大學(xué)物理教學(xué)融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育的探索與實(shí)踐*

劉向遠(yuǎn) 張穗萌 吳興舉 宋軍 魏相飛 何銳 郝洪榮

(皖西學(xué)院電氣與光電工程學(xué)院 安徽 六安 237012)

自從“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的口號提出以來，億萬中國人深受鼓舞，身處創(chuàng)新時代，許多人踴躍實(shí)踐，涌現(xiàn)出諸如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能以及一系列與“互聯(lián)網(wǎng)+”相聯(lián)系的創(chuàng)新熱點(diǎn)和創(chuàng)業(yè)成果．在大的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下，高校應(yīng)該有所作為．于是各高校推出了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的新舉措，諸如大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等[1,2]．在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，社會需要整合資源，需要激發(fā)創(chuàng)新潛能，造就更多的就業(yè)機(jī)會，創(chuàng)造新價值，因此倡導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有助于提升整個社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力．為了提高大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[3]，高校專門開設(shè)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程，對于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念的形成起到了普及作用．國內(nèi)外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的理論與實(shí)踐表明，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育應(yīng)該貫穿高校教育的全過程，涉及到幾乎所有教學(xué)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)[4, 5]．

大學(xué)物理作為高等學(xué)校理工科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，承載著專業(yè)課教學(xué)基礎(chǔ)性概念認(rèn)知和基礎(chǔ)性物理學(xué)原理應(yīng)用的主要任務(wù)．由于大學(xué)物理作為理工科教學(xué)的基礎(chǔ)性地位，歷來受到國內(nèi)外高校的重視，大學(xué)物理教學(xué)改革也隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在不斷變化．基于大學(xué)物理教學(xué)本身的特點(diǎn)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的新形勢，探索和實(shí)踐大學(xué)物理教學(xué)融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育具有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)的意義．

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素材的挖掘

物理學(xué)發(fā)展史是一部創(chuàng)新史，從經(jīng)典力學(xué)到相對論和量子論的產(chǎn)生過程不斷有新概念和新原理的提出，并且每一次重大的創(chuàng)新都把人類文明推向一個新的高度．與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相對應(yīng)，創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)就是創(chuàng)新，就是要突破原先的局限性，把握新機(jī)遇，提出新想法，創(chuàng)造新價值．在創(chuàng)新上，大學(xué)物理課程和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育兩者本質(zhì)相同，并且大學(xué)物理教學(xué)能夠應(yīng)用物理學(xué)的創(chuàng)新成就啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維[6]．從廣義的角度理解創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)業(yè)是指社會生活各個領(lǐng)域里的人們?yōu)殚_創(chuàng)新的事業(yè)所從事的社會實(shí)踐活動，是主體在能動性的社會實(shí)踐中所體現(xiàn)的一種特定的精神、能力和行為方式[7]．因此，物理學(xué)中所體現(xiàn)的創(chuàng)新恰恰屬于一種“創(chuàng)業(yè)”活動．大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容主要包括力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)以及量子與原子物理，內(nèi)容面較廣，涉及到眾多的物理學(xué)基本原理和物理學(xué)家的貢獻(xiàn)[8]，因此可以從物理學(xué)原理和物理學(xué)家創(chuàng)新的經(jīng)歷出發(fā)提煉創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素材．

在深入分析教材的基礎(chǔ)上，提煉出一系列物理學(xué)中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素材，包括物理學(xué)原理、物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷及其對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示，并且這些物理學(xué)原理和物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷能夠體現(xiàn)在具體的教學(xué)內(nèi)容里．經(jīng)過整理，我們提煉出表1中的4條物理學(xué)原理及其對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示．

表1 物理學(xué)原理對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示

物理學(xué)史上有許多物理學(xué)家創(chuàng)新成功的例子，創(chuàng)新成功的同時創(chuàng)造了新知識，他們的創(chuàng)新方法和哲理性論述對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供了理論思維和方法論．我們研究了物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷，引申出了哲理性思想并提煉出這些思想對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示，如表2所示．

表2 物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示

從表1和表2的材料挖掘看，盡管物理學(xué)原理和物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷不能直接體現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想，但是引申這些材料的深刻含義能夠透視出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的深刻內(nèi)涵．

2 教學(xué)模式的探索

物理學(xué)原理和物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的啟示必須落實(shí)在具體的教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的大學(xué)物理課堂教學(xué)往往從基本概念入手，教師講解基本定律和定理，然后師生討論、分析并舉例、練習(xí)．為了在大學(xué)物理教學(xué)中融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育，我們采用“兩段式”教學(xué)模式，即前一段進(jìn)行物理基本概念、基本原理的討論與分析，明確物理學(xué)基本概念和原理的含義以及應(yīng)用，然后由物理學(xué)基本原理、物理學(xué)家的創(chuàng)新經(jīng)歷引申、切入到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的思想教育．

例如克勞修斯熵和熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計(jì)意義的教學(xué)．首先，講解克勞修斯熵和玻爾茲曼熵的概念、熵增加原理，然后討論，總結(jié)出4條熱力學(xué)“熵原理”[9]：

(1)熵是有序與無序的度量；

(2)孤立系統(tǒng)的熵增加；

(3)負(fù)熵流原理；

(4)非線性機(jī)制對熵的干預(yù)．

再把熱力學(xué)“熵原理”由自然科學(xué)領(lǐng)域引申到社會科學(xué)領(lǐng)域，進(jìn)一步聯(lián)系大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，具體融入4個觀點(diǎn)：

(1)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)熵流；

(2)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體現(xiàn)了非線性機(jī)制對熵的干預(yù)；

(3)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是無序到有序的過程；

(4)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)該從創(chuàng)新入手．

再例如愛因斯坦的狹義相對論教學(xué)．在講解和討論狹義相對論坐標(biāo)變換和速度變換之后，自然切入到愛因斯坦的生平介紹和狹義相對論產(chǎn)生的背景，引申出愛因斯坦對科學(xué)的貢獻(xiàn)．由此聯(lián)系愛因斯坦的哲理名言：提出一個問題往往比解決一個問題更重要；奇思玄想的天賦對我而言，比我的才干更重要；不曾犯錯的人從來不曾嘗試新事物等哲理名言，進(jìn)一步采用類比的方法，引申為愛因斯坦的“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀”：主張用豐富的想象力和奇思妙想提出新的問題；主張個性的張揚(yáng)和嘗試新事物；積極從事創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)個人的價值；成為一個務(wù)實(shí)、勤奮、包容、堅(jiān)韌的創(chuàng)業(yè)者．

在新課引入上盡量做到多樣化，既可以從物理學(xué)知識點(diǎn)入手，也可以由創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事跡入手，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的．在內(nèi)容的安排上，做到精簡每節(jié)課的大學(xué)物理知識點(diǎn)內(nèi)容，如果知識點(diǎn)內(nèi)容太多，可以分配部分內(nèi)容在上節(jié)課講解，以便有足夠的時間安排創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育．在課后作業(yè)的布置上，不拘泥于計(jì)算型練習(xí)，布置一定量與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育相聯(lián)系的問題，例如，熱力學(xué)“熵原理”對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有哪些啟示？從愛因斯坦的哲理思想看大學(xué)生如何創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)？等等．

3 教學(xué)方法改進(jìn)

針對大學(xué)物理教學(xué)融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育的教學(xué)，原先簡單、線性的教學(xué)方法已經(jīng)不能適應(yīng)新內(nèi)容的教學(xué)要求．為了把知識內(nèi)容的教學(xué)和思想內(nèi)容的教學(xué)很好地融合在一起，有必要聯(lián)系當(dāng)前社會發(fā)展的實(shí)際，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，才能使創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的思想深入學(xué)生的理念之中．

首先，聯(lián)系創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成功的風(fēng)云人物，例如馬云與阿里巴巴、俞敏洪與新東方教育、比爾蓋茨與微軟、李嘉誠與香港房地產(chǎn)，等等．把這些人物的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新方法與物理學(xué)家們的創(chuàng)新精神進(jìn)行類比，找出兩者的共同之處.例如聯(lián)系物理學(xué)家牛頓后期從事貨幣制造監(jiān)管，改進(jìn)造幣方法，大幅提升造幣效率的事跡[10]，我們得出結(jié)論：要想在創(chuàng)業(yè)的道路上取得成就，創(chuàng)新是基礎(chǔ)，從而提升學(xué)生對創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)關(guān)系的認(rèn)識．

其次，聯(lián)系大學(xué)生創(chuàng)業(yè)成功的范例，讓學(xué)生從身邊創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事跡說起，例如本校畢業(yè)學(xué)生創(chuàng)辦信息傳媒公司、教育直播公司、演出租賃服務(wù)公司等，結(jié)合研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練談?wù)勛约何磥淼膭?chuàng)業(yè)打算，等等．讓學(xué)生主動上網(wǎng)搜集大學(xué)生創(chuàng)業(yè)成功的范例，作為學(xué)生討論的素材，例如南京郵電大學(xué)大二學(xué)生陳峰偉創(chuàng)辦IT銷售、華南理工大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件學(xué)院的許少煌創(chuàng)辦網(wǎng)站平臺、上海對外貿(mào)易學(xué)院大三學(xué)生周強(qiáng)創(chuàng)辦大學(xué)城在線服務(wù)等[11]，引導(dǎo)學(xué)生討論他們成功的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方法和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)品質(zhì)．另一方面，聯(lián)系物理學(xué)家的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新品質(zhì)，明確創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方向和途徑，例如聯(lián)系普朗克突破科學(xué)困境提出能量子假說，啟示大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)應(yīng)該具有破舊立新的創(chuàng)業(yè)品質(zhì)；聯(lián)系牛頓在前人成就的基礎(chǔ)上提出慣性定律等事跡，啟發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需要選擇合適的項(xiàng)目和奮斗方向．

除了理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)，教師還積極指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，參加多項(xiàng)省級和國家級學(xué)科競賽．通過指導(dǎo)學(xué)生完成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃提升大學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生具備堅(jiān)韌、合作、包容的創(chuàng)業(yè)品質(zhì)．在指導(dǎo)大學(xué)生參加學(xué)科競賽的過程中，鼓勵學(xué)生提出新想法，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、合作創(chuàng)新的精神品質(zhì)．同時，部分學(xué)生獲得與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的優(yōu)異成績能夠?yàn)槠渌麑W(xué)生樹立形象，提供范例．

4 教學(xué)效果

經(jīng)過2年的教學(xué)探索，大學(xué)物理教學(xué)融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育的實(shí)踐積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)．為了了解教學(xué)實(shí)踐的效果，我們編制了一套問卷，對140名學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查．調(diào)查結(jié)果顯示：99%的學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相結(jié)合是有意義的，物理學(xué)家的創(chuàng)新精神和物理學(xué)原理對大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有指導(dǎo)作用，學(xué)生的思想認(rèn)識得到了一定程度的提高．同時，組織課堂教學(xué)的教師先后指導(dǎo)了6名大學(xué)生國家級和省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，并且取得了優(yōu)秀及良好的成績，指導(dǎo)多名學(xué)生參加國家級和省級學(xué)科競賽獲得國家級一等獎2項(xiàng)，省級一等獎2項(xiàng)．這些成績的取得充分說明大學(xué)物理教學(xué)融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想教育是一次有益的教學(xué)嘗試，為大學(xué)物理教學(xué)增添了新的內(nèi)涵和新的素材．