周路 郭亮 閆興振 吳博琦 王超 初學峰

[摘 要] 圍繞大學物理課程教學改革，提出“科教一體化”的教育教學模式。對大學物理的課程特點和教學現(xiàn)狀進行分析了，從課程前沿知識、科研項目、科研平臺三方面，就如何發(fā)揮科研在大學物理課程教學中的作用進行了探討，總結(jié)了“科教一體化”的教學效果。

[關(guān)鍵詞] 大學物理;教育教學;科研

一、大學物理學科的特點和教學現(xiàn)狀

大學物理課程是理工院校必修基礎(chǔ)課之一，涉及力學、相對論、振動與波、熱學、電磁學和光學等，其基本理論涉及自然科學的眾多領(lǐng)域，是材料科學、生物、化學等學科的基礎(chǔ)。物理學和這些學科相互滲透又形成了一系類的交叉學科，如光電子學、半導(dǎo)體物理、激光技術(shù)，等等[1]，可以說物理學是各個新興學科的先導(dǎo)，物理學知識應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各行業(yè)和部門，是科技人員所必備的知識。

大學物理是一門比較抽象的課程，涉及大量的定律、公式和推導(dǎo)，課時多、教學量大，難備難教也難學。教師作為授課主體在課堂上習慣單純注重理論知識的灌輸、基本的物理原理的講解和大量數(shù)學公式的推導(dǎo)，在理論體系與實踐應(yīng)用結(jié)合方面的工作明顯不足，缺乏對學生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，從而導(dǎo)致課堂缺乏教學活力。而學生作為教學的對象，往往也只是被動的接受知識的灌輸，運用物理知識解決實際工程問題的能力沒有得到有效提升。因此，如何在大學物理課堂教學中引入有效的方法，提升學生的科學研究能力就成為一項重要的教學改革任務(wù)。

二、“科教一體化”教育教學模式的提出

近年來，高等院校就如何提高各類課程的教學質(zhì)量開展了一系列教學改革，例如“互聯(lián)網(wǎng)+”微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等[2]。教師在網(wǎng)絡(luò)教學綜合平臺提前公布相關(guān)教學信息，包括教學大綱、授課計劃、教案、PPT課件等，學生登錄平臺下載相應(yīng)的學習資料，完成預(yù)習或課后復(fù)習，一系列的教改舉措取得了不錯的實施效果。大學物理作為自然科學一門重要的基礎(chǔ)學科，與科學研究存在著千絲萬縷的聯(lián)系，表現(xiàn)在物理學科涉及的主體內(nèi)容在科學研究發(fā)展背景下的與時俱進，物理學科涉及知識內(nèi)容對科研項目的開展具有指導(dǎo)和實踐的作用，科研平臺對物理學知識的消化吸收具有重要推動作用。因此在大學物理課程教學改革方面，應(yīng)積極推進科教融合，把傳統(tǒng)教學和科學研究相結(jié)合，以更好的實現(xiàn)教學目的，提升課題管理的同時，也培養(yǎng)了理工科學生的科學素質(zhì)和科研創(chuàng)新能力，既有利于未來工作，也有利于學術(shù)上的進一步深造。

教育家錢偉長院士曾說過：“大學必須消除教學與研究之間的隔閡。教學中沒有科學研究，這是一種沒有觀點的教育，沒有靈魂的教育?！边@就要求授課教師作為知識體系的引入者，要借鑒別人以及自己的科研成果將其滲透到課程教學中，讓學生接觸到學科前沿知識。與此同時，把提升學生的科學研究思維和科研實踐能力作為人才培養(yǎng)的目的。因此，在高等教育教學中，實施“科教一體化”教學模式，夠使學生受到課堂教學與科研工作兩種不同環(huán)境的雙重培養(yǎng)，有利于培養(yǎng)高水平、綜合性創(chuàng)新人才，使大學生更早地適應(yīng)社會，適應(yīng)工作需求。

三、“科教一體化”教育教學模式的實施

國內(nèi)在“科教一體化”教學工作開展方面，做的較好的是中國科學院大學，通過科學院卓越的研究隊伍、先進的科研技術(shù)、豐富的文獻資源和交流學習平臺優(yōu)勢，中國科學院大學成為我國科教融合、協(xié)同育人理念執(zhí)行者的翹楚[3]。借鑒中國科學院大學的辦學思想，我教研室有意識地將科研工作和大學物理課教學聯(lián)系起來，開展“科教一體化”教育教學工作[4]，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。

1.科學前沿知識在教學中的應(yīng)用?？萍及l(fā)展突飛猛進，尤其是在物理領(lǐng)域，而書本教材大都是按照公認的理論體系編寫的規(guī)范化內(nèi)容，無法做到與時俱進[5]。如果將科技前沿成果轉(zhuǎn)化為課堂教學，一方面學生的知識面將得到擴展，學習的積極性也會得到很好的調(diào)動。如在大學物理光的干涉章節(jié)，我們給同學們播放了一段利用全息投影技術(shù)復(fù)活鄧麗君的演唱視頻，逼真細膩的畫面立刻調(diào)動起學生的好奇心，極大的提升了學生學習光的干涉理論的求知欲。因此，教師關(guān)注物理學前沿發(fā)展，及時組織資料并與教學內(nèi)容結(jié)合，在授課時給學生進行介紹，會增加課堂的時代性與豐富度，起到意想不到的效果。

2.科研項目在教學中的應(yīng)用。學校鼓勵教研室相關(guān)學科領(lǐng)域的中青年教師將最新的科研成果以及科研思維應(yīng)用于教學實踐，將與物理專業(yè)相關(guān)的先進技術(shù)、材料、器件等引入課堂教學，引導(dǎo)學生獨立思考，使課堂教學與科研工作接軌，促使教學工作不斷創(chuàng)新。與此同時，還鼓勵教師指導(dǎo)學生申報科研項目，通過對具體科研項目的攝入來消化課堂知識。例如課題負責人在2017年指導(dǎo)學生成功立項省級大學生創(chuàng)新訓練項目“超薄指紋采集儀光學設(shè)計”，學生利用大學物理課程的光學知識理論，結(jié)合專業(yè)文獻資料進行科研實踐訓練，把課堂上學到的物理知識付諸于實踐中，不但加深了對書本知識的理解，也培養(yǎng)了科研思維習慣，提升了學生的學術(shù)敏感性。

3.科研平臺在教學中的應(yīng)用研究。國內(nèi)各大高校都非常重視科學研究的開展，并通過多年建設(shè)積累了龐大的科研資源。以吉林建筑大學電氣與計算機學院為例，擁有寒地建筑節(jié)能教育部重點實驗室，實驗室配備國內(nèi)外一流的高精尖科研儀器設(shè)備，包括SEM、XPS、PL、AFM等材料測試設(shè)備以及EB、PECVD、ALD等材料生長設(shè)備，科研平臺的設(shè)備資源和人才資源為開展物理教學活動提供了豐富的實踐操作平臺?？蒲薪處煵欢ㄆ诶脙x器設(shè)備舉辦專題學術(shù)沙龍，演示物理原理如何應(yīng)用于實踐，讓學生真切地感受科研氛圍，一方面有助于學生透徹的理解物理專業(yè)知識，同時培養(yǎng)了學生的科研理想和信念。

四、“科教一體化”教學效果

2017年起我們開始探索“科教一體化”教學模式在大學物理課程中的應(yīng)用，經(jīng)過二年多的實踐，收到了良好的反響。一是得到了學校教學督導(dǎo)組評審老師的肯定，他們對教研室物理教師期中、期末教學檢查時給出的評分等級均是“優(yōu)秀”。二是得到了學生的好評，在期末學校教務(wù)處組織的網(wǎng)上互評活動中，大學物理課程綜合教學滿意率達到90%以上。除此之外，通過“科教一體化”教育教學模式的實施，激發(fā)了學生開展科學研究的興趣，學生憑著自己的興趣積極參與老師的科研項目，確定了有價值的畢業(yè)設(shè)計選題，更有一部分學生堅定了考研的想法，進一步進行學術(shù)上的深造。

總體來說，大學物理課程中“科教一體化”教學模式的實施取得了較好的效果，但是具體實踐過程中也難免出現(xiàn)一些問題，如科研的廣度和深度有待進一步加強，實踐教學環(huán)節(jié)的考核不夠明確等，這些問題都是我們未來教學中需要不斷提升和完善的地方。

五、總結(jié)

本論文就“科教一體化”教育教學模式在大學物理課程教學改革中的應(yīng)用進行了探討和研究，以科學前沿知識、科研項目、科研平臺為切入點，將科研與教學結(jié)合。經(jīng)實際教學效果檢驗，“科教一體化”的教育教學模式不但提升了學生對物理知識的掌握程度，另一方面拓展了學生的知識面，很好地調(diào)動了學生從事科學研究的積極性。

參考文獻

[1]崔謝東，徐春玲.基于調(diào)研模式工科大學物理教學改革的探索[J].教育教學論壇，2019，（3）：107-109.

[2]李淑俠，李妍，劉曉艷.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的大學物理教學研究[J].黑龍江科學，2019，10（9）：40-41.

[3]崔延強，張嬌.中國科學院大學的教學優(yōu)勢與發(fā)展趨勢[J].教師教育學報，2019，6（4）：117-124.

[4]唐長久，蔣艷麗.成人高教《綱要》課“科教一體化”教學模式探析[J].高教學刊，2015，（17）：72-73.

[5]周路，郭亮，閆興振，吳博琦，王超.以科研為載體提高理工院校教學質(zhì)量淺析[J].才智，2019，（02）：82.