新形勢下大學生物理學術競賽教學培訓模式的探究*

劉樹成 魏曉楠

(貴州大學物理學院 貴州 貴陽 550025)

1 引言

進入21世紀以來，創新性人才的發展已成為我國教育改革與推進的目標之一，尤其是拔尖創新型人才和綜合型人才的培養已經成為評價“雙一流”高校成果建設的重要指標之一[1].因此，高校如何培養創新型和綜合型人才成為中國高校和教育界乃至全社會共同討論的問題.然而，創新型人才和綜合型人才的培養是一個綜合素質的釋放過程，不可能一蹴即至，需要時間去積累沉淀，需要高校不斷更新辦學理念和思想，不斷地挖掘學生的創造力.

物理學作為高校的自然學科，它是科學發展途中的一塊基石，支撐了全球現代化的科技.在大部分理工科高校中，物理學課程是一門必修的基礎課，它可以為專業課程打下非常扎實的基礎，學生在學習物理基礎課程過程中會不斷地開發解決問題的創造力以及其他方面綜合能力，比如自主學習能力.中國(全國)大學生物理學術競賽(CUPT)是南開大學引進一項物理類辯論賽事，并一躍成為我國高校的重要賽事[2].該比賽題目靈活新穎且開放，沒有具體的答案，不少問題來源于生活，需要競賽團隊的5位同學根據實際問題，綜合應用所學知識在規定的時間(1年準備)去進行理論分析、實驗驗證，進行結果與討論，并將成果與其他競賽團隊以辯論的形式進行相互交流，各抒己見以便更好地解決問題.該項賽事的比賽模式相對其他比賽，不僅能更好地培養學生團隊協作能力和表達能力，還能為同學培養創新能力、動手實踐能力和交流表達能力等綜合素質得到全面協調發展.自2010年以來，中國(全國)大學生物理學術競賽已經在我國成功舉辦了13屆，從第一屆的12所高校發展到現在近百所高校參與比賽，現在已經成功列入全國物理學會教導委員會的工作計劃.越來越多的高校教師將從傳統課堂教學投入到競賽中來，全國大學生物理學術競賽相關研究得到了廣泛地研究[3～5].然而，中國(全國)大學生物理學術競賽的發展至今仍然面臨巨大的挑戰.本文分析了中國大學生物理學術競賽組織和教學培訓中所面臨的現狀，并對競賽的相關工作提出一些實質性的措施.

2 高校理工科學生在大學生物理學術競賽的相關工作中面臨的現狀

2.1 學生缺乏對大學生物理學術競賽的正確認知

大部分學生對參加全國大學生物理學術競賽的意圖模糊，缺乏對學術競賽作用的正確認知，沒有察覺到學術競賽是一項能全方位提高大學生的知識掌握能力、實踐能力、團體協作能力、交流表達能力、創新能力等綜合能力的重要賽事.成績較好的一部分學生，主要是想去拿一個獎，為學期末的學業獎學金爭取多一些績點，這部分學生太重視比賽的結果，往往還未到全國性的舞臺上，就會遇到一些阻力，認為得不償失，容易半途而廢.另外一部分學生，抱有玩一玩的心態和見一見外面的世界去參賽，認為該比賽是一個團隊作戰，自己一個人對團隊的影響不大，殊不知這些沒有擺正認知的學生對競賽的負面影響巨大.

2.2 學生物理基礎淺薄 自主學習能力欠佳

受高中時期學習模式的影響，教師認真仔細地講解教材的知識，學生也只是被動地接收，然后采用題海戰術.這樣的傳統育人模式與當今社會提倡的“創新型”人才培養模式簡直就是南轅北轍.其學生本身也難以做到創新、拔尖和全面，相反大部分學生的基礎是十分薄弱的.一旦進入大學，學生在中學時壓抑的精神得到放松，同時大學課程依舊十分繁重，很多學生根本無暇參加競賽，也沒有做好參賽的準備.

2.3 大學生物理學術競賽周期長 學生缺乏毅力和學習興趣難以堅持

由于大學生物理學術競賽的題目源自于國際頂級期刊和生活中，其題型新穎且開放，涉及的范圍很廣很難在書本找到固定的答案，甚至缺乏解決此題目的參考文獻，需要學生通過網絡、書本等各種渠道去綜合分析.但由于很多學生一味地等待教師為其講解，缺乏相關的自主學習能力，更不會主動通過去圖書館或者網絡查詢資料，每當遇到具體的實際問題，沒有辦法一下子就尋找到答案，且競賽周期長達1年之久，這對參賽學生的毅力和自制力等綜合能力提出了極大的考驗.很多學生參加完校賽就放棄了，認為題目太難，如果要參加全國物理學術競賽需要長時間地把精力投入到競賽中，會極大地干擾生活甚至影響正常的學業，導致很多學生難以堅持，給競賽的準備帶來極大的困難.

3 大學生物理學術競賽教學培訓模式的舉措

3.1 開展學術競賽培訓公開課 全面提高學生的學習認知

全國大學生物理學術競賽因其本身的相互友好辯論的比賽模式和開放性題型而具有極強的開放性和綜合性.為了讓學生對競賽有全面的了解，我們必須要加大力度去宣傳并為參賽學生開展公開課，讓其明白全國大學生物理學術競賽可以讓同學們更好地成為21世紀的拔尖創新型人才，該競賽可以起到提高參賽學生本人的動手能力、團隊協作、交流表達能力等方面的能力.具體原因有以下兩點：第一，其題目很多是貼近生活，沒有固定的答案，學生可以用開放性的思維和創新的想法去探討問題、理論分析和實驗驗證，參賽學生一旦真正去做就能享受知識帶來的樂趣和得到全方位的發展.第二，大學生物理學術競賽的賽制比較特殊，需要5人組成默契的團隊采用辯論的形式與對手進行共同討論、相互提高.學生無論在籌備過程還是在競賽中，都能與隊友相互配合、共同進退形成友誼.

3.2 采用翻轉課堂的教學培訓模式 提升學生在競賽中的自主學習能力

因傳統教學的方式往往是教師為主導，大部分采用灌輸的方式讓學生明白怎樣去解傳統有固定答案的題，然而對于大學生物理學術競賽而言，其題目來源非常廣，盡管是貼近于生活，但是題目沒有固定的答案，需要用一定創造力的開放性思維去研究問題.俗話說“授人以魚不如授人以漁”，因此，在參與開放性題目的學術競賽的指導工作時，切記不能采用傳統的教學方法一味地灌輸競賽知識，而要采用“翻轉課堂”的模式激發學生求知欲和培養學生的自主學習能力，引導學生自主地解決問題.

3.3 定期開展大學生物理學術競賽活動 提高學生對學術競賽的興趣

中國大學生物理學術競賽(CUPT)是借鑒國際青年物理學家競標賽(IYPT)采用的“正、反、評”三方友好辯論比賽模式.該學術競賽設置了涵蓋力學、熱學、電學、光學和聲學5個方向交融的17道開放性題目.由于大學生物理學術競賽的題目新穎且開放，涉及的范圍很廣，又沒有具體的答案，且競賽的周期一般為1年，這非常容易給參賽選手帶來精神上的疲倦，對毅力和自制力提出了極大的考驗.我校將賽事分為貴州大學物理學術競賽校賽(簡稱校賽)、貴州省物理學術競賽(簡稱省賽)、西南地區賽物理學術競賽(簡稱西南賽)和中國物理學術競賽(簡稱國賽)4個階段.以減少賽事準備過程中的枯燥帶來的疲倦.在校賽階段：一般在11月份以前學生自由組隊選題，自行查找相關論文、理論分析、設計并開展實驗，按照學術報告的要求清晰表達所研究成果，由學院教師(裁判)進行考核并頒發校級獎項，同時，初步選出8～12支隊伍參加省物理學術競賽初賽.貴州省地區賽階段：一般為11月中旬-12月初開展省初賽，在省初賽中表現最優秀的兩支參加省決賽并競爭省物理學術競賽的一、二等獎.為備戰西南地區物理學術競賽，我們要求每道題至少要4個同學會熟練地懂得其所有的部分，以便定期(一周一次)兩隊互相作為正反評三方進行訓練，等到下一年的5月-6月參加西南地區物理學術競賽，總結在西南地區物理學術競賽的得與失，并撰寫總結.如果獲得成績優秀(西南地區物理競賽獲一等獎的隊伍)，將繼續定期訓練參加8月份全國組織的中國物理學術競賽.這樣分段式的開展物理學術競賽活動，不僅可以實時地跟蹤學生對物理學術競賽過程中的應用能力，還能很好地激發他們對參賽的興趣.

4 實施效果

通過對大學生物理學術競賽教學訓練，學生初步懂得了主動學習和應用所學的知識去解決競賽中面臨的實際問題，并全面地提升了學生開放性思維能力、團隊協助和交流表達能力.參賽學生就競賽過程中的實際物理問題進行理論分析和研究，用實驗驗證以達到理論和實驗完美融合的結論，并把題目中所有過程和結論呈現給競賽對手，與對手進行友好辯論和探討.這種模式不僅能更好地培養學生團隊協作能力和表達能力，還能培養學生的創新能力、自主能力、科研能力等綜合能力.我們的教學培訓效果在物理學術競賽中得到了初步的體現.貴州大學代表隊連續3年摘得省冠軍，2020年獲得西南地區物理學術競賽一等獎，全國物理學術競賽三等獎.

5 結論

大學生物理學術競賽(CUPT)是我國高校重要的物理類競賽賽事，同時為我國“雙一流”高校的人才建設起到了重要的作用.在當今形勢下，開展好大學生物理學術競賽相關工作是高校挖掘培養高質量拔尖人才的一項重要途徑.高校學生在大學生物理學術競賽中其創新能力、自主學習能力、表達能力和團隊協助等綜合能力可以得到全面的提升.因此，筆者作為高校教學工作者在大學生物理學術競賽的教學組織培訓中會不斷探索，希望能為競賽中培養拔尖創新型人才提出一些思路.