專業選修課教學中大學生創新能力的培養*

楚學影　李金華　李霜　徐銘澤　金芳軍（長春理工大學理學院物理系，吉林長春130022）

?

專業選修課教學中大學生創新能力的培養*

楚學影李金華李霜徐銘澤金芳軍
（長春理工大學理學院物理系，吉林長春130022）

摘要：針對應用物理學專業學生的科技創新能力培養問題，提出以專業選修課課堂教學與大學生科技創新活動相結合的方式提高學生學習的積極性，激發學生的創新能力。為了實現大學生科技創新能力培養與專業素質提高，建議以“基本理論教學”與“研究性學習為主的專題教學”相結合的模式進行專業選修課教學。

關鍵詞：創新能力；專業選修課；研究性學習

Abstract：To enhance the innovation ability of undergraduate students majored in applied physics，this paper puts forward to use the combination of selective courses teaching and innovation activities to enhance the learning enthusiasm of students. A teaching mode consisting of "basic theory teaching" and "research learning dominated thematic teaching" is proposed to realize innovation ability training of college students and improve their professional quality.

Key words：innovation ability；selective courses；research learning

一、創新能力培養與選修課教學結合的意義

科技創新能力的培養是目前大學教育中一個的重要方向，是大學教育中的一個重要環節，如何培養學生的創新能力，成為一線高校教師必須關注的問題。當前我國各高校大學本科學生知識體系中，專業選修課是必要組成部分，此類課程注重學生具體專業知識的廣度和深度，對提高學生專業素質具有重要意義。因此，探討如何通過專業選修課教學進行學生創新能力的培養是十分必要的。

從專業選修課教學效果方面來說，課堂教學中加入一些科技創新相關內容也可以調動學生對選修課學習的積極性，引導學生采用研究性學習的方法可切實提高學生專業選修課教學效果，使學生在專業選修課中真正有所提高。選修課知識內容與專業方向聯系緊密，以長春理工大學應用物理學專業來說，主要開設了《納米物理與技術》、《半導體材料與器件》及《低維結構測試技術》等多門課程。文章以應用物理學專業本科生《納米物理與技術》課程教學與國家大學生科技創新創業訓練項目相結合為例，對科技創新與選修課結合的思想滲透到教學中的可行性進行了一定的論證，形成了教學改革方面的一些建議。

二、創新能力培養與選修課教學結合的措施

（一）利用緒論課教學激發學生科技創新興趣

從學生學習心理角度來說，緒論課能否引起學習興趣對于之后具體知識的學習非常重要。在《納米物理與技術》緒論課中，嘗試將部分大學生科技創新訓練計劃項目的研究成果插入恰當的位置，以多媒體手段進行展示及講解。比如，用學生自己獨立實驗獲得的氧化鋅、金、氧化鐵等多種納米結構的掃描電子顯微鏡照片及高分辨透射電鏡照片來說明人工合成納米材料。既可以讓學生體會到科技創新活動并不是遙不可及，又可以通過直觀的方式呈現教學內容。把學生對新奇的納米世界的了解與身邊同學的研究成果結合在一起，極大的增強了學生參與科技創新活動信心。

教師也可以從學生總結上交的專業選修課相關的科學問題研究背景調研資料中抽出一些素材，應用于教學，以此來激發學生進行科技創新的興趣。例如，緒論課中以碳元素相關納米材料作為典型納米材料進行簡單介紹，旨在使學生了解科學家們從事科學研究的思想方法及對科學問題的敏感性，其中相關素材完全來源于學生在專業選課中對石墨烯材料調研的資料。諾貝爾物理學獎背后的故事及納米相關多媒體視頻資料的展示，不僅可以激發學生的自主學習興趣，更可以實現對學生人生觀、價值觀的引導。

（二）通過學生的創新實驗數據闡明基本物理問題

《納米物理與技術》課程包含對納米尺度物理現象基本理論，包括小尺寸效應，表面效應，量子尺寸效應，宏觀量子隧道效應、庫侖堵塞效應等。教學中發現，如果能夠適度地引入學生創新實驗項目的數據結果，以相關理論進行分析，更有利于學生理解，并且可使課堂教學更豐富多彩，同時開發學生思維進行創新。例如，納米半導體超細微粒量子尺寸效應導致能隙變化的問題，將學生創新實驗項目中納米尺度氧化鋅材料的吸收光譜和發光光譜等數據引入教學中來分析量子尺寸效應對具體材料的性質的影響。再比如，可以借助學生創新實驗獲得的半導體/金屬納米復合物能帶結構分析結果，來講解納米尺度電子結構問題，說明納米尺度電子傳輸問題。不僅使學生明確了相關教學內容的具體含義，還可明確理論知識的實際應用方法，由此來培養學生分析問題和解決問題的能力。

（三）引導學生采用研究性學習方式提高學生科技創新能力

研究性學習指在教師的指導下，學生在科學研究與學習過程中主動提出問題并思考解決問題，從而獲取知識和技能的學習方式。目前，普遍認為大學的研究性學習是能體現大學本質的一種學習方式，它與傳統的重“教”不同，研究性學習更注重“學”，使得學習的主體轉換為學生，這種學習方式使得傳統的學習模式發生改變，也會給學生掌握知識，創新學習的能力帶來嶄新的變化，這種方式于高等教育而言是必不可少的［1］對于大學生研究性學習實施途徑方面，現在研究人員普遍認為學生自我主動學習意愿及能力是取得良好學習效果的先決條件［2］王琴琴等人認為認知需求的高低會影響學生的學習動機，能力與態度。所以在影響學生研究性學習中，任知需求占著很大的一部分比例［3］也有很多研究者指出，教師對學生有效的指導是學生能夠順利開展研究性學習起到關鍵的作用［4］。

比如《納米物理與技術》中對于納米尺度下各種物理性質影響問題，較適宜采用教師啟發式教學與學生研究性學習相結合的教學方式，此種方法可極大地調動學生學習的主動性，也可以讓學生明確進行科技創新所必要的文獻調研等基本過程。

我們針對學生是否愿意以研究性學習方法進行自主學習，及學生是否具備文獻資料調研基本能力問題進行了調研。

表1　針對0801221班調研數據結果

表1給出了對應用物理學專業0801221班26名學生調研的數據結果。

結果表明學生對文獻資料查閱及分析方法的匱乏嚴重影響了研究性學習在大學學習中的運用。發現學生對如何有效利用文獻資源開展研究性學習并不是很清楚，對相關實踐技能了解不深入，缺乏自信等典型問題。而且大多數學生對如何從文獻中獲取創新性見解及方法并不是很清楚，因此也更不知道如何發現關鍵科學問題。因此，為促進研究性學習的應用，針對學生開展文獻調研及相關專業技能的訓練是十分必要的。期間，教師可采用啟發式方法，引導學生抓住主要矛盾，以組織分組討論的形式達到讓學生找到所涉及學習內容的關鍵問題的目的。最終發現這種“注重前期調研—圍繞關鍵矛盾啟發提問—耐心反饋鼓勵”的創新能力培養方案可以有效促進大多數學生自己發現關鍵問題，并通過自己的努力解決問題，獲取知識。

教師在提高學生創新能力在教學中可根據教學內容設計專題教學內容。之后，圍繞其中某個專題，組織學生進行分組自主學習，學生可以自由確定具體問題并展開文獻調研及資料整理。同時教師可引導學生充分利用圖書館期刊信息資源信息更新快、資源廣、學科信息足夠專業的特點進行文獻資料整理。學生研究性學習的成果可最終在課堂上進行交流討論，教師給予適當指導意見，對學生學習起到激勵作用，也可使學生感受到獲得研究成果并與他人交流的喜悅。

三、結束語

總之，促進科技創新能力培養的教學模式的選擇、多媒體等信息資源體系相關硬件建設均是支撐大學生創新能力的客觀條件，需要全體高校教師的努力。當然，學生們分組討論及交流中也可以很好地鍛煉協作探究的能力，彼此競爭彼此合作也可促進學生對課程學習及科技創新的積極性。上述經驗可以應用于大學生創新訓練計劃項目的指導、專業實驗教學、科研訓練及畢業論文等實踐教學環節中，促進高等學校教育中學生創新能力的培養的實際效果。

參考文獻

［1］張利榮.大學研究性學習理念及其實現策略研究［D］.武漢：華中科技大學，2012.

［2］鄒峰.大學生研究性學習滿意度評價研究［D］.大連：大連理工大學，2010.

［3］王琴琴，王有智.大學生研究性學習與認知需求，創造性人格的關系［J］.中國健康心理學雜志，2010（18），12：1496-1498.

［4］楊佶.當代大學生研究性學習的困境與對策分析［J］.當代教育論壇：綜合版，2010（10）：63-65.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）07-0045-02

*基金項目：長春理工大學高等教育教學研究課題“大學生科技創新及競賽活動的研究與探索”

作者簡介：楚學影（1982-），女，吉林長春人，講師，主要從事固體物理學及納米物理與技術教學工作。