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[摘要]通过近5年中国石油大学（北京）工科物理第Ⅱ课堂的建设的各种尝试，探索了以创新性实践探究活动为主的培养模式对工程类创新人才的积极作用， 激发了工科学生学习物理的兴趣和创新意识，培养了学生的动手能力和创新能力，训练了学生的创造性思维。为工科学校创新人才的培养提供了可以借鉴的模式。
[关键词]工科物理 第Ⅱ课堂 创新人才
21世纪是知识经济的时代，是一个充满全球性竞争和挑战的时代，创新型人才培养至关重要。 创新人才培养模式是指在创新教育理论的基础之上，为实现创新人才培养目标，将教育的诸要素因子以优化的方式组合成具有一定教学策略的、具有相对稳定的和具有可操作性程序的教育模型和方式[1]。关键问题是究竟从哪个方面入手，采用哪种方式，才能更快、更好地培养学生的创新精神和创新意识。物理学是自然科学中最基本的学科，物理学本身也是一门以实验为基础的学科，因此基于物理实验和科研的创新实践探究活动成为开发学生的创造潜能、培养学生科学精神的突破口是理所当然的[2]。
中国石油大学（北京）地处中国首都，是一所石油特色鲜明，以工为主，理、工、管、文多学科协调发展的全国重点大学，是我国石油石化工业高层次人才培养的主要基地，是“211工程”重点建设和国家985工程“优势学科创新平台”建设的高校之一[3]。工科大学物理涉及力、热、电、磁、光、近现代物理等知识，所讲授的基本概念、基本理论、基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分[4]。工科物理实验的构思、方法和技术极广泛地渗透到了各个自然科学学科和工程技术领域。它们与非物理学科自身的实验技术互相结合，互相推动，促进了各学科的完善与进步。为了探索人才培养模式的多样化，为国家培养基础理论扎实、创新能力强的拔尖石油石化工程人才，为了更好地发挥基础物理在石油石化人才培养中的作用，深化物理课程体系改革，从2006年起，依托大学物理和大学物理实验课程体系，以我校的北京市教学示范中心、北京市科普基地和“翱翔计划”基地实验室平台，以学校学工处和校团委设立的大学生科技创新项目计划为纽带，以北京市物理竞赛和物理实验竞赛为契机，开辟了丰富多彩的工科物理第Ⅱ课堂。从以下几个方面进行了尝试：
一、开设了特色公共选修课程—《物理技术与实践》
为了让学生更好的把物理学的理论及实验和石油工程技术结合起来，开设全校公共选修课《物理技术与实践》。该课程既要避免大学物理理论内容和物理实验内容的重复，又要兼顾和石油石化工程技术领域相结合。根据这个原则，我们设置新的课程体系，具体包括编写教学大纲，精选课程内容（重点选择与特色专业相结合的专题），编写授课讲义和制作视频课件等。突出从源头上积极培养本科生创新意识和创新能力的新思路、新方法和新途径。根据本科生的知识结构和认知水平并结合本校的专业特色，在原有的教学实验室、创新实验室和科普基地的基础上选择专题内容，在授课形式上采用小班上课，选课人数控制在每班50人。授课顺序上打乱大学物理理论课中力、热、电、振动波动、光及近代的顺序，以专题形式进行，例如伯努利原理专题，物体的重心与平衡专题，光学成像与探测专题等。理论和实验同时进行，第一节课是专题内容的理论学习，第二节课为专题内容实验演示和问题讨论及思考。
二、指导学生进行演示实验仪器的制作
工科物理一个重要的实践环节是在教师的指导下进行演示型实验仪器的制作，开发石油石化工程领域中物理演示仪器或者自己感兴趣的物理实验演示仪器。例如：石油类的石油炼制模型、石油开采钻采机模型、地质地层演示仪模型、光纤测井演示仪等；非石油类的激光窃听器、超声测距演示仪、太阳能电池、伯努利板演示试验仪等。学生对仪器的制作结合学校的大学生科技创新项目进行。每五个学生为一组，各有分工。我校物理系的北京市科普基地和“翱翔计划”基地实验室为实验研制平台，校团委和物理教学示范中心共同承担仪器的研制经费。学生自己选择实验题目，亲自动手设计或改进演示实验仪器，制作各类物理演示实验仪器。加深了对物理原理的理解，加强对工程技术领域的认识，激发了学生创新欲望，锻炼了学生的动手能力，加强实践环节，把对学生创新意识和创新实践能力的培养融入到课程的教学过程之中。学生们研制出多种优秀的实验仪器和装置，优秀的作品在北京市大学生“挑战杯”、北京市“翱翔计划”、北京市“物理实验竞赛”中多次获奖。其中，学生研究制作的“电动激光李萨如图形演示仪和伯努利综合演示仪”等，受邀参加了第十二届中国北京国际科技产业博览会“首都青年学生科技创新作品展”，作品创意新颖、实用性强，给参观的人们留下了深刻印象，中国教育网还对此进行了报道[5-6]。
三、充分利用科普基地
我校物理演示展示厅2009年被评为北京市第3批科普基地，充分利用科普基地开放实验室的开放平台，让全校学生来参观学习，由专业老师给学生演示各种实验并讲解原理和应用，从而加强物理实验的实践教学，增加学生学习的兴趣。使学生充分了解物理教学模式。另外，物理科普基地与北京市昌平区科协、航空博物馆、坦克博物馆联合开展科普教育，成立科普实践团队，对中小学生进行科普宣传，通过此项活动，学生不仅对所学的物理知识和原理有了深刻理解，了解科技前沿，而且增强了为社会服务意识，学会学以致用。
四、积极引导学生参与大学生科技创新项目
创新是建立在继承基础之上的，没有继承就不可能有创新。能力是以一定的知识为基础的，是在获得知识和运用知识的过程中培养的。大学生科技创新要使学生们能独立地、自信地审视周围世界，孜孜不倦地探索未知世界，并且能批判地吸收教师和书本上的知识，不满足于记忆性的知识，不局限于完成课内作业，要养成创新知识获得的创新性学习的习惯，并要求他们和团队成员一起合作完成这个过程。
借助学校科技创新计划训练项目研究，构建课外研究型实践平台。组织学生参与实验装置的开发，指导学生进行科研基础训练。结合基础物理和基础物理实验的教学开展课程小论文撰写和小课题研究等课外实践活动。从基础物理和基础物理实验内容入手，编写了“大学生科技创新行动计划项目”申报指南。建立了科技创新项目的网页，使大学生科技创新实验的管理向信息化、远程化和高效化发展。将教学与学生科研训练结合起来，通过指导本科生书写项目申请书、项目研究计划和方案以及结题研究报告，提高学生的科研能力和创新能力。学生的基础理论知识比过去更加扎实，实践能力和科学素质得到明显提高。
五、成立具有学术性的大学生社团——中国石油大学（北京）物理爱好者协会
依托学校现有资源：“北京市科普基地”、“物理教学实验中心”、“物理创新实验室”、“声学实验室”以及“大学物理和大学物理实验教学”平台指导学生开展具有学术性社团活动。2009年，成立中国石油大学（北京）物理爱好者协会，创办了“物理之光”报。自协会成立以来，在物理系老师的关心和指导下，取得了可喜的成绩。举办了第一届“石大物理之星”学术性活动，组织学生撰写有见地的小论文40余篇，通过论文演讲比赛和“物理之星”奖评选活动，提高学生的论文撰写水平；通过创办“物理之光”报纸、编写论文集以及科技创新等活动，营造了热爱物理、学好物理、学以致用的良好学习氛围，激发了学生学习物理的兴趣鼓励有兴趣的同学参与我校学术性社团物理协会创办的校内刊物“物理之光”的采编，美工及英文校审工作，并引导留学生积极投稿。
六、成立物理竞赛和物理实验竞赛指导小组
加强物理竞赛和物理实验竞赛辅导，规范管理，继续做好校内大学物理竞赛、北京市物理实验竞赛和全国部分地区物理竞赛的组织报名、指导、参赛和颁奖等工作。2006年来，在全国部分地区物理竞赛中获得较好的成绩，尤其是提高了一、二等奖的获奖比例。全校有70多名同学荣获北京市非物理专业大学物理竞赛甲组一、二、三等奖，获北京市“挑战杯”二等奖 1项，获北京市大学生物理实验竞赛二等奖3项、三等奖6项。并着手准备2011年10月举行的第1届中国石油大学（北京）校内大学物理实验竞赛。
通过丰富多彩的第Ⅱ课堂建设，激发了学生的创新意识，勇敢自信地构建自己新的思想和方法，具有较强的创新能力，有计划的使学生养成良好的创新性人格，训练了创新思维能力。初步的实践证明，以创新性实践探究活动为主的工科物理第Ⅱ的建设模式是创新人才培养教学改革中培养学生创新意识和创新能力的重要手段和环节。
中国石油大学（北京）非石油主干学科青年教师专项基金（2009年首批）
[参考文献]
[1]彭刚,何焰蓝,丁道一,刘一星.开放式学生物理创新实践基地运行模式的实践与探索.[J].高等教育研究学报.2011年6月第34卷第2期:74-76.
[2]李松岭,李明雪.高等物理创新人才培养教学改革模式构建.[J].高等理科教育.2011年第3期（总第97期）:141-145.
[3]http://jwc.cup.edu.cn/pulic/zsb/index.html/(中国石油大学（北京）本科生招生网).
[4]钟寿仙,张鹏,张万松,卢贵武,赵昆.基础物理课程对石油专业类人才培养初探与实践.[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版）.2011年5月第24卷第5期.66-68.
[5]http://web.cup.edu.cn/news/jjxy/25832.htm(中国石油大学（北京）新闻网).
[6]http://www.edu.cn/xin_wen_gong_gao_1114/20090521/t20090521_379806.shtml（中国教育与科研计算机网）.
（作者单位：中国石油大学（北京）理学院 北京）
[关键词]工科物理 第Ⅱ课堂 创新人才
21世纪是知识经济的时代，是一个充满全球性竞争和挑战的时代，创新型人才培养至关重要。 创新人才培养模式是指在创新教育理论的基础之上，为实现创新人才培养目标，将教育的诸要素因子以优化的方式组合成具有一定教学策略的、具有相对稳定的和具有可操作性程序的教育模型和方式[1]。关键问题是究竟从哪个方面入手，采用哪种方式，才能更快、更好地培养学生的创新精神和创新意识。物理学是自然科学中最基本的学科，物理学本身也是一门以实验为基础的学科，因此基于物理实验和科研的创新实践探究活动成为开发学生的创造潜能、培养学生科学精神的突破口是理所当然的[2]。
中国石油大学（北京）地处中国首都，是一所石油特色鲜明，以工为主，理、工、管、文多学科协调发展的全国重点大学，是我国石油石化工业高层次人才培养的主要基地，是“211工程”重点建设和国家985工程“优势学科创新平台”建设的高校之一[3]。工科大学物理涉及力、热、电、磁、光、近现代物理等知识，所讲授的基本概念、基本理论、基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分[4]。工科物理实验的构思、方法和技术极广泛地渗透到了各个自然科学学科和工程技术领域。它们与非物理学科自身的实验技术互相结合，互相推动，促进了各学科的完善与进步。为了探索人才培养模式的多样化，为国家培养基础理论扎实、创新能力强的拔尖石油石化工程人才，为了更好地发挥基础物理在石油石化人才培养中的作用，深化物理课程体系改革，从2006年起，依托大学物理和大学物理实验课程体系，以我校的北京市教学示范中心、北京市科普基地和“翱翔计划”基地实验室平台，以学校学工处和校团委设立的大学生科技创新项目计划为纽带，以北京市物理竞赛和物理实验竞赛为契机，开辟了丰富多彩的工科物理第Ⅱ课堂。从以下几个方面进行了尝试：
一、开设了特色公共选修课程—《物理技术与实践》
为了让学生更好的把物理学的理论及实验和石油工程技术结合起来，开设全校公共选修课《物理技术与实践》。该课程既要避免大学物理理论内容和物理实验内容的重复，又要兼顾和石油石化工程技术领域相结合。根据这个原则，我们设置新的课程体系，具体包括编写教学大纲，精选课程内容（重点选择与特色专业相结合的专题），编写授课讲义和制作视频课件等。突出从源头上积极培养本科生创新意识和创新能力的新思路、新方法和新途径。根据本科生的知识结构和认知水平并结合本校的专业特色，在原有的教学实验室、创新实验室和科普基地的基础上选择专题内容，在授课形式上采用小班上课，选课人数控制在每班50人。授课顺序上打乱大学物理理论课中力、热、电、振动波动、光及近代的顺序，以专题形式进行，例如伯努利原理专题，物体的重心与平衡专题，光学成像与探测专题等。理论和实验同时进行，第一节课是专题内容的理论学习，第二节课为专题内容实验演示和问题讨论及思考。
二、指导学生进行演示实验仪器的制作
工科物理一个重要的实践环节是在教师的指导下进行演示型实验仪器的制作，开发石油石化工程领域中物理演示仪器或者自己感兴趣的物理实验演示仪器。例如：石油类的石油炼制模型、石油开采钻采机模型、地质地层演示仪模型、光纤测井演示仪等；非石油类的激光窃听器、超声测距演示仪、太阳能电池、伯努利板演示试验仪等。学生对仪器的制作结合学校的大学生科技创新项目进行。每五个学生为一组，各有分工。我校物理系的北京市科普基地和“翱翔计划”基地实验室为实验研制平台，校团委和物理教学示范中心共同承担仪器的研制经费。学生自己选择实验题目，亲自动手设计或改进演示实验仪器，制作各类物理演示实验仪器。加深了对物理原理的理解，加强对工程技术领域的认识，激发了学生创新欲望，锻炼了学生的动手能力，加强实践环节，把对学生创新意识和创新实践能力的培养融入到课程的教学过程之中。学生们研制出多种优秀的实验仪器和装置，优秀的作品在北京市大学生“挑战杯”、北京市“翱翔计划”、北京市“物理实验竞赛”中多次获奖。其中，学生研究制作的“电动激光李萨如图形演示仪和伯努利综合演示仪”等，受邀参加了第十二届中国北京国际科技产业博览会“首都青年学生科技创新作品展”，作品创意新颖、实用性强，给参观的人们留下了深刻印象，中国教育网还对此进行了报道[5-6]。
三、充分利用科普基地
我校物理演示展示厅2009年被评为北京市第3批科普基地，充分利用科普基地开放实验室的开放平台，让全校学生来参观学习，由专业老师给学生演示各种实验并讲解原理和应用，从而加强物理实验的实践教学，增加学生学习的兴趣。使学生充分了解物理教学模式。另外，物理科普基地与北京市昌平区科协、航空博物馆、坦克博物馆联合开展科普教育，成立科普实践团队，对中小学生进行科普宣传，通过此项活动，学生不仅对所学的物理知识和原理有了深刻理解，了解科技前沿，而且增强了为社会服务意识，学会学以致用。
四、积极引导学生参与大学生科技创新项目
创新是建立在继承基础之上的，没有继承就不可能有创新。能力是以一定的知识为基础的，是在获得知识和运用知识的过程中培养的。大学生科技创新要使学生们能独立地、自信地审视周围世界，孜孜不倦地探索未知世界，并且能批判地吸收教师和书本上的知识，不满足于记忆性的知识，不局限于完成课内作业，要养成创新知识获得的创新性学习的习惯，并要求他们和团队成员一起合作完成这个过程。
借助学校科技创新计划训练项目研究，构建课外研究型实践平台。组织学生参与实验装置的开发，指导学生进行科研基础训练。结合基础物理和基础物理实验的教学开展课程小论文撰写和小课题研究等课外实践活动。从基础物理和基础物理实验内容入手，编写了“大学生科技创新行动计划项目”申报指南。建立了科技创新项目的网页，使大学生科技创新实验的管理向信息化、远程化和高效化发展。将教学与学生科研训练结合起来，通过指导本科生书写项目申请书、项目研究计划和方案以及结题研究报告，提高学生的科研能力和创新能力。学生的基础理论知识比过去更加扎实，实践能力和科学素质得到明显提高。
五、成立具有学术性的大学生社团——中国石油大学（北京）物理爱好者协会
依托学校现有资源：“北京市科普基地”、“物理教学实验中心”、“物理创新实验室”、“声学实验室”以及“大学物理和大学物理实验教学”平台指导学生开展具有学术性社团活动。2009年，成立中国石油大学（北京）物理爱好者协会，创办了“物理之光”报。自协会成立以来，在物理系老师的关心和指导下，取得了可喜的成绩。举办了第一届“石大物理之星”学术性活动，组织学生撰写有见地的小论文40余篇，通过论文演讲比赛和“物理之星”奖评选活动，提高学生的论文撰写水平；通过创办“物理之光”报纸、编写论文集以及科技创新等活动，营造了热爱物理、学好物理、学以致用的良好学习氛围，激发了学生学习物理的兴趣鼓励有兴趣的同学参与我校学术性社团物理协会创办的校内刊物“物理之光”的采编，美工及英文校审工作，并引导留学生积极投稿。
六、成立物理竞赛和物理实验竞赛指导小组
加强物理竞赛和物理实验竞赛辅导，规范管理，继续做好校内大学物理竞赛、北京市物理实验竞赛和全国部分地区物理竞赛的组织报名、指导、参赛和颁奖等工作。2006年来，在全国部分地区物理竞赛中获得较好的成绩，尤其是提高了一、二等奖的获奖比例。全校有70多名同学荣获北京市非物理专业大学物理竞赛甲组一、二、三等奖，获北京市“挑战杯”二等奖 1项，获北京市大学生物理实验竞赛二等奖3项、三等奖6项。并着手准备2011年10月举行的第1届中国石油大学（北京）校内大学物理实验竞赛。
通过丰富多彩的第Ⅱ课堂建设，激发了学生的创新意识，勇敢自信地构建自己新的思想和方法，具有较强的创新能力，有计划的使学生养成良好的创新性人格，训练了创新思维能力。初步的实践证明，以创新性实践探究活动为主的工科物理第Ⅱ的建设模式是创新人才培养教学改革中培养学生创新意识和创新能力的重要手段和环节。
中国石油大学（北京）非石油主干学科青年教师专项基金（2009年首批）
[参考文献]
[1]彭刚,何焰蓝,丁道一,刘一星.开放式学生物理创新实践基地运行模式的实践与探索.[J].高等教育研究学报.2011年6月第34卷第2期:74-76.
[2]李松岭,李明雪.高等物理创新人才培养教学改革模式构建.[J].高等理科教育.2011年第3期（总第97期）:141-145.
[3]http://jwc.cup.edu.cn/pulic/zsb/index.html/(中国石油大学（北京）本科生招生网).
[4]钟寿仙,张鹏,张万松,卢贵武,赵昆.基础物理课程对石油专业类人才培养初探与实践.[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版）.2011年5月第24卷第5期.66-68.
[5]http://web.cup.edu.cn/news/jjxy/25832.htm(中国石油大学（北京）新闻网).
[6]http://www.edu.cn/xin_wen_gong_gao_1114/20090521/t20090521_379806.shtml（中国教育与科研计算机网）.
（作者单位：中国石油大学（北京）理学院 北京）