“學、賽、研”協同一體教學模式的探索與研究

摘要：“新工科”背景下的民辦院校，旨在培養具有高素質創新性應用型本科人才，而大學物理作為理工科各專業重要的公共基礎課，不僅是掌握各專業相關技術領域職業崗位所必需的基本物理原理的過程，更是培養學生運用物理思想分析、解決工程問題的能力。由于傳統課堂教學中存在的一些弊端，使理論教學、學科競賽與科研學術能力的培養不能有機結合且相互融合，以此為背景，以《大學物理》課程為例，探索研究“學、賽、研”協同一體的教學模式。

關鍵詞：新工科大學物理學科競賽科研學術

中圖分類號：G642

ExplorationandResearchontheCollaborativeandIntegratedTeachingModelof"Learning，CompetitionandResearch"

—TakingUniversityPhysicsasanExample

ZHOUChenlu

Xi'anMingdeInstituteofTechnology，Xi'an，ShaanxiProvince，710124China

Abstract：Privatecollegesanduniversitiesunderthebackgroundof"newengineering"aimtocultivatehigh-qualityandinnovativeapplication-orientedundergraduatetalents.Asanimportantpublicbasiccourseforvariousmajorsinscienceandengineering，UniversityPhysicsisnotonlytheprocessofmasteringthebasicphysicalprinciplesnecessaryforprofessionalpositionsinrelatedtechnicalfieldsofvariousmajors，butalsoaprocessoftraining students'abilitytoanalyseandsolveengineeringproblemswithphysicalthinking.Duetosomedrawbacksintraditionalclassroomteaching，theoreticalteaching，subjectcompetitionandthecultivationofscientificresearchacademicabilitycannotbeorganicallycombinedandintegratedwitheachother.Thisarticletakesthecourseof"UniversityPhysics"asanexampletoexploreandstudythecollaborativeteachingmodelof"learning，competitionandresearch".

KeyWords：Newengineering;UniversityPhysics;Subjectcompetition;Scientificresearchandacademic

黨的二十大報告指出：教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐[1]。必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力，深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，開辟發展新領域新賽道，不斷塑造發展新動能新優勢。在此背景下，培養具有科研學術能力及創新能力的高層次目標成為課程教學改革的重要目標，結合筆者學校新工科應用型人才培養體系辦學目標，針對“大學物理”課程的教學改革，勢在必行。

大學物理是為理工科各專業開設的重要的基礎課程，在培養學生科學的思維方式、增強學生的探索精神和創新能力、提高學生動手實際解決問題能力等方面具有不可替代的重要作用。大學物理教學不僅是對學生進行知識的傳授，還是培養大學生科學素質及創新能力的重要手段和途徑。但是長期以來，傳統課堂的教學，教師更注重演繹、邏輯推理和數學運算，實驗教學則常常局限于就實驗論實驗的情形，與實際應用脫節，也脫離創新型人才體系的培養目標。為了解決這一問題，筆者在長期從事大學物理基礎教學的過程中，不斷總結教學經驗，提出“學、賽、研”協同一體的教學改革模式。

1民辦應用型本科大學物理教學現狀

“新工科”背景下的民辦院校，旨在培養高素質，具有創新精神和應用型本科人才為目標，以適應國家經濟發展的新時代目標。而現代社會科技的進步，其背后總有相應的物理知識應用，尤其是近代物理部分，因此，大學物理知識的學習，不僅是掌握各專業相關技術領域職業崗位所必須的基本物理原理的過程，更是培養學生用物理思想分析、解決工程問題的能力，從而使其有效地服務于專業課程的過程。因此，本校大學物理課程目標之一是培養學生具有科學地提出問題、分析問題、解決問題能力，為學生學習專業知識和參加工程實踐奠定必要的物理基礎，能夠應用物理自然科學的基本原理識別相關的大數據工程問題。而如何將理論教學很好地應用于實踐，即理論聯系實際，經過多年的教學積累，筆者在進行課程教學改革過程中，嘗試以學科競賽為橋梁，將理論與實踐聯系起來，以教促賽，以研促賽。

而受線下教學眾多因素的影響，難以實現既定目標，因此，在2019年底教研室全體教師秉承邊建設邊使用的想法，在超星學習通平臺上獨立、自主建立了完整、系統的大學物理線上課程，為學生提供課前預習、課堂討論和課后研究的優秀資源，為大學物理課程改革奠定良好的基礎。目前，西安明德理工學院大學物理這門課程分為大學物理（1）和大學物理（2），分別在大一下學期和大二上學期開課，每年授課總人數大概在1500人左右。筆者在長期從事基礎教學的基礎上進行調查和了解，總結大學物理教學過程中遇到的問題如下。

1.1教學內容多與課時少的矛盾

作為理工科各專業必不可少的公共基礎課，大學物理這門課程逐漸被重視，但是學科學分仍受《本科專業類教學質量國家標準》的限定，教學內容與學時仍相矛盾，課堂教學多以教師單向輸出為主的“一言堂”模式，課程以考核學生對知識的掌握程度為標準，忽視對學生管理思維的培養和綜合素質的提升。在傳統教學模式下，教學手段主要以線下方式開展，教學模式較單一，難以滿足現在大學生的認知特點和學習特征。在有限的教學時間內，教師只能講授與考核相關的內容，無法進行課堂延伸，偏離緊扣專業需求為導向的教學目標，導致課堂教學效果差。

1.2理論聯系實際少，理科思維難建立

在有限的時間內完成較多內容講解的工作量，導致教師無法較深層次地講解實際應用與相關知識拓展，并且學生缺乏專業知識和實踐基礎，因此對課程內容的理解浮于表面，導致理科思維模式難建立。在授課過程中，如何提升學生課堂參與度，如何解決學生思辨能力不足的問題，如何提高學生動手操作能力，提高科研能力成為教師著重考慮的問題。

1.3教師缺乏教改的積極性與主動性

教研室教師在多年教學的基礎上，總是憑經驗講課，墨守成規，教學所用PPT、教案、教學設計，一成不變，缺乏進行教學改革的積極性，直觀體現在學術科研能力較差，課堂教學效果一般。而教學改革最終成果的體現，從前期教學設計、資料收集、教學方式，評價改革都是需要大量的時間精力完成的，如何在教學改革的過程中，提高教師學術科研的積極性，也是值得考慮的問題。

1.4教學評價體系較為單一

傳統教學模式的課程評價體系僅為卷面成績加平時成績，平時成績包含考勤、作業、課堂互動。其中：作業存在抄襲行為，無法明確界限判定抄襲；另外，課堂互動，無法定量給出具體分數，且由于學時有限，無法保證每位同學都能參與課堂互動。因此，構建合理完善的評價體系，也是課程教學改革的重點之一。

2大學物理課程教學改革的方法和思路

大學物理課程在進行教學改革的過程中提到“學、賽、研”協同一體的教學模式[2]，其中：“學”指的是以學科競賽為驅動引導式的教學模式；“賽”指的是物理相關的學科競賽，結合學科競賽開展有針對性的課程實踐；“研”指的是把學賽融合成果轉換成課題研究。在教育教學過程中，“學、賽、研”是教育工作者常提及的環節，但是，在實際的教學過程中，大多數教師將這個3個環節分別展現，不能有機結合且相互融合，這就導致，實際多方面都有涉及，但是卻收效甚微[3]。“學、賽、研”三位一體式的教學模式，能夠激發學生的學習主動性，提高學生創新能力，提高學生綜合素質及學術科研能力，最終達到培養創新型高水平應用人才的目的[2]。具體的教學設計與改革，從以下幾個方面開展。

2.1線上課程資源建設

教研室全體教師在超星學習通平臺建設大學物理線上課程資源，其中，錄制總視頻184個，總時長2283min。課程中包含質點力學、剛體力學、振動波動、波動光學、靜電場、恒定磁場、電磁感應與電磁波及相對論、光的量子性、量子力學引論等全部內容共計112學時線上教學資源，并在超星平臺建立適應于西安明德理工學院學生專業需求的習題庫、隨堂測試、課后作業、單元模塊測驗等環節各項課程資源的建設，滿足學生課前自主學習、課中集中學習、課后知識拓展的需要。教師自主建設的線上課程資源，更適合本校學生，也為后續的教學改革及教學評價體系的完善奠定了基礎。

2.2線上線下混合式教學模式

充分利用教研室自主搭建的線上課程資源，在大學物理授課過程中采用線上線下混合式教學模式，使傳統課堂與信息技術深度融合，強化學生自主學習的深度和廣度，特別注意與實踐的聯系[4]。實施課前、課中及課后3個環節的教學設計，以提升課程教學目標[5]。

2.2.1課前

課前通過發布預習內容，要求學生在學習通找到對應的視頻進行視頻學習，針對有疑問的知識點，整理筆記并查閱相關資料。完成學習通相應章節的隨堂測試題，根據學生得分情況以便動態分析學生的理解程度。

2.2.2課中

課中重在提高學生的互動參與度，通過設計小組討論、學生提問、視頻、flash動畫演示，激發學生的學習興趣，根據學生的理解掌握程度，有的放矢地講解。

2.2.3課后

課后布置課后思考題，針對課堂內容的進一步延伸，學生可利用互聯網上的教學資源查閱，以小論文形式交作業，提高學生主動思考的能力。在每一章節內容講完之后，通過學習通平臺發布單元測試題，檢驗學生對該知識點的掌握程度。

2.3結合學科競賽促進理論教學

近年來，教研室組織學生參加了中國大學生物理學術性競賽（ChinaUndergraduatePhysicsTournament，CUPT），該競賽來源于世界青年物理學家錦標賽（InternationalYouthPhysicalTournament，IYPT）[6]。CUPT是一項以團隊對抗形式的物理競賽，它以協同創新為根本理念，旨在提高學生綜合運用所學知識分析解決實際問題的能力，培養學生的開放性思維。比賽題目新穎開放，不僅可以鍛煉學生分析問題、解決問題的能力，培養科研素質，還能培養學生的創新意識、團隊合作精神、交流表達能力，使學生的知識、能力和素質全面協調發展。因此，中國大學生物理學術競賽就提供了一個實踐與理論教學之間很好的切合點與連接線。學校自2018年開始，已多次組織學生參加西北地區賽及陜西省賽，且已獲得多項榮譽證書。

組織學生參加該比賽的相應流程如下：首先，組織學生參加西安明德理工學院大學物理實驗技能競賽，從中選拔優勝者組隊；其次，由教研室教師根據每年已經給出的題目帶隊集訓，從題目分析、實驗思路、網上資源搜集、實驗器材的選擇，數據測量分析等方面進行輔導；最后，按照中國大學生物理學術競賽的比賽流程及規則，在校級進行選拔，較為優秀團隊將代表學校參加西北地區賽及省賽。

2.4課程考核評價體系改革

課程綜合成績仍包括兩個部分，分別為平時成績和卷面考試成績。在建設線上課程資源的基礎上，教師對平時成績的考核進行細化，具體要求及成績評定方法如下。

2.4.1平時成績

平時成績占該課程總成績40%，具體分布如下。

（1）考勤。平時考勤占總成績的10%，本課程的所有環節均要求學生參與并簽到，不得缺勤。每缺勤一次扣2分。無故缺勤3次及以上者，取消本門課程的考核資格。

（2）線上成績。線上成績占總成績的20%，主要包含課程視頻學習、隨堂測試完成情況、章節測驗。該環節在課余時間內完成，線上系統根據學生完成情況自動記錄統計學習成績。

（3）課后作業。作業成績占總成績的10%，本課程每學期安排8～12次課后作業。學生必須獨立完成并在規定時間前上交，未按時上交作業或作業有抄襲（雷同）的，該次作業成績按零分計。

2.4.2結課考試

結課考試成績占總成績的60%。結課考試形式為閉卷。

2.5學賽融合提升科研成果轉換

以賽促研，學賽融合，在教學過程中，教師可引導學生將專業競賽實踐成果轉換為研究項目，再通過項目研究分析，取得學術論文、國家項目，或者創新性成果等，同時促進教師對教學改革及學術研究的積極性，營造良好的學術氛圍，以學科競賽為載體，促進教學與科研相融合，培養高層次應用型人才。

3結語

以培養高素質應用型本科人才為目標的教學體系必然要進行教學改革。大學物理課程又是各理工科專業的公共基礎課，在教學過程中將大學物理課程與專業課程建立聯系，能夠激發學生學習的積極性、主動性，通過理論教學、學科競賽，探索由競賽推動促進教學、由教學成就競賽、“學、賽、研”三者良好結合，達到推動教學、促進競賽、培養思維、提高能力的終極教學目的。而扎實的理論知識、符合客觀的應用、創新的實驗設計、科研學術研究的能力、相關知識及應用軟件的知識拓展、實驗結果的完成實現、實驗結果討論分析及總結等，反過來推動、促進大學物理教學，以學科競賽推動大學物理教學的研究實踐，進一步提高學生的科研水平。

參考文獻

[1]習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗：在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告[DB/OL].（2022-10-16）[2022-10-25].https：//www.gov.cn.

[2]徐榮正，國旭明，張占偉，等.“學、賽、研”融合式人才培養模式研究：以焊接技術與工程專業為例[J].大學教育，2020（12）：141-143.

[3]袁藝，“學賽研”一體式創新人才培養模式研究[J].美與時代（城市版），2023（10）：140-142.

[4]梁敏，王鵬，王璟璟，等.基于超星平臺的大學物理線上線下混合式教學改革與實踐[J].內江科技，2022，43（7）：143-144.

[5]朱慶利.基于OBE理念的大學物理線上線下混合式教學研究[J].科技資訊，2023，21（16）：197-200.

[6]王珩，徐世峰，王利巖，等.以物理學術競賽為依托培養高素質人才：以沈陽航空航天大學為例[J].大學物理實驗，2020，33（3）：118-121.