張鳳琴,林曉瓏,王 丹

(吉林大學(xué),吉林長春 130022)

構(gòu)建大學(xué)物理實驗低年級本科生創(chuàng)新實踐能力培育平臺探究

張鳳琴,林曉瓏?,王 丹

(吉林大學(xué),吉林長春 130022)

闡述了構(gòu)建大學(xué)物理實驗低年級本科生創(chuàng)新實踐能力培育平臺建設(shè)的總體思路和實施措施以及所取得的成效。

大學(xué)物理實驗;低年級本科生;創(chuàng)新實踐能力培育平臺

大學(xué)物理實驗課程是一門面向非物理類專業(yè)低年級本科生開設(shè)的全校公共基礎(chǔ)實驗必修課,其涉及的學(xué)生面廣,對全面培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力起著重要的作用。目前,把知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)結(jié)合起來,并注重創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為各高校教學(xué)改革追求的目標。

吉林大學(xué)公共物理教學(xué)與研究中心每年承擔著全校80多個專業(yè),6 000余名本科生的大學(xué)物理實驗教學(xué)任務(wù)。根據(jù)國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才戰(zhàn)略、教育部高等學(xué)校物理學(xué)和天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會制定的《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》和吉林大學(xué)本科生培養(yǎng)方案,教學(xué)中心的物理實驗教學(xué)團隊重點進行了大學(xué)物理實驗低年級本科生研究與創(chuàng)新實踐能力培育平臺建設(shè),經(jīng)過多年的實踐,形成了自己的特色。

1 建立一套適合低年級本科生自主學(xué)習(xí)、自主實踐、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)于一體的大學(xué)物理實驗層次化教學(xué)新體系

針對校區(qū)多、學(xué)科廣、學(xué)生多、學(xué)生層次不同的特點,為滿足不同層次的人才培養(yǎng)需求,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,按照循序漸進的認知規(guī)律,建立以“基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗”四級層次為整體構(gòu)架,適應(yīng)多學(xué)科人才培養(yǎng)需求的物理實驗教學(xué)新體系。

實驗項目遵循學(xué)習(xí)性、自主性、創(chuàng)新性的原則,由低到高分層次遞進式拓展。

基礎(chǔ)性實驗:該系列實驗是面向剛接觸實驗的二年級本科生所開設(shè)的必修實驗及基礎(chǔ)性選做實驗。選擇了5個必修實驗項目,這些實驗涉及到了力、電、光、電子等方面基本儀器的使用、基本方法的訓(xùn)練。學(xué)生通過這5個必修實驗項目訓(xùn)練,為進入下一步選修實驗項目的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。基礎(chǔ)性選修實驗設(shè)置十幾個題目,實行學(xué)生在網(wǎng)上自定實驗題目及時間的開放模式,以擴大不同專業(yè)、不同層次、不同興趣的學(xué)生的選擇空間?；A(chǔ)性實驗重在對物理實驗設(shè)計思想、基本實驗方法、基本操作技能的訓(xùn)練。

綜合性實驗:該系列實驗引導(dǎo)學(xué)生對知識、技術(shù)和基本實驗方法進行綜合。實驗設(shè)置十幾個題目,其內(nèi)容涉及多個領(lǐng)域綜合知識或多種實驗方法和手段的綜合運用,使學(xué)生通過完成綜合性實驗,形成綜合運用基本實驗技能和方法解決比較復(fù)雜的物理測量問題的能力,系統(tǒng)掌握物理實驗的設(shè)計思想、實驗方法和技巧,加深對相關(guān)物理理論的理解,加快對現(xiàn)代物理技術(shù)的掌握,以及鞏固對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理能力。

設(shè)計性實驗:該系列實驗由學(xué)生根據(jù)實驗項目的教學(xué)要求,獨自查閱資料并設(shè)計實驗方案,由教師審閱并對可行性進行把關(guān)。如果設(shè)計方案合理,學(xué)生則可以根據(jù)實驗需求選擇儀器并獨自完成實驗,最后提交實驗總結(jié)或研究報告。

創(chuàng)新性實驗:該系列實驗遵循學(xué)習(xí)性、自主性、創(chuàng)新性的原則,根據(jù)現(xiàn)有條件確定研究方向,由學(xué)生自擬題目或選擇已設(shè)立的題目,鼓勵多人合作共同完成實驗工作,并且鼓勵學(xué)生研究實驗內(nèi)容的延伸和擴展的問題,最后提交論文或?qū)嵨镒髌?。為了保證實驗的順利進行,設(shè)立了物理實驗創(chuàng)新活動基地和資金支持,向?qū)W生開放設(shè)備資源,提供工具和實驗耗材幫助[1]。

依托課程建設(shè)的“工科物理實驗教學(xué)體系的改革”省重點教改課題,已經(jīng)通過了吉林省教育廳鑒定。

2 建立創(chuàng)新實踐平臺和創(chuàng)新實踐項目庫及指導(dǎo)教師梯隊

開發(fā)大學(xué)物理實驗問題研究的虛擬網(wǎng)絡(luò)社區(qū)平臺;充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,建立QQ答疑、交流群,多渠道建立教師、實驗技術(shù)人員和學(xué)生之間的溝通。

創(chuàng)新實踐項目庫的構(gòu)成:從設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗中延伸出值得進一步深入研究的課題;學(xué)生自主設(shè)計的課題;教師根據(jù)科研項目孵化出的適合本科生研究的項目等,所有實驗項目均在網(wǎng)絡(luò)平臺上公示。逐漸更新、積累構(gòu)建成具有一定前瞻性的、工程及社會應(yīng)用密切的創(chuàng)新實踐項目庫。

教師和參加創(chuàng)新實驗活動的學(xué)生,雙向選擇,確定研究方向和研究課題,具體過程由指導(dǎo)教師掌控。有科研潛質(zhì)的學(xué)生,可進入教師的課題組,做科研助理。教師給學(xué)生推薦相關(guān)的科研論文,引導(dǎo)學(xué)生自己查閱論文,學(xué)生通過研究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生搜集研究資料、閱讀文獻的能力,初步掌握科學(xué)研究的基本方法和過程,受到科學(xué)研究的基礎(chǔ)訓(xùn)練。

組建有豐富科研經(jīng)驗的教授、副教授及青年骨干教師、博士、碩士研究生,分類組成若干研究方向指導(dǎo)教師組。每個研究方向有一帶頭人。指導(dǎo)教師組定期交流經(jīng)驗,探索出系統(tǒng)科學(xué)的切實可行的創(chuàng)新研究型人才培養(yǎng)模式。指導(dǎo)教師形成梯隊,使創(chuàng)新實踐平臺良性運轉(zhuǎn),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。也為本科生攻讀研究生或從事研究工作培育創(chuàng)新團隊[2]。

3 構(gòu)建研究創(chuàng)新性實踐教學(xué)環(huán)境

從硬件和軟件兩方面著手

(1)配備適合四級層次培養(yǎng)模式的教學(xué)實驗儀器和設(shè)備

利用教育部改善基礎(chǔ)辦學(xué)條件專項資金和吉林大學(xué)實驗室設(shè)備類建設(shè)計劃項目,完善基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、創(chuàng)新性實驗儀器配套,以構(gòu)建多層次、遞進式教學(xué)新體系。

(2)實施多樣化課堂教學(xué)形式

運用啟發(fā)式、提問式、討論式、研究式等多種教學(xué)形式于物理實驗課堂教學(xué)中,提出思路和方向啟發(fā)學(xué)生去思考實驗設(shè)計思想、實驗方法、操作技術(shù)以及與工程實際的結(jié)合點,以問題激發(fā)學(xué)生的主動思維,師生之間、學(xué)生之間相互提問和共同討論,發(fā)揮教師在教學(xué)活動中的主導(dǎo)作用的同時,尊重學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位,促使學(xué)生主動思考,提出問題,活躍學(xué)習(xí)氣氛,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,使學(xué)生從接受知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主動探索者,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

(3)實行全開放教學(xué)模式

實行學(xué)生在網(wǎng)上自定實驗項目、實驗時間,除必修實驗外,學(xué)生可依據(jù)專業(yè)和興趣自由選擇,以滿足個性發(fā)展、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

(4)營造研究性教學(xué)氛圍

針對不同層次實驗項目的特點,積極開展以研究為基礎(chǔ)的教學(xué),建立一種基于探究的學(xué)習(xí)機制,拓展學(xué)生的探究興趣,變接受性學(xué)習(xí)為研究性學(xué)習(xí)。教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合,為學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)和從事研究活動創(chuàng)建各種條件。發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,因材施教,促進學(xué)生個性發(fā)展,發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)造潛質(zhì)。

4 開展豐富的課外創(chuàng)新性實踐活動

(1)開放物理演示展廳,開拓學(xué)生視野;

(2)聘請科研經(jīng)驗豐富的教授面向低年級本科生進行物理實驗方法和技術(shù)及專題講座;

(3)開展與物理實驗相關(guān)的科技制作競賽活動;

(4)組織學(xué)生科技活動沙龍,提供場地舉辦學(xué)生成果展示;

(5)鼓勵學(xué)生參加全國科技競賽活動,參加學(xué)校針對本科生的科技立項活動。實驗室提供場地、設(shè)備支持以及教師指導(dǎo);

(6)教師科研課題組吸收有創(chuàng)新潛能的學(xué)生加入科研團隊[3-5]。

5 開發(fā)適合自主學(xué)習(xí)、自主實踐、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺

大學(xué)物理實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理平臺涵蓋:課程體系、網(wǎng)上選課、課程預(yù)習(xí)、成績管理、創(chuàng)新園地、學(xué)生評價、交流平臺、答疑解惑、諾貝爾獎實驗專區(qū)、現(xiàn)代物理實驗技術(shù)專欄、成果展示、高校鏈接等。

網(wǎng)絡(luò)平臺為教學(xué)提供更加廣闊、靈活的平臺,給學(xué)生提供資源量大、覆蓋面廣的課程資源庫,拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間,使實驗教學(xué)內(nèi)容得到時間和空間的延伸。

“吉林大學(xué)物理演示實驗管理及大學(xué)生物理創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的網(wǎng)絡(luò)支撐平臺”2008年獲得吉林省高等學(xué)校教育技術(shù)成果三等獎;“大學(xué)物理實驗教學(xué)與管理平臺”獲吉林大學(xué)教學(xué)成果一等獎[4]。

6 結(jié) 論

大學(xué)物理實驗低年級本科生創(chuàng)新實踐能力培育平臺的建立及運用,受到絕大多數(shù)學(xué)生的充分肯定,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性,為低年級本科生提供了施展才能的實踐平臺;拓展了本科生的知識結(jié)構(gòu),通過親自制作實驗裝置,使學(xué)生參與到科技制作活動中,促進了學(xué)生的個性發(fā)展,讓學(xué)生受到科研工作的基本訓(xùn)練,全面提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

目前已有多名本科生通過參加創(chuàng)新實踐,獲得了國家級大學(xué)生創(chuàng)新實驗課題。依托課題已有幾項發(fā)明專利及多項實用新型專利授權(quán),以創(chuàng)新項目為內(nèi)容的論文公開發(fā)表,在全國教學(xué)研討會上作大會發(fā)言。

還有部分學(xué)生與教師合作完成的“傳感器應(yīng)用綜合演示平臺”、“電阻傳感器原理綜合演示裝置”獲全國高校第九屆、十一屆物理演示教學(xué)儀器評獎一等獎。

[1] 李幼真,徐富新.物理實驗教學(xué)中的若干問題及創(chuàng)新平臺建設(shè)的思考及實踐[J].大學(xué)物理實驗,2011 (5):102-104.

[2] 孫臘珍,張增明.研究型大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺建設(shè)的實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理,2010(25): 18-21.

[3] 張增明,孫臘珍,霍劍青,等.創(chuàng)新研究型物理實驗教學(xué)平臺的建設(shè)與實踐[J].物理實驗,2009(7): 14-17.

[4] 張鳳琴,等.依托優(yōu)秀教學(xué)團隊構(gòu)建創(chuàng)新素質(zhì)培育型大學(xué)物理課程教學(xué)體系的實踐[J].大學(xué)物理, 2014(4):41-43.

[5] 馬紅章,尹玉芳,等.開放式大學(xué)物理實驗創(chuàng)新培養(yǎng)特區(qū)模式探索[J].大學(xué)物理實驗,2015(5):32-35.

Exploration on Innovative and Practical Abilities TrainingPlatform of Junior Undergraduates Based on College Physics Experiment

ZHANG Feng-qi,LIN Xiao-long?,WANG Dan
(Jilin University,Jilin Changchun 130022)

General idea,implementmeasures and effectives have been expounded in this paper about innovative and practical abilities training platform of junior undergraduates based on college physics experiment.

college physics experiment;junior undergraduates;innovative and practical abilities training platform

G 424

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.006.036

1007-2934(2015)06-0121-03

2015-05-11

?通訊聯(lián)系人