“课程+项目”物理师范生能力培养模式

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摘 要：大学毕业生必须具备一定的创新能力.在师范物理专业的办学中,我们采用“课堂+项目”创新能力的培养模式.除开贯穿全程的第一课堂教学之外,以第二课堂项目推动的方式,加强创新能力的培养.

关 键 词 ：物理专业；师范生；研究能力

师范生创新能力的培养一直受到教育工作者高度关

注[1-2].《高等学校物理学本科指导性专业规范（2010版）》对物理学毕业生（包括师范生）的所具备的创新能力提出如下要求[3]：“具有创造性思维能力、独立思考及批判性思维能力、初步的科学研究能力和一定的科技开发能力”.作为地方高校的师范物理专业,我们的主要目标是为地方培养合格的物理资师.我们认为师范生创新能力的培养具体表现为科研能力和教研能力.近年来,我们坚持把能力的培养贯穿到各个环节中[4],并以第二课堂项目推动的方式,加强创新能力培养,逐渐形成了“课堂+项目”创新能力培养模式,收到一定的效果.下面是我们的一些实践体会.

一、第一课堂的教学是物理师范生创新能力培养的基本形式

对于能力培养,除开创新能力之外,还有其他方面的能力,我们这里暂称为基本能力.包括[3]：获取知识的能力（如自学能力、获取信息和处理加工信息的能力）、应用知识能力（如综合应用知识解决问题的能力、实验能力、计算机及信息技术应用能力、团队协作能力）、表达能力（如书面和口头表达能力、撰写学术论文,参与学术交流的能力、 应用外语的交流能力、传播科学普及知识的能力）.各种能力的培养是相辅相成的,基本能力的培养是创新能力培养的基础,而创新能力培养是基本能力培养的提升.所以,我们一直强调科学合理制订人才培养方案,把能力培养贯穿到各环节中[4].

通过理论课教学充实学生的专业知识,通过各种实践,如专业课程实验、师范技能训练、社会调查、学术报告、学年论文、毕业论文等,全方位培养学生的能力.不仅培养专业实验技能、教育教学技能等基本能力,更主要的是培养创新能力.除开专业理论课、实验课和师范技能课之外,创新能力培养还体现在社会调查、学术报告、学年论文、毕业论文等环节之中.其中,学术报告包括不定期的开放式学术报告（由外聘专家或本校教师主讲）,还包括近年才开设的物理学前沿讲座课程,由几个具有一定的科研背景的老师介绍自己的研究方向及进展情况,开阔学生的视野.通过一系列的环节的教学,重点进行物理教育教学的研究训练,以及物理科学问题的研究训练.包括独立提出问题、观察和分析问题、解决问题的能力、综合设计物理实验和分析实验结果的能力、定性分析和定量计算的能力、创新意识和创新思维能力、撰写研究报告和研究论文的能力,以及研究结果推广应用的能力等.

可见,第一课堂是对各种能力进行全方位的培养.其中创新能力的培养是能力培养的核心.

二、第二课堂项目推动创新能力培养的案例介绍

在第一课程教学与训练的基础上,以第二课堂项目推动的方式,加强创新能力的培养.基于物理师范生的专业特点,我们加强了实验、教研和科研的培养.下面是三个相关的创新训练项目的实施办法.

1.物理教学技能的训练与竞赛项目

除开日常的教育教学类理论教学与师范技能训练环节外,我们推出了师范技能训练与竞赛第二课堂项目.目的是进一步提高物理教学技能的同时,培养学生的物理教学创新思维.具体的做法分三步：第一步是面向全体三年级物理师范生（修完教学法课程）进行物理教学技能的课外训练,然后进行教学技能竞赛,评奖鼓励.第二步是从第一轮竞赛获奖的团队中选出优秀团队进行第二轮的训练,并参加省级教学技能竞赛,给予相应的支持与奖励.第三步是从省赛中获奖的团队中选出优秀团队参加第三轮的训练,并参加国家级竞赛,给予相应的支持与奖励.在第一轮是从面上要求学生参与训练与竞赛,作为课堂教学的一个补充.而第二、三轮则采取前期成绩与学生自愿的原则进行组队、训练与参赛.指导老师也是以自愿的原则参与.自愿参与有利于充分调动师生的主观能动性,在训练中认真设计授课方案、精心设计制作相关的演示设备,反复训练、反复思考、勇于创新,取得了出色的成绩[5].近三年来获国家级物理师范技能竞赛特等奖1项、一等奖10项,还有二等奖、三等奖以及省级物理教学竞赛一、二、三等奖一批.获得国家级竞赛演示设备评比一等奖一项、三等奖一项.共有2名获奖学生应组委会邀请在竞赛大会上作公开演示,深受好评.师范技能训练与竞赛已成为本校师范物理专业办学的一个亮点,有力地推动了师范生的物理教学技能和创新能力的培养.一位参赛学生的演示设备的制作与应用已以论文的形式发表[6].

2.各种创新研究项目

创新能力培养的核心,是培养研究能力,包括教研和科研.如前述师范技能训练与竞赛,就可有效地培养教研能力.为了加强科研能力的培养,我们鼓励学生参加各种创新研究项目,包括以学生为主体的“挑战杯”课外学术科技作品竞赛项目、大学生创新实验项目等,以及学生参与教师的各种科研项目.学生经过主持或参与相关项目,经历了项目调研、申报、答辩、实验组织与开展、数据的处理与分析、研究成果的总结与发表等各个环节,创新能力得到全方位的锻炼.

笔者曾指导三位学生参加学校“挑战杯”课外学术科技作品竞赛项目,属论文写作类.学生首先经过调研,提出了论文题目为“单色光双缝干涉的远场与近场模拟”.经老师认可后,组织材料,填写项目申报书,并准备答辩PPT.经过学校初审、现场答辩等步骤后,终于获得立项.立项后,进一步调研,既要弄清双缝干涉的研究现状,还要学习并熟悉Matlab和Origin等软件的使用方法,同时搞清楚干涉实验的软件模拟原理,并参考现有文献进行编程.当程序调试完毕后,利用课余时间分任务进行模拟,定时交换结果,定期与老师沟通、讨论.经过半年多的努力,终于完成了单色光双缝干涉的远场和近场模拟工作,其中远场的模拟与现行的理论近似方法得出的结果相符,而近场结果则是一种创新成果.再经过两个月,运用了整个寒假,把模拟结果写成论文,并反复修改定稿发表[7].以此为基础,学生可进行相关问题和类似的拓展性研究.老师明显地感觉到,三位学生的研究上路了. 经过较为完整的科研项目的研究训练,学生在研究能力上将有较大的提高.凡指导过学生创新项目的老师,均有同感.

3.省级物理实验设计大赛项目

开展物理实验设计大赛,也是培养并检验物理师范生创新能力的重要手段.同样,学生要经过校内选拔,才能获得省赛的参赛资格.校内选拔过程中,学生要经过初步方案的设计、现场答辩等环节.在获得参赛资格后,要进行长达半年左右的训练,才能正式参赛.近两年参加竞赛获得三等奖励3项.获奖的级别及数量不是很出色,与大赛性质有关（该竞赛设立奖项少,而且是参赛组集体奖）,也反映出本专业实验能力的培养有待进一步加强,实验室开放机制有待进一步完善,目前正在积极改进.但无论如何,就学生能力培养而言,过程十分重要.

三、项目推动在物理师范生创新能力培养的作用分析

在项目运作过程中,首先是培养了前文所述的基本能力,即获取知识的能力、应用知识能力、表达能力等,特别是其中的自学能力和团队合作能力.这是培养创新能力的重要基础.对于创新能力培养,有如下几方面：

1.培养学生的批判性思维能力

无论哪个项目,学生首先要做的就是调研工作,在调查研究的基础上,进行分析,寻找研究切入点.这就是批判性思维过程.同时,在项目进行过程中,都涉及批判性思维,要对中间结果进行判断、分析与总结等.

2.培养学生独立思考,创造性思维的能力

独立思考,包括学生个人的思考和学生团队的集体思考,不需要指导教师的时刻陪伴.指导老师常常发现,学生团队的独立性、创造性思维的潜力是巨大的.关键是如何引导、激发其思考的热情与主动性.经过了批判性、独立性思考,慢慢具有创造性思维能力.

3.培养初步的研究能力

经过项目的全程锻炼,学生经过调研、设计方案、实施方案,碰到问题思考问题,缺乏知识补充知识,需要设备想办法采购或制作设备,还少不了反复的实验（或训练）,不断地总结、改进,直至得到满意结果.最后还有成果的展示与发表,有效地培养了研究能力,包括教研与科研,以及教学仪器的开发能力.

对于创新能力的培养模式,我们一直在摸索、思考、提炼.认为第一课堂上的教学与训练固然是整个培养工作的主体部分,但有效的第二课堂项目训练却是创新技能培养的必要补充.本文主要讨论项目推动的做法与作用.这是充分发挥教师和学生的个性特长、培养专业特色的关键举措.近两年来,师范班集体积极向上,连续获得学校的“文明班”称号,多名学生获得学校“创新学子奖”,各类素质、能力指标名列前茅,这在学校中实属少数.表明“课堂+项目”师范生的创新能力的培养模式是卓有成效的.