物理學專業本科畢業論文教學新模式探索

【摘要】畢業論文是高等院校本科教學過程的重要實踐環，在整個高等教育體系中占有十分重要的地位。然而，隨著時代的發展，出現了影響畢業論文質量的不利因素。本文結合物理學專業的特點和筆者學校的實情，從教學的角度提出將畢業論文與選修課、科學前沿、科學研究、組建團隊和學生個性化發展融為一體的立體化教學新模式。實踐表明，這種教學模式大大提高了畢業論文的質量。

【關鍵詞】畢業論文 物理學專業 實踐教學 選修課 物理前沿 教學團隊 科學研究

【基金項目】本文是湖南省教改課題“探索物理學專業本科畢業論文（設計）教學新模式，培養創新型人才”（湘教通[2011]308號）研究成果。

【中圖分類號】G64【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2012）11-0162-02

實踐教學是高等院校教學體系的重要組成部分，是教學計劃實施過程中的一個重要環節，是培養學生綜合判斷能力、分析能力和創新能力的重要途徑，是強化學生綜合素質的有效手段，在整個高等教育體系中占有十分重要的地位，是衡量高校教學質量的關鍵之一，具有其他教學環節不可替代的獨特作用。因此，中共中央、國務院在《關于深化教育改革，全面推進素質教育的決定》中指出：“高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神，提高大學生的人文素養和科學素質”。實踐教學是培養和提高大學生的人文素養和科學素質的重要途徑，這已成為高等教育者的共識。實踐教學的內容是多方面的，其中畢業論文是實踐教學的重要內容。與其它實踐教學比較，畢業論文有六大特點。第一，時間上的集中性。在時間上，畢業論文一般放在大學最后一年，即大學四年級某一段時間集中進行。第二，綜合性。此時，學生學完了本專業所有的課程，要求學生對大學所學的知識加以綜合運用，具備分析問題，解決問題的能力，要求學生具備檢索篩選文獻資料的能力，要求具備問題論證，論文寫作和表述的基本能力，即：畢業論文要求學生綜合利用知識，綜合利用能力。第三，實踐性。畢業論文是本科生完成四年教學計劃最后的一個重要實踐教學環節。第四，地點分散性。組織形式比較自由，根據需要，可以靈活地在實驗室、在教室、在網絡上甚至在自己的家中組織教學和指導學生。第五，過渡性。學生畢業后，一部分走上工作崗位，一部分考取研究生，從事科研活動。在這種意義上說，畢業論文起著承上啟下的過渡作用，起著橋梁的作用，充分利用這座橋梁，可以為學生以后的發展奠定良好的基礎。鑒于畢業論文在培養人才發面具有重要意義，各個高校都非常重視畢業論文（設計）的教學工作。第六，創新性。學生創造性地進行科學研究，提出新方法，新方案，新觀點，獲得新結果。

一、現狀分析

近些年，隨著高等院校辦學規模的擴大，社會對各類人才的需求量穩中有增。同時，社會需求的多樣化及優質化對各類專業教育和科研提出了更高的要求，由原來強調專業對口向懂專業、厚基礎、強素質的復合型、創新型人才轉變。這給教學，特別是以畢業論文為重要內容的實踐教學帶來了巨大的挑戰。為此，加強以畢業論文為重要內容的實踐教學，提高學生綜合素質和實際應用能力，適應社會需求已勢在必行。對于物理學專業更是如此，因為物理學專業是基礎性較強而實踐性相對較弱的專業，它的缺點是學生就業面較窄；它的一個優點是：學生數理基礎雄厚，適應能力強，可以從事與物理相關的工程技術和科研工作。

質量是畢業論文的核心，沒有任何質量的畢業論文，畢業論文的目的就成為空談，培養人才就是空話。當前，中國一些高校特別是985高校，學生畢業論文的質量較高。這與這些學校的師資力量雄厚，教學及科研資源豐富有關。對于大多數一般高校，盡管非常重視學生畢業論文工作，但由于受到資源的限制和擴招的影響，學生畢業論文的質量參差不齊，總體質量有待提高，并且出現了“是否取消本科畢業論文”的大討論。因此，對于一般高等院校，在現有資源的前提下，如何最大限度地提高本科生畢業論文的質量是非常值得研究的。為此，我們先分析論文質量不高的原因。原因是多方面的，第一個原因是師生看待畢業論文的觀念比較落后。對于學生，認為畢業論文不重要，積極性不高；對于教師，一方面，把畢業論文教學的地位看得較低。另一方面，認為一個本科學生做不了東西，不敢把具有挑戰性和創新性的問題留給學生解決。作為指導老師，應該把畢業論文與培養目標結合起來，與專業聯系在一起，站在高處看問題。同時，要認識到，盡管本科生的知識比不上研究生的知識，但是本科生有其優勢，即：年輕、容易接受新事物、思維活躍。因此，要大膽地把有意義的問題交給學生去做，指導學生解決。如果師生雙方都認識到畢業論文的重要性和意義，這個問題就很容易解決。第二個原因是教學管理方面的，對此，很多文獻上有所闡述。第三個原因是教學過程和方法方面的。陳舊的畢業論文教學模式和方法，是影響畢業論文質量的主要原因。主要表現在：

1.從學生選題方面看，往往比較盲目，對課題的了解不夠，選擇容易的課題。學生要自己找工作，而畢業論文的好差和工作全無關系。所以學生對畢業論文的重視程度和以前大不一樣了。再加上幾乎人人都要找工作、實習、或考研、或出國等，無法投入足夠的時間和精力，以至學生擔心自己完不成任務，傾向于選擇看起來比較容易的課題作為論文題目。

2.從課題的質量來看，課題陳舊，缺乏新穎性和時代性。科學在進步，物理學也在不斷地進步。當前物理的研究前沿和熱點是什么？理論方面，哪些是前沿的？應用方面，物理學在哪些新技術領域有應用，或在舊技術領域有新的應用？學生畢業論文的課題應該也要與時俱進，應結合物理學的發展趨勢和日新月異的新技術。陳舊的課題不能激發學生的興趣。

3.從教學過程來看，指導教師單打獨奏。我們放棄了以前的所謂精英教育，連續多年本科生和研究生招生采用跳躍式的發展。帶來的后果是，教學和科研資源極度緊張。現在一個老師帶十幾個、乃至幾十個研究生的事屢見不鮮。再加上每年還要帶5至8名本科生做畢業論文。單靠一個人的精力是遠遠不能滿足學生需求的，導致學生得不到及時的指導。

4.從結果來看，指導教師，畢業論文課題，學生三者沒有找到一個平衡點。教師僅僅為完成這個教學任務（即：指導學生畢業論文）而出題目，指導學生；學生也是為了能夠拿到學分而做畢業論文。師生都為自己的方便而為畢業論文，雙方都是被動的，積極性沒有發揮出來。

盡管很多研究者對如何提高本科生的論文質量進行了大量的探索，但大多數研究局限于畢業論文的組織管理方面，對畢業論文的教學鮮有討論。少數文獻雖然對論文的教學做了探討，但僅局限于研究型大學，不適用于一般院校。本文中我們根據一般院校的實際情況，針對上面提到的第三個原因，結合物理學專業的特點，以選題和指導方式為切入點，探索物理學專業學生畢業論文教學過程的新模式。

二、改革內容

1.畢業論文與前沿選修課的有機結合。

結合培養計劃，開設具有物理前沿內容的選修課，為選題的前沿性奠定基礎。當學生根據自己的興趣選學了其中的部分課程，具備了一定的基礎后，在做與這些課程內容相關的畢業論文時，就會得心應手，而不至于對題目中詞匯感到陌生，為選題的可行性和專業性奠定了堅實的基礎。

調查發現，教師很樂意開設與自己科研密切相關的課程，同時也深受學生的歡迎，教學效果很好。例如，在前幾屆學生中，我們在大三開設了《量子光學》和《量子信息導論》，這兩門課程所涉及的內容屬于物理前沿，特別是量子信息是當前物理學研究的熱點領域。在授課期間我們還適當加入了自己的科研內容和前沿內容。就課程的教學效果來看，學生很感興趣，開闊了知識面，教學效果良好。到大四，有很多學生選擇該方面的內容作為畢業論文課題。學生選修了該課程，有了一定的基礎理論知識，利用在該課程中學到的定義和方法，以及在必修課里學到的理論知識，就可以解決很多該研究方向的問題。從畢業論文的質量來看，學生不但能夠獨立完成課題規定的任務，論文質量較好，而且在開展論文過程，對前沿知識有了進一步的了解，讓考研的學生受益匪淺。這種畢業論文教學模式，猶如高考中的開放題。盡管某方面的內容多，理論高深，我們知之甚少，但根據試卷中給出的新信息，我們就可以利用我們已經學過的知識把問題解決。所以在該前沿方向中選擇一些問題作為本科畢業論文題目，不但具有可行性，又具有前沿性，新穎性和專業性，而且容易鍛煉學生利用知識解決問題的能力，以及創新能力，這正是畢業論文的目的所在。

2.畢業論文與科研前沿相結合。

將科學研究引入教學過程，讓部分高年級學生參與教師科研，畢業論文力求與教師科研項目相結合。依據科研項目的性質和需要和條件允許的情況下，引導高年級優秀學生進入實驗室和研究所，以開放實驗與科研項目相結合的形式，參與科研活動。實踐證明，教學與科研的結合，不但可將科研課題的研究過程和新的研究成果引入到專業教學過程中去，同時通過實際參加，加強了學生的動手能力，啟迪了思維，開拓了視野，培養了分析、解決實際問題的能力，既培養了人才，也為進一步探索本學科領域更深層次的研究提供基礎保障。另外，從學生選題的結果來看，科研性質的課題，深受學生的歡迎，選擇的熱情和興趣逐年增加，這使得學術性、前沿性、動手能力、創新能力較強的課題有了較好的需求基礎。

3.建立多個開放的本科畢業論文指導團隊。

考慮到各個教師學歷層次和教學及科研方向的不同，我們分為以下七大指導團隊：（1）大學物理及實驗團隊；（2）納米電子學團隊；（3）量子光學和量子信息團隊；（4）光電子學團隊；（5）空間物理團隊；（6）凝聚態物理教學團隊；（7）電子科學和技術團隊。每個團隊成員至少4名（例如空間物理），最多15人（大學物理及實驗），并且每個團隊都有帶頭人，起著組織協調的作用。團隊內資源共同利用，學生統一管理，組織團隊內學生與畢業論文相關的學術報告，論文寫作交流，經驗交流，集體答疑。組團的好處有：（1）大大提高了指導效率。學生和學生之間有正規交流，指導教師和學生有交流，指導教師之間密切協作，充分利用教師資源，大大提高了指導效率。（2）學生可以取長補短。團隊內的學生各有所長，共同討論問題，發現對方的長處，可以取長補短。（3）還可以培養學生團隊合作（team work）的精神和領導才能（leadership）。這在國外是考察學生能力中最重要的素質之一。因為現代企業已經不是夫妻店了，往往是一個大的團隊來解決一個問題。此外，有的學生在大二大三時就對教師的研究感興趣，那么他就可以提前加入該教師的團隊，也就是說，團隊的大門對所有年級的學生都是開放的，不僅僅局限于做畢業論文的學生。

4.根據學生的特點，對學生適當分流。

由于學生愛好興趣以及對基礎知識掌握的程度各不相同，我們在學生選題的時候加以引導，根據學生自身的特點及個人意見，把每個學生劃入到合適的指導團隊中。進行分類指導。把學生分流，有利于發現人才，有利于人才的后續成長。例如，在2010屆畢業生中有一名學生，學習成績優秀，喜歡鉆研，后來還考取了中科院的研究生。他開始選的論文題目較簡單，我們結合他的特點和考取研究生后的科研方向，建議他選一個學術性和專業性強的題目。最后，該生聽從了我們的建議，而且論文完成得相當好。與此相反，有的學生理論基礎差點，但動手能力強，那么我們給他一個動手能力強的論文課題，最后該生也出色地完成了任務。這些事例表明，在畢業論文教學過程實行分類指導不但是可行的，而且有利于因材施教，有利于人才培養。

總之，我們從培養人才的高度對待畢業論文，探索將畢業論文（設計）與選修課、物理前沿、科學研究和學生個性化發展融為一體的畢業論文（設計）教學模式。以論文選題和指導方式作為我們改革的切入點，在選題上我們以一個前奏（前沿選修課），兩個融入（科學前沿和科研）為改革內容；在指導方式上以分類指導和建立團隊為主要內容。通過對物理前沿選修課程開設，挖掘和提升學生的潛能，易于提高學生興趣，學生不但開闊了知識面和培養了學科前沿意識，而且為畢業論文的開展奠定了基礎。在畢業論文選題過程中，充分考慮學生的興趣和學習成績，建立教學團隊，對學生實行分類指導，使畢業論文成為集學習、探索、創新、個性化發展為一體的訓練體。探索改變大部分高校大部分學生和教師對畢業論文不重視，畢業論文質量不高，學生的潛能在畢業論文開展過程中沒得到充分發揮的現狀。

為了更加清楚，我們給出畢業論文教學模式流程圖：

三、改革效果

通過以上改革，我們發現：（1）畢業論文質量有了很大的提高。改革之前，總有個別學生不過關，總體質量也不高。改革之后，學生和老師的積極性增強了，論文質量大幅提高，并且取得了一系列學術成果，163名學生中有12名學生在老師的指導下發表了學術論文，其中6篇被SCI收錄，1篇被EI收錄，核心論文多篇，這在改革之前是難以想象的；此外，校級優秀畢業論文的數量有原來的平均每年1篇增加到2.5篇。（2）改革不但有利于論文質量的提高，而且有利于學生的發展。學生解決問題的能力和創造能力都得到了較大的提高，由郁悶變為興奮，由被動變為主動。一些想繼續深造的學生找到了自己的科研興趣和方向，為以后的發展打下了一定基礎。（3）改革具有示范作用。我們成功經驗向其它理工科專業進行了推廣，同樣取到了良好的效果。

四、結束語

我們提出將畢業論文與選修課、科學前沿、科學研究、組建團隊和學生個性化發展融為一體的立體化畢業論文教學新模式。以論文選題和指導方式作為改革的切入點，在選題上以一個前奏（前沿選修課）和兩個融入（科學前沿和科研）為改革內容，在指導方式上以分類指導和建立指導團隊為主要內容。通過改革，我們發現學生的畢業論文不但有了較大的提高，而且對培養人才也具有重要意義。

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作者簡介：

王成志，長沙理工大學物理與電子科學學院物理學教研室主任，講師。唐立軍，長沙理工大學物理與電子科學學院院長，教授。