原创 冯娟娟 郭党委 等
摘要
为了将本科生的自主创新性予以提升,促使拔尖人才创新实践能力的培育得以推进,激发本科生对于开展科研产生兴趣,这篇文章是从当下学科竞赛以及实验教学里存在的种种问题着手,展开了对于国内目前双一流高校物理类学科竞赛跟本科生实验教学相融合的教学经验的调研与解析,并且结合兰州大学物理与科学技术学院相应实践课程、物理学科竞赛的开展状况以及问卷得出的结果,进而提出了那种名为“学科竞赛课程化”的教学方案。从教学目标方面,作总结阐述。从教学模式方面,作总结阐述。从教学内容方面,作总结阐述。从考核方式方面,作总结阐述。从学分政策方面,作总结阐述。从师资方面,作总结阐述。从教学条件方面,作总结阐述。以物理学科竞赛为引导,选真实的赛题为研究对象,该教学方案的实施会有利于本科生科研能力的培养,并且也会促进物理学科竞赛成绩的提高。
关键词大学物理;学科竞赛;课程化
哎呀呀,这句子实在太绕啦,我尽量改改哈。为了达成那个啥啥啥的目标,在啥啥啥方面要做到顶尖水准,并且在啥啥啥之中有啥啥啥的表现,还要在啥啥啥上有特别之处,在何种情况下啥啥啥的啥啥啥被怎样了,以及啥啥啥的啥啥啥是啥啥啥,按照啥啥啥的啥啥啥和啥啥啥的啥啥啥来弄,然后呢,啥啥啥的啥啥啥和啥啥啥在啥啥啥一流的啥啥啥里被怎样了,而且啥啥啥之啥啥啥的啥啥啥是啥啥啥大学生物理竞赛教程,和啥啥啥的啥啥啥及啥啥啥啥啥怎样的相一致,它是啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥,从啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥。针对啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥在啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥之中,真正的啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥啥。
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国家有力推进的是“世界一流大学和一流学科建设”,基础学科方面拔尖创新人才的培养可是一流大学建设的核心工作,大学物理的实验教学在对于培养大学生动手能力这件事上,以及创新精神和创新能力方面有着关键作用,学科竞赛乃是培养学生实践动手能力的一种方式,还是促进大学生实践创新能力的有效载体。拿兰州大学来讲,物理类专业的学生,当前参加的学科竞赛项目数量不少,像“全国大学生物理实验竞赛”,还有“中国大学生物理学术竞赛(China ,CUPT)”,以及“大学生创新创业大赛”、“中国互联网+”等等。这些竞赛,不光培养了学生实践动手、分析解决问题的能力,还培育了其科学研究的基本素养,与此同时,也给其理论课的学习给予了有力的协助。在这些学科竞赛里,学生的学习模式从被动转变成主动,教学模式同样需要做出相应的变动。
利用对国内双一流大学,有关物理实验教学同学科竞赛相结合的开展情形,予以调研,剖析出了实验教学跟学科竞赛的关联。于诸多高校的经验那儿,在实践教学以及竞赛的指导进程里,均得依照“学生的学习和发展予以中心”来施行对应教学改革。于实际的教学实践当中,实验教学一同竞赛指导相互交融且相互促进,能够收获更佳的实践教学结果 。这样去做,一方面能够使得所有参与选课的学生,历经较为完整的科研训练流程,而此流程在本科阶段,对于相关专业的那些学生来讲,是极为宝贵的;另一方面则是期望学生在学科竞赛里获取较好的成绩。在许多学校的教学模式当中,是把竞赛内容跟课程予以了结合,像电子科技大学,西安交通大学等。开设面向全校学生的选修课程以及部分专业的必修课程,定时且定期针对参与的学生开展具有针对性的指导。抑或将那竞赛题目引入关联的实践课程,比如说把 CUPT 的题目引入至科研训练以及实验物理课程里头,让学生自行挑选题目当作作业 。或者把创新拓展性试验区分为 《大学物理实验》 的一部分教学内容,学生们按 3 至 5 人组建成队伍的形式自由去选定题目,进而展开科学研究 。
参照本校实际状况,建构了“学科竞赛课程化”的本科生实践教学规划,将当前主要投身的学科竞赛,像全国大学生物理实验竞赛、中国大学生物理学术竞赛等,设为方向,开设对应的实践教学课程,实现物理学科竞赛课程化,进而推动实验教学与学科竞赛的有效融合,提升物理相关专业本科生的实践技能,助力拔尖人才创新实践能力的培育。
1 以科研训练为目的的实践课程的开展现状
以科研训练为目的,兰州大学物理类专业本科生目前可通过参与学科竞赛,发表学术论文,参与创新创业项目,选修分别在大二上半学期、大二下半学期和大三上半学期开设的《科研与实践Ⅰ》《科研与实践Ⅱ》和《科研与实践Ⅲ》课程等方式获得实践学分。我们对课程及学分相关问卷的结果显示于图 1。
首先,“学科竞赛课程化”和本校学生各方面实际状况相契合。其次,物理类专业本科生能借由好多方式弄到实践学分,然而学生从有序组织起来那样的课堂当中收获会更多。然后,针对那种在大三下学期也算是基本完成了相关学科那学分的学生所做的问卷得出的结果可以了解到,有79.17%的学生是依靠课程《科研与实践Ⅱ》以及《科研实践Ⅲ》才拿到相应的那份实践学分的,另外,有62.5%的同学是期望凭借相关课程去获取学分的。换个角度来说,针对大二下学期,也就是简称为大二下的那些学生而言,这里面只有一部分同学完成了相关课程,进而拿到了学分,然而大部分同学却尚未完成。问卷得出的结果显示,那在已然完成的学生里占比最多的,足足有16.95%的学生,是经由课程才获取到学分的,并且还有57.63%的同学期望借助课程去得到学分。从学生所反馈的结果方面来看,相关实践课程的开设对于学生创新能力的培育是极为必要的。
在大三下学期已完成相关实践学分的学生里头,有70.83%的同学觉得从课程当中获得的收获是最大的。在大二完成相关学分的少部分同学里,认为从相关课程收获最大的学生所占比例,同样是最高的,达52.54% 。
关于当下存在的学科竞赛,学生用以完成的方式主要是借助暑期学校以及平常课余时间,且不存在与之相关的课程。
2 目前学科竞赛开展的现状
(1)学科竞赛主要是吸纳部分优秀学生去参与,其受益面是有限的。要是把学科竞赛课程化,那就会吸纳更多学生参与相关课程,参与相关实验竞赛,这不但能让更多学生经历较为完整的科研训练过程,培养他们的实践创新能力,还利于选拔好作品,促使他们更好地完成自身项目。

在当下的学科竞赛选拔以及训练模式情形里,效率呈现出较低的态势。于选定比赛题目或者项目立项之后,部分学生在项目执行阶段,倘若工作态度并非十分积极,便会出现项目进展迟缓,研究内容无法顺利推进实施的状况。要是学生不主动去寻找老师,那么指导教师或许无法及时知晓项目的进展情形,得不到有效的指导。如此对于项目本身来讲,容易出现戛然而止的情况,会极大地打击学生参与竞赛的积极性,甚至还会打击学生对科学研究的兴趣。
(3) 关乎学分的设定情况。物理类专业的学生呢,其课程是很繁重的,课余的时间是有限的,依照当前培养方案里对于实践学分的要求,要是参加学科竞赛却没获取名次,那对应的实践课程就没法免修,对于时间宝贵的这些学生而言,耗费了大量时间就如同没有结果一样。所以呢,尽管大部分同学是由于喜欢相关项目才去参加竞赛培训及准备的,然而仍然有部分同学在参加竞赛培训的时候会存在顾虑。
倘若把学科竞赛予以课程化,那么修完相关课程的那些学生,无论能否获取参与竞赛的资格,又或者竞赛成绩是不是理想,均会取得相应的学分,如此便避免了最终在奖励以及学分上面全然一无所获的情形,会在一定程度上对学生参与各类学科竞赛的积极性起到保护作用。
(4)物理学科存在着各类学科竞赛,数量众多,本科生的经验欠缺,并且时间十分宝贵,需要老师开展全程的指导。“竞赛课程化”会让竞赛的组织变得更规范,能使学生在开展科学研究的整个过程里都获取到及时有效的指导。指导老师能够更深入地跟进学生的研究状况,给出更为具体的建议,这对研究项目的延续性也有好处。
因此,要是能够把实践教学的课程跟学科竞赛这两者结合在一起,那么将会更加有利于去培养学生的创新意识以及创新能力。
3 思考和总结
将“竞赛课程化”,下面会分别从教学目标方面做些总结,从教学模式方面做些总结,从教学内容方面做些总结,从考核方式方面做些总结物业经理人,从学分政策方面做些总结,从师资及教学条件方面做些总结,目的是期望在后续的实验教学中进行更多的尝试(图3)。
3.1 教学目标
人才培养的主体是学生,教学工作的主体也是学生。在物理实验课程教学改革里,无论用何种方式指导学生,都要围绕“学生的学习和发展为中心”来开展相应教学改革。所以在开设相关竞赛课程之际,课程设置的目的在于提升本科生的自主创新性,增强拔尖人才的创新实践能力。以物理学科竞赛作引导,把真实的赛题当作研究对象,以此激发同学们做科研的兴趣。
3.2 教学模式
开设必修课,面向部分专业学生开设,开设选修课,面向全校学生开设大学生物理竞赛教程,依据具体比赛项目来进行教学安排,学生以3至5人组队这种方式自由选择题目,开展科学研究。
3.3 教学内容
采取理论课、实践课、讲座、讨论、汇报等形式,将特定竞赛当作目标,去分配实验题目用以开展研究;学生每周于固定时间上课,按照课题研究演进的进度,于分别不同的研究阶段去安排各异的讲座或者工作汇报。有关竞赛题目的实验教学内容,能够源自未曾用以竞赛的题目,对于像最新的 CUPT 题目这般的情况,可以源自教师的科研项目,还能够依据自身兴趣自行选择题目,又或者同老师探讨来选定题目。能参与自命题类型竞赛的题目是那种自己命题类的,就像大学物理实验竞赛(创新赛)这般。教学内容会按照科研课题的形式来开展。
3.4 考核方式
课程结束前对于学生而言,需通过口头形式而非其他方式,就项目进展与结果进行工作汇报,还要以科研论文的规定形式撰写结项论文,其形式可以是工作汇报或者结项报告或者论文,经指导教师评审后,会挑选出成绩优异的小组进而能够参加相应的物理学科竞赛 。
基于具体的竞赛类型,课程考核会引入真实竞赛模式以对学生开展多方位训练,像提升 PPT 制作水准,提升现场表述能力以及辩论能力等能力 。
3.5 学分政策

学生按正常流程选课,每周于课程所安排的特定时间,接受老师的指导,参与讨论,或者自行去完成课题,完成全部既定的教学内容,按照规定时间提交成果总结,通过课程的考核,如此便将获得对应的实践课程的学分。
仅从课程设置的视角来看,获取学分并不属于课程设置的设定目的,不过是课程的一种规范而已。从学生这一边来讲,投身于此类课程进而会得到系统且全面的科研训练,在完成课程之际也将会获取与之对应的实践课程的学分。
3.6 师资及教学条件
对于主要参与的学科竞赛,安排不一样的必修课,或者选修课,邀请学院里有关于相关专业的教授,还有副教授,以及实验技术老师,组成教学团队,在课程的各个环节开展针对性的指导。
方式为具体的指导:于项目开展进程里,教师借讲座或者答疑的形式来授课,学生以工作汇报的途径去讲解以及讨论。于文献调研与开题此类重要阶段,多位教师一同参与,针对学生开展实验方案的指导,助力学生解决具体的问题等 。
于教学条件范畴内,借助现有的实验室状况,去申请相关的实践用到的经费,进而建立自主创新的实验室,使得学生能够自由地完成研究题目 。
4 讨论
当下,兰州大学所开展的科研训练课程里,学生所要完成的科研项目的题目,多数源自前些年的各类物理学科竞赛的赛题,学生完成项目后会得到一个成绩,进而获取相关的实践学分,对于学生来讲更多便是体验一回科研的过程,其研究的成果几乎不参与任何竞赛、评奖等,作者觉得这种教学目标能够作出一些改进,鉴于本科生的时间极为宝贵,要是能让研究结果更具意义,对学生将会有更大的激励作用。
这本论文里所提出的“学科竞赛课程化”,在开设相关课程之际,是以尚未到比赛时间的物理学科竞赛的题目当作研究课题,从立项之时就将目标对准比赛,也便是学生是以完成后能够参加相关的物理学科竞赛的题目来开展科学研究,并非是从已经结束评比的赛题当中选取题目,以此让学生去体验科研的过程。
“学科竞赛课程化”由本论文提出,它仅给出一个教学模式的思路,并非一定要新开课程,能够在原有课程的教学目标基础往上,对教学内容予以修改而后完善,这是可行的 。
归总而言,去开设针对重要的物理学科竞赛的实践教学课程,像全国大学生物理实验竞赛,中国大学生物理学术竞赛这样的,会具有四个显著的优点:
对本科生而言,物理学科竞赛的题目非常适合他们进行科学研究,由于其具有开放性,在解决实际问题的进程当中,能把学生创新实践能力以及基本的科研素养给培养起来,这会将本科生关于科学研究的积极性予以提高。
部分同学而言,若课程目标在于让其体验科研的过程,或许就已足够,然而这对拔尖人才的培养并无益处。对于拔尖人才的培养来讲,唯有真正的科学研究训练,方可激发学生的学习主动性。
学生参与竞赛的相关课程得以开展,若结果优异那就会有机会参加相应学科竞赛,这会促进学生参与学科竞赛的兴趣,进而调动学生参与学科竞赛的积极性,并且做科研的积极性和参与竞赛的积极性二者并不矛盾,反而能够相互促进 。
(3) 让本科生的学习时间得以更为合理地运用,从而使他在科学研究里达成事半功倍的效果。物理类别的学生所面临的学习任务是极为繁重的,存在着一些训练并不需要进行简单的重复性操作。
(4) 处理当下学科竞赛组织之际所存在的情况。牵涉各类物理学科竞赛的学子,于筹备的进程当中,不见得全都能够获取系统且全面的指引,相关课程的开办将会很好地处理这个状况。
5 结语
以科研训练为目的的实践课程得以完成,大学物理学科竞赛得以参与,这对本科生实践创新能力的提升以及创新意识的培育有着重要作用。经由调研其他学校的开办模式,再结合本校相关实践课程的开展情形,本论文提出了“学科竞赛课程化”,借助将实验课程的教学与学科竞赛有机融合的办法,对学生展开综合科研能力的训练,以此提升学生的科研创新能力。与此同时,还能够更好地运用本科生宝贵的时间,这将有利于竞赛的组织、竞赛成绩的提高,进而提高学生参与竞赛的积极性。
