大學物理是工科學生十分重要的公共基礎課，由於知識面廣，因此，在培養學生科學思維、創新能力等綜合素質方面擔負着重要責任。但是根據目前用人單位的反饋資訊，學生就業後對工作適應能力差，理論與實踐脫節，在工作中缺乏創新精神。爲了改變現狀，黑龍江科技大學以物理演示室爲依託，加強物理創新基地建設，推動素質教育活動的開展，提高學生對知識的應用能力和創新能力，爲用人單位培養出高素質應用型人才，滿足社會需求和發展的需要。因此，對大學物理教學模式進行“教學做一體化”“理論實踐一體化”的改革嘗試，從而實現CDIO培養模式在大學物理教學中應用。
一、大學物理素質教育改革與實踐
我校以“大德育、大工程、大實踐”理念爲指導，堅持育人爲本、德育爲先、突出實踐，把德育與工程實踐相結合，強化科學精神與人文精神的統一，着力培養思想道德素質高、基礎理論紮實、知識面寬、實踐能力強、具有創新精神的應用型進階專門人才。在這一背景下，如何有效地探索基於CDIO的思想自主創新教育是一個迫切研究的問題。我校從1996年物理演示實驗室建成至今，每年都投入一定的素質教育經費，開展物理科技創新活動。探索CDIO“做中學，做中教”理念和方法應用於大學物理教學中，在大學物理教育中組織學生參與物理演示實驗製作及物理實驗動畫製作等素質教育活動，培養學生自學、動手與解決問題的能力以及研發、團隊工作與溝通等方面的能力。多方面、多角度去培養學生的應用能力和創新能力，在全校大二工科學生中開展“小論文”“小發明、小製作”“演示儀器製作”“演示動畫製作”等活動，透過實踐活動我們積累了一些寶貴經驗。
1.大學物理教學如何實現素質教育
大學物理的作用就是要使學生了解和領會物理學是如何研究和思考物質運動規律的，進而掌握認識自然的基本科學方法。因此，大學物理教育思想定位要着眼於物理思維和研究方法的培養。另一方面，從我校物理學習情況來看，大致可分爲兩個層次，由於學生基礎不同，教育的層次及達到目標略有不同，但最終都要達到教育部關於本科大學物理教學大綱要求。我們分兩個學期開展素質教育活動如下：在學生學習大學物理上冊內容時，在學生中開展科技寫作活動（小論文或小讀書報告），要求每一位學習大學物理的學生任選《物理工程創新》中的內容爲主要參考，利用物理理論與工程實際和現實生活中的聯繫，以公開發表論文的格式寫一篇小論文或讀書報告。任課教師要對學生寫作進行必要的理論指導。對於優秀論文或讀書報告要評出等級，給予獎勵。目的是使學生了解物理知識在工程技術中的應用，增加學生學習物理的興趣。培養學生自學能力和利用資源的能力，爲學生完成畢業論文做準備。在學習大學物理下冊時，組織、引導學生參觀物理演示實驗室，向學生布置“小發明、小製作”“演示儀器製作”“演示動畫製作”任務，爲學生提供指導性製作題目和演示題目，讓學生自主選擇設計，發揮學生主動參與意識。對各部分製作的要求如下：①小發明、小製作要求：學生先提出設計方案（含原理說明，技術參數，設計圖紙，最終目標）。由任課教師初審，可行者必須透過製作指導小組終審，認爲實際可行後，鼓勵學生製作。②物理演示儀器製作要求：學生作品應能夠完成針對基本物理定律的簡明演示。參與電子製作類的學生，要求以自身的興趣愛好爲基礎。③大學物理演示軟件製作要求：所有動畫使用FLASH系列軟件製作。演示動畫題目由教研室指定，動畫指導小組具體負責，學生透過競標方式獲得動畫題目，並最終完成製作。
2.如何搞好大學物理素質教育
（1）實踐題目、內容選擇要合適。教師首先應該根據學生的實際情況有目的地確立一些指導性製作題目和演示題目，如配合課堂教學用的演示儀器、演示動畫。一方面可以充實課堂教學，另一方面可以爲學生確定其他題目提供借鑑。允許學生“異想天開”大膽設計，使學生真正成爲活動的主角。其次，教師要加強理論指導，大學物理是學生進入大學之後遇到的第一門實踐性較強的課程，此時學生理論水平較低，缺少經驗，教師應該從方案設計、可行性論證、製作的全過程進行跟蹤指導，但又不能包辦，讓學生充分發揮主導作用。最後要保證素質教育經費，由於實踐基地是爲學生提供實踐的`場所，要爲學生實踐活動提供必要的工具、材料等，才能保證素質教育活動正常開展。（2）加強物理演示實驗室的建設。物理演示實驗室的基本職能是配合理論教學，透過演示使枯燥、抽象的理論內容變得生動、直觀，使學生易於接受和理解。同時透過學生參觀演示實驗，瞭解物理知識在工程技術上的應用。物理演示實驗室應該加大建設力度，除了應購進課堂上的演示儀器外，也應該購進一些先進的儀器模型，開拓學生的視野。正所謂“見多識廣”，這對於培養學生的創新、創造能力是非常有利的。必須建立多層次、全方位、面向全體學生的應用型人才培養基地。
二、取得的成效
探索基於CDIO的大學物理自主創新教育是培養高素質工程技術人才的需要，是培養和提高學生科學素養的需要，有利於充分發揮學生的主體意識、主動精神、創新意識和協作觀念。透過近20年的大學物理素質教育實踐，共收到學生讀書報告6500餘篇；製作方案及動畫設計方案500餘份，學生完成製作作品70餘件，其中獲獎作品52件，學生完成演示動畫近200項，其中獲獎72件。學生製作的一些作品，在性能上超過了購買的同類產品，在演示效果上更直觀，現象更明顯。相當一部分作品可以應用到課堂教學中，彌補了演示儀器的不足，演示動畫豐富了課堂教學內容，提高了學生的學習興趣。