新形势下大学生物理学术竞赛教学培训模式的探究*

刘树成 魏晓楠

(贵州大学物理学院 贵州 贵阳 550025)

1 引言

进入21世纪以来，创新性人才的发展已成为我国教育改革与推进的目标之一，尤其是拔尖创新型人才和综合型人才的培养已经成为评价“双一流”高校成果建设的重要指标之一[1].因此，高校如何培养创新型和综合型人才成为中国高校和教育界乃至全社会共同讨论的问题.然而，创新型人才和综合型人才的培养是一个综合素质的释放过程，不可能一蹴即至，需要时间去积累沉淀，需要高校不断更新办学理念和思想，不断地挖掘学生的创造力.

物理学作为高校的自然学科，它是科学发展途中的一块基石，支撑了全球现代化的科技.在大部分理工科高校中，物理学课程是一门必修的基础课，它可以为专业课程打下非常扎实的基础，学生在学习物理基础课程过程中会不断地开发解决问题的创造力以及其他方面综合能力，比如自主学习能力.中国(全国)大学生物理学术竞赛(CUPT)是南开大学引进一项物理类辩论赛事，并一跃成为我国高校的重要赛事[2].该比赛题目灵活新颖且开放，没有具体的答案，不少问题来源于生活，需要竞赛团队的5位同学根据实际问题，综合应用所学知识在规定的时间(1年准备)去进行理论分析、实验验证，进行结果与讨论，并将成果与其他竞赛团队以辩论的形式进行相互交流，各抒己见以便更好地解决问题.该项赛事的比赛模式相对其他比赛，不仅能更好地培养学生团队协作能力和表达能力，还能为同学培养创新能力、动手实践能力和交流表达能力等综合素质得到全面协调发展.自2010年以来，中国(全国)大学生物理学术竞赛已经在我国成功举办了13届，从第一届的12所高校发展到现在近百所高校参与比赛，现在已经成功列入全国物理学会教导委员会的工作计划.越来越多的高校教师将从传统课堂教学投入到竞赛中来，全国大学生物理学术竞赛相关研究得到了广泛地研究[3～5].然而，中国(全国)大学生物理学术竞赛的发展至今仍然面临巨大的挑战.本文分析了中国大学生物理学术竞赛组织和教学培训中所面临的现状，并对竞赛的相关工作提出一些实质性的措施.

2 高校理工科学生在大学生物理学术竞赛的相关工作中面临的现状

2.1 学生缺乏对大学生物理学术竞赛的正确认知

大部分学生对参加全国大学生物理学术竞赛的意图模糊，缺乏对学术竞赛作用的正确认知，没有察觉到学术竞赛是一项能全方位提高大学生的知识掌握能力、实践能力、团体协作能力、交流表达能力、创新能力等综合能力的重要赛事.成绩较好的一部分学生，主要是想去拿一个奖，为学期末的学业奖学金争取多一些绩点，这部分学生太重视比赛的结果，往往还未到全国性的舞台上，就会遇到一些阻力，认为得不偿失，容易半途而废.另外一部分学生，抱有玩一玩的心态和见一见外面的世界去参赛，认为该比赛是一个团队作战，自己一个人对团队的影响不大，殊不知这些没有摆正认知的学生对竞赛的负面影响巨大.

2.2 学生物理基础浅薄 自主学习能力欠佳

受高中时期学习模式的影响，教师认真仔细地讲解教材的知识，学生也只是被动地接收，然后采用题海战术.这样的传统育人模式与当今社会提倡的“创新型”人才培养模式简直就是南辕北辙.其学生本身也难以做到创新、拔尖和全面，相反大部分学生的基础是十分薄弱的.一旦进入大学，学生在中学时压抑的精神得到放松，同时大学课程依旧十分繁重，很多学生根本无暇参加竞赛，也没有做好参赛的准备.

2.3 大学生物理学术竞赛周期长 学生缺乏毅力和学习兴趣难以坚持

由于大学生物理学术竞赛的题目源自于国际顶级期刊和生活中，其题型新颖且开放，涉及的范围很广很难在书本找到固定的答案，甚至缺乏解决此题目的参考文献，需要学生通过网络、书本等各种渠道去综合分析.但由于很多学生一味地等待教师为其讲解，缺乏相关的自主学习能力，更不会主动通过去图书馆或者网络查询资料，每当遇到具体的实际问题，没有办法一下子就寻找到答案，且竞赛周期长达1年之久，这对参赛学生的毅力和自制力等综合能力提出了极大的考验.很多学生参加完校赛就放弃了，认为题目太难，如果要参加全国物理学术竞赛需要长时间地把精力投入到竞赛中，会极大地干扰生活甚至影响正常的学业，导致很多学生难以坚持，给竞赛的准备带来极大的困难.

3 大学生物理学术竞赛教学培训模式的举措

3.1 开展学术竞赛培训公开课 全面提高学生的学习认知

全国大学生物理学术竞赛因其本身的相互友好辩论的比赛模式和开放性题型而具有极强的开放性和综合性.为了让学生对竞赛有全面的了解，我们必须要加大力度去宣传并为参赛学生开展公开课，让其明白全国大学生物理学术竞赛可以让同学们更好地成为21世纪的拔尖创新型人才，该竞赛可以起到提高参赛学生本人的动手能力、团队协作、交流表达能力等方面的能力.具体原因有以下两点：第一，其题目很多是贴近生活，没有固定的答案，学生可以用开放性的思维和创新的想法去探讨问题、理论分析和实验验证，参赛学生一旦真正去做就能享受知识带来的乐趣和得到全方位的发展.第二，大学生物理学术竞赛的赛制比较特殊，需要5人组成默契的团队采用辩论的形式与对手进行共同讨论、相互提高.学生无论在筹备过程还是在竞赛中，都能与队友相互配合、共同进退形成友谊.

3.2 采用翻转课堂的教学培训模式 提升学生在竞赛中的自主学习能力

因传统教学的方式往往是教师为主导，大部分采用灌输的方式让学生明白怎样去解传统有固定答案的题，然而对于大学生物理学术竞赛而言，其题目来源非常广，尽管是贴近于生活，但是题目没有固定的答案，需要用一定创造力的开放性思维去研究问题.俗话说“授人以鱼不如授人以渔”，因此，在参与开放性题目的学术竞赛的指导工作时，切记不能采用传统的教学方法一味地灌输竞赛知识，而要采用“翻转课堂”的模式激发学生求知欲和培养学生的自主学习能力，引导学生自主地解决问题.

3.3 定期开展大学生物理学术竞赛活动 提高学生对学术竞赛的兴趣

中国大学生物理学术竞赛(CUPT)是借鉴国际青年物理学家竞标赛(IYPT)采用的“正、反、评”三方友好辩论比赛模式.该学术竞赛设置了涵盖力学、热学、电学、光学和声学5个方向交融的17道开放性题目.由于大学生物理学术竞赛的题目新颖且开放，涉及的范围很广，又没有具体的答案，且竞赛的周期一般为1年，这非常容易给参赛选手带来精神上的疲倦，对毅力和自制力提出了极大的考验.我校将赛事分为贵州大学物理学术竞赛校赛(简称校赛)、贵州省物理学术竞赛(简称省赛)、西南地区赛物理学术竞赛(简称西南赛)和中国物理学术竞赛(简称国赛)4个阶段.以减少赛事准备过程中的枯燥带来的疲倦.在校赛阶段：一般在11月份以前学生自由组队选题，自行查找相关论文、理论分析、设计并开展实验，按照学术报告的要求清晰表达所研究成果，由学院教师(裁判)进行考核并颁发校级奖项，同时，初步选出8～12支队伍参加省物理学术竞赛初赛.贵州省地区赛阶段：一般为11月中旬-12月初开展省初赛，在省初赛中表现最优秀的两支参加省决赛并竞争省物理学术竞赛的一、二等奖.为备战西南地区物理学术竞赛，我们要求每道题至少要4个同学会熟练地懂得其所有的部分，以便定期(一周一次)两队互相作为正反评三方进行训练，等到下一年的5月-6月参加西南地区物理学术竞赛，总结在西南地区物理学术竞赛的得与失，并撰写总结.如果获得成绩优秀(西南地区物理竞赛获一等奖的队伍)，将继续定期训练参加8月份全国组织的中国物理学术竞赛.这样分段式的开展物理学术竞赛活动，不仅可以实时地跟踪学生对物理学术竞赛过程中的应用能力，还能很好地激发他们对参赛的兴趣.

4 实施效果

通过对大学生物理学术竞赛教学训练，学生初步懂得了主动学习和应用所学的知识去解决竞赛中面临的实际问题，并全面地提升了学生开放性思维能力、团队协助和交流表达能力.参赛学生就竞赛过程中的实际物理问题进行理论分析和研究，用实验验证以达到理论和实验完美融合的结论，并把题目中所有过程和结论呈现给竞赛对手，与对手进行友好辩论和探讨.这种模式不仅能更好地培养学生团队协作能力和表达能力，还能培养学生的创新能力、自主能力、科研能力等综合能力.我们的教学培训效果在物理学术竞赛中得到了初步的体现.贵州大学代表队连续3年摘得省冠军，2020年获得西南地区物理学术竞赛一等奖，全国物理学术竞赛三等奖.

5 结论

大学生物理学术竞赛(CUPT)是我国高校重要的物理类竞赛赛事，同时为我国“双一流”高校的人才建设起到了重要的作用.在当今形势下，开展好大学生物理学术竞赛相关工作是高校挖掘培养高质量拔尖人才的一项重要途径.高校学生在大学生物理学术竞赛中其创新能力、自主学习能力、表达能力和团队协助等综合能力可以得到全面的提升.因此，笔者作为高校教学工作者在大学生物理学术竞赛的教学组织培训中会不断探索，希望能为竞赛中培养拔尖创新型人才提出一些思路.