郭中華，劉 昊，陶 磊，王志全

（蘭州城市學(xué)院培黎工程技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)中增強(qiáng)大學(xué)生的科研訓(xùn)練

郭中華，劉 昊，陶 磊，王志全

（蘭州城市學(xué)院培黎工程技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070）

開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為建設(shè)應(yīng)用型本科院校，培養(yǎng)綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級(jí)專門人才，面向地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以蘭州城市學(xué)院物理系為例，闡述開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)過程中增強(qiáng)大學(xué)生科學(xué)訓(xùn)練的一些有益嘗試。

物理實(shí)驗(yàn)；開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；教學(xué)改革；科研訓(xùn)練

20世紀(jì)90年代末我國提出應(yīng)用型本科教育的概念，高等教育轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)意義的通識(shí)型人才教育進(jìn)程中，我國三分之一的新建本科院校明確提出以應(yīng)用型本科教育為發(fā)展方向［1］。面向地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，以應(yīng)用型本科教育為發(fā)展目標(biāo)，物理學(xué)課程的教學(xué)體系也應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥茖W(xué)素質(zhì)的教育為主，注重教育的社會(huì)功用，培養(yǎng)知識(shí)與技能兼?zhèn)涞母邔哟螒?yīng)用型人才。

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤為重要，教育部“質(zhì)量工程”［2］中也強(qiáng)調(diào)，知識(shí)來源于實(shí)踐，能力來自于實(shí)踐，素養(yǎng)更需要在實(shí)踐中養(yǎng)成。因此構(gòu)建開放性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，增強(qiáng)大學(xué)生的科研訓(xùn)練把被動(dòng)式的教學(xué)過程和個(gè)性化的培養(yǎng)內(nèi)容相結(jié)合，引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，是促進(jìn)教育教學(xué)改革的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力，進(jìn)而營造一個(gè)開放、進(jìn)取的校園學(xué)術(shù)氛圍，有利于促進(jìn)新建地方本科院校整體教育教學(xué)質(zhì)量的提高。

1　開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)

（1）建立儀器齊全、環(huán)境良好的實(shí)驗(yàn)室

學(xué)院重視辦學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建成物理實(shí)驗(yàn)中心，現(xiàn)有有力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁、原子物理、近代物理、中教法、光電檢測(cè)與研究等實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，設(shè)備完好率90%以上，實(shí)驗(yàn)開出率100%，學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所及設(shè)備儀器能夠滿足物理學(xué)專業(yè)和大學(xué)物理公共課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，同時(shí)為全院學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)提供服務(wù)。

與此同時(shí)，為配合理論課教學(xué)，增加教學(xué)的直觀性，自制或購買相關(guān)的教學(xué)儀器、模型、教具，建立了儀器齊全、環(huán)境良好的實(shí)驗(yàn)室，比如光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，基本做到了凡是教材上講到的波動(dòng)光學(xué)現(xiàn)象，都能在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)，真正做到了理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互促進(jìn)，強(qiáng)化了物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)的觀念，避免了理論教學(xué)中容易出現(xiàn)的抽象、脫離實(shí)際的現(xiàn)象。

（2）開放實(shí)驗(yàn)室

為更好的使物理課程教學(xué)系統(tǒng)化，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，2011年物理實(shí)驗(yàn)中心響應(yīng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室開放政策，向?qū)W生開放各實(shí)驗(yàn)室，各實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立或相互合作，針對(duì)學(xué)生對(duì)課堂中的理論知識(shí)概念理解抽象的弊端，使學(xué)生可隨時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，做他們自己想做的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行進(jìn)一步的仔細(xì)觀察和學(xué)習(xí)，由于有了自主權(quán)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前高漲，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、科學(xué)素質(zhì)和探索精神。

（3）構(gòu)建數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

物理實(shí)驗(yàn)中心各實(shí)驗(yàn)室均有相關(guān)配套的教學(xué)軟件，并依托校園網(wǎng)、高等學(xué)校教學(xué)資源網(wǎng)和數(shù)字圖書館，在課堂教學(xué)中，提供豐富的教學(xué)課件和講義、多媒體素材等，完善課程教學(xué)資源庫，借助多媒體技術(shù)手段的應(yīng)用擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)的信息量，同時(shí)注重講解實(shí)驗(yàn)的圖像，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的架構(gòu)、數(shù)量級(jí)的概念重點(diǎn)闡釋，啟發(fā)學(xué)生去想象，建立物理圖像，由此增加物理學(xué)知識(shí)在近代工業(yè)、科技中的應(yīng)用范例，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維。

此外，針對(duì)專門的課程體系，在本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目中還設(shè)計(jì)出一些仿真實(shí)驗(yàn)軟件，并投入實(shí)際使用，拓展了實(shí)驗(yàn)的廣度和深度，一方面所需投資少，可減少貴重儀器的損傷，另一方面突破實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境的局限，將抽象難懂的概念、規(guī)律通過仿真實(shí)驗(yàn)生動(dòng)、形象的表現(xiàn)出來，擴(kuò)展了物理問題的研究途徑與方法，且具有一定的應(yīng)用價(jià)值，在促進(jìn)本科教學(xué)質(zhì)量和服務(wù)水平方面均發(fā)揮了重要的作用。

2　科研訓(xùn)練活動(dòng)及科研素養(yǎng)的培養(yǎng)

（1）調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)

原有的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中，各實(shí)驗(yàn)室教學(xué)內(nèi)容仍以經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，局限于基礎(chǔ)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，素質(zhì)教育和能力教育的教學(xué)改革內(nèi)容沒有體現(xiàn)，學(xué)生的創(chuàng)新思維無從談起。2012年物理實(shí)驗(yàn)中心制定了新的教學(xué)大綱，使得各實(shí)驗(yàn)室均開設(shè)了比例為25%的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將課程內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展聯(lián)系起來，讓學(xué)生了解到課程相關(guān)的研究動(dòng)態(tài)［3］，及新技術(shù)應(yīng)用的基本理論基礎(chǔ)知識(shí)。

同時(shí)配合相應(yīng)理論課程教學(xué)，實(shí)驗(yàn)課程中貫徹研究性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，通過查閱文獻(xiàn)，咨詢老師，自己設(shè)計(jì)研究性課題，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生獲取信息的能力，還可以使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

（2）開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

將物理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)結(jié)合，進(jìn)行改革、探索和實(shí)踐，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和科學(xué)素養(yǎng)為目的［4］，結(jié)合各實(shí)驗(yàn)室的具體情況和現(xiàn)有設(shè)備，物理實(shí)驗(yàn)中心制定了合理可行的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目［5］，均為綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并要求撰寫?xiàng)目計(jì)劃書、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，實(shí)驗(yàn)報(bào)告。開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)行素質(zhì)拓展學(xué)分制，在四年的專業(yè)理論學(xué)習(xí)過程中要求修夠一定的學(xué)分。

自學(xué)院開展開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以來，物理實(shí)驗(yàn)中心連續(xù)開展了7項(xiàng)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，參與學(xué)生包括物理學(xué)專業(yè)、電子信息專業(yè)、機(jī)械制造專業(yè)、焊接技術(shù)等專業(yè)學(xué)生。在指導(dǎo)教師的帶領(lǐng)下，同學(xué)們積極參與到各項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)程中，通過開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同學(xué)們?cè)诶碚撝R(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，即加深了理論知識(shí)的理解，也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，更培養(yǎng)了他們提出問題、思考問題、解決問題的能力。

（3）鼓勵(lì)及引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生科技競(jìng)賽、課外科技活動(dòng)

物理實(shí)驗(yàn)中心通過開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，深入研究課程內(nèi)容，提取相關(guān)課題指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文的撰寫或是畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作之外，這幾年來有計(jì)劃地指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生物理科技作品競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模等科技競(jìng)賽，鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品項(xiàng)目、大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目等科技活動(dòng)，獲得校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)、省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)十余項(xiàng)，并指導(dǎo)學(xué)生撰寫相關(guān)論文，發(fā)表論文7篇。

這種以團(tuán)隊(duì)合作形式的實(shí)踐活動(dòng)，使得學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題，不僅擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)視野，啟發(fā)他們的科學(xué)思維方法，而且通過這些活動(dòng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思想和敢于創(chuàng)新的精神得到了培養(yǎng)，更重要的是他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流表達(dá)能力等科研素養(yǎng)也得到了有效的提高。

3　總 結(jié)

通過上述實(shí)踐，探索開放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)中提高大學(xué)生科研素養(yǎng)的途徑與方法，形成了一套良好的培訓(xùn)案例，目前已建立物理學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，有良好的研究環(huán)境，為本科生科研訓(xùn)練活動(dòng)提供保障，以此在知識(shí)和實(shí)踐之間搭建一座橋梁，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科研工作的興趣和熱情。在此基礎(chǔ)上實(shí)施的研究性教學(xué)，及以課程論文、研究性實(shí)驗(yàn)、課外學(xué)術(shù)科技作品為載體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，將知識(shí)傳授與研究方法和科研能力的培養(yǎng)結(jié)合起來，將科研訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽、畢業(yè)論文工作相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生自主立項(xiàng)，這樣增加了學(xué)生對(duì)科研訓(xùn)練的興趣和自信，培養(yǎng)了學(xué)生的科研素養(yǎng)，也在完成科研訓(xùn)練的同時(shí)獲得相應(yīng)的成果，一舉多得。

［1］ 陳小虎，吳中江，李建啟.新建應(yīng)用型本科院校的特征及發(fā)展思考［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2010（6）:41-43.

［2］ 周濟(jì).實(shí)施“質(zhì)量工程”，貫徹“2號(hào)文件”，全面提高高等教育質(zhì)量［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2007（3）:4-8.

［3］ 王金發(fā).構(gòu)建開放式研究性的教學(xué)與學(xué)習(xí)新模式［J］.中國高等教育，2007，21:20-22.

［4］ 王亞雄.大學(xué)物理教學(xué)改革的思考［J］.陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005（1）:267-268.

［5］ 魏秀芳.開設(shè)開放性物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力［J］.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2014，27（1）: 117-119.

Enhancing Undergraduates’Scientific Research Training in the Construction of Open Experimental Platform

GUO Zhong-hua，LIU Hao，TAO Lei，WANG Zhi-quan
（School of Bailie Engineering&Technology，LanZhou City University，Gansu Lanzhou 730070）

The construction of open experimental platform is conductive to improving the undergraduates’innovation spirit and practice ability.For constructing the application-oriented university，cultivating high comprehensive quality applied talents，geared to the needs of local economy，this paper takes the physics department of Lanzhou City University for example and elaborates some beneficial attempt in the scientific training during the construction process of the open experimental platform.

physical experiment；open experimental platform；reform in education；research training

G642.0

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.037

1007-2934（2015）02-0129-03

2014-11-17

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11464025，11064007）；教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”（NCET-11-0906）；甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題（［2012］GSGXG045）。