康 穎

(海軍工程大學,湖北武漢 430033)

創(chuàng)新實驗教學 培養(yǎng)綜合素質

康 穎

(海軍工程大學,湖北武漢 430033)

本文介紹了我校實驗中心為了培養(yǎng)學員的綜合素質,在大學物理實驗課的教學中,在內容的特色性、方法的自主性和開展創(chuàng)新實踐第二課堂方面的做法和體會.

海軍工程大學是全軍五所綜合大學之一,也是軍校中建校最早的院校之一.它的任務是培養(yǎng)海軍初級指揮軍官,學員既要懂技術還要會指揮,因此,對學員的綜合素質提出了更高的要求.

對于大學物理實驗這門課來說,依據教指委最新頒發(fā)的教學基本要求,結合培養(yǎng)高素質新型軍事人才的實際需求,我們物理實驗中心(以下簡稱“中心”)對實驗教學做了一些改革的嘗試.教學內容上注重層次和特色;教學方法上突出自主和創(chuàng)新;教學管理上實行”寬嚴相濟”.依托完善的校園網和局域網,實行全面開放的網絡化和人性化的管理,營造了一個自主、科學、創(chuàng)新的實驗氛圍,這無異于在嚴格管理的軍校內注入一股新鮮血液,有效地調動了學習的積極性,激發(fā)了求知欲望,使學員樂于實踐、勇于實踐、長于實踐.

1 特色內容,營造海軍科技知識環(huán)境

作為重點軍隊院校的實驗中心,我們始終堅持把公共基礎性實踐課程和培養(yǎng)高素質軍事指揮軍官的使命任務聯系在一起,使教學內容具有生命力.根據海軍這個技術密集型軍種人才培養(yǎng)的要求,我們注意營造海軍科技的知識環(huán)境,用展板展示相關內容的圖片、工作原理以及實際應用:艦船的心臟——艦船動力系統(tǒng);艦船導航——陀螺羅經;戰(zhàn)艦之眼——艦載雷達;現代戰(zhàn)爭的神奇天眼——衛(wèi)星遙感;水下伏兵——水雷;新型動能殺傷武器——電磁炮;艦船消磁等.學員可以隨時隨地學習這些知識,不知不覺融入腦海,潛移默化地打牢軍事科學研究基礎.

另外,加大實驗內容中傳感器和現代檢測技術的應用實驗比例,大量應用熱、聲、光、電、磁等傳感器,加入計算機數據采集和處理的實驗內容.“中心”還緊密聯系海軍特色工程技術基礎,把與動力機械原理有關的熱機和熱傳導實驗、與海洋有關的水中聲速測量、與艦船磁場探測有關的亥姆霍茲線圈等實驗適當納入內容體系,有效地激發(fā)學員的學習興趣,培養(yǎng)學員把自然科學知識應用于軍事工程實際的意識和能力.

2 自主實驗,適應學員個性發(fā)展

實驗項目的設定立足于大綱又不拘泥于大綱,本著“因材施教”的原則實行層次化的設計,方法上也從必做—拓展—全自主,以適應學員的個性發(fā)展.

2.1 拓展型實驗

除了基本要求外,對每個必做實驗都設置了選做實驗內容,鼓勵動手能力強、學有余力的學員對實驗內容進行適當拓展,利用裝置自行設計方案,完成部分選做實驗.這樣在保證基本訓練到位、整體達到教學要求的同時,提供延伸課內實驗內容的條件,使他們得到進一步的培養(yǎng)和訓練.

例如“光的偏振”實驗,必做內容是:(1)觀察光的偏振狀態(tài);(2)驗證馬呂斯定律;(3)觀察橢圓偏振光和圓偏振光.選做內容有:(1)測定旋光溶液的旋光率;(2)利用裝置自行設計方案觀察偏振光的干涉現象;(3)設計一個實驗方案鑒別玻璃片堆的反射光的偏振狀態(tài);(4)設計實驗方案鑒別部分偏振光和橢圓偏振光、自然光和圓偏振光.

2.2 全自主開放型實驗

為了進一步培養(yǎng)學員的自學能力,使學員自覺地鞏固和應用所學到的知識,“中心”開設了全自主開放型實驗.

全自主實驗要求學員在完成必做的基礎性、綜合性實驗后進行,這類實驗和必做實驗涉及的實驗方法、技術、理論相聯系并適當拓展.但自主實驗沒有專用教材,沒有實驗步驟及詳盡的原理說明,只說明實驗目的、意義、基本要求和實驗報告要求,提供實驗儀器及相關參考資料(儀器使用說明、有關測試論文等),由學員自行選擇實驗方法和實驗儀器,自行設計實驗步驟完成實驗.因此,學員在選擇實驗項目前必須自學相關內容和要求.

每個學習大學物理實驗課程的學員都必須選做一個自主實驗.目前,“中心”有24項實驗可供選擇.每個自主實驗學時設計為6學時,分兩次完成,第一次自學參考資料,了解儀器設備,寫出原理和步驟,交教員審查通過;第二次實作.最后按要求寫出報告,必要時進行討論.

和已經做過的基礎性、綜合性實驗不同,全自主實驗沒有現成的方法和步驟,全靠自己選擇和設計,所以特別能暴露問題,對學員的知識基礎和能力是一種真正的檢驗.此類實驗使學員分析問題和解決問題的能力、初步設計能力、動手實踐能力以及實驗技巧得到了有效的鍛煉.

3 創(chuàng)新實踐,培養(yǎng)學員綜合素質

為了最大限度地發(fā)揮學員的自學能力,激發(fā)探索創(chuàng)新意識,促進優(yōu)秀人才脫穎而出,“中心”面向全校學員開辟創(chuàng)新實踐第二課堂——創(chuàng)新實踐競賽活動.

3.1 基本工作流程

創(chuàng)新實踐活動采用校級競賽的形式,以學員業(yè)余學術團隊“L IN空間”為依托,按科研項目申報的方式進行.由學員根據自己的興趣、技術特長自行組成研究小組;自行選擇研究內容,自行查閱資料、設計方案;每個項目都要經過立項評審、中期檢查、項目驗收結題、成果報告等程序.研究和制作過程中有教師專人指導,最終通過對成果的評審,擇優(yōu)給予校級獎勵.

3.2 業(yè)余學術團隊

第一屆創(chuàng)新實踐活動之后,感興趣的學員越來越多,他們自發(fā)成立了業(yè)余學術團隊“L IN空間”(liberate infinite nerve),選舉了組委會,設計了會徽,起草了活動章程.

實驗中心有團隊的專用活動室,供組委會成員工作、作品陳列及歷屆檔案管理.團隊定期舉辦各種技術交流,并在物理實驗中心網站上開辟了“L IN”論壇.這是一個創(chuàng)新實踐活動交流板塊,專供參加創(chuàng)新實踐活動的學員進行信息發(fā)布、活動情況通知、技術交流等,也供全校學員進行相關情況的學習和交流.

L IN團隊不僅組織立項評審、中期檢查、作品評審會,而且自發(fā)組織知識講座、經驗交流等活動.為了豐富參賽學員的業(yè)余活動,團隊有時還組織“L IN籃球賽”,以加強交流,增進友誼.

令人興奮的是,L IN團隊不僅請有經驗的教員進行講課,還自己走上講臺交流經驗,這就是“L IN學員大講堂”.這是真正由學員站上講臺的課堂,由在各次大賽中獲獎的學員擔任主講,課堂向全校學員開放,任何有想法、有一技之長的學員均可報名走上講臺和他人交流.

3.3 成果和影響

從2005年開始,課外創(chuàng)新實踐競賽活動至今已持續(xù)開展了四屆.第一屆活動一開始,學員反映就很熱烈,163人報名,共43個方案立項.由于是首屆,沒有任何經驗,遇到的困難較多,但經過一年的努力,最終有13項獲大學獎勵.大學校長對此活動殷切寄語:“創(chuàng)新無忌,創(chuàng)新有序”.

當越來越多的學員了解物理創(chuàng)新實踐活動時,第三屆活動向組委會遞交申請書的上升到300余人,共84組.參賽人員以組為單位,熱情飽滿地向評委論證各自方案的可行性,回答評委和觀眾提出的問題,最終有37組通過初審.經過中期檢查,24組通過,最后通過對成果的評審,有12項成果獲獎.

從獲獎的項目看,高仿真槍械訓練系統(tǒng)、激光打靶模擬、智能軍號、磁流體推進模型、線圈電磁炮簡易模型等頗有軍味;安全節(jié)能插座、汽車安全小衛(wèi)士、奧運賽場衛(wèi)士、多功能自動飲水機、自動公告牌、自動曬衣架等多為實用著想;智能數據采集機器人、環(huán)?？煽胀稛o線遙控飛機、無線遙控多功能車、智能澆水系統(tǒng)、溫控智能電扇等使人感受到現代氣息……

盡管作品有些稚嫩,但都是學員們的心血和汗水的結晶!自己查閱資料,論證可行性;精打細算,選擇材料;自己動手制作,有些靠工具,有些靠手工.有多次失敗的煩惱,有獲得成功的喜悅!通過創(chuàng)新實踐活動,能有效地提升學員的自學能力、研究能力和思維能力,培養(yǎng)學員的探索精神和創(chuàng)新意識.不僅如此,學員們還磨煉了意志,增強了自信,鍛煉了表達能力和組織管理能力,培養(yǎng)了團隊精神,提高了綜合素質.

作為一項基礎性的課外實踐競賽,參賽學員普遍反映熱烈而積極,活動規(guī)模也因此而擴大,由一二年級參賽擴大到全校學員都可以參賽.很多參加過物理創(chuàng)新實踐活動的學員又陸續(xù)參加全國電子設計大賽、機械創(chuàng)新設計大賽、全國數學建模大賽等,均有不俗的表現.

有一位學員說“今天我邁出的是一小步,明天我將邁出成功的一大步!”幾位學員在給大學校長的信里說:“驀然回首,回憶這一年的歷程,不禁感慨萬千.不會忘記電烙鐵燙破衣服時的沮喪,不會忘記指示燈亮起時的興奮,更不會忘記得到教員肯定時的自豪.當我們靜靜地整理自己思緒的時候,在那一道道深深的歲月留痕里,我們發(fā)現自己真的收獲了很多很多.

首先,思維活躍了,思想踏實了……

其次,能量發(fā)揮了,能力增強了……

最后,生活緊張了,生命充實了……”

值得一提的是,創(chuàng)新實踐活動不僅有效地提高了學員的綜合素質,而且使教員隊伍得到了很好的鍛煉.現在,自主研發(fā)實驗項目、自主研制實驗設備、自主開發(fā)實驗軟件、自主維修實驗儀器等在“中心”已蔚然成風,而且取得了可喜的成果.

四年過去了,我們的體會是,要做好這項工作,必須搭建一個穩(wěn)定的創(chuàng)新實踐活動平臺:建立學員組織(業(yè)余學術團隊),提供實踐場地,持續(xù)經費保障,力行教員的指導作用.另外,“中心”在實驗項目選擇開放、實驗場地開放、創(chuàng)新實驗思想開放的同時,強調教學過程管理規(guī)范、實驗報告規(guī)范、考核標準規(guī)范、教員組織教學規(guī)范.這種寬嚴相濟的教學管理模式所形成的氛圍,保證了創(chuàng)新活動的積極、有序、有效地開展.存在的問題是,有些參賽的高年級學員臨近畢業(yè),項目還沒有做完,是否考慮在高年級的組合中加入低年級學員,以求研究的連續(xù)性;另外,如何進一步提高研究項目的層次,也是值得思考的問題.

2010-03-15)