能做事，會學(xué)習(xí)、能創(chuàng)新”，具有高度社會責(zé)任感、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。學(xué)院專業(yè)培養(yǎng)目標為培養(yǎng)具有良好的科學(xué)和人文素養(yǎng)、系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識、過硬的專業(yè)實踐能力、較強知識更新和較廣泛的科學(xué)技術(shù)適應(yīng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標就是將立德樹人作為根本任務(wù)，主動適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，以推進素質(zhì)教育為主題，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，以完善條件和制度保障為支撐，強調(diào)學(xué)生“創(chuàng)新能力”的提高。按照學(xué)校定位和專業(yè)人才培養(yǎng)目標，在專業(yè)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，在物理類專業(yè)實踐教學(xué)中提高學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

（二）構(gòu)建提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的“323”培養(yǎng)模式

“323”培養(yǎng)模式，就是分析社會對人才的需求，結(jié)合實際情況，在實踐教學(xué)中，打破學(xué)科和專業(yè)界限，更新培養(yǎng)理念，重構(gòu)實踐課程體系，創(chuàng)新運行機制，改革評價方式，搭建創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺，營造良好的創(chuàng)新教育生態(tài)環(huán)境。該模式緊緊圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)這一中心主線，重新定位了“3個層次”實踐教學(xué)體系，建設(shè)以實驗為主的第一課堂和以創(chuàng)新實踐為主的第二課堂“2個課堂”，重點搭建創(chuàng)新實踐“3個平臺”。

（三）創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑

通過依托物理國家級實驗教學(xué)示范中心、專業(yè)實驗室、校企共建實驗室和實習(xí)實訓(xùn)基地，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生過硬的專業(yè)實踐能力;通過設(shè)立專項經(jīng)費資助大學(xué)生創(chuàng)新性實驗及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，建設(shè)開放實驗室和創(chuàng)新工作室，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新實踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力;通過社會服務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團隊精神、規(guī)則意識和社會責(zé)任感。

二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)主要措施

（一）改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核方式

1. 重新定位“3個層次”實驗教學(xué)體系

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，在專業(yè)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，打通學(xué)科和專業(yè)限制，重新定位基本能力、專業(yè)能力和綜合能力的“3個層次”實踐教學(xué)體系?！盎灸芰Α钡呐囵B(yǎng)主要通過基礎(chǔ)實驗和不低于18學(xué)時的研究設(shè)計性實驗實現(xiàn);“專業(yè)能力”的培養(yǎng)主要通過專業(yè)實驗、學(xué)年論文、專業(yè)實習(xí)和不低于40學(xué)時的綜合性實驗實現(xiàn);“綜合能力”的培養(yǎng)主要通過畢業(yè)論文（設(shè)計）、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和各種競賽實現(xiàn)。

2. 通過多種渠道凝練教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容與科研、企業(yè)和社會應(yīng)用相融合

堅持實踐教學(xué)內(nèi)容與科研、企業(yè)和社會應(yīng)用相融合，充分挖掘和充實創(chuàng)新教育資源。

（1）由日常生活挖掘提煉：教師根據(jù)生活實際提煉了《多功能球球碰撞實驗》等多個研究設(shè)計性實驗;通過學(xué)生挖掘、教師提煉，形成了“基于移動網(wǎng)絡(luò)的大學(xué)生科技競賽評分系統(tǒng)”等多個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目。這些新穎而實用性較強的內(nèi)容，能引起學(xué)生興趣，激發(fā)創(chuàng)新意識。

（2）由企業(yè)技術(shù)研發(fā)項目分解：企業(yè)工程師將研發(fā)的項目分解后形成畢業(yè)論文（設(shè)計）題目和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目。如《激光甲烷遙測儀消除光學(xué)噪聲設(shè)計》等題目和“基于Flash的華禹建設(shè)集團網(wǎng)絡(luò)電子報紙”等項目，學(xué)生既做了研究，又了解和服務(wù)了企業(yè)。

（3）由科研內(nèi)容物化：教師將研究內(nèi)容物化《低溫等離子體實驗》等多個專業(yè)綜合性實驗，“鐵摻雜介孔二氧化鈦的制備及其性能研究”等多個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目。教師以納米磁性液體特性的測量為主創(chuàng)建了“遠程控制實驗室”，衍生了《特殊液體表面張力系數(shù)的測量》等研究設(shè)計性實驗。這些實驗和訓(xùn)練項目內(nèi)容新穎，貼近前沿，給學(xué)生一定的探索空間，有利于挖掘?qū)W生潛能和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力。

3. 改革教學(xué)方法和考核方式

針對不同層次實踐教學(xué)采用不同的教學(xué)方法。如在“研究設(shè)計性實驗”中采用研究式、答辯式教學(xué)方法;在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練中采用“學(xué)生講課、互幫互學(xué)，以老帶新、以高帶低，學(xué)生互教”的訓(xùn)練形式。

不同層次教學(xué)內(nèi)容采用不同考核方法。如研究設(shè)計性實驗考核是按照“方案設(shè)計、操作測量、課程論文、公開答辯”四步驟進行;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練考核是通過學(xué)生撰寫專題報告、論文、專利等進行。

“3個層次”的實踐教學(xué)體系，通過多渠道凝練教學(xué)內(nèi)容，采用以學(xué)生為主，教學(xué)互動的多元化教、考模式，改變了傳統(tǒng)教學(xué)和考核內(nèi)容、方法過于統(tǒng)一、缺乏個性的弊端。

（二）實現(xiàn)兩個課堂的有機融合，將創(chuàng)新教育融入專業(yè)實踐教學(xué)全過程

第一課堂以物理國家級實驗教學(xué)示范中心和專業(yè)實驗室為主。第二課堂以沁苑網(wǎng)絡(luò)多媒體工作室、磁性液體研發(fā)工作室、業(yè)余無線電工作室、光電信息技術(shù)工作室和雙晶工作室，遼寧省光電信息技術(shù)工程實驗室，2個校企合作實驗室（中心），8個簽約校外實習(xí)實訓(xùn)基地和多個教師科學(xué)研究室（工作室）為主。兩課堂的建設(shè)，強調(diào)“教師與學(xué)生、理論與實踐、課內(nèi)與課外、教學(xué)與科研”的有機融合，強調(diào)創(chuàng)新教育與專業(yè)教育的有機結(jié)合，強調(diào)第二課堂與第一課堂的有機融合。制定教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育津貼、學(xué)生創(chuàng)新學(xué)分和科研獎勵激勵等制度，將創(chuàng)新能力培養(yǎng)納入教學(xué)主渠道，營造良好的創(chuàng)新教育生態(tài)環(huán)境。

（三）搭建創(chuàng)新實踐三平臺，營造創(chuàng)新氛圍，提供創(chuàng)新條件

1. 開放式實驗教學(xué)體系的網(wǎng)絡(luò)化信息管理平臺

建設(shè)了資源豐富的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)實驗室，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入實驗教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)計劃，自主選擇實驗時間、項目和教師，實現(xiàn)了開放式實驗教學(xué)模式。學(xué)生在局域網(wǎng)、校園網(wǎng)通過科教結(jié)合智能實驗平臺，實施遠程操作實驗室中的儀器，節(jié)省了教學(xué)資源，實現(xiàn)了學(xué)生獨立思考、自我訓(xùn)練，增強了學(xué)生從事實驗研究、參與科研的興趣。

網(wǎng)絡(luò)化的信息管理平臺，還具有數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量監(jiān)控等智能化管理功能。這些功能的使用，提高了實踐教學(xué)水平和管理效率。

2. 學(xué)科相互滲透交叉融合的創(chuàng)新技術(shù)平臺

以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，以學(xué)生競賽和教師科研為驅(qū)動，搭建以“工作室”等為載體的學(xué)科相互滲透交叉融合的創(chuàng)新實踐平臺。強調(diào)學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，項目為驅(qū)動，學(xué)生既是項目開發(fā)者，又是成果受益者，從兩方面得到鍛煉與提高。

應(yīng)用計算機、等離子體、無線電等科學(xué)技術(shù)，形成多學(xué)科交叉融合的綜合性訓(xùn)練，提高了學(xué)生獨立思考、探索和解決問題的綜合能力。

3. 校企合作共建創(chuàng)新科技實踐平臺

以“遼寧省光電信息技術(shù)工程實驗室”（省重點）、“光電工程聯(lián)合實驗室”（與中山聯(lián)合光電科技股份有限公司共建）、“遼寧省微波光電子工程研究中心”（與大連艾科科技開發(fā)有限公司共建）、實踐基地和教師研究室等為主開展大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐，實現(xiàn)校企融合、科研與教學(xué)融合。細分教師研究和企業(yè)研發(fā)方向，開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和學(xué)術(shù)競賽。專業(yè)實行導(dǎo)師制，每位導(dǎo)師指導(dǎo)4-6位新生，引領(lǐng)學(xué)生盡早地了解學(xué)科前沿、走進科研室，實現(xiàn)通過科研促進教學(xué)，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)精神的目的。

校企雙方通過優(yōu)勢互補，既讓學(xué)生提前了解企業(yè)、提高了科技探究興趣，又增強了企業(yè)競爭力。近二年來已有5名企業(yè)工程師指導(dǎo)了15名學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計）。

三、實踐成效

（一）人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高

學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)率逐年提高，畢業(yè)生受到用人單位普遍歡迎。麥可思數(shù)據(jù)有限公司對用人單位調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，用人單位對畢業(yè)生表現(xiàn)滿意率100%。3名學(xué)生實現(xiàn)了自主創(chuàng)業(yè)，3項創(chuàng)業(yè)孵化項目在建。我院學(xué)生競賽獲獎人次數(shù)比例數(shù)和“大創(chuàng)計劃”項目立項比例數(shù)均保持在學(xué)校前2位，學(xué)生第一作者發(fā)表論文18篇（其中EI檢索4篇，ISTP檢索1篇），學(xué)生參與申請專利和軟軟件著作權(quán)25項， 學(xué)生無線電測定向獲獎33項（省級22項，市級11項）。

（二）建設(shè)了一支高水平實踐教學(xué)師資隊伍

教師講課大賽獲獎 6項（省部級4項），獲教學(xué)成果獎23項（省部級11項），出版實驗教材3部在學(xué)校使用（國家級1部，省級1部），發(fā)表教改論文22篇，獲專利與軟件著作權(quán)35項，獲遼寧省教育軟件比賽獎11項。實踐教學(xué)相關(guān)教改立項41項（國家級5項，省級6項），相關(guān)科研項目立項18項（國家級6項，省級9項），全國青少年定向錦標賽優(yōu)秀裁判員等獎勵22項。

（三）社會服務(wù)

受市體育總會和市無線電測向定向運動協(xié)會委托，制定了《市無線電裁判員考核辦法及標準》并在執(zhí)行。承辦“市大、中學(xué)生無線電測定向大賽”等活動12項，累計6000多人次參加。連續(xù)八年較好地完成了區(qū)中考物理實驗操作加試的監(jiān)考任務(wù)。這些活動既實踐了學(xué)生所學(xué)的知識，又培養(yǎng)了學(xué)生團隊精神和規(guī)則意識，更增強了學(xué)生的社會責(zé)任感。

2018年第1期《實驗技術(shù)與管理》（中文核心期刊）封面報導(dǎo)了我們的實驗中心，學(xué)院多次在全國會議上發(fā)表主題發(fā)言，兄弟院校的老師和教學(xué)指導(dǎo)委員會委員在考查我院實踐教學(xué)后給予了較高的評價。有上萬人次參觀訪問物理演示大廳，受到社會人士廣泛好評。

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