物理特色科技创新协同培养体系的研究

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1.前言

在大学生创新体系的构建上，目前国内高校较为普遍的做法是以各类科技创新竞赛为抓手，带动大学生科技创新实践平台的软硬件建设。实践证明，科技竞赛的有效开展有利于拓宽学生相关学科知识面，有利于营造良好校园创新环境和氛围，对于学生创新意识和实践能力培养具有明显促进作用。但是这种做法也有其弊端，在这样的创新教育体系中，科技创新竞赛常常变成整个创新教育过程的终极目标，尤其值得思考的是，在认知学范畴中，目前国内开展的各类学术科技竞赛不能简单地等同于创新。

2.物理特色科技创新协同培养体系实施方案与计划

在大学里，创新的源头就在实验室。在大学物理实验室中，学生可以接触到各种精巧的实验仪器，涉及到广泛的物理现象。大学物理实验作为一门科学实验课程不仅能让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力，适应时代的发展、科技进步的创新能力。因此，以大学物理实验、大学物理演示实验为起点，探索物理特色科技创新协同培养体系将更有利于大学生创新活动的开展，也更有利于取得更好的效果。大学生在大学物理实验课程、大学物理演示实验课程中产生灵感，同时这些课程亦对教具等产生需求，面对灵感和需求，学生以创新中心为平台，以学生社团为主体，通过实践课程、科研立项、创新设计大赛等环节将之物化成为科技作品以及新发现或者新方法，之后这些作品、发现、方法再通过大学物理实验课程、大学物理演示实验课程加以应用和检验。好的科技作品，还可以做为面向社会推广的产品，促进学生的创业活动。从体系构建的角度讲，其中大学物理实验课程、大学物理演示实验课程即作为教学环节，也是分析、评价、反馈环节。实践课程、科研立项、学科竞赛构成了实践环节。因此该体系是一个教学环节、实践环节、社会活动、创业活动协同工作的特色创新培养体系。

2.1物理特色科技创新协同培养体系研究内容

2.1.1“物理演示仪器的创新与设计”实践课程的设计与实施

“高等教育的任务是培育具有创新精神和实践能力的高级专门人才”。大学应该以培养社会需要的精英型、实用型、复合型、开放型人才为目标。实现这一目标，就要致力于培养学生的综合素质，提高其进入社会的竞争力，而培养学生的综合素质，教学是最直接、最有效的方式。创新体系的构建，是一项复杂的工程，在这个复杂的系统工程中，实践课程是一个极其重要的方面。大学物理教学是所有理工科学生的必修课程，因此大学物理也是所有理工专业学生都掌握的基础知识。开展“物理演示仪器的创新与设计”实践课程，不局限于学生的专业背景，在学生学习基础知识的同时就开展实践教育，引导学生把大学物理教学中学习到的物理原理、物理现象用新颖、直观的方式表现出来，进而完成“物理演示仪器”或者“物理演示新方法”的设计，这既能够帮助学生在实践活动中进一步理解“创新”的含义，又能够引导学生掌握把创新想法转化为创新作品的方法，使得学生在学习基础知识的同时，实际动手能力也得到了很好的提高。

2.1.2大学生专题科研立项的设计与实施

大学生科研立项的目的在于重点培植有创新意义的、有价值的新想法、新作品，帮助大学生掌握理论知识并把理论知识进一步转化为实际作品。在我国的教育体系中，物理课程贯穿中学教育和大学教育，也是学生们接触最多的课程。在大学中，包含理论教学和实验教学两部分的大学物理课程主要面向刚入学的大学新生开设，而这部分学生恰恰存在很少能够提出切实可行的创新想法的问题。以大学物理课程为切入点，设立大学生专题科研立项，支持大学新生把他们熟悉的物理课程中的知识转化成“物理演示仪器”或者“物理原理演示方法”展示出来，通过学生本人制定详细的设计方案、试验计划，学校或者实验室通过学生专题科研立项并给予经费资助，以鼓励其积极性，既提高了学生的创新意识，又帮助大学新生更好地适应大学中的教育方法。在学生专题科研立项申请、实施和最终答辩过程中，对学生的书面与文字表达能力、口头演讲表达能力也能够起到很好的培养作用。学生在实施专题科研立项的不同阶段完成不同的报告，通过撰写文献综述、学习周报，工作周报，技术报告，学术论文等很好的锻炼了其书面与文字表达能力。通过在周例会、进度报告、学术报告、学术交流中学生有效的口头表达能力得到培养，使其掌握用严谨的口头语言进行报告和交流，特别是培养了学生们在一定时间内做演讲、把问题和思想汇报清楚的能力。

2.1.3“物理演示仪器创新设计大赛”的设计与实施

创新竞赛是高校培养创新人才的重要手段。开展“物理演示仪器创新设计大赛”不仅是对学生创新活动的检验，也是向学生们提供了一个展示创新成果的平台，是对其前期工作的肯定和鼓励。竞赛有助于强化创新者的创新意识；可以极大地丰富创新者的创新经验，并极大地增强创新者的创新动力，更重要的是竞赛可以增强创新者的协作能力和社交能力，可以极大地提高创新者的创新能力。

2.2物理特色科技创新协同培养体系实施案例

在物理特色科技创新协同培养体系中，学生不但物理课程的成绩得到提高，而且对学生的个人成长也有很好的促进作用。我们在2013年选取哈尔滨工程大学理学院光电信息科学与工程专业20131163班作为体系实施对象。该班级在第一学期开设了大学物理课程，全班23人成绩分布如下，其中有两人不及格。此后该班级的同学参与到物理特色科技创新协同培养体系的各项活动中，为该班级增设了“物理演示仪器的创新与设计”实践课程，该课程以趣味实验为主，提高大家对物理的研究兴趣。在教学过程中，鼓励学生们提出新想法，对有创新意义的、有价值的新想法给予每个项目500元的专题科研立项的支持，并在同学们完成创新设计之后举办了主题为“假日科学广场”的“物理演示仪器创新设计大赛”，为同学们提供一个展示自己创新作品的平台，并以等级奖品给予肯定和鼓励，其中有4件优秀作品都被选为大学物理演示实验课程的教具。

3.总结

经过上述分析，我们可以看到物理特色科技创新协同培养体系具有很好的可行性。该体系下，我们根据大学生的特点，以大学物理实验、大学物理演示实验为起点、以物理演示仪器创新与设计课程、大学生专题科研立项为实践环节、物理仪器创新设计大赛为竞赛内容，以大学物理实验课程、大学物理演示实验为效果检验及分析、评价及反馈环节，构建物理实验教学与科技创新协同培养体系。经过该体系的有机调节，教学活动、学生的科创活动能够有效联结并相互影响，教学活动能够通过学生科技创新活动得到内容补充和效果检验，学生的科技作品能够通过大学物理实验、大学物理演示实验应用于具体的教学实践中，形成有效的闭环反馈机制。并且经过实施案例证实该体系确实可以达到一定的效果，提高大学生学习和科技创新的积极性，为国家培养高素质高科技人才奠定扎实的基础。

作者:刘志海 赵恩铭 刘志军 张羽 佟成国 单位:哈尔滨工程大学理学院