物理學(xué)人才多元化協(xié)同培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐*

丁益民 周 斌 楊昌平

(湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 湖北 武漢 430062)

物理學(xué)人才多元化協(xié)同培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐*

丁益民 周 斌 楊昌平

(湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 湖北 武漢 430062)

針對(duì)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求和當(dāng)前高等教育改革的實(shí)際，提出了一種“以人為本，因材施教，分流培養(yǎng)”的物理學(xué)專(zhuān)業(yè)多元化人才協(xié)同培養(yǎng)模式，闡述了該教學(xué)模式的設(shè)計(jì)思路、人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)方式和教學(xué)方法，并簡(jiǎn)要分析了教學(xué)成效.

大學(xué)物理教學(xué) 創(chuàng)新人才培養(yǎng) 多元化 協(xié)同

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)對(duì)人才的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力提出了更高的要求，然而我國(guó)目前高等學(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等方面還存在明顯不足，因此開(kāi)展對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的研究具有重要的意義.為此我國(guó)許多高校就如何通過(guò)改革人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程方案、教學(xué)方法與教學(xué)手段等方面，以適應(yīng)國(guó)家和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的新要求，做了很多研究工作[1～5].這些研究型大學(xué)的教學(xué)改革多依托其雄厚的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，其成功的經(jīng)驗(yàn)不能直接移植到我們這些學(xué)科基礎(chǔ)相對(duì)不足的教學(xué)研究型大學(xué).近年我們結(jié)合我校教學(xué)研究型大學(xué)的實(shí)際，針對(duì)物理學(xué)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式以及實(shí)踐教學(xué)的形式等進(jìn)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(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)“以人為本，分類(lèi)培養(yǎng)”的教育理念；構(gòu)建了“三元協(xié)同”培養(yǎng)模式，充分利用了校外資源加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)；提出了“課內(nèi)外一體化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，全方位地貫穿了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng).通過(guò)近5年的教學(xué)實(shí)踐，收到了良好的教學(xué)效果.

2 主要問(wèn)題與設(shè)計(jì)思路

2.1 主要解決的教學(xué)問(wèn)題

(1)物理學(xué)專(zhuān)業(yè)人才定位的問(wèn)題

我校的物理學(xué)專(zhuān)業(yè)前身是物理教育專(zhuān)業(yè)，以前主要是培養(yǎng)中學(xué)物理教師，隨著社會(huì)對(duì)物理綜合型、創(chuàng)新型人才的需求，這種單一的培養(yǎng)目標(biāo)不能適應(yīng)社會(huì)的需要，必將按照物理學(xué)多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)重新設(shè)計(jì).

(2)物理學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的多元化培養(yǎng)針對(duì)性不強(qiáng)、實(shí)踐資源不足的問(wèn)題

我們的物理學(xué)專(zhuān)業(yè)在高年級(jí)分物理基礎(chǔ)理論型、物理應(yīng)用型、物理師資型3個(gè)方向進(jìn)行教學(xué)，這3個(gè)方向的教學(xué)特別在實(shí)踐教學(xué)方面僅靠學(xué)校資源是不夠的，怎樣充分利用校外資源，促進(jìn)實(shí)踐資源的最大化是一個(gè)重要的教學(xué)問(wèn)題.

(3)物理學(xué)專(zhuān)業(yè)在學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)方面相對(duì)滯后、實(shí)踐教學(xué)不足的問(wèn)題

物理學(xué)專(zhuān)業(yè)在低年級(jí)開(kāi)設(shè)的課程大多是通識(shí)課程和基礎(chǔ)課程，這些課程偏重基礎(chǔ)知識(shí)的教育，而忽略了對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng).怎樣運(yùn)用現(xiàn)代教育理論、引入先進(jìn)的教學(xué)方式，將綜合素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于中低年級(jí)的課程教學(xué)中，促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個(gè)關(guān)鍵教學(xué)問(wèn)題.

(4)地方性高校科研基礎(chǔ)相對(duì)不足導(dǎo)致創(chuàng)新教育難以開(kāi)展的問(wèn)題

我校作為地方性高校受科研基礎(chǔ)的限制，對(duì)學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在教師和學(xué)生方面都存在著一定的困難.怎樣結(jié)合我校實(shí)際將現(xiàn)代信息技術(shù)引入物理創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，開(kāi)展基于信息技術(shù)的本科知識(shí)水平的教學(xué)研究，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個(gè)不能回避的教學(xué)問(wèn)題.

2.2 設(shè)計(jì)思路

針對(duì)當(dāng)前社會(huì)對(duì)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的實(shí)際和我國(guó)高等教育大眾化發(fā)展階段的特點(diǎn)，依據(jù)協(xié)同理論、現(xiàn)代教育理論與信息技術(shù)理論，結(jié)合我校辦學(xué)定位與專(zhuān)業(yè)目標(biāo)轉(zhuǎn)型，以及在省級(jí)“物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”、國(guó)家級(jí)物理學(xué)“特色專(zhuān)業(yè)”和國(guó)家級(jí)“物理學(xué)主干課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”等建設(shè)項(xiàng)目的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)多元化人才培養(yǎng)方案與多模塊課程體系，構(gòu)建基于協(xié)同論的“三元協(xié)同”培養(yǎng)模式，基于現(xiàn)代教育理論的“一體化”課內(nèi)外協(xié)同教學(xué)方式和基于現(xiàn)代信息技術(shù)的“融合式”課程間協(xié)同教學(xué)方法，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，如圖1所示.

圖1 設(shè)計(jì)思路

3 教學(xué)改革的主要措施

(1)引入現(xiàn)代教育理念，改革人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建多元化人才培養(yǎng)方案與課程結(jié)構(gòu)

在人才培養(yǎng)目標(biāo)構(gòu)建中，我們認(rèn)為教學(xué)研究型大學(xué)培養(yǎng)的人才不僅具有共性，而且還具個(gè)性；不僅要有寬厚的知識(shí)基礎(chǔ)，而且還應(yīng)擁有勇于開(kāi)拓創(chuàng)新的精神和能力.人才培養(yǎng)模式必須符合學(xué)校的定位，適合社會(huì)對(duì)人才的要求.為此，我們確立了“三階段、五平臺(tái)、三模塊”的人才培養(yǎng)實(shí)施方案，構(gòu)建了物理基礎(chǔ)理論型、物理應(yīng)用型、物理師資型3個(gè)方向(模塊)的人才培養(yǎng)課程體系(圖2).實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)專(zhuān)業(yè)由單一“師范教育”人才培養(yǎng)模式向多元化人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，符合當(dāng)今社會(huì)主流的教育理念.

圖2 課程結(jié)構(gòu)圖

(2)提出多元化協(xié)同培養(yǎng)模式，建立“校-所”、“校-企”、“校-校”三元協(xié)同機(jī)制

為實(shí)現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)，我們建立了三元協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制：與理論物理所等“校-所”協(xié)同培養(yǎng)物理理論型人才，與杭州精科教學(xué)儀器有限公司等“校-企”協(xié)同培養(yǎng)物理應(yīng)用型人才，與武漢市四十九中等“校-校”協(xié)同培養(yǎng)物理師資型人才(圖3).這種校內(nèi)外協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制加強(qiáng)了校外實(shí)踐資源的利用，既促進(jìn)了一批穩(wěn)定的高校學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐基地建設(shè)，又為學(xué)生的就業(yè)與深造拓寬了渠道.

圖3 三元協(xié)同圖

(3)將現(xiàn)代教學(xué)方法與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，創(chuàng)建“一體化”課內(nèi)外協(xié)同教學(xué)方式，全方位地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，課內(nèi)依據(jù)3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)分別采用“傳統(tǒng)教學(xué)”、“翻轉(zhuǎn)課堂”和“合作學(xué)習(xí)”的多元化教學(xué)方式.使學(xué)生的動(dòng)手操作能力、口頭表達(dá)能力和創(chuàng)新能力依次得到提高；通過(guò)“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)將科學(xué)研究、學(xué)科競(jìng)賽以及課外科技活動(dòng)等與物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合.在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中融入學(xué)生口頭表達(dá)能力和科研能力培養(yǎng)，在課外活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽以及實(shí)踐環(huán)節(jié)中進(jìn)一步延伸這些能力的培養(yǎng)(圖4).這種“一體化”課內(nèi)外協(xié)同教學(xué)方式將課程教學(xué)與科學(xué)研究、課外科技活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽、教育實(shí)習(xí)以及畢業(yè)論文等實(shí)踐環(huán)節(jié)相融合，有力地促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

圖4 課內(nèi)外一體化同心圓

(4)建立“信息技術(shù)+課程”和“教學(xué)技能+課程”的“融合式”課程間協(xié)同教學(xué)機(jī)制，將信息素養(yǎng)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)過(guò)程貫穿在多門(mén)課程教學(xué)的始終

將多媒體課件制作與現(xiàn)代教育技術(shù)兩門(mén)信息技術(shù)課程相整合，并融入到物理學(xué)科教學(xué)論的教學(xué)中，把信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)貫穿到物理課程設(shè)計(jì)過(guò)程中；將多媒體課件制作與計(jì)算物理學(xué)課程相整合，并融入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展基于數(shù)字仿真和數(shù)字傳感的物理實(shí)驗(yàn)研究；將教學(xué)技能訓(xùn)練課程教學(xué)融入到物理學(xué)科教學(xué)論和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的教學(xué)中，把師范生的教學(xué)技能的培養(yǎng)貫穿到物理課程設(shè)計(jì)和中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中(圖5).這種課程間協(xié)同教學(xué)方法，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生信息技術(shù)應(yīng)用能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和教學(xué)技能等實(shí)踐能力的培養(yǎng).

圖5 “融合式”課程間教學(xué)協(xié)同體

4 成效分析

(1)促進(jìn)了物理學(xué)人才多元化培養(yǎng)

近5年我校物理專(zhuān)業(yè)讀研率在40%左右，就業(yè)率95%以上．學(xué)生考研報(bào)考專(zhuān)業(yè)分布較廣，報(bào)考學(xué)校的層次也較高．學(xué)生的就業(yè)面較廣，學(xué)生除從事中學(xué)物理教學(xué)外，很多學(xué)生被TCL集團(tuán)公司等著名企事業(yè)單位錄用，實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)的多元化．

(2)促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

近5年學(xué)生公開(kāi)發(fā)表論文20余篇，獲湖北省優(yōu)秀科研成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；獲湖北省大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)6項(xiàng)；獲全國(guó)大學(xué)生物理教學(xué)技能大賽特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)17項(xiàng)、三等獎(jiǎng)15項(xiàng)．

(3)促進(jìn)了校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)和湖北省地方基礎(chǔ)教育的發(fā)展

通過(guò)與校外企事業(yè)單位的協(xié)同合作，一方面建立武漢市四十九中等優(yōu)質(zhì)的教學(xué)實(shí)習(xí)基地，另一方面與湖北省研究室、武漢市教育局教育科學(xué)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(xué)教師素質(zhì)提高工程等培訓(xùn)項(xiàng)目，為湖北省的基礎(chǔ)教育改革做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)．

5 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)“以人為本，因材施教”的現(xiàn)代教育理念，構(gòu)建了多元化人才培養(yǎng)方案與課程體系，并采用了“多元化”校內(nèi)外協(xié)同培養(yǎng)模式、“一體化”課內(nèi)外協(xié)同教學(xué)方式和“融合式”課程間協(xié)同教學(xué)方法，進(jìn)一步落實(shí)多元化人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)．這些教學(xué)改革結(jié)合教學(xué)研究型大學(xué)的實(shí)際，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，收到了一定的教學(xué)效果．我們希望這些教學(xué)改革的嘗試對(duì)國(guó)內(nèi)同類(lèi)高校的教學(xué)改革具有一定啟示．

1 北京大學(xué)元培學(xué)院．高等理科教育，2010，90(2)：封2

2 清華學(xué)堂人才培養(yǎng)計(jì)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(xué)物理學(xué)院英才培養(yǎng)的探索與實(shí)踐．高等理科教育，2012，103(3)：47～50

4 張?jiān)雒鳎瑢O臘珍，霍劍青，等．創(chuàng)新研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐．物理實(shí)驗(yàn)，2009，29(7)：14～17

5 任峰，李美亞，蔡光旭，等．離子注人技術(shù)在大學(xué)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開(kāi)展．物理實(shí)驗(yàn)，2014，34(3)：23～25

*物理學(xué)國(guó)家級(jí)特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào)：TS10985;物理學(xué)主干課程國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：030-071080;物理學(xué)湖北省重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：030-071080

丁益民(1965- )，男，碩士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槲锢碚n程與教學(xué)論、統(tǒng)計(jì)物理與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò).

2016-12-02)