新工科背景下大学物理基础教学中学生创新创业能力的培养

徐立君 王子玥 王盛宇 张浩博

[摘           要]  为了主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进新工科建设。物理学在研究过程中衍生出很多高新技术产业，推动了社会生产生活的发展。在新工科的背景下，培养出具有创新创业能力的学生已成为推动社会发展的一项重要因素。论述了大学物理对创新创业能力培养的重要作用，指出了在大学物理教学中，通过多种多样的教学方式培养学生的创新创业能力，并针对大学物理教学中对培养创新创业能力存在的一些不足，给出了改进方案，文章对大学物理教学中培养学生的创新能力具有一定的价值。

[关    键   词]  新工科;大学物理;创新创业

[中图分类号]  G645                    [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2020）18-0162-02

一、新工科背景下创新创业人才需具备的能力

新一轮的产业与科技革命呼唤新型工业化发展，需要大批新工科领域的拔尖创新人才。创新能力是国家发展的不竭动力，更是当代青年人才的一项急需能力。创新能力是一个包括培养创新意识、创新精神、创新思维、创新方法等诸要素的有机整体。创新能力是指技术和各种实踐活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。它能够在满足社会需求的条件下创造出新的事物[1]。

二、大学物理课程在创新能力培养中的重要作用

大学物理作为一门基础学科，对于学生创新创业能力的培养可以起到重要的作用。物理学研究在实验探索中发现或形成了诸多新规律、新思想、新理论和新技术，科学研究过程衍生出很多高新技术产业，推动了社会生产生活的发展。在大学物理的教学中，可以借鉴这些科学成果的探索过程培养学生的创新创业能力。大学物理涉猎众多物理现象，能够与生活联系，激发学生对于生活中科学的探索，以创新的形式对推动社会发展做出思考。大学物理通过让学生深入了解科学现象来拓展学生的发散性思维、挖掘学生创新创业的潜力，培养其独立思考的能力。大学物理能够促进学生对物理研究的进一步探索，激发学生探索未知的兴趣，提升学生的科学意识与探究能力[2]。

大学物理可以结合云计算、大数据、人工智能以及“互联网+”等热门创新学科，对大学生创业创新能力的培养带来了新的思路与灵感，在大学生创新创业比赛中发挥着重要的作用。以“互联网+”大学生创新创业大赛为例，2017年参与高校达到2241所，报名项目37万、参与学生达到了150万人，呈现出“井喷式”的增长。有学者曾对140名同学进行调查，根据问卷显示：99%的学生认为大学物理与大学生创新创业相结合是有意义的[3]。

物理学的发展本身就是依靠历代物理学家一次次的探究创新而发展至今的，每一个新的理论的提出与认证都将人类文明推向一个新的高度，因此大学物理的学习可以将历代物理学家的创新经历传授给当代学生，物理学家的创新精神作为对当代大学生的鼓舞，成为激发更多大学生探索未知、创新创业的精神动力。

三、当下大学物理教学中培养学生创新创业能力的一些不足

（一）教学内容拓展与学时有限的矛盾

随着教学改革的不断深入，根据当下对新工科人才需求的增加，学校需要为社会培养更多具有创新能力的专业性科研人才，针对课程设置与课程体系都进行了相关的整改。在新工科的发展下，大学物理教师与学生都面临着严峻的挑战，如何能够实现大学物理课程教学短时高效的效果，是大学物理课程教育教学中面临的重要问题。

（二）教师主导的传统教学方法与创新创业思维培养的冲突

新工科学生培养是近年来教育部相关顶层设计引发的高等教育热点。但是目前的高校教学中，以教师为主导的传统教学方法还具有一定的普遍性，教师过于重视理论知识的教学而忽视了对于学生实践能力的培养，学生缺乏实践导致感受缺失，无法提高认知水平。缺少实践操作的学生动手能力也较弱，自主创新与深入思考能力也未被激发，没有达到在教学中促进学生创新发展的目的。

（三）物理基础薄弱学生学习和创新动力不足

物理课程内容具有一定的独特性，其物理应用的性质比较强，内容具有一定的复杂性，所以导致很多物理基础较差的学生对其内容不能顺利掌握，在一定程度上降低了学生物理学习的积极性，很多同学将考试作为学习的目的，逐渐缺失了自主思考的能力，创新思维也没有得到很好的培养[2]。

四、在大学物理教学中采用多样的教学方式培养学生的创新创业能力

（一）推动大学物理理论与实验的互动

大学物理教学中将理论知识传授给学生，学生了解了基本定理和定律后，教师要引导学生联系生活，可以通过角色翻转培养学生的动手实践能力和对知识的应用能力。重视大学物理实验课程的开展，提升学生的自主思考独立动手能力。借助当下各类实验的资源与信息，将经典基础性实验与创新前沿性实验项目相结合，传统验证性实验和开放设计性实验项目相结合，可以根据学生兴趣适当地开展相关实验。不仅仅要完成传统教学大纲的相关内容，更要以激发学生潜能与兴趣为目的，更多地开展具有实践性与创新性的实验实践活动。

（二）结合大学物理内容指导学生参与创新创业比赛

通过大学物理的教学促进学生参加创新创业大赛是一种培养创新创业能力的有效途径。当前，教育部联合有关部门举办了“互联网+”大学生创新创业大赛、大学生挑战杯“创青春”全国大学生创业大赛等一系列比赛。从近年来各类大学生创新创业比赛的情况，我们可以看出，大学物理教学与创新创业思想的结合是一项有益的尝试，在指导学生参加大学生创新创业的比赛过程中，学生能够提出新想法、实现新目标，培养出勇于探索的精神品质。

（三）结合互联网实现大学物理与新工科的交融

在新工科的发展下，大学物理为人才培养提供了一个长远教育和眼前教育有机结合的机会。随着互联网的发展大学生的学习方式逐渐增多，脫离了以往的单一课堂教学模式的学习，慕课、知道、学习通等一系列软件丰富了大学生的学习方式。在新工科背景下调整大学物理的教学方式，使大学物理与创新创业技术的学习有机结合，不断丰富创新创业课程的教学内涵，将创新思维的传授与科学技术的学习相结合，拓展面向技术需求的实践问题，使大学物理与创新创业在新工科的发展下相互支撑形成良好的促进。在新工科的背景下，通过互联网方式的多角度学习，可以打破学习壁垒，展示不同学科前沿问题的研究进展，引导学生更好地学习本专业内容的同时关注其他学科的发展，树立创新互动意识[4]。

五、在新工科背景下培养学生创新创业能力几点策略

新工科背景下的学习中，老师不再是主导者，学生可以与老师在相互交流中产生思想的火花，激发对于创新的灵感，这个过程可以培养学生自主分析问题的能力，有助于学生和老师共同进步。

（一）对高校教师进行新媒体技术培训

为了实现新工科大学生科学思想的培养，首先要对高校教师的授课方式与技术进行改进。新工科的发展与互联网技术紧密相关，随着互联网与新媒体技术的发展，网络信息技术逐渐走入校园。发挥好新媒体技术的优势可以快速地培养出一批优秀的人才，这需要高校教师率先掌握新媒体技术。新媒体技术也可以用作各种宣传和信息的收集，教师可以通过新媒体学习新的管理方法和技术，及时了解学生的思想动态，解决学生学习过程中产生的疑惑。新媒体技术还有利于信息的传递，高校教师的教学信息通过新媒体技术传递，可以使信息及时到达每一个学生中，同时教师还可以掌握学生对消息的收到情况，更好地服务于教学工作。

新媒体技术有利也有弊，高校教师要做好培训，根据课程的特点合理地在教学工作中使用新媒体技术。网络资源十分复杂，作为一名合格的教师要对信息进行筛选整合，选取合适的信息传授给学生，促进学生的健康发展。

（二）发挥现代教育技术培养学生创新创业能力的关键作用

伴随新工科的兴起，大学物理教学应当致力于将教学同科研相结合，将云计算、大数据、人工智能等现代教育技术融合于大学物理的教学中，把大学物理实验教学课程内容着眼于相关科学研究前沿。可以应用虚拟实验室组织学生开展试验设备的搭建、调试及应用实验，教师同学生一起完成实验、一起探讨实验，最后逐步完善实验教学平台，共同对实验现象进行深入实践研究[5]。

（三）搭建各类平台，挖掘学生创新潜能

为了实现学生创新创业能力的培养，充分利用各种现代教育技术，搭建课程、综合实验以及与科研融合的实践平台，达到对学生创新能力的连续性培养[6-7]。学生可以根据需求随时加入学习。一方面拓展原有实验内容，增加实践环节，构建全方位课程实验教学系统，将原有的单一式实验台进行扩展，充分考虑实践操作的重要性，增加必要的学生实践操作环节，提升学生的独立思维能力和动手能力。另一方面鼓励并推荐参加完课程学习及竞赛的学生加入教师课题组参与科学研究、申请大创项目、撰写科研论文、做毕业设计等，持续性培养学生的创新能力和科研潜力。

参考文献：

[1]那振宇，吴迪，许爱德.新工科背景下高校校内创新实践基地建设探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2019（3）：3-4.

[2]李浩祥.创新创业视域下大学物理教学探索与实践[J].湖北农机化，2019（23）：145-146.

[3]刘向远，张穗萌，吴兴举，等.大学物理教学融合创新创业思想教育的探索与实践[J].物理通报，2019（9）：25-28.

[4]翟淑琴，李秀平.新工科建设背景下大学物理实验教学探索[J].教育理论与实践，2020，40（3）：56-58.

[5]马文卿，王红，赵颖.新媒体时代加强大学生干部队伍建设的策略与心理指导[J].湖北农机化，2019（23）：146-147.

[6]陈磊，唐桂华，王秋旺，等.新工科背景下能源动力专业大学生交叉创新创业能力培养机制的探索与实践[J].高等工程教育研究，2019（S1）：34-35，55.

[7]杨哲，亢利平，初蕾，等.大学生创新实践能力培养探索与实践[J].科技风，2020（8）：252.

编辑 曾彦慧