面向创新实践能力培养的应用物理学专业人才培养探索与实践
——以西华大学为例

理学院 范志祥 兰洋顺 胡夏融 付佳 李会东 樊群超

摘要：新时代下应用物理学专业面临的机遇与挑战，多学科融合日益深化、新兴技术不断涌现、行业期望呈现多元化，这为应用物理学的实际应用带来了更多可能性，也提出了更高要求。本文从创新实践能力培养的角度分析了西华大学传统应用物理学人才培养的基本情况，给出了“实施深度融合贯通的教学模式与体系”“秉持‘引进来’‘走出去’道路强化师资队伍建设”“搭建创新实践平台和优化创新实践环境”“动态反馈机制助力人才创新实践能力培养优化与调整”等实施方案，助力应用物理学专业学生创新实践能力的培养。西华大学应用物理学专业本科生创新实践能力培养的实践与探索对培养兼具创新意识和实践能力的高级应用型人才具有较高的参考价值。

关键词：人才培养；创新实践能力；应用物理学

随着科技的飞速发展和产业结构的不断调整，应用物理学作为普通高等学校的基础专业，肩负着促进科技发展和推动社会进步的重要使命和责任，对培养具备创新实践能力的专业人才提出了更为迫切的需求。2018年，教育部印发的《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》，明确了高等教育的新方向，强调培养学生的创造性思维和创新实践能力，将其视为提高人才培养质量的关键要素。在这一背景下，应用物理学专业教师队伍不得不深刻反思和探讨本专业的人才培养途径，以适应时代的需求和挑战。

本文以西华大学为例，旨在研究应用物理学专业人才培养实践措施，力图通过创新实践能力的培养，努力培养出更具创新精神和实践能力的应用物理学专业人才。本文拟从传统人才培养存在的问题入手，探讨应用物理学本科生创新实践能力培养的实施路径，以期为应用物理学专业的未来发展提供可行的改革方案，以满足社会对高水平应用物理学专业人才的迫切需求。

一、传统应用物理学人才培养方面存在的问题

（一）创新实践能力培养缺乏系统性

创新实践能力是应用物理学专业学生必备的核心素养之一。然而，传统人才培养中的系统性不足，导致学生在实践中缺乏一贯性的指导和培养。而学生实际问题解决能力的不足成为制约创新实践能力培养的重要因素，例如，学生参与的实践项目往往是零散的、孤立的，缺乏整体性的设计和引导。因此，当面临真实世界中的综合性问题时，学生常常表现出解决能力不足，难以有效地运用所学知识和技能。

（二）师资队伍创新能力不足

师资队伍在高等教育中扮演着至关重要的角色，其创新实践能力直接关系到专业建设、学科建设和学生创新能力的培养质量。然而，目前普遍存在部分教师创新实践经验不足的问题，这成为阻碍教育质量、专业和学科发展的一大瓶颈，也使得他们难以有效引导学生深入实践。

首先，师资队伍的专业知识更新存在滞后性，难以适应快速变化的学科发展。在科技迅猛发展的今天，许多学科都面临知识更新的挑战，但部分师资队伍未能及时跟进最新的研究动态和技术进展。这导致了教师在教学和科研中无法为学生提供最新的知识和方法，限制了学科的前沿性和创新性。

其次，部分教师偏向理论教学，缺乏对实践性教学的有效指导和组织；部分教师偏向实验教学，缺乏对理论知识的有效传递和深入。这使得师资队伍的创新思维具有局限性，难以应对复杂、交叉性问题的挑战。

再次，师资队伍的科研压力和教学任务的矛盾也是其创新能力不足的原因之一。部分教师由于教学任务繁重，时间和精力都被各种教学活动所占据，难以有足够的时间和精力进行深入的科研工作。这使得他们在学科研究方面的深度和广度都受到了制约，无法为学科的创新做出更大的贡献。

最后，师资队伍培养的创新意识和创新精神也亟待加强。在传统的教育体系中，教师往往更加注重学科知识的传授，却较少关注学生创新思维和实际应用能力的培养。

（三）实践经验与理论知识脱节

实践经验与理论知识脱节是当前教育体系中一个普遍存在的问题，这种现象不仅会影响学生对知识的全面理解，还会制约他们在创新实践能力方面的培养。

一方面，教学内容的设置往往倾向于理论知识的传授，而忽视了实践经验的重要性。在课堂上，学生可能接触到大量的抽象理论，但却缺乏与之相匹配的实际案例或应用场景。这使得学生难以将所学的理论知识与实际生活、职业需求相结合，造成了解决实际问题能力的不足。

另一方面，传统的授课方式往往以讲授为主，缺乏实际操作和实践活动。学生在缺少实际动手经验的情况下，难以真正理解理论知识的实际应用，使得所学知识停留在纸面上而无法转化为实际技能。

（四）学科知识与实际需求脱节

传统的课程设置和实践项目未充分考虑行业发展趋势和企业需求，尽管学生在学校中接受了大量的专业知识，但缺乏对实际问题的解决经验，使得学生在实际应用和社会需求方面存在明显的脱节现象，这影响了他们的职业适应性和综合素养。再者，以传统的考试为主要评价手段，往往只注重学生对理论知识的记忆和理解，而对于实际应用能力的考核相对较少，这使得学生倾向于追求高分数而忽略了创新实践能力的培养。

（五）实践基地和资源不足

在高等教育的背景下，实践经验和创新意识的重要性愈发凸显，然而，实践基地和资源不够丰富，无法提供多样化的实践环境和机会，这严重制约着应用物理学本科生的实践成长，也限制了学生在实验和项目中的深度参与。这不仅影响了他们对新兴技术的掌握，也限制了创新实践的广度和深度。再者，实验室设备陈旧，实践基地相对单一，不足以支持学生创新实践能力的培养。

二、应用物理学本科生创新实践能力培养实施方案

（一）实施深度融合贯通的教学模式与体系

近年来，高等教育面临日新月异的挑战与变革，需要更具创新性和实践性的教学方式来代替滞后的传统教学模式。在西华大学2023版人才培养方案驱动下，将课堂教学、实验教学和实践性教学资源深度融合贯通的教学模式与体系便是一种旨在整合不同教学方法的创新尝试，通过课堂教学、实验教学和实践性教学资源的有机结合，促使学生在知识学习、创新实践与应用和团队合作等方面全面发展（见图1）。

图1 实施深度融合贯通的教学模式与体系

1.改革课堂教学

创设小组合作型教学、案例型教学、问题导向教学、研究型教学等多样化的教学模式助力应用物理学本科生创新思维、实践技能和团队协作能力的培养。其中，小组合作是培养学生团队协作和沟通技能的有效途径，在小组合作型教学中，学生被分成若干小组，通过共同讨论、合作解决问题，培养了解决实际问题的能力，增强了集体的协作意识。而案例型教学注重将理论知识与实际案例相结合，通过真实案例的讲解，让学生在实际问题中进行思考和解决，有助于学生深入理解理论知识，并培养学生对问题的分析和解决能力。

课堂引入问题导向教学，则可以让学生通过解决问题来学习知识。教师在教学过程中提出问题，引导学生主动探究，培养他们的批判性思维和解决问题的能力。而研究型教学则强调学生的独立思考和实践能力的培养。通过开展小型研究项目，学生能够深入研究特定问题，提高科研素养和创新能力。

2.改革试验与实践教学

对于实验板块，强化基础实验的重要性，通过基础实验培养学生的实验操作技能，同时加深对理论知识的理解；增加综合型实验中学生的参与度，在此过程中，将多个学科的知识整合到一个实验项目中，让学生跨学科地思考和解决问题，提升综合运用知识的能力；增设设计型实验，注重培养学生独立设计实验方案的能力，通过实际操作，让学生在解决实际问题的过程中获得经验；最后在拔高阶段，鼓励学生参与教师科研团队的科研型实验，使学生深入科学研究领域，培养科学探究的兴趣，提高学术素养，为未来从事科研工作打下基础。

另外，设立创新实践核心课程，例如，在西华大学2023版人才培养方案中新设了应用物理学创新实验课程，学生入校后的第二学期就可以开始该课程的学习，围绕课程大纲中规定的创新实验主题，学生可以组队开展以项目驱动的课程实践，也可以选择当年全国大学生物理学术竞赛、全国大学生物理实验竞赛及全国大学生光电设计竞赛的赛题作为实验项目，使学生在课程中能够感受到前沿科技的魅力，培养创新思维和实践能力。

3.强化实践性教学资源

引入新的实践性教学资源，如先进的实验设备、模拟软件等，提高实验教学的质量和水平，确保学生能够在实际操作中获得充分的实践经验。首先，在教学过程中，教师可以实施翻转课堂，学生在课堂上能够更深入地理解和应用知识，教师与学生的互动更为深刻，学生参与度和互动性得到及时有效的反馈，有助于培养学生的自主学习能力和实践应用能力。其次，教师还可以引入MOOC教学资源，通过网络平台提供丰富的学习资源，拓展学生的专业视野，使他们能够随时随地获取实践性教学资源。再次，教师也可以开展微课教学，将知识点拆分成短视频，让学生可以灵活选择学习时间，提高学习的自主性和灵活性。最后，教师可将优质的教学资源进行公开，让更多的学生受益，同时也可以吸纳更多的专业人才，甚至是本专业的学生参与到教学资源的开发中，学生则可通过实际项目的学习和参与，更容易认识到专业知识与实际应用的联系，从而更加主动地投入专业学习中，也能更好地将理论知识转化为实际解决问题的能力，促进共建共享教学社区的发展，有助于形成一个良性实践生态系统。

（二）秉持“引进来”“走出去”道路强化师资队伍建设

首先，开展创新实践导向的师资培训，培养物理师资的项目设计、实验教学方法和科研指导等方面的能力。在培训中，引入新技术如虚拟实验和在线模拟工具，以提升实践性教学效果，使物理教育更符合时代潮流。

其次，建设创新实践导向的教学团队，鼓励教师“走出去”，促进不同研究方向的物理师资之间的合作，通过共同设计和开展创新实践导向的计划策略，创造出更具有创新精神和实践导向的教学环境，使师资团队在教学上更具协同合作的能力。

再次，坚持“引进来”的原则打造师资队伍，邀请应用物理学领域的专业人才参与师资培训和教学指导，与物理师资合力打造导师团队，强化导师制落地与实施，也可为物理师资提供实际应用的经验和行业动态，以更好地满足市场需求。同时，将行业专业人才纳入创新和实践导师队伍，为学生提供更贴近实际应用的指导，使学生能够更好地融入职业实践。

最后，推动跨学科合作，通过跨学科培训，加深物理师资对综合问题的认识，培养其解决复杂问题的能力。同时，鼓励物理师资与工程、信息技术等专业领域的教师合作，组建跨学科团队，共同开展创新项目，推动不同学科之间的交流和合作，培养出更全面、更具综合素养的物理师资队伍。

（三）搭建创新实践平台和优化创新实践环境

首先，规划建设创新实验室，并引入虚拟实验平台，为学生提供更广泛的实践渠道。虚拟实验平台的引入使得学生能够进行远程实验和模拟实践，解决传统实验受地点和设备限制的问题。同时，整合智能化设备，如光电检测平台、3D打印机等，可以激发学生对创新设计的兴趣，培养其实际动手能力。

其次，在营造创新文化和氛围方面，鼓励学生参与创新项目和学科竞赛，并为他们提供展示和交流的平台。通过设立学术专题研讨会，定期举办学科交叉的学术研讨活动，促进不同领域的知识交流，打破学科壁垒，培养学生的综合能力和跨学科思维。

在校企、校校合作方面，与企业和中学建立合作关系是提升本科生实践环境的有效途径。高校可通过与企业合作，为学生提供实习机会，使他们在实践中更好地理解专业知识。与中学合作，通过开展需求调查，了解大学生兴趣，向中学了解实习岗位需求，为大学生提供更精准的实习岗位。同时，邀请企业专业人士作为行业导师，分享实际工作经验，指导学生的实践活动，实现学校与产业界的深度融合。

（四）动态反馈机制助力人才创新实践能力培养优化与调整

设立学生和教师的反馈机制，及时了解学生创新实践能力培养全过程的培育效果，及时进行改进和优化。另外，与社会建立联系，获取行业和用人单位的反馈，优化与调整人才培养措施与途径，加强本科生创新实践的队伍建设、课程建设、平台建设，确保培养出更具有适应性和创新力的人才。

三、应用物理学本科生创新实践能力培养成效

通过系列措施，应用物理学本科生的创新实践能力得到了较为明显的提升，也取得了较好成果。近三年来，本科生参加的校外各级各类竞赛中，获得国家级奖项30余人次，省级奖项40余人次，其中，20余人参加全国大学生集成电路创新创业大赛，6人获全国三等奖；2人参加中国大学生物理学术竞赛（作品赛），获全国一等奖；28人参加全国大学生物理实验竞赛，5人获得全国一等奖，3人获得全国二等奖，5人获得全国三等奖。主持国家级、省级大学生创新训练计划项目8项。本科生参与发表研究论文10篇。与此同时，教师的教研水平也得到了提升，发表了教研教改论文13篇，获批校级教改项目5项，省部级教改项目4项目，课程思政课程2门，校级一流课程4门，省级一流课程2门，讲课比赛校级奖2人次、省级奖2人次，国家级奖1人次。

四、结语

在这个充满挑战和机遇的时代，培养具备创新实践能力的应用物理学专业人才不仅是高校的责任所在，也是对学科发展和社会进步的积极响应。西华大学应用物理学本科生创新实践能力培养虽取得了阶段性成果，但还需进行深入研究和系统改革，要立足西华大学这一实践基地，进一步优化应用物理学人才培养途径，弥补人才培养中存在的不足，发挥专业特色与学科优势，将应用物理学本科生创新实践能力的培养贯穿整个培养过程，为应用物理学专业人才的培养注入更为强大的创新动力，助力其在未来的职业生涯中取得更为显著的成就。

参考文献

［1］教育部，关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见［EB/OL］，（2018-10-08）［2024-06-30］，http：//www，moe，gov，cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351887.html，

［2］周晓瑜，产教融合背景下专业教师实践能力培养的创新路径研究［J］，大学，2020（47）：142-144.

［3］包文君，基于深度产教融合的中高贯通培养模式的革新与探索：以上海电影艺术职业学院-中华职业学校贯通影视动画专业为例［J］，大学，2021，（31）：15-18.

［4］樊华，张进，陈伟建，等，强化设计性综合性实验以提高学生解决工程问题能力［J］，实验科学与技术，2019，17（2）：129-133.

［5］贺武华，我国本科生导师制演进发展的新时代要求及其实践创新［J］，中国大学教学，2021（3）：10-16.