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摘 要：针对应用物理学专业学生的科技创新能力培养问题，提出以专业选修课课堂教学与大学生科技创新活动相结合的方式提高学生学习的积极性，激发学生的创新能力。为了实现大学生科技创新能力培养与专业素质提高，建议以“基本理论教学”与“研究性学习为主的专题教学”相结合的模式进行专业选修课教学。
关键词：创新能力；专业选修课；研究性学习
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）07-0045-02
Abstract： To enhance the innovation ability of undergraduate students majored in applied physics， this paper puts forward to use the combination of selective courses teaching and innovation activities to enhance the learning enthusiasm of students. A teaching mode consisting of "basic theory teaching" and "research learning dominated thematic teaching" is proposed to realize innovation ability training of college students and improve their professional quality.
Keywords： innovation ability； selective courses； research learning
一、創新能力培养与选修课教学结合的意义
科技创新能力的培养是目前大学教育中一个的重要方向，是大学教育中的一个重要环节，如何培养学生的创新能力，成为一线高校教师必须关注的问题。当前我国各高校大学本科学生知识体系中，专业选修课是必要组成部分，此类课程注重学生具体专业知识的广度和深度，对提高学生专业素质具有重要意义。因此，探讨如何通过专业选修课教学进行学生创新能力的培养是十分必要的。
从专业选修课教学效果方面来说，课堂教学中加入一些科技创新相关内容也可以调动学生对选修课学习的积极性，引导学生采用研究性学习的方法可切实提高学生专业选修课教学效果，使学生在专业选修课中真正有所提高。选修课知识内容与专业方向联系紧密，以长春理工大学应用物理学专业来说，主要开设了《纳米物理与技术》、《半导体材料与器件》及《低维结构测试技术》等多门课程。文章以应用物理学专业本科生《纳米物理与技术》课程教学与国家大学生科技创新创业训练项目相结合为例，对科技创新与选修课结合的思想渗透到教学中的可行性进行了一定的论证，形成了教学改革方面的一些建议。
二、创新能力培养与选修课教学结合的措施
（一）利用绪论课教学激发学生科技创新兴趣
从学生学习心理角度来说，绪论课能否引起学习兴趣对于之后具体知识的学习非常重要。在《纳米物理与技术》绪论课中，尝试将部分大学生科技创新训练计划项目的研究成果插入恰当的位置，以多媒体手段进行展示及讲解。比如，用学生自己独立实验获得的氧化锌、金、氧化铁等多种纳米结构的扫描电子显微镜照片及高分辨透射电镜照片来说明人工合成纳米材料。既可以让学生体会到科技创新活动并不是遥不可及，又可以通过直观的方式呈现教学内容。把学生对新奇的纳米世界的了解与身边同学的研究成果结合在一起，极大的增强了学生参与科技创新活动信心。
教师也可以从学生总结上交的专业选修课相关的科学问题研究背景调研资料中抽出一些素材，应用于教学，以此来激发学生进行科技创新的兴趣。例如，绪论课中以碳元素相关纳米材料作为典型纳米材料进行简单介绍，旨在使学生了解科学家们从事科学研究的思想方法及对科学问题的敏感性，其中相关素材完全来源于学生在专业选课中对石墨烯材料调研的资料。诺贝尔物理学奖背后的故事及纳米相关多媒体视频资料的展示，不仅可以激发学生的自主学习兴趣，更可以实现对学生人生观、价值观的引导。
（二）通过学生的创新实验数据阐明基本物理问题
《纳米物理与技术》课程包含对纳米尺度物理现象基本理论，包括小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应等。教学中发现，如果能够适度地引入学生创新实验项目的数据结果，以相关理论进行分析，更有利于学生理解，并且可使课堂教学更丰富多彩，同时开发学生思维进行创新。例如，纳米半导体超细微粒量子尺寸效应导致能隙变化的问题，将学生创新实验项目中纳米尺度氧化锌材料的吸收光谱和发光光谱等数据引入教学中来分析量子尺寸效应对具体材料的性质的影响。再比如，可以借助学生创新实验获得的半导体/金属纳米复合物能带结构分析结果，来讲解纳米尺度电子结构问题，说明纳米尺度电子传输问题。不仅使学生明确了相关教学内容的具体含义，还可明确理论知识的实际应用方法，由此来培养学生分析问题和解决问题的能力。
（三）引导学生采用研究性学习方式提高学生科技创新能力
研究性学习指在教师的指导下，学生在科学研究与学习过程中主动提出问题并思考解决问题，从而获取知识和技能的学习方式。目前，普遍认为大学的研究性学习是能体现大学本质的一种学习方式，它与传统的重“教”不同，研究性学习更注重“学”，使得学习的主体转换为学生，这种学习方式使得传统的学习模式发生改变，也会给学生掌握知识，创新学习的能力带来崭新的变化，这种方式于高等教育而言是必不可少的[1] 对于大学生研究性学习实施途径方面，现在研究人员普遍认为学生自我主动学习意愿及能力是取得良好学习效果的先决条件[2]王琴琴等人认为认知需求的高低会影响学生的学习动机，能力与态度。所以在影响学生研究性学习中，任知需求占着很大的一部分比例[3]也有很多研究者指出，教师对学生有效的指导是学生能够顺利开展研究性学习起到关键的作用[4]。 比如《纳米物理与技术》中对于纳米尺度下各种物理性质影响问题，较适宜采用教师启发式教学与学生研究性学习相结合的教学方式，此种方法可极大地调动学生学习的主动性，也可以让学生明确进行科技创新所必要的文献调研等基本过程。
我们针对学生是否愿意以研究性学习方法进行自主学习，及学生是否具备文献资料调研基本能力问题进行了调研。
表1给出了对应用物理学专业0801221班26名学生调研的数据结果。
结果表明学生对文献资料查阅及分析方法的匮乏严重影响了研究性学习在大学学习中的运用。发现学生对如何有效利用文献资源开展研究性学习并不是很清楚，对相关实践技能了解不深入，缺乏自信等典型问题。而且大多数学生对如何从文献中获取创新性见解及方法并不是很清楚，因此也更不知道如何发现关键科学问题。因此，为促进研究性学习的应用，针对学生开展文献调研及相关专业技能的训练是十分必要的。期间，教师可采用启发式方法，引导学生抓住主要矛盾，以组织分组讨论的形式达到让学生找到所涉及学习内容的关键问题的目的。最终发现这种“注重前期调研—围绕关键矛盾启发提问—耐心反馈鼓励”的创新能力培养方案可以有效促进大多数学生自己发现关键问题，并通过自己的努力解决问题，获取知识。
教師在提高学生创新能力在教学中可根据教学内容设计专题教学内容。之后，围绕其中某个专题，组织学生进行分组自主学习，学生可以自由确定具体问题并展开文献调研及资料整理。同时教师可引导学生充分利用图书馆期刊信息资源信息更新快、资源广、学科信息足够专业的特点进行文献资料整理。学生研究性学习的成果可最终在课堂上进行交流讨论，教师给予适当指导意见，对学生学习起到激励作用，也可使学生感受到获得研究成果并与他人交流的喜悦。
三、结束语
总之，促进科技创新能力培养的教学模式的选择、多媒体等信息资源体系相关硬件建设均是支撑大学生创新能力的客观条件，需要全体高校教师的努力。当然，学生们分组讨论及交流中也可以很好地锻炼协作探究的能力，彼此竞争彼此合作也可促进学生对课程学习及科技创新的积极性。上述经验可以应用于大学生创新训练计划项目的指导、专业实验教学、科研训练及毕业论文等实践教学环节中，促进高等学校教育中学生创新能力的培养的实际效果。
参考文献
[1]张利荣.大学研究性学习理念及其实现策略研究[D].武汉：华中科技大学，2012.
[2]邹峰.大学生研究性学习满意度评价研究[D].大连：大连理工大学，2010.
[3]王琴琴，王有智.大学生研究性学习与认知需求，创造性人格的关系[J].中国健康心理学杂志，2010（18），12：1496-1498.
[4]杨佶.当代大学生研究性学习的困境与对策分析[J].当代教育论坛：综合版，2010（10）： 63-65.
关键词：创新能力；专业选修课；研究性学习
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）07-0045-02
Abstract： To enhance the innovation ability of undergraduate students majored in applied physics， this paper puts forward to use the combination of selective courses teaching and innovation activities to enhance the learning enthusiasm of students. A teaching mode consisting of "basic theory teaching" and "research learning dominated thematic teaching" is proposed to realize innovation ability training of college students and improve their professional quality.
Keywords： innovation ability； selective courses； research learning
一、創新能力培养与选修课教学结合的意义
科技创新能力的培养是目前大学教育中一个的重要方向，是大学教育中的一个重要环节，如何培养学生的创新能力，成为一线高校教师必须关注的问题。当前我国各高校大学本科学生知识体系中，专业选修课是必要组成部分，此类课程注重学生具体专业知识的广度和深度，对提高学生专业素质具有重要意义。因此，探讨如何通过专业选修课教学进行学生创新能力的培养是十分必要的。
从专业选修课教学效果方面来说，课堂教学中加入一些科技创新相关内容也可以调动学生对选修课学习的积极性，引导学生采用研究性学习的方法可切实提高学生专业选修课教学效果，使学生在专业选修课中真正有所提高。选修课知识内容与专业方向联系紧密，以长春理工大学应用物理学专业来说，主要开设了《纳米物理与技术》、《半导体材料与器件》及《低维结构测试技术》等多门课程。文章以应用物理学专业本科生《纳米物理与技术》课程教学与国家大学生科技创新创业训练项目相结合为例，对科技创新与选修课结合的思想渗透到教学中的可行性进行了一定的论证，形成了教学改革方面的一些建议。
二、创新能力培养与选修课教学结合的措施
（一）利用绪论课教学激发学生科技创新兴趣
从学生学习心理角度来说，绪论课能否引起学习兴趣对于之后具体知识的学习非常重要。在《纳米物理与技术》绪论课中，尝试将部分大学生科技创新训练计划项目的研究成果插入恰当的位置，以多媒体手段进行展示及讲解。比如，用学生自己独立实验获得的氧化锌、金、氧化铁等多种纳米结构的扫描电子显微镜照片及高分辨透射电镜照片来说明人工合成纳米材料。既可以让学生体会到科技创新活动并不是遥不可及，又可以通过直观的方式呈现教学内容。把学生对新奇的纳米世界的了解与身边同学的研究成果结合在一起，极大的增强了学生参与科技创新活动信心。
教师也可以从学生总结上交的专业选修课相关的科学问题研究背景调研资料中抽出一些素材，应用于教学，以此来激发学生进行科技创新的兴趣。例如，绪论课中以碳元素相关纳米材料作为典型纳米材料进行简单介绍，旨在使学生了解科学家们从事科学研究的思想方法及对科学问题的敏感性，其中相关素材完全来源于学生在专业选课中对石墨烯材料调研的资料。诺贝尔物理学奖背后的故事及纳米相关多媒体视频资料的展示，不仅可以激发学生的自主学习兴趣，更可以实现对学生人生观、价值观的引导。
（二）通过学生的创新实验数据阐明基本物理问题
《纳米物理与技术》课程包含对纳米尺度物理现象基本理论，包括小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应等。教学中发现，如果能够适度地引入学生创新实验项目的数据结果，以相关理论进行分析，更有利于学生理解，并且可使课堂教学更丰富多彩，同时开发学生思维进行创新。例如，纳米半导体超细微粒量子尺寸效应导致能隙变化的问题，将学生创新实验项目中纳米尺度氧化锌材料的吸收光谱和发光光谱等数据引入教学中来分析量子尺寸效应对具体材料的性质的影响。再比如，可以借助学生创新实验获得的半导体/金属纳米复合物能带结构分析结果，来讲解纳米尺度电子结构问题，说明纳米尺度电子传输问题。不仅使学生明确了相关教学内容的具体含义，还可明确理论知识的实际应用方法，由此来培养学生分析问题和解决问题的能力。
（三）引导学生采用研究性学习方式提高学生科技创新能力
研究性学习指在教师的指导下，学生在科学研究与学习过程中主动提出问题并思考解决问题，从而获取知识和技能的学习方式。目前，普遍认为大学的研究性学习是能体现大学本质的一种学习方式，它与传统的重“教”不同，研究性学习更注重“学”，使得学习的主体转换为学生，这种学习方式使得传统的学习模式发生改变，也会给学生掌握知识，创新学习的能力带来崭新的变化，这种方式于高等教育而言是必不可少的[1] 对于大学生研究性学习实施途径方面，现在研究人员普遍认为学生自我主动学习意愿及能力是取得良好学习效果的先决条件[2]王琴琴等人认为认知需求的高低会影响学生的学习动机，能力与态度。所以在影响学生研究性学习中，任知需求占着很大的一部分比例[3]也有很多研究者指出，教师对学生有效的指导是学生能够顺利开展研究性学习起到关键的作用[4]。 比如《纳米物理与技术》中对于纳米尺度下各种物理性质影响问题，较适宜采用教师启发式教学与学生研究性学习相结合的教学方式，此种方法可极大地调动学生学习的主动性，也可以让学生明确进行科技创新所必要的文献调研等基本过程。
我们针对学生是否愿意以研究性学习方法进行自主学习，及学生是否具备文献资料调研基本能力问题进行了调研。
表1给出了对应用物理学专业0801221班26名学生调研的数据结果。
结果表明学生对文献资料查阅及分析方法的匮乏严重影响了研究性学习在大学学习中的运用。发现学生对如何有效利用文献资源开展研究性学习并不是很清楚，对相关实践技能了解不深入，缺乏自信等典型问题。而且大多数学生对如何从文献中获取创新性见解及方法并不是很清楚，因此也更不知道如何发现关键科学问题。因此，为促进研究性学习的应用，针对学生开展文献调研及相关专业技能的训练是十分必要的。期间，教师可采用启发式方法，引导学生抓住主要矛盾，以组织分组讨论的形式达到让学生找到所涉及学习内容的关键问题的目的。最终发现这种“注重前期调研—围绕关键矛盾启发提问—耐心反馈鼓励”的创新能力培养方案可以有效促进大多数学生自己发现关键问题，并通过自己的努力解决问题，获取知识。
教師在提高学生创新能力在教学中可根据教学内容设计专题教学内容。之后，围绕其中某个专题，组织学生进行分组自主学习，学生可以自由确定具体问题并展开文献调研及资料整理。同时教师可引导学生充分利用图书馆期刊信息资源信息更新快、资源广、学科信息足够专业的特点进行文献资料整理。学生研究性学习的成果可最终在课堂上进行交流讨论，教师给予适当指导意见，对学生学习起到激励作用，也可使学生感受到获得研究成果并与他人交流的喜悦。
三、结束语
总之，促进科技创新能力培养的教学模式的选择、多媒体等信息资源体系相关硬件建设均是支撑大学生创新能力的客观条件，需要全体高校教师的努力。当然，学生们分组讨论及交流中也可以很好地锻炼协作探究的能力，彼此竞争彼此合作也可促进学生对课程学习及科技创新的积极性。上述经验可以应用于大学生创新训练计划项目的指导、专业实验教学、科研训练及毕业论文等实践教学环节中，促进高等学校教育中学生创新能力的培养的实际效果。
参考文献
[1]张利荣.大学研究性学习理念及其实现策略研究[D].武汉：华中科技大学，2012.
[2]邹峰.大学生研究性学习满意度评价研究[D].大连：大连理工大学，2010.
[3]王琴琴，王有智.大学生研究性学习与认知需求，创造性人格的关系[J].中国健康心理学杂志，2010（18），12：1496-1498.
[4]杨佶.当代大学生研究性学习的困境与对策分析[J].当代教育论坛：综合版，2010（10）： 63-65.