物理學人才多元化協同培養模式的研究與實踐*

丁益民 周 斌 楊昌平

(湖北大學物理與電子科學學院 湖北 武漢 430062)

物理學人才多元化協同培養模式的研究與實踐*

丁益民 周 斌 楊昌平

(湖北大學物理與電子科學學院 湖北 武漢 430062)

針對社會對人才培養的新要求和當前高等教育改革的實際，提出了一種“以人為本，因材施教，分流培養”的物理學專業多元化人才協同培養模式，闡述了該教學模式的設計思路、人才培養方案、課程體系、教學方式和教學方法，并簡要分析了教學成效.

大學物理教學 創新人才培養 多元化 協同

1 引言

進入21世紀以來，社會對人才的綜合素質與創新能力提出了更高的要求，然而我國目前高等學校在培養學生的創新意識、創新精神和實踐能力等方面還存在明顯不足，因此開展對創新型人才培養模式的研究具有重要的意義.為此我國許多高校就如何通過改革人才培養目標、課程方案、教學方法與教學手段等方面，以適應國家和社會發展對人才培養的新要求，做了很多研究工作[1～5].這些研究型大學的教學改革多依托其雄厚的學科優勢，其成功的經驗不能直接移植到我們這些學科基礎相對不足的教學研究型大學.近年我們結合我校教學研究型大學的實際，針對物理學專業的人才培養目標、課程體系、物理實驗的教學模式以及實踐教學的形式等進行了一系列的改革并取得了豐碩的成果.我們確立了多元化人才培養目標，體現“以人為本，分類培養”的教育理念；構建了“三元協同”培養模式，充分利用了校外資源加強對學生實踐能力的培養；提出了“課內外一體化”實驗教學方式，全方位地貫穿了對學生創新精神和實踐能力的培養.通過近5年的教學實踐，收到了良好的教學效果.

2 主要問題與設計思路

2.1 主要解決的教學問題

(1)物理學專業人才定位的問題

我校的物理學專業前身是物理教育專業，以前主要是培養中學物理教師，隨著社會對物理綜合型、創新型人才的需求，這種單一的培養目標不能適應社會的需要，必將按照物理學多元化人才培養目標重新設計.

(2)物理學專業人才的多元化培養針對性不強、實踐資源不足的問題

我們的物理學專業在高年級分物理基礎理論型、物理應用型、物理師資型3個方向進行教學，這3個方向的教學特別在實踐教學方面僅靠學校資源是不夠的，怎樣充分利用校外資源，促進實踐資源的最大化是一個重要的教學問題.

(3)物理學專業在學生綜合素質培養方面相對滯后、實踐教學不足的問題

物理學專業在低年級開設的課程大多是通識課程和基礎課程，這些課程偏重基礎知識的教育，而忽略了對學生綜合素質的培養.怎樣運用現代教育理論、引入先進的教學方式，將綜合素質培養貫穿于中低年級的課程教學中，促進學生綜合實踐能力的培養是一個關鍵教學問題.

(4)地方性高校科研基礎相對不足導致創新教育難以開展的問題

我校作為地方性高校受科研基礎的限制，對學生開展創新實驗教學，在教師和學生方面都存在著一定的困難.怎樣結合我校實際將現代信息技術引入物理創新性實驗的教學中，開展基于信息技術的本科知識水平的教學研究，促進學生創新能力的培養是一個不能回避的教學問題.

2.2 設計思路

針對當前社會對創新性人才培養的實際和我國高等教育大眾化發展階段的特點，依據協同理論、現代教育理論與信息技術理論，結合我校辦學定位與專業目標轉型，以及在省級“物理實驗教學示范中心”、國家級物理學“特色專業”和國家級“物理學主干課程教學團隊”等建設項目的研究基礎上，設計多元化人才培養方案與多模塊課程體系，構建基于協同論的“三元協同”培養模式，基于現代教育理論的“一體化”課內外協同教學方式和基于現代信息技術的“融合式”課程間協同教學方法，強化學生創新能力和實踐能力的培養，如圖1所示.

圖1 設計思路

3 教學改革的主要措施

(1)引入現代教育理念，改革人才培養目標，構建多元化人才培養方案與課程結構

在人才培養目標構建中，我們認為教學研究型大學培養的人才不僅具有共性，而且還具個性；不僅要有寬厚的知識基礎，而且還應擁有勇于開拓創新的精神和能力.人才培養模式必須符合學校的定位，適合社會對人才的要求.為此，我們確立了“三階段、五平臺、三模塊”的人才培養實施方案，構建了物理基礎理論型、物理應用型、物理師資型3個方向(模塊)的人才培養課程體系(圖2).實現了物理學專業由單一“師范教育”人才培養模式向多元化人才培養模式的轉變，符合當今社會主流的教育理念.

圖2 課程結構圖

(2)提出多元化協同培養模式，建立“校-所”、“校-企”、“校-校”三元協同機制

為實現多元化人才培養目標，我們建立了三元協同培養機制：與理論物理所等“校-所”協同培養物理理論型人才，與杭州精科教學儀器有限公司等“校-企”協同培養物理應用型人才，與武漢市四十九中等“校-校”協同培養物理師資型人才(圖3).這種校內外協同培養機制加強了校外實踐資源的利用，既促進了一批穩定的高校學生實習實踐基地建設，又為學生的就業與深造拓寬了渠道.

圖3 三元協同圖

(3)將現代教學方法與傳統教學方法相結合，創建“一體化”課內外協同教學方式，全方位地培養學生的綜合素質和創新能力

在物理實驗教學中，課內依據3個層次的實驗分別采用“傳統教學”、“翻轉課堂”和“合作學習”的多元化教學方式.使學生的動手操作能力、口頭表達能力和創新能力依次得到提高；通過“項目學習”，以項目驅動將科學研究、學科競賽以及課外科技活動等與物理實驗相結合.在實驗課教學中融入學生口頭表達能力和科研能力培養，在課外活動、學科競賽以及實踐環節中進一步延伸這些能力的培養(圖4).這種“一體化”課內外協同教學方式將課程教學與科學研究、課外科技活動、學科競賽、教育實習以及畢業論文等實踐環節相融合，有力地促進了學生綜合素質與創新能力的培養.

圖4 課內外一體化同心圓

(4)建立“信息技術+課程”和“教學技能+課程”的“融合式”課程間協同教學機制，將信息素養和實踐能力的培養過程貫穿在多門課程教學的始終

將多媒體課件制作與現代教育技術兩門信息技術課程相整合，并融入到物理學科教學論的教學中，把信息技術應用能力的培養貫穿到物理課程設計過程中；將多媒體課件制作與計算物理學課程相整合，并融入到大學物理實驗和中學物理實驗技術課程的教學中，引導學生開展基于數字仿真和數字傳感的物理實驗研究；將教學技能訓練課程教學融入到物理學科教學論和中學物理實驗技術課程的教學中，把師范生的教學技能的培養貫穿到物理課程設計和中學物理實驗設計的過程中(圖5).這種課程間協同教學方法，強化對學生信息技術應用能力、實驗設計能力和教學技能等實踐能力的培養.

圖5 “融合式”課程間教學協同體

4 成效分析

(1)促進了物理學人才多元化培養

近5年我校物理專業讀研率在40%左右，就業率95%以上．學生考研報考專業分布較廣，報考學校的層次也較高．學生的就業面較廣，學生除從事中學物理教學外，很多學生被TCL集團公司等著名企事業單位錄用，實現了人才培養的多元化．

(2)促進了學生綜合素質和創新能力的培養

近5年學生公開發表論文20余篇，獲湖北省優秀科研成果獎三等獎2項；獲湖北省大學生物理實驗創新設計競賽一等獎5項、二等獎5項、三等獎6項；獲全國大學生物理教學技能大賽特等獎1項、一等獎6項、二等獎17項、三等獎15項．

(3)促進了校外實習基地的建設和湖北省地方基礎教育的發展

通過與校外企事業單位的協同合作，一方面建立武漢市四十九中等優質的教學實習基地，另一方面與湖北省研究室、武漢市教育局教育科學研究院合作，多次主持了湖北省教育廳教師管理處組織的湖北省中小學教師素質提高工程等培訓項目，為湖北省的基礎教育改革做出了應有的貢獻．

5 結束語

依據“以人為本，因材施教”的現代教育理念，構建了多元化人才培養方案與課程體系，并采用了“多元化”校內外協同培養模式、“一體化”課內外協同教學方式和“融合式”課程間協同教學方法，進一步落實多元化人才培養目標的實現．這些教學改革結合教學研究型大學的實際，加強了對學生創新精神和實踐能力的培養，收到了一定的教學效果．我們希望這些教學改革的嘗試對國內同類高校的教學改革具有一定啟示．

1 北京大學元培學院．高等理科教育，2010，90(2)：封2

2 清華學堂人才培養計劃．高等理科教育，2010，91(3)：封2

3 吳少平，劉守印，顏寧江．華中師范大學物理學院英才培養的探索與實踐．高等理科教育，2012，103(3)：47～50

4 張增明，孫臘珍，霍劍青，等．創新研究型物理實驗教學平臺的建設與實踐．物理實驗，2009，29(7)：14～17

5 任峰，李美亞，蔡光旭，等．離子注人技術在大學研究型實驗教學中的開展．物理實驗，2014，34(3)：23～25

*物理學國家級特色專業建設項目,項目編號：TS10985;物理學主干課程國家級教學團隊建設項目，項目編號：030-071080;物理學湖北省重點學科建設項目，項目編號：030-071080

丁益民(1965- )，男，碩士，教授，碩士生導師，研究方向為物理課程與教學論、統計物理與復雜網絡.

2016-12-02)