新形勢下大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽教學(xué)培訓(xùn)模式的探究*

劉樹成 魏曉楠

(貴州大學(xué)物理學(xué)院 貴州 貴陽 550025)

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，創(chuàng)新性人才的發(fā)展已成為我國教育改革與推進(jìn)的目標(biāo)之一，尤其是拔尖創(chuàng)新型人才和綜合型人才的培養(yǎng)已經(jīng)成為評價“雙一流”高校成果建設(shè)的重要指標(biāo)之一[1].因此，高校如何培養(yǎng)創(chuàng)新型和綜合型人才成為中國高校和教育界乃至全社會共同討論的問題.然而，創(chuàng)新型人才和綜合型人才的培養(yǎng)是一個綜合素質(zhì)的釋放過程，不可能一蹴即至，需要時間去積累沉淀，需要高校不斷更新辦學(xué)理念和思想，不斷地挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力.

物理學(xué)作為高校的自然學(xué)科，它是科學(xué)發(fā)展途中的一塊基石，支撐了全球現(xiàn)代化的科技.在大部分理工科高校中，物理學(xué)課程是一門必修的基礎(chǔ)課，它可以為專業(yè)課程打下非常扎實的基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)課程過程中會不斷地開發(fā)解決問題的創(chuàng)造力以及其他方面綜合能力，比如自主學(xué)習(xí)能力.中國(全國)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽(CUPT)是南開大學(xué)引進(jìn)一項物理類辯論賽事，并一躍成為我國高校的重要賽事[2].該比賽題目靈活新穎且開放，沒有具體的答案，不少問題來源于生活，需要競賽團(tuán)隊的5位同學(xué)根據(jù)實際問題，綜合應(yīng)用所學(xué)知識在規(guī)定的時間(1年準(zhǔn)備)去進(jìn)行理論分析、實驗驗證，進(jìn)行結(jié)果與討論，并將成果與其他競賽團(tuán)隊以辯論的形式進(jìn)行相互交流，各抒己見以便更好地解決問題.該項賽事的比賽模式相對其他比賽，不僅能更好地培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和表達(dá)能力，還能為同學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新能力、動手實踐能力和交流表達(dá)能力等綜合素質(zhì)得到全面協(xié)調(diào)發(fā)展.自2010年以來，中國(全國)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽已經(jīng)在我國成功舉辦了13屆，從第一屆的12所高校發(fā)展到現(xiàn)在近百所高校參與比賽，現(xiàn)在已經(jīng)成功列入全國物理學(xué)會教導(dǎo)委員會的工作計劃.越來越多的高校教師將從傳統(tǒng)課堂教學(xué)投入到競賽中來，全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽相關(guān)研究得到了廣泛地研究[3～5].然而，中國(全國)大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的發(fā)展至今仍然面臨巨大的挑戰(zhàn).本文分析了中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽組織和教學(xué)培訓(xùn)中所面臨的現(xiàn)狀，并對競賽的相關(guān)工作提出一些實質(zhì)性的措施.

2 高校理工科學(xué)生在大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的相關(guān)工作中面臨的現(xiàn)狀

2.1 學(xué)生缺乏對大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的正確認(rèn)知

大部分學(xué)生對參加全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的意圖模糊，缺乏對學(xué)術(shù)競賽作用的正確認(rèn)知，沒有察覺到學(xué)術(shù)競賽是一項能全方位提高大學(xué)生的知識掌握能力、實踐能力、團(tuán)體協(xié)作能力、交流表達(dá)能力、創(chuàng)新能力等綜合能力的重要賽事.成績較好的一部分學(xué)生，主要是想去拿一個獎，為學(xué)期末的學(xué)業(yè)獎學(xué)金爭取多一些績點，這部分學(xué)生太重視比賽的結(jié)果，往往還未到全國性的舞臺上，就會遇到一些阻力，認(rèn)為得不償失，容易半途而廢.另外一部分學(xué)生，抱有玩一玩的心態(tài)和見一見外面的世界去參賽，認(rèn)為該比賽是一個團(tuán)隊作戰(zhàn)，自己一個人對團(tuán)隊的影響不大，殊不知這些沒有擺正認(rèn)知的學(xué)生對競賽的負(fù)面影響巨大.

2.2 學(xué)生物理基礎(chǔ)淺薄 自主學(xué)習(xí)能力欠佳

受高中時期學(xué)習(xí)模式的影響，教師認(rèn)真仔細(xì)地講解教材的知識，學(xué)生也只是被動地接收，然后采用題海戰(zhàn)術(shù).這樣的傳統(tǒng)育人模式與當(dāng)今社會提倡的“創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)模式簡直就是南轅北轍.其學(xué)生本身也難以做到創(chuàng)新、拔尖和全面，相反大部分學(xué)生的基礎(chǔ)是十分薄弱的.一旦進(jìn)入大學(xué)，學(xué)生在中學(xué)時壓抑的精神得到放松，同時大學(xué)課程依舊十分繁重，很多學(xué)生根本無暇參加競賽，也沒有做好參賽的準(zhǔn)備.

2.3 大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽周期長 學(xué)生缺乏毅力和學(xué)習(xí)興趣難以堅持

由于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的題目源自于國際頂級期刊和生活中，其題型新穎且開放，涉及的范圍很廣很難在書本找到固定的答案，甚至缺乏解決此題目的參考文獻(xiàn)，需要學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、書本等各種渠道去綜合分析.但由于很多學(xué)生一味地等待教師為其講解，缺乏相關(guān)的自主學(xué)習(xí)能力，更不會主動通過去圖書館或者網(wǎng)絡(luò)查詢資料，每當(dāng)遇到具體的實際問題，沒有辦法一下子就尋找到答案，且競賽周期長達(dá)1年之久，這對參賽學(xué)生的毅力和自制力等綜合能力提出了極大的考驗.很多學(xué)生參加完校賽就放棄了，認(rèn)為題目太難，如果要參加全國物理學(xué)術(shù)競賽需要長時間地把精力投入到競賽中，會極大地干擾生活甚至影響正常的學(xué)業(yè)，導(dǎo)致很多學(xué)生難以堅持，給競賽的準(zhǔn)備帶來極大的困難.

3 大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽教學(xué)培訓(xùn)模式的舉措

3.1 開展學(xué)術(shù)競賽培訓(xùn)公開課 全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知

全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽因其本身的相互友好辯論的比賽模式和開放性題型而具有極強(qiáng)的開放性和綜合性.為了讓學(xué)生對競賽有全面的了解，我們必須要加大力度去宣傳并為參賽學(xué)生開展公開課，讓其明白全國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽可以讓同學(xué)們更好地成為21世紀(jì)的拔尖創(chuàng)新型人才，該競賽可以起到提高參賽學(xué)生本人的動手能力、團(tuán)隊協(xié)作、交流表達(dá)能力等方面的能力.具體原因有以下兩點：第一，其題目很多是貼近生活，沒有固定的答案，學(xué)生可以用開放性的思維和創(chuàng)新的想法去探討問題、理論分析和實驗驗證，參賽學(xué)生一旦真正去做就能享受知識帶來的樂趣和得到全方位的發(fā)展.第二，大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的賽制比較特殊，需要5人組成默契的團(tuán)隊采用辯論的形式與對手進(jìn)行共同討論、相互提高.學(xué)生無論在籌備過程還是在競賽中，都能與隊友相互配合、共同進(jìn)退形成友誼.

3.2 采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)培訓(xùn)模式 提升學(xué)生在競賽中的自主學(xué)習(xí)能力

因傳統(tǒng)教學(xué)的方式往往是教師為主導(dǎo)，大部分采用灌輸?shù)姆绞阶寣W(xué)生明白怎樣去解傳統(tǒng)有固定答案的題，然而對于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽而言，其題目來源非常廣，盡管是貼近于生活，但是題目沒有固定的答案，需要用一定創(chuàng)造力的開放性思維去研究問題.俗話說“授人以魚不如授人以漁”，因此，在參與開放性題目的學(xué)術(shù)競賽的指導(dǎo)工作時，切記不能采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法一味地灌輸競賽知識，而要采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式激發(fā)學(xué)生求知欲和培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生自主地解決問題.

3.3 定期開展大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽活動 提高學(xué)生對學(xué)術(shù)競賽的興趣

中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽(CUPT)是借鑒國際青年物理學(xué)家競標(biāo)賽(IYPT)采用的“正、反、評”三方友好辯論比賽模式.該學(xué)術(shù)競賽設(shè)置了涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)5個方向交融的17道開放性題目.由于大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的題目新穎且開放，涉及的范圍很廣，又沒有具體的答案，且競賽的周期一般為1年，這非常容易給參賽選手帶來精神上的疲倦，對毅力和自制力提出了極大的考驗.我校將賽事分為貴州大學(xué)物理學(xué)術(shù)競賽校賽(簡稱校賽)、貴州省物理學(xué)術(shù)競賽(簡稱省賽)、西南地區(qū)賽物理學(xué)術(shù)競賽(簡稱西南賽)和中國物理學(xué)術(shù)競賽(簡稱國賽)4個階段.以減少賽事準(zhǔn)備過程中的枯燥帶來的疲倦.在校賽階段：一般在11月份以前學(xué)生自由組隊選題，自行查找相關(guān)論文、理論分析、設(shè)計并開展實驗，按照學(xué)術(shù)報告的要求清晰表達(dá)所研究成果，由學(xué)院教師(裁判)進(jìn)行考核并頒發(fā)校級獎項，同時，初步選出8～12支隊伍參加省物理學(xué)術(shù)競賽初賽.貴州省地區(qū)賽階段：一般為11月中旬-12月初開展省初賽，在省初賽中表現(xiàn)最優(yōu)秀的兩支參加省決賽并競爭省物理學(xué)術(shù)競賽的一、二等獎.為備戰(zhàn)西南地區(qū)物理學(xué)術(shù)競賽，我們要求每道題至少要4個同學(xué)會熟練地懂得其所有的部分，以便定期(一周一次)兩隊互相作為正反評三方進(jìn)行訓(xùn)練，等到下一年的5月-6月參加西南地區(qū)物理學(xué)術(shù)競賽，總結(jié)在西南地區(qū)物理學(xué)術(shù)競賽的得與失，并撰寫總結(jié).如果獲得成績優(yōu)秀(西南地區(qū)物理競賽獲一等獎的隊伍)，將繼續(xù)定期訓(xùn)練參加8月份全國組織的中國物理學(xué)術(shù)競賽.這樣分段式的開展物理學(xué)術(shù)競賽活動，不僅可以實時地跟蹤學(xué)生對物理學(xué)術(shù)競賽過程中的應(yīng)用能力，還能很好地激發(fā)他們對參賽的興趣.

4 實施效果

通過對大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽教學(xué)訓(xùn)練，學(xué)生初步懂得了主動學(xué)習(xí)和應(yīng)用所學(xué)的知識去解決競賽中面臨的實際問題，并全面地提升了學(xué)生開放性思維能力、團(tuán)隊協(xié)助和交流表達(dá)能力.參賽學(xué)生就競賽過程中的實際物理問題進(jìn)行理論分析和研究，用實驗驗證以達(dá)到理論和實驗完美融合的結(jié)論，并把題目中所有過程和結(jié)論呈現(xiàn)給競賽對手，與對手進(jìn)行友好辯論和探討.這種模式不僅能更好地培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和表達(dá)能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主能力、科研能力等綜合能力.我們的教學(xué)培訓(xùn)效果在物理學(xué)術(shù)競賽中得到了初步的體現(xiàn).貴州大學(xué)代表隊連續(xù)3年摘得省冠軍，2020年獲得西南地區(qū)物理學(xué)術(shù)競賽一等獎，全國物理學(xué)術(shù)競賽三等獎.

5 結(jié)論

大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽(CUPT)是我國高校重要的物理類競賽賽事，同時為我國“雙一流”高校的人才建設(shè)起到了重要的作用.在當(dāng)今形勢下，開展好大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽相關(guān)工作是高校挖掘培養(yǎng)高質(zhì)量拔尖人才的一項重要途徑.高校學(xué)生在大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽中其創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊協(xié)助等綜合能力可以得到全面的提升.因此，筆者作為高校教學(xué)工作者在大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽的教學(xué)組織培訓(xùn)中會不斷探索，希望能為競賽中培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新型人才提出一些思路.