大学物理是工科学生十分重要的公共基础课，由于知识面广，因此，在培养学生科学思维、创新能力等综合素质方面担负着重要责任。但是根据目前用人单位的反馈信息，学生就业后对工作适应能力差，理论与实践脱节，在工作中缺乏创新精神。为了改变现状，黑龙江科技大学以物理演示室为依托，加强物理创新基地建设，推动素质教育活动的开展，提高学生对知识的应用能力和创新能力，为用人单位培养出高素质应用型人才，满足社会需求和发展的需要。因此，对大学物理教学模式进行“教学做一体化”“理论实践一体化”的改革尝试，从而实现CDIO培养模式在大学物理教学中应用。
一、大学物理素质教育改革与实践
我校以“大德育、大工程、大实践”理念为指导，坚持育人为本、德育为先、突出实践，把德育与工程实践相结合，强化科学精神与人文精神的统一，着力培养思想道德素质高、基础理论扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新精神的应用型高级专门人才。在这一背景下，如何有效地探索基于CDIO的思想自主创新教育是一个迫切研究的问题。我校从1996年物理演示实验室建成至今，每年都投入一定的素质教育经费，开展物理科技创新活动。探索CDIO“做中学，做中教”理念和方法应用于大学物理教学中，在大学物理教育中组织学生参与物理演示实验制作及物理实验动画制作等素质教育活动，培养学生自学、动手与解决问题的能力以及研发、团队工作与沟通等方面的能力。多方面、多角度去培养学生的应用能力和创新能力，在全校大二工科学生中开展“小论文”“小发明、小制作”“演示仪器制作”“演示动画制作”等活动，通过实践活动我们积累了一些宝贵经验。
1.大学物理教学如何实现素质教育
大学物理的作用就是要使学生了解和领会物理学是如何研究和思考物质运动规律的，进而掌握认识自然的基本科学方法。因此，大学物理教育思想定位要着眼于物理思维和研究方法的培养。另一方面，从我校物理学习情况来看，大致可分为两个层次，由于学生基础不同，教育的层次及达到目标略有不同，但最终都要达到教育部关于本科大学物理教学大纲要求。我们分两个学期开展素质教育活动如下：在学生学习大学物理上册内容时，在学生中开展科技写作活动（小论文或小读书报告），要求每一位学习大学物理的学生任选《物理•工程•创新》中的内容为主要参考，利用物理理论与工程实际和现实生活中的联系，以公开发表论文的格式写一篇小论文或读书报告。任课教师要对学生写作进行必要的理论指导。对于优秀论文或读书报告要评出等级，给予奖励。目的是使学生了解物理知识在工程技术中的应用，增加学生学习物理的兴趣。培养学生自学能力和利用资源的能力，为学生完成毕业论文做准备。在学习大学物理下册时，组织、引导学生参观物理演示实验室，向学生布置“小发明、小制作”“演示仪器制作”“演示动画制作”任务，为学生提供指导性制作题目和演示题目，让学生自主选择设计，发挥学生主动参与意识。对各部分制作的要求如下：①小发明、小制作要求：学生先提出设计方案（含原理说明，技术参数，设计图纸，最终目标）。由任课教师初审，可行者必须通过制作指导小组终审，认为实际可行后，鼓励学生制作。②物理演示仪器制作要求：学生作品应能够完成针对基本物理定律的简明演示。参与电子制作类的学生，要求以自身的兴趣爱好为基础。③大学物理演示软件制作要求：所有动画使用FLASH系列软件制作。演示动画题目由教研室指定，动画指导小组具体负责，学生通过竞标方式获得动画题目，并最终完成制作。
2.如何搞好大学物理素质教育
（1）实践题目、内容选择要合适。教师首先应该根据学生的实际情况有目的地确立一些指导性制作题目和演示题目，如配合课堂教学用的演示仪器、演示动画。一方面可以充实课堂教学，另一方面可以为学生确定其他题目提供借鉴。允许学生“异想天开”大胆设计，使学生真正成为活动的主角。其次，教师要加强理论指导，大学物理是学生进入大学之后遇到的第一门实践性较强的课程，此时学生理论水平较低，缺少经验，教师应该从方案设计、可行性论证、制作的全过程进行跟踪指导，但又不能包办，让学生充分发挥主导作用。最后要保证素质教育经费，由于实践基地是为学生提供实践的场所，要为学生实践活动提供必要的工具、材料等，才能保证素质教育活动正常开展。（2）加强物理演示实验室的建设。物理演示实验室的基本职能是配合理论教学，通过演示使枯燥、抽象的理论内容变得生动、直观，使学生易于接受和理解。同时通过学生参观演示实验，了解物理知识在工程技术上的应用。物理演示实验室应该加大建设力度，除了应购进课堂上的演示仪器外，也应该购进一些先进的仪器模型，开拓学生的视野。正所谓“见多识广”，这对于培养学生的创新、创造能力是非常有利的。必须建立多层次、全方位、面向全体学生的应用型人才培养基地。
二、取得的成效
探索基于CDIO的大学物理自主创新教育是培养高素质工程技术人才的需要，是培养和提高学生科学素养的需要，有利于充分发挥学生的主体意识、主动精神、创新意识和协作观念。通过近20年的大学物理素质教育实践，共收到学生读书报告6500余篇；制作方案及动画设计方案500余份，学生完成制作作品70余件，其中获奖作品52件，学生完成演示动画近200项，其中获奖72件。学生制作的一些作品，在性能上超过了购买的同类产品，在演示效果上更直观，现象更明显。相当一部分作品可以应用到课堂教学中，弥补了演示仪器的不足，演示动画丰富了课堂教学内容，提高了学生的学习兴趣。
作者：王丰 汪洋 曾嵘
