大學(xué)物理自主創(chuàng)新素質(zhì)教育研究論文
大學(xué)物理是工科學(xué)生十分重要的公共基礎(chǔ)課，由于知識(shí)面廣，因此，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)方面擔(dān)負(fù)著重要責(zé)任。但是根據(jù)目前用人單位的反饋信息，學(xué)生就業(yè)后對(duì)工作適應(yīng)能力差，理論與實(shí)踐脫節(jié)，在工作中缺乏創(chuàng)新精神。為了改變現(xiàn)狀，黑龍江科技大學(xué)以物理演示室為依托，加強(qiáng)物理創(chuàng)新基地建設(shè)，推動(dòng)素質(zhì)教育活動(dòng)的開展，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，為用人單位培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型人才，滿足社會(huì)需求和發(fā)展的需要。因此，對(duì)大學(xué)物理教學(xué)模式進(jìn)行“教學(xué)做一體化”“理論實(shí)踐一體化”的改革嘗試，從而實(shí)現(xiàn)CDIO培養(yǎng)模式在大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用。
一、大學(xué)物理素質(zhì)教育改革與實(shí)踐
我校以“大德育、大工程、大實(shí)踐”理念為指導(dǎo)，堅(jiān)持育人為本、德育為先、突出實(shí)踐，把德育與工程實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化科學(xué)精神與人文精神的統(tǒng)一，著力培養(yǎng)思想道德素質(zhì)高、基礎(chǔ)理論扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。在這一背景下，如何有效地探索基于CDIO的思想自主創(chuàng)新教育是一個(gè)迫切研究的問題。我校從1996年物理演示實(shí)驗(yàn)室建成至今，每年都投入一定的素質(zhì)教育經(jīng)費(fèi)，開展物理科技創(chuàng)新活動(dòng)。探索CDIO“做中學(xué)，做中教”理念和方法應(yīng)用于大學(xué)物理教學(xué)中，在大學(xué)物理教育中組織學(xué)生參與物理演示實(shí)驗(yàn)制作及物理實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫制作等素質(zhì)教育活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、動(dòng)手與解決問題的能力以及研發(fā)、團(tuán)隊(duì)工作與溝通等方面的能力。多方面、多角度去培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，在全校大二工科學(xué)生中開展“小論文”“小發(fā)明、小制作”“演示儀器制作”“演示動(dòng)畫制作”等活動(dòng)，通過實(shí)踐活動(dòng)我們積累了一些寶貴經(jīng)驗(yàn)。
1.大學(xué)物理教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育
大學(xué)物理的作用就是要使學(xué)生了解和領(lǐng)會(huì)物理學(xué)是如何研究和思考物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的，進(jìn)而掌握認(rèn)識(shí)自然的基本科學(xué)方法。因此，大學(xué)物理教育思想定位要著眼于物理思維和研究方法的培養(yǎng)。另一方面，從我校物理學(xué)習(xí)情況來(lái)看，大致可分為兩個(gè)層次，由于學(xué)生基礎(chǔ)不同，教育的層次及達(dá)到目標(biāo)略有不同，但最終都要達(dá)到教育部關(guān)于本科大學(xué)物理教學(xué)大綱要求。我們分兩個(gè)學(xué)期開展素質(zhì)教育活動(dòng)如下：在學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理上冊(cè)內(nèi)容時(shí)，在學(xué)生中開展科技寫作活動(dòng)（小論文或小讀書報(bào)告），要求每一位學(xué)習(xí)大學(xué)物理的學(xué)生任選《物理工程創(chuàng)新》中的內(nèi)容為主要參考，利用物理理論與工程實(shí)際和現(xiàn)實(shí)生活中的聯(lián)系，以公開發(fā)表論文的格式寫一篇小論文或讀書報(bào)告。任課教師要對(duì)學(xué)生寫作進(jìn)行必要的理論指導(dǎo)。對(duì)于優(yōu)秀論文或讀書報(bào)告要評(píng)出等級(jí)，給予獎(jiǎng)勵(lì)。目的是使學(xué)生了解物理知識(shí)在工程技術(shù)中的應(yīng)用，增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和利用資源的能力，為學(xué)生完成畢業(yè)論文做準(zhǔn)備。在學(xué)習(xí)大學(xué)物理下冊(cè)時(shí)，組織、引導(dǎo)學(xué)生參觀物理演示實(shí)驗(yàn)室，向?qū)W生布置“小發(fā)明、小制作”“演示儀器制作”“演示動(dòng)畫制作”任務(wù)，為學(xué)生提供指導(dǎo)性制作題目和演示題目，讓學(xué)生自主選擇設(shè)計(jì)，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)參與意識(shí)。對(duì)各部分制作的要求如下：①小發(fā)明、小制作要求：學(xué)生先提出設(shè)計(jì)方案（含原理說(shuō)明，技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)圖紙，最終目標(biāo)）。由任課教師初審，可行者必須通過制作指導(dǎo)小組終審，認(rèn)為實(shí)際可行后，鼓勵(lì)學(xué)生制作。②物理演示儀器制作要求：學(xué)生作品應(yīng)能夠完成針對(duì)基本物理定律的簡(jiǎn)明演示。參與電子制作類的學(xué)生，要求以自身的興趣愛好為基礎(chǔ)。③大學(xué)物理演示軟件制作要求：所有動(dòng)畫使用FLASH系列軟件制作。演示動(dòng)畫題目由教研室指定，動(dòng)畫指導(dǎo)小組具體負(fù)責(zé)，學(xué)生通過競(jìng)標(biāo)方式獲得動(dòng)畫題目，并最終完成制作。
2.如何搞好大學(xué)物理素質(zhì)教育
（1）實(shí)踐題目、內(nèi)容選擇要合適。教師首先應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況有目的地確立一些指導(dǎo)性制作題目和演示題目，如配合課堂教學(xué)用的演示儀器、演示動(dòng)畫。一方面可以充實(shí)課堂教學(xué)，另一方面可以為學(xué)生確定其他題目提供借鑒。允許學(xué)生“異想天開”大膽設(shè)計(jì)，使學(xué)生真正成為活動(dòng)的主角。其次，教師要加強(qiáng)理論指導(dǎo)，大學(xué)物理是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)之后遇到的第一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，此時(shí)學(xué)生理論水平較低，缺少經(jīng)驗(yàn)，教師應(yīng)該從方案設(shè)計(jì)、可行性論證、制作的全過程進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)，但又不能包辦，讓學(xué)生充分發(fā)揮主導(dǎo)作用。最后要保證素質(zhì)教育經(jīng)費(fèi)，由于實(shí)踐基地是為學(xué)生提供實(shí)踐的`場(chǎng)所，要為學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)提供必要的工具、材料等，才能保證素質(zhì)教育活動(dòng)正常開展。（2）加強(qiáng)物理演示實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。物理演示實(shí)驗(yàn)室的基本職能是配合理論教學(xué)，通過演示使枯燥、抽象的理論內(nèi)容變得生動(dòng)、直觀，使學(xué)生易于接受和理解。同時(shí)通過學(xué)生參觀演示實(shí)驗(yàn)，了解物理知識(shí)在工程技術(shù)上的應(yīng)用。物理演示實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該加大建設(shè)力度，除了應(yīng)購(gòu)進(jìn)課堂上的演示儀器外，也應(yīng)該購(gòu)進(jìn)一些先進(jìn)的儀器模型，開拓學(xué)生的視野。正所謂“見多識(shí)廣”，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力是非常有利的。必須建立多層次、全方位、面向全體學(xué)生的應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地。
二、取得的成效
探索基于CDIO的大學(xué)物理自主創(chuàng)新教育是培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才的需要，是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的需要，有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體意識(shí)、主動(dòng)精神、創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作觀念。通過近20年的大學(xué)物理素質(zhì)教育實(shí)踐，共收到學(xué)生讀書報(bào)告6500余篇；制作方案及動(dòng)畫設(shè)計(jì)方案500余份，學(xué)生完成制作作品70余件，其中獲獎(jiǎng)作品52件，學(xué)生完成演示動(dòng)畫近200項(xiàng)，其中獲獎(jiǎng)72件。學(xué)生制作的一些作品，在性能上超過了購(gòu)買的同類產(chǎn)品，在演示效果上更直觀，現(xiàn)象更明顯。相當(dāng)一部分作品可以應(yīng)用到課堂教學(xué)中，彌補(bǔ)了演示儀器的不足，演示動(dòng)畫豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
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