大学物理教学融合创新创业思想教育的探索与实践*

刘向远 张穗萌 吴兴举 宋军 魏相飞 何锐 郝洪荣

(皖西学院电气与光电工程学院 安徽 六安 237012)

自从“大众创业、万众创新”的口号提出以来，亿万中国人深受鼓舞，身处创新时代，许多人踊跃实践，涌现出诸如大数据、云计算、人工智能以及一系列与“互联网+”相联系的创新热点和创业成果．在大的创新创业背景下，高校应该有所作为．于是各高校推出了培养学生创新创业能力的新举措，诸如大学生创业计划、大学生创新训练、创新创业大赛等[1,2]．在经济新常态下，社会需要整合资源，需要激发创新潜能，造就更多的就业机会，创造新价值，因此倡导大学生创新创业有助于提升整个社会经济发展的动力．为了提高大学生创新创业能力[3]，高校专门开设了创新创业教育课程，对于大学生创新创业理念的形成起到了普及作用．国内外创新创业教育的理论与实践表明，创新创业教育应该贯穿高校教育的全过程，涉及到几乎所有教学课程和教学环节[4, 5]．

大学物理作为高等学校理工科专业的基础必修课程，承载着专业课教学基础性概念认知和基础性物理学原理应用的主要任务．由于大学物理作为理工科教学的基础性地位，历来受到国内外高校的重视，大学物理教学改革也随着社会经济的发展在不断变化．基于大学物理教学本身的特点和创新创业教育的新形势，探索和实践大学物理教学融合创新创业思想教育具有现实和长远的意义．

1 创新创业素材的挖掘

物理学发展史是一部创新史，从经典力学到相对论和量子论的产生过程不断有新概念和新原理的提出，并且每一次重大的创新都把人类文明推向一个新的高度．与创新创业教育相对应，创业的基础就是创新，就是要突破原先的局限性，把握新机遇，提出新想法，创造新价值．在创新上，大学物理课程和创新创业教育两者本质相同，并且大学物理教学能够应用物理学的创新成就启发学生的创新思维[6]．从广义的角度理解创新创业，创业是指社会生活各个领域里的人们为开创新的事业所从事的社会实践活动，是主体在能动性的社会实践中所体现的一种特定的精神、能力和行为方式[7]．因此，物理学中所体现的创新恰恰属于一种“创业”活动．大学物理教学内容主要包括力学、热学、光学、电磁学以及量子与原子物理，内容面较广，涉及到众多的物理学基本原理和物理学家的贡献[8]，因此可以从物理学原理和物理学家创新的经历出发提炼创新创业素材．

在深入分析教材的基础上，提炼出一系列物理学中的创新创业素材，包括物理学原理、物理学家的创新经历及其对大学生创新创业的启示，并且这些物理学原理和物理学家的创新经历能够体现在具体的教学内容里．经过整理，我们提炼出表1中的4条物理学原理及其对大学生创新创业的启示．

表1 物理学原理对大学生创新创业的启示

物理学史上有许多物理学家创新成功的例子，创新成功的同时创造了新知识，他们的创新方法和哲理性论述对大学生创新创业提供了理论思维和方法论．我们研究了物理学家的创新经历，引申出了哲理性思想并提炼出这些思想对大学生创新创业的启示，如表2所示．

表2 物理学家的创新经历对大学生创新创业的启示

从表1和表2的材料挖掘看，尽管物理学原理和物理学家的创新经历不能直接体现创新创业思想，但是引申这些材料的深刻含义能够透视出创新创业的深刻内涵．

2 教学模式的探索

物理学原理和物理学家的创新经历对大学生创新创业的启示必须落实在具体的教学过程中，传统的大学物理课堂教学往往从基本概念入手，教师讲解基本定律和定理，然后师生讨论、分析并举例、练习．为了在大学物理教学中融合创新创业思想教育，我们采用“两段式”教学模式，即前一段进行物理基本概念、基本原理的讨论与分析，明确物理学基本概念和原理的含义以及应用，然后由物理学基本原理、物理学家的创新经历引申、切入到创新创业的思想教育．

例如克劳修斯熵和热力学第二定律统计意义的教学．首先，讲解克劳修斯熵和玻尔兹曼熵的概念、熵增加原理，然后讨论，总结出4条热力学“熵原理”[9]：

(1)熵是有序与无序的度量；

(2)孤立系统的熵增加；

(3)负熵流原理；

(4)非线性机制对熵的干预．

再把热力学“熵原理”由自然科学领域引申到社会科学领域，进一步联系大学生创新创业，具体融入4个观点：

(1)大学生创新创业是社会经济发展的负熵流；

(2)大学生创新创业体现了非线性机制对熵的干预；

(3)大学生创新创业是无序到有序的过程；

(4)大学生创新创业应该从创新入手．

再例如爱因斯坦的狭义相对论教学．在讲解和讨论狭义相对论坐标变换和速度变换之后，自然切入到爱因斯坦的生平介绍和狭义相对论产生的背景，引申出爱因斯坦对科学的贡献．由此联系爱因斯坦的哲理名言：提出一个问题往往比解决一个问题更重要；奇思玄想的天赋对我而言，比我的才干更重要；不曾犯错的人从来不曾尝试新事物等哲理名言，进一步采用类比的方法，引申为爱因斯坦的“创新创业观”：主张用丰富的想象力和奇思妙想提出新的问题；主张个性的张扬和尝试新事物；积极从事创新创业实践，实现个人的价值；成为一个务实、勤奋、包容、坚韧的创业者．

在新课引入上尽量做到多样化，既可以从物理学知识点入手，也可以由创新创业事迹入手，从而实现教学目的．在内容的安排上，做到精简每节课的大学物理知识点内容，如果知识点内容太多，可以分配部分内容在上节课讲解，以便有足够的时间安排创新创业思想教育．在课后作业的布置上，不拘泥于计算型练习，布置一定量与创新创业思想教育相联系的问题，例如，热力学“熵原理”对大学生创新创业有哪些启示？从爱因斯坦的哲理思想看大学生如何创新创业？等等．

3 教学方法改进

针对大学物理教学融合创新创业思想教育的教学，原先简单、线性的教学方法已经不能适应新内容的教学要求．为了把知识内容的教学和思想内容的教学很好地融合在一起，有必要联系当前社会发展的实际，采用理论联系实际的教学方法，才能使创新创业的思想深入学生的理念之中．

首先，联系创新创业成功的风云人物，例如马云与阿里巴巴、俞敏洪与新东方教育、比尔盖茨与微软、李嘉诚与香港房地产，等等．把这些人物的创新思想和创新方法与物理学家们的创新精神进行类比，找出两者的共同之处.例如联系物理学家牛顿后期从事货币制造监管，改进造币方法，大幅提升造币效率的事迹[10]，我们得出结论：要想在创业的道路上取得成就，创新是基础，从而提升学生对创新与创业关系的认识．

其次，联系大学生创业成功的范例，让学生从身边创新创业事迹说起，例如本校毕业学生创办信息传媒公司、教育直播公司、演出租赁服务公司等，结合研究性学习和创新创业训练谈谈自己未来的创业打算，等等．让学生主动上网搜集大学生创业成功的范例，作为学生讨论的素材，例如南京邮电大学大二学生陈峰伟创办IT销售、华南理工大学计算机软件学院的许少煌创办网站平台、上海对外贸易学院大三学生周强创办大学城在线服务等[11]，引导学生讨论他们成功的创新创业方法和创新创业品质．另一方面，联系物理学家的创新精神和创新品质，明确创新创业的方向和途径，例如联系普朗克突破科学困境提出能量子假说，启示大学生创新创业应该具有破旧立新的创业品质；联系牛顿在前人成就的基础上提出惯性定律等事迹，启发大学生创新创业需要选择合适的项目和奋斗方向．

除了理论联系实际的教学，教师还积极指导大学生创新创业训练计划，参加多项省级和国家级学科竞赛．通过指导学生完成大学生创新创业训练计划提升大学生的创新能力，培养学生具备坚韧、合作、包容的创业品质．在指导大学生参加学科竞赛的过程中，鼓励学生提出新想法，实现创新目标，培养学生勇于探索、合作创新的精神品质．同时，部分学生获得与创新创业相关的优异成绩能够为其他学生树立形象，提供范例．

4 教学效果

经过2年的教学探索，大学物理教学融合创新创业思想教育的实践积累了宝贵的经验．为了了解教学实践的效果，我们编制了一套问卷，对140名学生进行了问卷调查．调查结果显示：99%的学生认为大学物理与大学生创新创业相结合是有意义的，物理学家的创新精神和物理学原理对大学生创新创业有指导作用，学生的思想认识得到了一定程度的提高．同时，组织课堂教学的教师先后指导了6名大学生国家级和省级大学生创新创业训练，并且取得了优秀及良好的成绩，指导多名学生参加国家级和省级学科竞赛获得国家级一等奖2项，省级一等奖2项．这些成绩的取得充分说明大学物理教学融合创新创业思想教育是一次有益的教学尝试，为大学物理教学增添了新的内涵和新的素材．