郭东琴++何静
摘 要:中国大学生物理学术竞赛是中国借鉴国际青年物理学家锦标赛的模式创办的全国性赛事,由于该竞赛独特的竞赛模式和竞赛理念,已经成为培养大学生创新精神、探究能力和实践能力的有效载体。本文根据作者在学校组织校物理学术竞赛和选拔组队参加全国赛的探索经验,就如何开展物理学术竞赛和相关的组织培训工作,以及依托物理学术竞赛进行创新人才培养进行了探讨。
关键词:物理学术竞赛 创新精神 实践能力 选拔 培养
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)09(c)-0233-02
李克强总理在高等教育改革创新座谈会曾指出:“对学校来说,首先是培养人才,这是学校的根本任务。当前,关键还是要有创新的意识,要有实践的能力,这都是和创新紧密相连的。所以,我觉得这些基础研究,怎么样培养创新的意识非常重要。”我们知道,学科竞赛可以说是培养学生实践能力和创新精神的主要方式[1]。与传统竞赛模式不同,中国大学生物理学术竞赛(CUPT)采用国际青年物理学家锦标赛(IYPT)的题目与模式,并将国际先进模式与中国的实际情况相结合。它所倡导的培养学生的创新能力、实践能力、自主学习与团队协作能力的理念,刚好与我国的素质教育理念高度契合。
1 大学生物理学术竞赛的模式和特色
中国大学生物理学术竞赛,是中国借鉴国际青年物理学家锦标赛的模式创办的全国性赛事,该项活动得到了教育部的支持,是实践国家教育中长期发展规划纲要的重要大学生创新竞赛活动之一。它以协同创新为根本理念,旨在提高学生综合运用所学知识分析解决实际物理问题的能力,培养学生的开放性思维能力。目前已有众多知名高校和物理精英参与,已成为国内具有重要影响力的大学生物理竞技赛事之一。
该项比赛要求参赛选手以团队合作的形式(5人为一队),对给定的开放性物理问题进行研究,并就解决给定开放性物理问题的基本知识、理论分析、实验方案、结果讨论等进行辩论,故該项赛事亦称物理对抗赛。该竞赛摆脱应试教育的模式,体现知识学习与探索实践相结合,物理学与日常生活相结合,学术能力与人际交往能力相结合,个人与团队合作相结合的理念,这些都是传统大学物理学科竞赛所无法比拟的优势。
1.1 开放度大
大学生物理学术竞赛采取IYPT的竞赛赛题,每年17个竞赛题目都是贴近实际生活的开放性物理问题,并在竞赛一年前公布。所有赛题没有固定的答案,解决方式往往不唯一。完全打破了传统物理竞赛的“闭卷、题目有固定答案、要求学生在规定的短时间内完成”的模式,真正实现了“开放”。
1.2 探究性强
CUPT竞赛题目的待求量、研究方法和相关影响参数这些都需要参赛者自己探索确定。甚至有些题目还要求设计出新装置,如2017年竞赛题目的第1题保护鸡蛋。并且在完成CUPT题目的过程需要查找文献、建立模型、设计实验方案、验证结果及讨论等,这其实就是经历一个完整的科学探究过程。
1.3 实践性强
大学生物理学术竞赛的所有赛题均来源于日常生活、生产实际以及工程技术,题目的实用性都很强。
2 大学生物理学术竞赛对高素质创新人才培养的作用
2.1 有利于学生实践能力的培养
传统的课堂教学侧重于基本理论知识的传授,对知识的实际应用涉及较少,而大学生物理学术竞赛为学生提供了应用所学知识解决实际问题的平台。竞赛中的每个问题都需要学生自己去挖掘其中的物理图像,即需要将实际问题转化为物理模型,并且需要提出自己的实验设计方案,进行实验测量以及数据处理,设计制作产品装置并进行相关的测试。这一系列过程都需要学生具备较强的实践动手能力,从而有效提高了学生分析、解决实际问题的能力,并在实践中综合运用所学的相关理论知识。
正如一位参加过CUPT的学生这样说:“参加物理学术竞赛对培养我们解决实际问题的能力有很大帮助,在解决那些挡在我们面前的物理问题的时候,我们的动手能力、思辨能力都经过了很好的锻炼。”
2.2 有利于学生创新能力的培养
大学生物理学术竞赛所有题目没有固定答案,也就是说几乎完全要“靠自己去找路”。学生需要独立进行题目的分析、查找与问题相关的基本理论、建立物理模型、设计实验方案、撰写报告乃至参加团队辩论赛,这一系列过程能够培养学生独立思维的意识和创新思维的能力,学生的开放性思维能力、创新意识、灵活应用科学的思路与方法,解决实际问题的能力会得到极大的提高[2]。
2.3 利于提升学生团队合作精神和协作组织能力
大学生物理学术竞赛以团队合作的形式对物理问题研究,以辩论的形式组织比赛,竞赛的17个题目需要几个人共同完成,这就需要队员之间分工协作,在集体讨论中完成题目。在实验时,有些实验仪器可能需要几个人同时操作,即使一个人能操作仪器,也要有人观察现象拍照或录像,还要有人记录瞬间的一些实验数据[3]。在比赛时,参赛小组通过紧密合作,及时有效沟通,完成辩论赛中各角色任务。所以说大学生物理学术竞赛有利于锻炼提高学生的团队合作意识和协作组织能力。
3 该校在物理学术竞赛组织训练及进行创新培养方面的具体做法
3.1 以校级竞赛为主积极拓展竞赛形式
该校每年12月份在本科生中组织校级物理学术竞赛,各年级学生可自由组队参加。校级竞赛的优秀选手作为全国赛的种子选手,经过培训以及选拔,确定参加第二年8月份全国大学生物理学术竞赛的参赛队员。
如果说参加国赛是为了增加交流、争创荣誉的话,那么校级竞赛重在提高兴趣、培养能力,扩大竞赛影响面和受益面。通过组织校赛,使更多的学生了解物理学术竞赛并参与进来,增加创新人才培养覆盖面,使之成为面向更多学生进行创新能力培养。同时也为全国物理学术竞赛选拔人才,通过示范作用激发学生参赛热情。从校级物理学术竞赛中选拔优秀选手,参加全国物理学术竞赛,这样做既能完成优秀团队的选拔工作,又能以其示范作用激发学生的竞争意识和学习热情[1],扩大作为创新能力培养载体的物理学术竞赛的影响力。endprint
目前该校从2014年开始举办校赛,目前共举办三届。第一届比赛共有16支队伍参加,第二届有104支队伍参加,第三届有110多支队伍参加,参赛人数多达500多人,可以说学生的参赛热情和参赛水平越来越高,在参加比赛和进行课题研究的过程中,加深了对所学大学物理内容的理解和知识高度的提升,学生的实践能力和创新能力也得到了提高和锻炼。
3.2 开展综合素质项目——物理学术创新俱乐部
在全校范围内开展综合素质项目——物理学术创新俱乐部,俱乐部以发展学生兴趣,提高学生综合素质,提供竞赛指导、选拔优秀选手为目的,并且能够让学生在参加物理学术竞赛的同时完成学分,避免加重学生负担。
具体来说,俱乐部围绕CUPT的研究课题设计开展探究型学习,组织各项活动,让每位学生对物理学习的兴趣、自主学习能力和团队合作意识在研究中发掘,在经历中提升。通过开展大学生科研选题、文献查阅以及论文写作指导讲座,让学员了解了撰写科技论文的相关知识,加强学生科研素养和论文写作能力,鼓励和指导该校学生申请创新项目,营造良好的科研创新氛围。通过竞赛指导和模拟辩论赛,全面提高学员的综合素质,培养优秀竞赛选手。
3.3 面向竞赛学生开设竞赛训练课
根据该校实际情况制定对参赛学员的培训方案,训练采取集中指导与分别指导相结合的方式,通过教师的跟踪指导和督促,让学生始终保证以高效率、积极心态参与竞赛的整个过程。依托该校的暑期学校,通过赛前培训指导,引导学生建立合理的模型,提供优化实验方案和改进建议,具体实施以学生为主,重点培养学生解决实际问题的能力。让学生掌握竞赛技巧。通过物理学术竞赛的训练组织,调动学生探究的积极性,引导学生从“被动竞赛”变为“主动竞赛”。2016年该校虽然是首次组队参加国赛,但还取得了不错的成绩。
3.4 竞赛后拓展训练模式思考与探索
如何把物理学术竞赛的成果与精神进行延续与扩展,这是我们正在探索中的,也是一项长期而艰巨的任务。
(1)论文写作。
经过之前比赛的一系列过程,学生对许多题目已经研究的比较深入,这时我们可通过撰写论文来固化研究成果,因此拓展训练阶段论文写作辅导是重点工作,我们对学生进行中英文写作常用规范的辅导和常用数据处理、画图软件的介绍。目前学生已经成型的论文达到了一定的水平,已投往期刊。另外,对于竞赛阶段研究的不够透的有些问题,可继续深入,逐步实现向科研论文形式过渡。
(2)创新课题申报和研究。
有些竞赛题目本身就是比较好的研究课题甚至是当前国际上尚未很好解决的问题,这时可鼓励学生申请校级乃至省级科技创新课题,通过立项来深化研究。可以说,依托科研课题进行拓展培养能力是一种非常有效的方法。
4 在大学物理教学中渗透物理学术竞赛思想理念,使创新人才培养常态化
大学生物理学术竞赛所倡导的创新、实践能力和团队协作能力,这本身对大学物理的教学起到了很好的促进作用。因此我们注重将物理学术竞赛思想理念渗透到大學物理教学中。在大学物理教学中不仅让学生了解原理,还要知其应用,鼓励学生将所学物理原理应用到生活实际中去。对于新知识新理论,鼓励学生思考探究,甚至敢于挑战质疑。对于基础较好的教学班,教师还让学生从中选择题目,作为物理课程的大作业来完成。另外,为了更好地给物理学术竞赛提供平台,我们还专门建立了相应的开放性物理实验室,学生可自主选择课余时间做实验,目前已成为学生进行物理探索和创新实践的基地。正是基于这种理念,学生学习大学物理的积极性、主动性大大提高,自主学习能力、创新能力和将理论应用于实际问题的能力大大提高,撰写了许多优秀课程论文,达到了创新人才培养的目的。
5 结语
本文以该校具体探索实践为例,介绍如何以大学生物理学术竞赛为载体培养大学生创新实践能力,该活动虽然取得了一定的成果,但还存在一定的不足,需要我们进一步的努力。
参考文献
[1]付雄,陈春玲.以科技竞赛为载体的大学生创新能力培养研究[J].计算机教育,2011(6):29-31.
[2]张晚云,曾交龙,陆彦文,等.依托大学生物理学术竞赛培养高素质创新人才[J].大学物理,2011(6):35-37.
[3]李业凤.依托物理学术竞赛平台探索培养学生的实践创新能力[J].实验技术与管理,2014(5):14-16.endprint