物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系的研究

時(shí)間:2022-09-21 09:14:01

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物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系的研究

1.前言

在大學(xué)生創(chuàng)新體系的構(gòu)建上,目前國內(nèi)高校較為普遍的做法是以各類科技創(chuàng)新競(jìng)賽為抓手,帶動(dòng)大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的軟硬件建設(shè)。實(shí)踐證明,科技競(jìng)賽的有效開展有利于拓寬學(xué)生相關(guān)學(xué)科知識(shí)面,有利于營造良好校園創(chuàng)新環(huán)境和氛圍,對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)具有明顯促進(jìn)作用。但是這種做法也有其弊端,在這樣的創(chuàng)新教育體系中,科技創(chuàng)新競(jìng)賽常常變成整個(gè)創(chuàng)新教育過程的終極目標(biāo),尤其值得思考的是,在認(rèn)知學(xué)范疇中,目前國內(nèi)開展的各類學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽不能簡(jiǎn)單地等同于創(chuàng)新。

2.物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系實(shí)施方案與計(jì)劃

在大學(xué)里,創(chuàng)新的源頭就在實(shí)驗(yàn)室。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中,學(xué)生可以接觸到各種精巧的實(shí)驗(yàn)儀器,涉及到廣泛的物理現(xiàn)象。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不僅能讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧,更主要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析和解決實(shí)際問題的能力,特別是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力,適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展、科技進(jìn)步的創(chuàng)新能力。因此,以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn),探索物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系將更有利于大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的開展,也更有利于取得更好的效果。大學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程中產(chǎn)生靈感,同時(shí)這些課程亦對(duì)教具等產(chǎn)生需求,面對(duì)靈感和需求,學(xué)生以創(chuàng)新中心為平臺(tái),以學(xué)生社團(tuán)為主體,通過實(shí)踐課程、科研立項(xiàng)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等環(huán)節(jié)將之物化成為科技作品以及新發(fā)現(xiàn)或者新方法,之后這些作品、發(fā)現(xiàn)、方法再通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程加以應(yīng)用和檢驗(yàn)。好的科技作品,還可以做為面向社會(huì)推廣的產(chǎn)品,促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。從體系構(gòu)建的角度講,其中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程即作為教學(xué)環(huán)節(jié),也是分析、評(píng)價(jià)、反饋環(huán)節(jié)。實(shí)踐課程、科研立項(xiàng)、學(xué)科競(jìng)賽構(gòu)成了實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此該體系是一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、社會(huì)活動(dòng)、創(chuàng)業(yè)活動(dòng)協(xié)同工作的特色創(chuàng)新培養(yǎng)體系。

2.1物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系研究內(nèi)容

2.1.1“物理演示儀器的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)”實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施

“高等教育的任務(wù)是培育具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才”。大學(xué)應(yīng)該以培養(yǎng)社會(huì)需要的精英型、實(shí)用型、復(fù)合型、開放型人才為目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就要致力于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),提高其進(jìn)入社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)力,而培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),教學(xué)是最直接、最有效的方式。創(chuàng)新體系的構(gòu)建,是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,在這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程中,實(shí)踐課程是一個(gè)極其重要的方面。大學(xué)物理教學(xué)是所有理工科學(xué)生的必修課程,因此大學(xué)物理也是所有理工專業(yè)學(xué)生都掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。開展“物理演示儀器的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)”實(shí)踐課程,不局限于學(xué)生的專業(yè)背景,在學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)就開展實(shí)踐教育,引導(dǎo)學(xué)生把大學(xué)物理教學(xué)中學(xué)習(xí)到的物理原理、物理現(xiàn)象用新穎、直觀的方式表現(xiàn)出來,進(jìn)而完成“物理演示儀器”或者“物理演示新方法”的設(shè)計(jì),這既能夠幫助學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中進(jìn)一步理解“創(chuàng)新”的含義,又能夠引導(dǎo)學(xué)生掌握把創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新作品的方法,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),實(shí)際動(dòng)手能力也得到了很好的提高。

2.1.2大學(xué)生專題科研立項(xiàng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

大學(xué)生科研立項(xiàng)的目的在于重點(diǎn)培植有創(chuàng)新意義的、有價(jià)值的新想法、新作品,幫助大學(xué)生掌握理論知識(shí)并把理論知識(shí)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為實(shí)際作品。在我國的教育體系中,物理課程貫穿中學(xué)教育和大學(xué)教育,也是學(xué)生們接觸最多的課程。在大學(xué)中,包含理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分的大學(xué)物理課程主要面向剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)新生開設(shè),而這部分學(xué)生恰恰存在很少能夠提出切實(shí)可行的創(chuàng)新想法的問題。以大學(xué)物理課程為切入點(diǎn),設(shè)立大學(xué)生專題科研立項(xiàng),支持大學(xué)新生把他們熟悉的物理課程中的知識(shí)轉(zhuǎn)化成“物理演示儀器”或者“物理原理演示方法”展示出來,通過學(xué)生本人制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案、試驗(yàn)計(jì)劃,學(xué)?;蛘邔?shí)驗(yàn)室通過學(xué)生專題科研立項(xiàng)并給予經(jīng)費(fèi)資助,以鼓勵(lì)其積極性,既提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),又幫助大學(xué)新生更好地適應(yīng)大學(xué)中的教育方法。在學(xué)生專題科研立項(xiàng)申請(qǐng)、實(shí)施和最終答辯過程中,對(duì)學(xué)生的書面與文字表達(dá)能力、口頭演講表達(dá)能力也能夠起到很好的培養(yǎng)作用。學(xué)生在實(shí)施專題科研立項(xiàng)的不同階段完成不同的報(bào)告,通過撰寫文獻(xiàn)綜述、學(xué)習(xí)周報(bào),工作周報(bào),技術(shù)報(bào)告,學(xué)術(shù)論文等很好的鍛煉了其書面與文字表達(dá)能力。通過在周例會(huì)、進(jìn)度報(bào)告、學(xué)術(shù)報(bào)告、學(xué)術(shù)交流中學(xué)生有效的口頭表達(dá)能力得到培養(yǎng),使其掌握用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目陬^語言進(jìn)行報(bào)告和交流,特別是培養(yǎng)了學(xué)生們?cè)谝欢〞r(shí)間內(nèi)做演講、把問題和思想?yún)R報(bào)清楚的能力。

2.1.3“物理演示儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”的設(shè)計(jì)與實(shí)施

創(chuàng)新競(jìng)賽是高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要手段。開展“物理演示儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”不僅是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的檢驗(yàn),也是向?qū)W生們提供了一個(gè)展示創(chuàng)新成果的平臺(tái),是對(duì)其前期工作的肯定和鼓勵(lì)。競(jìng)賽有助于強(qiáng)化創(chuàng)新者的創(chuàng)新意識(shí);可以極大地豐富創(chuàng)新者的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn),并極大地增強(qiáng)創(chuàng)新者的創(chuàng)新動(dòng)力,更重要的是競(jìng)賽可以增強(qiáng)創(chuàng)新者的協(xié)作能力和社交能力,可以極大地提高創(chuàng)新者的創(chuàng)新能力。

2.2物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系實(shí)施案例

在物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系中,學(xué)生不但物理課程的成績得到提高,而且對(duì)學(xué)生的個(gè)人成長也有很好的促進(jìn)作用。我們?cè)?013年選取哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院光電信息科學(xué)與工程專業(yè)20131163班作為體系實(shí)施對(duì)象。該班級(jí)在第一學(xué)期開設(shè)了大學(xué)物理課程,全班23人成績分布如下,其中有兩人不及格。此后該班級(jí)的同學(xué)參與到物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系的各項(xiàng)活動(dòng)中,為該班級(jí)增設(shè)了“物理演示儀器的創(chuàng)新與設(shè)計(jì)”實(shí)踐課程,該課程以趣味實(shí)驗(yàn)為主,提高大家對(duì)物理的研究興趣。在教學(xué)過程中,鼓勵(lì)學(xué)生們提出新想法,對(duì)有創(chuàng)新意義的、有價(jià)值的新想法給予每個(gè)項(xiàng)目500元的專題科研立項(xiàng)的支持,并在同學(xué)們完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)之后舉辦了主題為“假日科學(xué)廣場(chǎng)”的“物理演示儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”,為同學(xué)們提供一個(gè)展示自己創(chuàng)新作品的平臺(tái),并以等級(jí)獎(jiǎng)品給予肯定和鼓勵(lì),其中有4件優(yōu)秀作品都被選為大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)課程的教具。

3.總結(jié)

經(jīng)過上述分析,我們可以看到物理特色科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系具有很好的可行性。該體系下,我們根據(jù)大學(xué)生的特點(diǎn),以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)、以物理演示儀器創(chuàng)新與設(shè)計(jì)課程、大學(xué)生專題科研立項(xiàng)為實(shí)踐環(huán)節(jié)、物理儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為競(jìng)賽內(nèi)容,以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)為效果檢驗(yàn)及分析、評(píng)價(jià)及反饋環(huán)節(jié),構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科技創(chuàng)新協(xié)同培養(yǎng)體系。經(jīng)過該體系的有機(jī)調(diào)節(jié),教學(xué)活動(dòng)、學(xué)生的科創(chuàng)活動(dòng)能夠有效聯(lián)結(jié)并相互影響,教學(xué)活動(dòng)能夠通過學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)得到內(nèi)容補(bǔ)充和效果檢驗(yàn),學(xué)生的科技作品能夠通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于具體的教學(xué)實(shí)踐中,形成有效的閉環(huán)反饋機(jī)制。并且經(jīng)過實(shí)施案例證實(shí)該體系確實(shí)可以達(dá)到一定的效果,提高大學(xué)生學(xué)習(xí)和科技創(chuàng)新的積極性,為國家培養(yǎng)高素質(zhì)高科技人才奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

作者:劉志海 趙恩銘 劉志軍 張羽 佟成國 單位:哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院