题记：西安交通大学城市学院始终坚持以生为本，聚焦应用型人才培养目标，积极推进教学改革，大力提高办学质量。为鼓励各单位在“四新”大背景下围绕人才培养展开积极探索与实践，由党政服务中心、教学服务中心策划推出“人才培养系列专题报道”，旨在报道各单位人才培养工作方面开展的一些新举措及取得的成效。回顾总结促提升，凝心聚力再出发。新时代的教育教学既要关注知识的学习和技能的培养，更要关注创新精神和实践能力的培养，尤其要关注未来瞬息万变的社会对人才的特殊要求，因此人才培养工作需要不断地创新。我们希望人才培养系列专题报道能够发挥宣传示范效应，以新思路和新举措全方位推动学院人才培养高质量发展。

近年来，物理教学部深入研究应用型人才内涵，不断实践以学生为中心教育理念，以能力培养为目标，在实验课程全过程进行了改革与实践，构建了“基础-综合-开放”分层次实验教学体系。教学中，实践“问题启发式”“对分课堂”教学方法；自研“三维虚拟仿真系统”，创新教学手段；建设丰富的教学资源库；与课程同步组建课外兴趣小组，并组织参加各类竞赛，加强学生创新意识、创新能力培养；建设基于能力的考评模式；研究课程思政与实验课的有机结合。通过以上改革，使传统的灌输课堂向对话课堂转变，封闭课堂向开放课堂转变，重知轻行向知行合一转变，从而实现知识课堂向能力课堂转变，使学生得到“知识、能力、素质”三位一体的综合培养，切实发挥了物理实验课的作用。

图1 “基础-综合-开放”分层次实验教学体系

一、基础物理实验中的“知识、能力、素质”培养

在物理实验教学体系中，基础物理实验是进行综合能力、创新能力培养的先决条件。在进行课程设计时，对每个实验的知识、能力、素质培养点进行分析，并与实验教学各环节融合，做到日常养成与“知识、能力、素质”培养相统一。

1.知识培养层面

设计制作3D虚拟仿真软件，可观察仪器外部和内部结构，解决实验预习时只有文字介绍，看不到实物的情况，还可用来进行实验操作流程练习。建立多元素的实验视频资源库，针对每个实验重点和难点，深挖掘课程思政元素，制作微视频，供学生课外学习。

图2 3D虚拟仿真软件

2.能力培养层面

构建以能力为导向的问题启发教学模式，针对应用型人才培养需求，在实验课教学中确立学生为中心，融入课程思政，将“知识、能力、素养”融入到教学各环节。

图3 能力培养关系图

3.素质层面培养

实验素养、动手能力和创新意识对学生今后的学习、工作乃至生活都将产生深远的影响。基础物理实验课要求每位学生在预习、操作、数据处理三个环节独立完成,可以充分发挥和培养学生的自主思考能力和意识。特别是不少物理实验仪器较难调节，需要花费不少时间进行操作，通过这些训练可以培养学生迎难而上、坚持不懈的实验精神，进而提升实验素养。另外，通过实验室氛围建设也为人才素质培养提供了环境支撑。

图4 素质培养

经过多年的实践检验，逐步形成了以“问题启发式”为核心的基础物理实验教学体系，该课程2021年获批陕西省一流课程，为实现培养应用型人才的目标奠定了坚实的基础。

图5 获批陕西省一流课程文件

二、进阶技能训练—综合设计性物理实验

为了培养学生综合运用所学知识分析解决实际问题的能力、开放性思维和创新意识。实验室根据学生专业特点，以兴趣为切入点，设置了力学、热学、光学和电学模块，每个模块由相应的系列实验组成，学生可根据兴趣选择相应模块进行学习，在此过程中，初步学会研究性学习方法。

图6 综合设计性实验框架图

三、项目训练—开放物理实验

当学生具备基本实践动手能力和经过系统技能训练后，通过项目训练进一步提升创新能力，根据学生专业对项目进行重新设置：（1）为经管类和文科学生开设以演示实验装置制作为主的项目，旨在培养学生动手能力和提升科学素养；（2）为工科生开设仪器改进、实用小制作和科研小课题，旨在培养学生创新能力和塑造科学精神。

在进行课题选取时，以基本实验方法和实验技能为基础，对现有内容进行扩展：例如改进现有实验仪器，用新方法测量某个物理量等。课题需要学生查阅大量资料，自行设计实验方案，最后购置元器件完成仪器的组装和调试，具有一定的挑战性。通过完整课题的制作，学生能够熟练掌握研究性学习的方式。为了保持课题的创新性和挑战度，除少部分课题进行持续拓展外，其余均为新课题。

图7 查阅资料

图8 电路分析与讨论

图9 模型加工与制作

四、创新创业—学科竞赛

学生通过“基础-综合-开放”分层次实验教学体系的训练后，已经初步具备进行创新工作的条件。在此基础上，老师和学生利用课外时间对项目进行完善和功能扩展，培养学生创新创业意识。

2021年是研究性学习培养模式实施的第一年，物理教学部筛选了开放实验中的三个项目参加全国大学生物理实验竞赛，最终获得国家二等奖1项、三等奖2项的好成绩。

图8 暑假期间师生备赛

图9 2021年全国大学生物理实验竞赛获奖队员

图10 2021年全国大学生物理实验竞赛获奖证书

2022年是研究性学习培养模式实施的第二年，在总结经验的基础上完成了对培养方案的进一步优化和完善。物理教学部选拔了23位同学参加全国大学生物理实验竞赛，参赛项目均来源于开放实验。竹有章、刘会玲、赵云芳、雷玉明、李育新、赵丽华、刘兆梅等多名教师主动放弃了休假，组成指导团队，对学生进行辅导。

图11 暑假期间老师工作

备赛期间，学生们的表现也让人感到意外。许多队员还是大一学生，他们牺牲休假时间，全身心投入到课题的研究中。有的根据题目要求，自行设计实验方案，在团队中发挥了带头作用；有的自学仿真软件和算法，进行实验数值仿真；有的能在很短时间熟悉新仪器使用，有的解决实验所需材料制备问题……同学们在整体上形成了一种力求上进的学习氛围。我院2021级管理系学生孙韵佳通过物理实验课程的学习对物理产生了浓厚的兴趣，她表示“作为商科学生，物理实验竞赛使我更进一步地提升独立思考能力与动手操作能力，大大增强了我对今后大学学习的信心，同时它也以一种特有的力量激励我前行”。

在同学们和老师们的努力下，2022年全国大学生物理实验竞赛获得国家二等奖2项、三等奖2项、优秀奖1项的历史最好成绩。

图12 2022年全国大学生物理实验竞赛获奖队员

图13 2022年全国大学生物理实验竞赛获奖证书

获得这些成绩之后，教学团队开始思考如何在提高学生动手实践能力的前提下提升应用型人才培养质量，提出了以开放实验为基础，以研究性学习方式培养为途径，基于创新的创业培养模式。从现实问题中发现项目，用科研手段去解决它。在这个思想的指导下，2022年底开始了“挑战杯”的准备。经过多次的论证，推选三个作品参赛，其中两个作品进入省赛答辩环节。最终《基于COMSOL的稳态模型分析：半导体制冷在人体器官保存中的应用研究》荣获省赛一等奖，《基于unity3D物理仿真实验系统的开发与设计》荣获省赛二等奖，这也是学校近八年来的最好成绩。

图14 参加2023年陕西省大学生课外学术科技作品竞赛

图15 2023年陕西省大学生课外学术科技作品竞赛获奖证书

近两年，物理教学部在学生创新活动方面取得的成绩不是偶然的，是各方面共同努力的结果：学院对开放实验方向性的指导和支持，学生们忘我拼搏的劲头，物理教学部坚持“以学生为中心”的教学理念和长达9年的积累沉淀。如今面临新的形势，物理教学部将继续深化推进教学改革，加强教师队伍建设，提高学生创新创业能力，为提升应用型人才培养质量持续探索。

文图：物理教学部

编辑：沈玉皎