“三位一体”育人模式下物理学专业创新人才培养课程体系构建研究

(怀化学院 物理与信息工程系，湖南 怀化 418008)

在我国高等教育大众化的背景下，地方院校的生源质量和大学生培养面临严峻的形势，如何办出自己的特色和活力，这一命题时刻萦绕在地方院校领导和全体教师的脑海中.怀化学院从2007年开始，就尝试对人才育人模式进行探索与设计.在2010年提出了“三位一体”育人思想[1-2]，即:融“知识、能力、素质”为一体，融学生的“公共能力、专业基础能力、专业拓展能力”为一体，融“课堂教学、实验实训、校园文化活动”三个培养平台为一体.物理学作为我校一个传统的师范专业，她具有办学历史悠久，师资力量雄厚，教学成果显著深厚、培养体系完善和办学思路严谨，但也存在一些问题，如师范教育与专业教育职能不定，方向不明，课程内容设置单一、陈旧，不适应当今科学技术和社会经济的发展，也与现今新课程标准下中学物理教育教学改革不适应.学科、专业建设与师范教育失配.物理师范实践、专业实验技能、科研实践安排不够等.这些问题的存在导致了教师和学生方向迷失，教与学的动力不足，专业办学特色不明显，学生知识面窄，就业渠道堵塞，尤其学生的创新素养和专业实践能力严重缺乏.因此，结合我校“三位一体”育人模式的基本内涵[1-2]，我们必须调整现有物理学专业人才培养方案，优化与整合课程教学内容，注入学生实践能力、创新思维、创新品质和创新能力培养等元素，激活物理学专业办学活力和适应社会的能力.

1 物理学专业人才培养目标定位和培养规格

大学教育应是做人教育、专业基础教育和专业发展教育.无论何种专业，首先应教会学生做一个有道德、有知识、有能力和有责任心的社会人才.这是教育的基础;其次，传授专业知识与专业技能，这是学生走向社会后求职、赖以谋生的根本.知识传授中应注重思维和创新素养的培养.正如物理学家劳尔所说，教育、学习不仅仅是获取知识，更应该是发展思维能力和训练创新能力.第三，专业前沿动态教育是学生适应未来并不断发展的源泉.所以，高等学校人才的教育应包含知识、能力和素质三个方面.知识是基础、载体、表形式，能力与素质的培养和教育必须通过具体知识的传授来实施.能力是技能化的知识，是知识的综合体现.它以知识运用的综合性、灵活性和探索性作为自己重要的内容.在教与学的过程中，注意培养学生运用知识发现问题、分析问题和解决问题的能力.素质是知识和能力的升华，是教育深层次的内容，是科学世界观和方法论的启蒙教育和点燃学生想象力与创新意识之火.因此，我系物理学专业培养目标以三位一体育人模式为指导思想，培养学生德智体美全面发展，具有较高的思想道德素质、人文素质、业务素质和身心素质;掌握物理学专业的基本理论、基本知识和基本技能，具有较强的实践能力、适应能力和创新意识，能胜任中学物理教学和从事一定科学研究工作的应用型人才.物理学专业的培养规格是(1)公共能力方面:具有正确的政治方向和科学的世界观、人生观和价值观，具有正确的法制观念，良好的道德品质和职业道德;具有英语的听、说、读、写、译的基本能力，通过大学英语四级考试;掌握计算机文化基础知识和基本技能，通过非计算机专业学生计算机水平二级考试;具有健康的体魄、顽强的意志品质和良好的心理素质，养成良好的劳动习惯，掌握一定的劳动技能，获得教师资格证书.(2)专业能力方面:掌握数学的基本理论和基本方法，具有较强的数学运算与分析能力;具有物理学科的基本理论、基本知识以及一定的实验操作能力;掌握教育科学的基本理论和教学方法，懂得教学规律;掌握现代教育的基本手段和教学技术;具有良好的教师职业道德素养和从事物理学教学的基本能力.(3)发展能力方面:掌握近现代物理学的基本理论，了解物理学的发展动态和最新成果，具备分析和处理较复杂物理系统问题的能力;掌握电子电工的基本知识和基本技能，初步具有电子电工技术的应用能力;掌握文献检索、资料查询、社会调查和论文写作的基本方法，具有初步的科学研究和科学创新能力;具备从事初等教育教学研究及管理能力，能够胜任中学物理的教学研究和管理工作.

2 物理学专业创新人才培养课程体系改革

在我国基础和高等教育改革新的历史形势下，我们认为物理学(师范)专业创新人才培养课程体系改革应遵循的原则、任务和方向是:

2.1 遵循的基本原则

(1)以人为本，做好顶层设计的原则.教学是双向的，它涉及到教师群体和学生群体.因此，人才培养模式的设置必须充分的体现教师和学生的意愿，调动他们参与的积极性与主动性.以学生为本，遵循学生的心理特征，从学生的实际需要出发，构建有利于学生成长、成才的育人模式.强化教师在人才培养模式上的主导作用，使教师拥有更多的人才培养模式制定的话语权，让他们既是人才培养方案的设计者，更是新的人才培养方案忠实的执行者.

(2)师范技能与创新素质并重的原则.物理学专业是一门实验性很强的基础学科，是自然科学的基础.原物理学(师范)专业人才方案过多注重学生师范技能的培养和知识体系的形成.随着国际化的推进，我们需要一大批在经济、政治、文化和科技等领域具有创新思想、意识和能力的人才.作为我国高等院校一部分的师范院校理应为培养具有国际竞争力的高素质人才贡献自己的力量.在加强教育类课程，强化师范性的同时，还应培养师范学生的创新能力和创新人格，使他们持有严谨的科学态度，正确的科学方法、不畏艰险的科学精神和乐于奉献的崇高理想.

(3)课程内容与时俱进，教学手段现代化的原则.当前我们的人才培养方案面临着专业课程多而教学时数少的矛盾，面临部分教学内容陈腐和学科前沿知识不断涌现的矛盾.破除这一瓶颈就必须整合教学资源，优化教学内容，合理设置学生能力课程群.在不影响知识逻辑顺序和教学质量的前提下，适当减少相邻学科的课程门数，避免教学内容的交叠重复.教学内容拆分成课堂教学部分和课外学生探究学习部分.这样教师有时间与精力讲授重要的知识点，学生也得到自我独立学习的空间和自我锻炼的机会，更能促使学生养成良好的学习习惯和创新意识.师范专业应加强微格教学和现代化教学手段，提高学生的操作技能和把科技发展的最新成果运用到基础物理的改革中来.

(4)研究性教学与科研训练持续协调发展的原则.大学创新人才培养是一个系统工程，需要四年一贯制的坚持.通过课程论文、学年论文、研究报告、学习报告、科技活动论坛、学科竞赛和毕业论文等形式的训练载体将教育教学的理论、成果与方法转化为具体的教学方案，培养学生理论联系实际的能力，注重学生应用能力和创新能力的持续协同发展.改变传统的教学模式，提倡研究性教学，让学生成为课堂的主角，教师成为课堂的主导者，增强师生的互动关系，激活课堂活力.

(5)以市场为导向，具有专业特征的设计原则.就业是民生之本，大学的培养也不例外.物理学(师范)专业除培养基础物理教师外，应积极拓宽学生的就业渠道.在人才培养方案中，提供科学、恰当的子能力培养选修模块.在研究生深造、公务员选拔、出国留学和企事业单位就业等方面加强学生指导性培养，增强专业的适应性.

2.2 改革的任务和方向

物理学专业课程体系改革的任务是认真贯彻我校“三位一体”育人模式改革理念，将创新思维和创新能力等元素融合到理论课程教学、实验课程教学和专业素质拓展项目中来，构建具有四年一贯制的学生实践能力和创新素养培养的课程体系.目前，我校物理学专业课程体系构建主要以普通物理学和四大力学为主线、以物理教学技能传授和师范综合素质培养为重要组成部分，对培养学生专业理论知识、知识逻辑结构、教学技能等方面发挥重要的作用，但是，随着我国大学教育改革的深入和学生就业渠道的变化，越来越多的物理学专业学生选择攻读硕士研究生.因此，我们物理学专业课程体系改革的方向是在原有的课程体系中加强学生创新意识、创新能力和实践动手能力等方面的培养，强化综合性和设计性实验项目比例，增设必要的科学计算方法和软件类课程，及时更新学科前沿知识，加大科学项目训练力度，提升学生科学素养和研究能力.

3 物理学专业创新人才专业能力与发展能力课程平台建构

为了构建以创新素质培养为目标的“四年一贯制”物理学专业人才培养方案，我们提出了从进大学开始，采取逐步强化专业基础，分阶段植入物理计算工具课程，使学生逐步熟练掌握科学研究和分析的方法;结合人才方案中专业素质拓展项目以及开展探索性实践教学为契机，培养学生的科技论文写作能力和科学创新能力.同时，加强理论课程体系的课堂执行模式，正确培养学生的思维习惯和主动探索的能力.改善实验教学模式，提高学生分析问题与处理问题的能力等.多层次、多层面，循序渐进达到预设目标.因此，在原有的物理学人才培养方案的基础上，重点增设或加强一些有利于培养学生创新意识和创新能力的训练项目和核心课程体系，探索具有培养学生创新素质的设计性、综合性专业实验项目.我们构建的课程群模块如下:

模块1:设立数学运算与分析能力课程群.数学是物理学的工具，是物理问题解决的关键一环.开设数学课程将极大的提高物理学专业学生分析问题于解决问题的能力.物理学专业课程体系目标之一就是开设数学类课程，提高学生分析问题于解决问题的能力.于是课程体系的基本模块就是开设《高等数学》(一、二)、《线性代数》，《概率论与数理统计》和《数学物理方法》等课程.目的是掌握数学运算与分析.为了拓展学生的数学思维空间和能力，将设立数学能力拓展项目:开展物理中的数学问题讲座，“高等数学”课程竞赛和参加湖南省非数学专业数学竞赛等，激发学生学习数学的兴趣与激情.此项工作安排在大学一、二年级进行.

模块2:设立学生数学软件和专业课程计算机仿真能力课程群.计算机仿真是研究复杂物理学的主要手段.在当前的物理学前沿研究中，没有数学软件运用能力是能难想象的.在很多重点高校，要求学生学会和掌握数学软件.因此，本课程体系将Matlab，Map和Mathematica 等课程纳入其中.主要让学生掌握基本的数学表达式的书写、作图、符号运算和较为复杂的程序设计等.实施主要由有学术研究经验的教师负责.后两个数学软件可安排在专业能力培养模块中的素质拓展项目里，通过一或两个讲座来实现.具体课时为34，学分2 分.授课时理论课不超过10课时，主要以学生上机为主.课程后期，任课教师应注重培养学生小程序的设计为主，是学生打下较为厚实的计算机仿真能力，为后续专业课程服务.时间安排最好安排在大学一年二期进行.物理学是理论性很强的学科，包含着深邃的物理思想.可指定计算机使用能力强并掌握上述数学软件的教师讲授一些专业课程.但在整个课程体系中，可任选3-6 课程，每门抽取2-4个课时，针对相关课程的部分章节，以专题讨论的形式，利用数学软件再现一些有趣的物理现象和物理原理.每学期都可安排.

模块3:设立科技论文写作课程群.科技论文是大学生一项重要的实践活动，是大学生未来发展必备的能力，是开展学术交流、传播科技信息重要的载体，更是学生毕业论文的前期准备.课程体系中将开展科技论文写作和编辑的训练活动.主要训练学生文献查阅、编排科技论文和论文写作的规范等内容.这些活动可安排具有科学研究经验丰富的教师主讲，每次讲座安排1-2课时.每位带学年论文的教师严格执行书写标准，并开展规范学年论文评比.时间可安排大学二年二期和三年二期各举办一次.

模块4:设立探究性的实验课程体系.物理学是一门以实验为基础的学科，物理实验是整个物理学课程体系的重要组成部分.将选择2-3 门专业课程的实验项目，开发基本实验模块和研究性实验模块，其中以探究、综合型实验为主，也自主开发实验项目;实验的表现形式应以实物实验与虚拟实验项目相结合;打破理论教学与实验教学的界限，打破物理学各分支课程实验之间的界限，培养学生物理观察与实验能力、提高综合物理学素养.设立研究、综合实验项目的实验课程，可适当延长教学学时.

模块5:设立物理学前沿知识讲座课程群.学科前沿知识是大学生了解本学科发展动态和科技信息的重要窗口.物理学前沿知识讲座可采取报告当年物理学热点、物理学经典名篇以及当年物理学诺贝尔奖相关知识等.其目的使学生热爱物理学和积极投身于物理学的事业中来.每年安排一次，最好在12月底举行.

结合以上课程群模块，我们将物理学专业的课程设置为三个模块，即公共能力培养课程模块，专业能力培养课程模块和发展能力课程培养模块，其中，公共能力培养课程模块由系部提出具体要求，学校教务处统一负责制定，而专业和发展能力两个培养模块体系由我们制定，如表1和2所示.

表1 专业能力培养课程模块

表2 发展能力培养课程模块

纵观构建的物理学专业课程体系，我们强调学生创新素质的培养主要通过多条途径实现.如数学仿真软件《Matlab》实践将使学生把所学的知识应用到编程中去，加深理解与掌握物理的基本原与定律，初步具备程序设计能力与解决实际问题的能力.《物理实验操作技能竞赛》实践项目将加强学生物理实验素养、习惯等方面的养成，并培养正确的科学态度和独立开展研究的能力.学年论文、毕业论文等探索性实践环节旨在培养学生调查研究、查阅文献和写作表达等综合技能，掌握科技论文撰写规范，也是培养学生创新精神和科研能力的重要手段.

4 结语

促进学生人文素质和科学素质的提高，注重学生创新精神和实践能力的培养是一个长期而艰巨的教育工程，需要广大教育工作者在落实的过程中不断地总结与完善，并与自身的实际相结合探索一条持续协调发展的创新人才培养之路.我们立足基础物理教师的教育，注重师范技能和科学素养并重发展，构建了融知识、能力、素质相互协调和统一的创新型物理学专业课程体系.

[1]谭伟平，宋克慧，彭庆文.怀化学院“三位一体”通适性应用型人才培养模式改革的探索与实践[J].当代教育论坛，2010 (1):67-69.

[2]胡建，宋克慧，彭庆文.地方教学型本科院校人才培养模式的突出问题与改革思考[J].大学教育科学，2010(3):34-38.