新工科背景下大學物理基礎教學中學生創新創業能力的培養

徐立君 王子玥 王盛宇 張浩博

[摘? ? ? ? ? ?要]? 為了主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，教育部積極推進新工科建設。物理學在研究過程中衍生出很多高新技術產業，推動了社會生產生活的發展。在新工科的背景下，培養出具有創新創業能力的學生已成為推動社會發展的一項重要因素。論述了大學物理對創新創業能力培養的重要作用，指出了在大學物理教學中，通過多種多樣的教學方式培養學生的創新創業能力，并針對大學物理教學中對培養創新創業能力存在的一些不足，給出了改進方案，文章對大學物理教學中培養學生的創新能力具有一定的價值。

[關? ? 鍵? ?詞]? 新工科;大學物理;創新創業

[中圖分類號]? G645 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）18-0162-02

一、新工科背景下創新創業人才需具備的能力

新一輪的產業與科技革命呼喚新型工業化發展，需要大批新工科領域的拔尖創新人才。創新能力是國家發展的不竭動力，更是當代青年人才的一項急需能力。創新能力是一個包括培養創新意識、創新精神、創新思維、創新方法等諸要素的有機整體。創新能力是指技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論、新方法和新發明的能力。它能夠在滿足社會需求的條件下創造出新的事物[1]。

二、大學物理課程在創新能力培養中的重要作用

大學物理作為一門基礎學科，對于學生創新創業能力的培養可以起到重要的作用。物理學研究在實驗探索中發現或形成了諸多新規律、新思想、新理論和新技術，科學研究過程衍生出很多高新技術產業，推動了社會生產生活的發展。在大學物理的教學中，可以借鑒這些科學成果的探索過程培養學生的創新創業能力。大學物理涉獵眾多物理現象，能夠與生活聯系，激發學生對于生活中科學的探索，以創新的形式對推動社會發展做出思考。大學物理通過讓學生深入了解科學現象來拓展學生的發散性思維、挖掘學生創新創業的潛力，培養其獨立思考的能力。大學物理能夠促進學生對物理研究的進一步探索，激發學生探索未知的興趣，提升學生的科學意識與探究能力[2]。

大學物理可以結合云計算、大數據、人工智能以及“互聯網+”等熱門創新學科，對大學生創業創新能力的培養帶來了新的思路與靈感，在大學生創新創業比賽中發揮著重要的作用。以“互聯網+”大學生創新創業大賽為例，2017年參與高校達到2241所，報名項目37萬、參與學生達到了150萬人，呈現出“井噴式”的增長。有學者曾對140名同學進行調查，根據問卷顯示：99%的學生認為大學物理與大學生創新創業相結合是有意義的[3]。

物理學的發展本身就是依靠歷代物理學家一次次的探究創新而發展至今的，每一個新的理論的提出與認證都將人類文明推向一個新的高度，因此大學物理的學習可以將歷代物理學家的創新經歷傳授給當代學生，物理學家的創新精神作為對當代大學生的鼓舞，成為激發更多大學生探索未知、創新創業的精神動力。

三、當下大學物理教學中培養學生創新創業能力的一些不足

（一）教學內容拓展與學時有限的矛盾

隨著教學改革的不斷深入，根據當下對新工科人才需求的增加，學校需要為社會培養更多具有創新能力的專業性科研人才，針對課程設置與課程體系都進行了相關的整改。在新工科的發展下，大學物理教師與學生都面臨著嚴峻的挑戰，如何能夠實現大學物理課程教學短時高效的效果，是大學物理課程教育教學中面臨的重要問題。

（二）教師主導的傳統教學方法與創新創業思維培養的沖突

新工科學生培養是近年來教育部相關頂層設計引發的高等教育熱點。但是目前的高校教學中，以教師為主導的傳統教學方法還具有一定的普遍性，教師過于重視理論知識的教學而忽視了對于學生實踐能力的培養，學生缺乏實踐導致感受缺失，無法提高認知水平。缺少實踐操作的學生動手能力也較弱，自主創新與深入思考能力也未被激發，沒有達到在教學中促進學生創新發展的目的。

（三）物理基礎薄弱學生學習和創新動力不足

物理課程內容具有一定的獨特性，其物理應用的性質比較強，內容具有一定的復雜性，所以導致很多物理基礎較差的學生對其內容不能順利掌握，在一定程度上降低了學生物理學習的積極性，很多同學將考試作為學習的目的，逐漸缺失了自主思考的能力，創新思維也沒有得到很好的培養[2]。

四、在大學物理教學中采用多樣的教學方式培養學生的創新創業能力

（一）推動大學物理理論與實驗的互動

大學物理教學中將理論知識傳授給學生，學生了解了基本定理和定律后，教師要引導學生聯系生活，可以通過角色翻轉培養學生的動手實踐能力和對知識的應用能力。重視大學物理實驗課程的開展，提升學生的自主思考獨立動手能力。借助當下各類實驗的資源與信息，將經典基礎性實驗與創新前沿性實驗項目相結合，傳統驗證性實驗和開放設計性實驗項目相結合，可以根據學生興趣適當地開展相關實驗。不僅僅要完成傳統教學大綱的相關內容，更要以激發學生潛能與興趣為目的，更多地開展具有實踐性與創新性的實驗實踐活動。

（二）結合大學物理內容指導學生參與創新創業比賽

通過大學物理的教學促進學生參加創新創業大賽是一種培養創新創業能力的有效途徑。當前，教育部聯合有關部門舉辦了“互聯網+”大學生創新創業大賽、大學生挑戰杯“創青春”全國大學生創業大賽等一系列比賽。從近年來各類大學生創新創業比賽的情況，我們可以看出，大學物理教學與創新創業思想的結合是一項有益的嘗試，在指導學生參加大學生創新創業的比賽過程中，學生能夠提出新想法、實現新目標，培養出勇于探索的精神品質。

（三）結合互聯網實現大學物理與新工科的交融

在新工科的發展下，大學物理為人才培養提供了一個長遠教育和眼前教育有機結合的機會。隨著互聯網的發展大學生的學習方式逐漸增多，脫離了以往的單一課堂教學模式的學習，慕課、知道、學習通等一系列軟件豐富了大學生的學習方式。在新工科背景下調整大學物理的教學方式，使大學物理與創新創業技術的學習有機結合，不斷豐富創新創業課程的教學內涵，將創新思維的傳授與科學技術的學習相結合，拓展面向技術需求的實踐問題，使大學物理與創新創業在新工科的發展下相互支撐形成良好的促進。在新工科的背景下，通過互聯網方式的多角度學習，可以打破學習壁壘，展示不同學科前沿問題的研究進展，引導學生更好地學習本專業內容的同時關注其他學科的發展，樹立創新互動意識[4]。

五、在新工科背景下培養學生創新創業能力幾點策略

新工科背景下的學習中，老師不再是主導者，學生可以與老師在相互交流中產生思想的火花，激發對于創新的靈感，這個過程可以培養學生自主分析問題的能力，有助于學生和老師共同進步。

（一）對高校教師進行新媒體技術培訓

為了實現新工科大學生科學思想的培養，首先要對高校教師的授課方式與技術進行改進。新工科的發展與互聯網技術緊密相關，隨著互聯網與新媒體技術的發展，網絡信息技術逐漸走入校園。發揮好新媒體技術的優勢可以快速地培養出一批優秀的人才，這需要高校教師率先掌握新媒體技術。新媒體技術也可以用作各種宣傳和信息的收集，教師可以通過新媒體學習新的管理方法和技術，及時了解學生的思想動態，解決學生學習過程中產生的疑惑。新媒體技術還有利于信息的傳遞，高校教師的教學信息通過新媒體技術傳遞，可以使信息及時到達每一個學生中，同時教師還可以掌握學生對消息的收到情況，更好地服務于教學工作。

新媒體技術有利也有弊，高校教師要做好培訓，根據課程的特點合理地在教學工作中使用新媒體技術。網絡資源十分復雜，作為一名合格的教師要對信息進行篩選整合，選取合適的信息傳授給學生，促進學生的健康發展。

（二）發揮現代教育技術培養學生創新創業能力的關鍵作用

伴隨新工科的興起，大學物理教學應當致力于將教學同科研相結合，將云計算、大數據、人工智能等現代教育技術融合于大學物理的教學中，把大學物理實驗教學課程內容著眼于相關科學研究前沿。可以應用虛擬實驗室組織學生開展試驗設備的搭建、調試及應用實驗，教師同學生一起完成實驗、一起探討實驗，最后逐步完善實驗教學平臺，共同對實驗現象進行深入實踐研究[5]。

（三）搭建各類平臺，挖掘學生創新潛能

為了實現學生創新創業能力的培養，充分利用各種現代教育技術，搭建課程、綜合實驗以及與科研融合的實踐平臺，達到對學生創新能力的連續性培養[6-7]。學生可以根據需求隨時加入學習。一方面拓展原有實驗內容，增加實踐環節，構建全方位課程實驗教學系統，將原有的單一式實驗臺進行擴展，充分考慮實踐操作的重要性，增加必要的學生實踐操作環節，提升學生的獨立思維能力和動手能力。另一方面鼓勵并推薦參加完課程學習及競賽的學生加入教師課題組參與科學研究、申請大創項目、撰寫科研論文、做畢業設計等，持續性培養學生的創新能力和科研潛力。

參考文獻：

[1]那振宇，吳迪，許愛德.新工科背景下高校校內創新實踐基地建設探索[J].黑龍江教育（理論與實踐），2019（3）：3-4.

[2]李浩祥.創新創業視域下大學物理教學探索與實踐[J].湖北農機化，2019（23）：145-146.

[3]劉向遠，張穗萌，吳興舉，等.大學物理教學融合創新創業思想教育的探索與實踐[J].物理通報，2019（9）：25-28.

[4]翟淑琴，李秀平.新工科建設背景下大學物理實驗教學探索[J].教育理論與實踐，2020，40（3）：56-58.

[5]馬文卿，王紅，趙穎.新媒體時代加強大學生干部隊伍建設的策略與心理指導[J].湖北農機化，2019（23）：146-147.

[6]陳磊，唐桂華，王秋旺，等.新工科背景下能源動力專業大學生交叉創新創業能力培養機制的探索與實踐[J].高等工程教育研究，2019（S1）：34-35，55.

[7]楊哲，亢利平，初蕾，等.大學生創新實踐能力培養探索與實踐[J].科技風，2020（8）：252.

編輯 曾彥慧