朱湘萍,熊文元,包本剛

(湖南科技學院,湖南永州 425100)

用科研項目推進大學物理實驗教學改革的研究與探索

朱湘萍,熊文元,包本剛

(湖南科技學院,湖南永州 425100)

主要探討了利用科研項目可以有效改革大學物理實驗教學的內(nèi)容、教學模式、教學方法,研究了共享科研資源,改革大學物理實驗教學設備及擴大實驗對象受益范圍,提高實驗教師素質(zhì),為有效推進大學物理實驗教學改革提出一種研究方法。

科研項目、大學物理實驗、教學改革

大學物理實驗是培養(yǎng)學生基礎實驗知識、實驗方法和實驗技能的必課程,是高等院校理工科教學體系的重要組成部分,通過物理實驗教學,不僅能讓學生受到實驗技能訓練,更重要的是提高學生觀察事物,分析事物、總結(jié)歸納、解決實際問題的能力,特別是培養(yǎng)學生科學思維、動手能力和創(chuàng)新能力。隨著時代和科學技術的發(fā)展,社會急需要能與時代同步的創(chuàng)新型人才,大學物理實驗教學為了達到這個教學目的和效果,也需要不斷改革和創(chuàng)新[1-3],而科研項目則是推進大學物理實驗教學改革很好的方法。

1 用科研項目推進大學物理實驗教學改革

1.1 化解科研項目,改革大學物理實驗教學內(nèi)容

在傳統(tǒng)的大學物理實驗教學中,由于部分領導和老師對大學物理實驗課程教學不夠重視,實驗項目把關不嚴,實驗內(nèi)容一般以驗證性實驗比較多,設計性實驗、創(chuàng)新性和綜合性實驗相對對來說比較少[4-5]。實驗項目繁瑣,實驗內(nèi)容簡單,學生做了實驗后,也感覺不到有很大的收獲或者促進作用,甚至有些學生感覺這大學物理實驗與他們現(xiàn)在的專業(yè)或未來的工作毫無關系。如果在大學物理實驗教學中引入科研項目,教師依據(jù)教學大綱要求,對教學內(nèi)容進行適當調(diào)整,對部分陳舊過時內(nèi)容進行刪減,增加學科前沿知識,既可以保持教學內(nèi)容的先進性及前沿性,也可以使實驗內(nèi)容的不斷改革和創(chuàng)新。教師在實驗內(nèi)容選擇時,可以把相關科研項目轉(zhuǎn)化為實驗教學項目,而在實驗教學過程中,教師可以將部分成熟的科研成果引入實驗教學。這樣可以激發(fā)學生的學習興趣和求知欲,提高教師的實驗教學水平,同時讓學生了解了物理科學發(fā)展的前沿動態(tài),掌握了物理前沿領域的最新技術狀態(tài),及了解社會發(fā)展的需要,從而使學生自覺地、有目的地、有計劃地從某些方面培養(yǎng)自己的能力[6-7]。

1.2 利用科研項目,改革大學物理實驗教學模式

1.2.1 傳統(tǒng)的大學物理實驗教學模式

傳統(tǒng)的大學物理實驗教學模式,基本上是教師把學生分成小組進行,教師把實驗目的、實驗器材、實驗方法及實驗內(nèi)容和注意事項都給學生分析清楚了,而學生只有要按照老師提供的模式進行物理實驗。這種教學模式存在一定的缺點,最主要的是沒有達到培養(yǎng)學生探索問題、分析問題和解決問題的能力,大部分學生沒有思考怎樣設計實驗、怎樣選器材、怎樣進行實驗、為什么要注意這些事項等,那更達不到物理實驗培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力了。

1.2.2 滲入科研的探究型教學模式

如果在大學物理實驗教學中,教師把科研成果或成熟的技術滲透到課堂上,同時注意向?qū)W生介紹一些尚未做出定論的科學研究問題、一些不同的觀點假設,以及解決問題的不同的實驗方法途徑,引導學生積極參與教師的科研活動,共同完成的教學任務和目標,鼓勵學生探究問題,大膽提出自己的實驗的研究方案[7]。

1.3 采用科研項目教學法,改革大學物理實驗教學方法

1.3.1 傳統(tǒng)的大學物理實驗教學方法

傳統(tǒng)的大學物理實驗教學中,實驗教師一般按照實驗目的、原理、方法、步驟等進行,這種按部就班做法也有一定的優(yōu)點,可是存在一定的問題,不如,有部分教師在實驗課堂上,教學生“授人以魚”,而不是“授人以漁”,或者“照本宣科”,不能理想地達到預期的實驗目的和效果。

1.3.2 科研項目教學法

對比項目教學法,科研項目教學法要突出“科研項目”這一主題出來,它既有項目教學法的有點,同時又具有學生參與科研項目的模擬,可以有效培養(yǎng)學生的理論能力和應用能力?？蒲许椖拷虒W法要求學生積極參與教師的真實的以及虛擬的“科研項目”,學生在老師的指導下,但是又是較為獨立的完成與課程相關的“主題科研項目”。整個課程的教學將圍繞科研項目的研究過程展開,學生積極參與,共同完成課程的教學任務[8]。如果把科研項目帶入課堂,圍繞著科研項目組織和開展教學,教師在實驗課堂上,采用科研項目教學法,只是給學生適當指導,讓學生直接全程參與,體驗、感悟、設計、處理、探究實驗項目之中,來達到解決實際問題的能力。這樣學生不僅感覺自己學的知識很有用,同時可以提高教師的教學效果和學生學習的積極性,推進了大學物理實驗教學改革,更能真正培養(yǎng)創(chuàng)新性應用型的人才,滿足社會發(fā)展的需要。

1.4 共享科研項目的資源,改革實驗教學中的硬件和軟件設備,實現(xiàn)實驗室資源共享

作為工科用的大學物理實驗室,雖然實驗資源比較豐富,但是部分實驗設備比較陳舊的、壞的較多,如果更換新的實驗儀器或配件的話,若不是成批買就不方便,甚至有的儀器廠家不生產(chǎn)了;如果購買先進的實驗儀器,又缺乏資金。甚至有些高校在擴招后因缺乏實驗室建設經(jīng)費,實驗室資源配置少,無法滿足學生開設實驗課,嚴重制約了教學質(zhì)量的提高[9]。對于科研設備,一般利用率比較低,造成設備閑置。因此共享科研項目的資源,可以改革實驗教學中的硬件和軟件設備,從而實現(xiàn)實驗室資源共享。比如為了提高學生的實踐技能和實驗水平,啟發(fā)學生探索問題,我們充分利用科研資源,發(fā)揮重點實驗室、創(chuàng)新性實驗室等在本科教學中的作用,加強實驗室的開放,將科研設備向本科生開放[1]。

1.5 將科研項目帶入課堂和實踐,擴大大學物理實驗教學受益范圍

1.5.1 建立實踐基地,提供實踐平臺

為了提高學生的動手能力,現(xiàn)在很多本科院校建立了大學生創(chuàng)新實踐基地和實踐平臺,進行大學生研究性、創(chuàng)新性實驗項目研究,這是一種小范圍內(nèi)的實驗教學與科研結(jié)合的模式[10]。

學生在教師指導下進行相對獨立的科研活動,無論從查詢資料、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)及分析,還是從硬件和軟件的應用等各方面都得到全面的培訓,可是受益范圍太少[11-12]。如果院校條件允許的話,建立實習基地,將科研項目用于實踐當中去,而學生隨時以在實習基地進行實習,這樣不僅可以學生將理論聯(lián)系實際、理論應用于實踐并指導實際的能力,而且可以擴大受益范圍。

1.5.2 開放科研實驗室,鼓勵學生參與科研

科研活動實際上就是創(chuàng)新活動,學生參與教師的科研項目,從事從事實實在在的科研活動,在實踐過程中,綜合運用所學知識,在指導老師的輔助下,獨立地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、收集資料、分析歸納,從而提出解決問題的路徑和方法的過程,從而加強了學生實踐能力的培養(yǎng)[7,12],也可以擴大實驗者受益范圍。

1.5.3 將科研項目帶入課堂,激發(fā)學生學習大學物理實驗的興趣

大學物理實驗的教學目的就是培養(yǎng)學生動手能力、探究問題能力和創(chuàng)新意識。將科研項目帶入課堂,把科研項目的成果或者成熟技術轉(zhuǎn)化成實驗教學,提高學生發(fā)現(xiàn)和挖掘問題的能力,激發(fā)學生對大學物理實驗學習的興趣,方便所有學生進入探究性研究等實驗活動,學會運用所學知識與技能解決問題,并能修正、改進以及創(chuàng)新原有的操作模式以適應新環(huán)境的需要[13]。

1.6 利用科研項目,提高實驗教學隊伍的素質(zhì)

高素質(zhì)的實驗教學師資隊伍是高校實施創(chuàng)新教育的骨干力量,是增強教學實驗室生機和活力的源泉,是確保本科實驗教學質(zhì)量的基礎。一般通過開展實驗教學師資培訓可以提高實驗教學隊伍的素質(zhì),但是實踐證明,利用科研項目,更可以提高實驗教師隊伍的素質(zhì)的。

1.6.1 改變大學物理實驗教學的觀念,可加強實

驗教師和領導對大學物理實驗教學的重視

大學物理實驗課程主要是針對工科學生進行開課的?，F(xiàn)在有少部分高校,對大學物理實驗教學不夠重視,認為大學物理課程開也可以,不開也行,甚至有些不按照教學大綱,不合理削減大學物理實驗課時,對大學物理實驗教學效果造成了一定的影響。如果把科研項目滲透到大學物理教學中,學生體味到科研過程的快樂,學生學習的主動性和自覺性加強了,學生的動手能力得到了提高,教師的教學效果也得到了提高,更重要的學生的就業(yè)率也提高;因此,學生、教師和領導就會重視大學物理實驗課程,領導和教師就會加強大學物理實驗教學的力度,推進了大學物理教學的改革。

1.6.2 拓寬實驗教師的專業(yè)知識,提高教師的實驗技能

當科研項目滲透到教學中并轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容時,學生真正完成這樣的實驗任務,由于知識有限,會碰到各種各樣的問題,這就要求指導老師或者實驗教師必須備扎實、系統(tǒng)的相關專業(yè)理論知識和廣博的知識面,才能給他們排憂解難,這樣就督促了實驗教師時時刻刻多方面進行查閱資料,對實驗知識進行挖掘,消化實驗知識的難點,理悟?qū)嶒炛R的重點,研究出更好的、更精確地實驗方法和手段,這樣不僅拓寬了實驗教師的專業(yè)知識,同時也提高了教師的實驗技能[14]。

2 結(jié)束語

用科研項目推進大學物理實驗教學的改革與探索,在少部分院校已取得了一些成績和效果。今后,為了有效節(jié)約實驗資源,充分利用實驗資源,我們建議將科研資源和大學物理實驗資源進行整合,充分發(fā)揮院校的科研優(yōu)勢,采用科研項目更新及豐富實驗項目,以科研思維方式組織實驗教學,促成更多學生參與科研創(chuàng)新活動,提高大學物理實驗教學效果,有效推進大學物理實驗教學改革,培養(yǎng)出更多更好的適應社會發(fā)展的創(chuàng)新性應用型的人才。

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Researching and Exploring of Physics Experiments Teaching Reformation of College by Science Research Project

ZHU Xiang-ping,XIONG Wen-yuan,BAOBen-gang

(Hunan University of Science and Engineering,Yongzhou 425100)

Physics experiment is an obligatory course tOtrain students in basic experimental knowledge,experimental methods and experimental skills.With the development of the Times and technology,social need creative talents whOcan be synchronized with the times.SOphysics experiment must be carried out reform and innovation of teaching.By science research project,it can reform effectively teaching content,teaching models,teaching methods of college physics experiment.By sharing research resources,it can reform teaching equipment of college physics experiments and it can expand the subjects range of benefits,moreover it can improve the experimental quality of teachers.It is a good way tOpromote the reform in college physics experiments education by science research project.

science research project;college physics experiments;teaching reform

G642

A

1007-2934(2011)03-0110-04

2010-12-26

2008年湖南省教育廳教改課題資助項目(湘教通[2008]263號No.201).