■ 徐林華 鄭改革 陳玉林 張雅男 （南京信息工程大學(xué)物理與光電工程學(xué)院）

大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)*

■ 徐林華 鄭改革 陳玉林 張雅男 （南京信息工程大學(xué)物理與光電工程學(xué)院）

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及提高他們的動(dòng)手能力，為了使有潛力和有興趣的學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐有一個(gè)活動(dòng)場(chǎng)地，我校物理實(shí)驗(yàn)中心建立了大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。該平臺(tái)經(jīng)過5年的運(yùn)行，我們發(fā)現(xiàn)參與創(chuàng)新實(shí)踐的學(xué)生提高了分析問題和解決問題的能力，拓寬了視野，培養(yǎng)起了良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)?！皠?chuàng)新實(shí)踐”為大學(xué)生進(jìn)入社會(huì)開發(fā)新技術(shù)、研制新產(chǎn)品奠定了一定的基礎(chǔ)。創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)的水平對(duì)于“創(chuàng)新實(shí)踐”的效果將起著決定性的作用。因此，如何建設(shè)好大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)值得深入地探討和研究。

實(shí)踐教學(xué)改革；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新意識(shí)與能力；創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)

改革開放以來，盡管我們國家在人才培養(yǎng)方面已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，但是仍然存在著培養(yǎng)出來的很多大學(xué)生眼高手低、動(dòng)手能力差的問題。很多招工單位抱怨：很多本科生的動(dòng)手能力遠(yuǎn)不如高職院校的學(xué)生。這不能不引起高校教育者的重視。在以往的本科院校高等教育中，學(xué)校往往更注重于書本知識(shí)的傳授，而對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)力度不夠。這勢(shì)必要求相關(guān)高校加大對(duì)實(shí)踐性課程的教學(xué)改革力度。眾所周知，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是一門理工科各專業(yè)必修的、獨(dú)立設(shè)置的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是學(xué)生在大學(xué)里接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)具有重要作用。隨著信息化社會(huì)的迅速發(fā)展，為了滿足社會(huì)對(duì)于人才的需求，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法和教學(xué)模式必然也要做出相應(yīng)的調(diào)整，很多院校都已經(jīng)進(jìn)行了一些探索，比如中國科技大學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方面就做了很多有益的探索而且成效顯著。然而，國內(nèi)各所高校在師資、財(cái)力、對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)等方面都存在一定差距，所以不能一律地追求“高大上”的推進(jìn)策略，必須立足于學(xué)校自身的實(shí)際情況來開展物理實(shí)踐教學(xué)方面的改革創(chuàng)新。南京信息工程大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心作為第一批省屬本科學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)等方面也取得了一些有意義的經(jīng)驗(yàn)。在2012年我校物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心建立了物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，基于該創(chuàng)新平臺(tái)，我校學(xué)生在全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排創(chuàng)新競(jìng)賽、全國大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、江蘇省高校大學(xué)生物理及實(shí)驗(yàn)科技創(chuàng)新競(jìng)賽、江蘇省大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽中多次獲得重要獎(jiǎng)項(xiàng)。更重要的是，經(jīng)過物理創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練的學(xué)生，提高了分析問題和解決問題的能力，拓寬了視野，培養(yǎng)起了良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí)。下面就大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)的必要性及我們?nèi)〉玫囊恍┙?jīng)驗(yàn)做一簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)尚存在的一些困難予以描述，希望能引起相關(guān)人員的重視。

一 大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)的必要性

對(duì)于理工科大學(xué)生而言，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是一門重要的基礎(chǔ)課程，這門課程的學(xué)習(xí)不僅使學(xué)生更好地理解和掌握了“大學(xué)物理”課程的內(nèi)容，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了一些實(shí)驗(yàn)技能，而且為完成后續(xù)的其它專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。但是“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程中所設(shè)置的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多數(shù)是經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，一般都有確定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；而且這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多數(shù)是每個(gè)實(shí)驗(yàn)僅僅涉及到某一方面的物理知識(shí)，比如“牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)”就只涉及到光的等厚干涉的內(nèi)容，“霍爾效應(yīng)的研究”這個(gè)實(shí)驗(yàn)只涉及到霍爾效應(yīng)，等等。如何將“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容進(jìn)行延伸，使學(xué)生獲得綜合性的實(shí)踐訓(xùn)練是高校物理教育者必須要考慮的問題。再者，在“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程里，在完成某一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程中，每個(gè)學(xué)生基本上都是以個(gè)體獨(dú)立完成的，而且指導(dǎo)教師也強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)該獨(dú)立完成。對(duì)于小的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，個(gè)人是可以順利完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的。然而，當(dāng)學(xué)生特別是理工科類學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入社會(huì)工作時(shí)，遇到的情況往往不是“單打獨(dú)斗”式的工作模式，他們面對(duì)的更多情況是這樣的：很多人共同參與一個(gè)大項(xiàng)目，每個(gè)人要與別人協(xié)調(diào)地一起來完成一個(gè)項(xiàng)目。這就要求學(xué)生必須有良好的溝通能力和協(xié)作能力，要具有良好的團(tuán)隊(duì)工作精神，然而這種能力在我們的一般實(shí)踐課程中是無法培養(yǎng)的。此外，我們目前面對(duì)的狀況是“由于多年的擴(kuò)招和本科教育的普及化，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程只能保證批量化教育而失去了個(gè)性化教育的功能”，從而使得一些具有強(qiáng)烈學(xué)習(xí)欲望和想發(fā)揮創(chuàng)造力的學(xué)生得不到應(yīng)有的發(fā)展。綜上所述，大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的建立是非常有必要的。

二 大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的運(yùn)行模式

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建立方式

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)的形式開展，一般一個(gè)團(tuán)隊(duì)包含3～5名學(xué)生。我校的物理創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的建立方式非常靈活，不要求學(xué)生必須按指導(dǎo)教師給出的項(xiàng)目?jī)?nèi)容去選題。創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的建立主要有兩種方式，一種是由指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的教師給出一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由學(xué)生們來選題，選題相同或興趣相同的學(xué)生則組成一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)（先選題，再組隊(duì)）；另外一種方式是學(xué)生自主選題，然后由指導(dǎo)教師審查是否合適（先組隊(duì)，再定題）。我們尤其鼓勵(lì)學(xué)生自主選題，因?yàn)樗麄兺鶎?duì)于自己選的項(xiàng)目更感興趣并能保持持久的研究熱情；而且當(dāng)這個(gè)項(xiàng)目完成后，他們也更加能體會(huì)到愉悅感和能力的展示。選題應(yīng)該具有一定的物理思想，具有一定的創(chuàng)新性和可行性。當(dāng)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目確定之后，實(shí)行專業(yè)指導(dǎo)教師和學(xué)生結(jié)對(duì)子的運(yùn)行方式。值得一提的是：這個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的結(jié)束并不一定意味著這種延伸式的培養(yǎng)和教育過程的結(jié)束，實(shí)際上學(xué)生和指導(dǎo)教師在一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目完成的過程中有一個(gè)相互深入交流的過程，若是學(xué)生覺得指導(dǎo)教師有能力繼續(xù)指導(dǎo)自己并且得到指導(dǎo)教師的認(rèn)可，這個(gè)學(xué)生可以跟著這位指導(dǎo)教師繼續(xù)做畢業(yè)論文甚至直接攻讀研究生學(xué)位。這種教學(xué)方式可以更早地發(fā)現(xiàn)好的苗子，從而進(jìn)行加速培養(yǎng)。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需經(jīng)費(fèi)的來源

盡管學(xué)校和學(xué)院對(duì)于物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)是很支持的，但是目前還沒有給予直接的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)。物理創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的來源主要有以下幾項(xiàng)：大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目（包括校級(jí)和省級(jí)兩類）、優(yōu)秀畢業(yè)論文支持計(jì)劃項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目、指導(dǎo)教師課題經(jīng)費(fèi)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心運(yùn)行經(jīng)費(fèi)等。由于學(xué)校每年都會(huì)有大量經(jīng)費(fèi)支持“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目”，所以它也成為了物理創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的一項(xiàng)重要來源。

3 創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的管理模式與運(yùn)行方式

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)場(chǎng)地主要包括兩個(gè)場(chǎng)所：（1）專門的大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；（2）指導(dǎo)教師的科研實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于教師的科研實(shí)驗(yàn)室是由專職教師負(fù)責(zé)管理，而對(duì)于大學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室則以學(xué)生們自己管理為主，教師管理為輔。一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目立項(xiàng)之后，指導(dǎo)教師通常會(huì)給學(xué)生們安排一個(gè)專用的實(shí)驗(yàn)用品柜，用來放置該項(xiàng)目的一些文件及實(shí)驗(yàn)器材；項(xiàng)目組成員按照分工，各司其職。一般一個(gè)項(xiàng)目組會(huì)制定一份詳細(xì)的計(jì)劃表，項(xiàng)目組成員定期與指導(dǎo)教師討論項(xiàng)目的進(jìn)展情況。

4 創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的驗(yàn)收

我們建立這個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的主要目的是使學(xué)生獲得更多的鍛煉機(jī)會(huì)和增強(qiáng)他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，而不是期望他們獲得多少研究成果。因此，項(xiàng)目結(jié)題時(shí)，不一定非要有發(fā)表的相關(guān)論文、授權(quán)的專利或獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)，但項(xiàng)目組學(xué)生對(duì)于該項(xiàng)目涉及到的物理思想的理解程度應(yīng)該是大大提升的。不強(qiáng)調(diào)“實(shí)”的研究成果，是為了防止學(xué)生的功利性思想的滋生。總之，創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)對(duì)于項(xiàng)目的驗(yàn)收方式是靈活多樣的——與選題的種類有關(guān)系；最后提交的結(jié)題材料可以是研究報(bào)告、公開發(fā)表的論文、專利或者提交實(shí)物都可以。對(duì)于完成的質(zhì)量高的實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，我們將在學(xué)院和實(shí)驗(yàn)中心的宣傳板中給予展覽報(bào)道，讓參與項(xiàng)目的學(xué)生感受到榮譽(yù)感。

三 大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)中存在的主要困難

1 資金存在很大缺口

由于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中往往用到一些高端的設(shè)備或儀器，所產(chǎn)生的測(cè)試費(fèi)或設(shè)備租用費(fèi)都比較高。此外，一些特殊的實(shí)驗(yàn)用品也很昂貴。這些都導(dǎo)致了經(jīng)費(fèi)緊張。由于資金存在很大的缺口，創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的運(yùn)行也受到了一定的限制。目前主要對(duì)本學(xué)院的學(xué)生開放，也對(duì)少量外院學(xué)生開放，現(xiàn)時(shí)還無法滿足全校學(xué)生的需求。

2 指導(dǎo)教師人數(shù)不足

現(xiàn)在我校的大學(xué)生物理類創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目不安排具體課時(shí)，而且這些創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目基本上都是學(xué)生在課下完成的，因此教師指導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)不算教師的教學(xué)工作量。參與該項(xiàng)活動(dòng)的教師雖然前兩年都還很有熱情，但是長而久之就逐漸地缺少了積極性。這直接導(dǎo)致指導(dǎo)教師人數(shù)不足。一些國內(nèi)著名高校，比如中科大，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的運(yùn)行與管理已經(jīng)走上規(guī)范化的道路，學(xué)校會(huì)給予指導(dǎo)教師一定的工作量和一定的經(jīng)費(fèi)支持。但是，在很多高校，學(xué)校并沒有給予指導(dǎo)教師相應(yīng)的工作量，參與活動(dòng)的教師往往缺乏足夠的積極性。因此，物理實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)的長久運(yùn)行及發(fā)揮積極作用需要學(xué)校給予必要的政策和條件支持。

3 實(shí)驗(yàn)用房缺少

專門的實(shí)驗(yàn)用房缺少是一個(gè)很棘手的問題。盡管物理實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)劃出了一些房間用于創(chuàng)新實(shí)踐專用實(shí)驗(yàn)室，但是仍遠(yuǎn)不能滿足需求。特別是對(duì)于制作類項(xiàng)目，學(xué)生們都想有一個(gè)安靜的環(huán)境，能不受打擾安心于自己的思考和實(shí)驗(yàn)。但是在目前情況下，要想解決這一問題還存在較大困難。

大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)有益于大學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的綜合提高，如何使其成為大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺(tái)和孵化器值得深入地探索和研究。一個(gè)運(yùn)行良好的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)不僅需要有滿腹熱情的指導(dǎo)教師，還需要學(xué)校提供必要的資金和其它方面的保障，這需要高校領(lǐng)導(dǎo)給予高度重視。

[1]熊永紅,任忠明,皮厚禮,肖育英,唐超群,張炯．物理實(shí)驗(yàn)源頭創(chuàng)新教育的思路與探索[J]．物理與工程,2006(1)．

[2]張敏,何龍慶,張波．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究[J]．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2009(1)．

[3]李穎．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)數(shù)字化教學(xué)改革的探索[J]．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2016(4)．

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1008-2549(2017)05-0084-02

本文受南京信息工程大學(xué)教學(xué)類實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目（2016KF013）和本科教學(xué)質(zhì)量提升工程項(xiàng)目資助（2013002）。