張鳳琴,林曉瓏,王 丹

(吉林大學(xué),吉林長(zhǎng)春 130022)

構(gòu)建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)低年級(jí)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培育平臺(tái)探究

張鳳琴,林曉瓏?,王 丹

(吉林大學(xué),吉林長(zhǎng)春 130022)

闡述了構(gòu)建大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)低年級(jí)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培育平臺(tái)建設(shè)的總體思路和實(shí)施措施以及所取得的成效。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);低年級(jí)本科生;創(chuàng)新實(shí)踐能力培育平臺(tái)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是一門面向非物理類專業(yè)低年級(jí)本科生開(kāi)設(shè)的全校公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)必修課,其涉及的學(xué)生面廣,對(duì)全面培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力起著重要的作用。目前,把知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái),并注重創(chuàng)新意識(shí)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(biāo)。

吉林大學(xué)公共物理教學(xué)與研究中心每年承擔(dān)著全校80多個(gè)專業(yè),6 000余名本科生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。根據(jù)國(guó)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(huì)物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)制定的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)進(jìn)行了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)低年級(jí)本科生研究與創(chuàng)新實(shí)踐能力培育平臺(tái)建設(shè),經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,形成了自己的特色。

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

針對(duì)校區(qū)多、學(xué)科廣、學(xué)生多、學(xué)生層次不同的特點(diǎn),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(jìn)的認(rèn)知規(guī)律,建立以“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”四級(jí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(jìn)式拓展。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn):該系列實(shí)驗(yàn)是面向剛接觸實(shí)驗(yàn)的二年級(jí)本科生所開(kāi)設(shè)的必修實(shí)驗(yàn)及基礎(chǔ)性選做實(shí)驗(yàn)。選擇了5個(gè)必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,這些實(shí)驗(yàn)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(guò)這5個(gè)必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練,為進(jìn)入下一步選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。基礎(chǔ)性選修實(shí)驗(yàn)設(shè)置十幾個(gè)題目,實(shí)行學(xué)生在網(wǎng)上自定實(shí)驗(yàn)題目及時(shí)間的開(kāi)放模式,以擴(kuò)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(shí)驗(yàn)重在對(duì)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、基本實(shí)驗(yàn)方法、基本操作技能的訓(xùn)練。

綜合性實(shí)驗(yàn):該系列實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)、技術(shù)和基本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合。實(shí)驗(yàn)設(shè)置十幾個(gè)題目,其內(nèi)容涉及多個(gè)領(lǐng)域綜合知識(shí)或多種實(shí)驗(yàn)方法和手段的綜合運(yùn)用,使學(xué)生通過(guò)完成綜合性實(shí)驗(yàn),形成綜合運(yùn)用基本實(shí)驗(yàn)技能和方法解決比較復(fù)雜的物理測(cè)量問(wèn)題的能力,系統(tǒng)掌握物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)方法和技巧,加深對(duì)相關(guān)物理理論的理解,加快對(duì)現(xiàn)代物理技術(shù)的掌握,以及鞏固對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理能力。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):該系列實(shí)驗(yàn)由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)要求,獨(dú)自查閱資料并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,由教師審閱并對(duì)可行性進(jìn)行把關(guān)。如果設(shè)計(jì)方案合理,學(xué)生則可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇儀器并獨(dú)自完成實(shí)驗(yàn),最后提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)或研究報(bào)告。

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn):該系列實(shí)驗(yàn)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(lì)多人合作共同完成實(shí)驗(yàn)工作,并且鼓勵(lì)學(xué)生研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的延伸和擴(kuò)展的問(wèn)題,最后提交論文或?qū)嵨镒髌?。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,設(shè)立了物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新活動(dòng)基地和資金支持,向?qū)W生開(kāi)放設(shè)備資源,提供工具和實(shí)驗(yàn)耗材幫助[1]。

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

2 建立創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)和創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目庫(kù)及指導(dǎo)教師梯隊(duì)

開(kāi)發(fā)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題研究的虛擬網(wǎng)絡(luò)社區(qū)平臺(tái);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(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和學(xué)生之間的溝通。

創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目庫(kù)的構(gòu)成:從設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中延伸出值得進(jìn)一步深入研究的課題;學(xué)生自主設(shè)計(jì)的課題;教師根據(jù)科研項(xiàng)目孵化出的適合本科生研究的項(xiàng)目等,所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)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(huì)應(yīng)用密切的創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目庫(kù)。

教師和參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的學(xué)生,雙向選擇,確定研究方向和研究課題,具體過(guò)程由指導(dǎo)教師掌控。有科研潛質(zhì)的學(xué)生,可進(jìn)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(guò)研究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生搜集研究資料、閱讀文獻(xiàn)的能力,初步掌握科學(xué)研究的基本方法和過(guò)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(yàn)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(gè)研究方向有一帶頭人。指導(dǎo)教師組定期交流經(jīng)驗(yàn),探索出系統(tǒng)科學(xué)的切實(shí)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(duì),使創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)良性運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)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(tuán)隊(duì)[2]。

3 構(gòu)建研究創(chuàng)新性實(shí)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(jí)層次培養(yǎng)模式的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

利用教育部改善基礎(chǔ)辦學(xué)條件專項(xiàng)資金和吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備類建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目,完善基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)儀器配套,以構(gòu)建多層次、遞進(jìn)式教學(xué)新體系。

(2)實(shí)施多樣化課堂教學(xué)形式

運(yùn)用啟發(fā)式、提問(wèn)式、討論式、研究式等多種教學(xué)形式于物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中,提出思路和方向啟發(fā)學(xué)生去思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想、實(shí)驗(yàn)方法、操作技術(shù)以及與工程實(shí)際的結(jié)合點(diǎn),以問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)思維,師生之間、學(xué)生之間相互提問(wèn)和共同討論,發(fā)揮教師在教學(xué)活動(dòng)中的主導(dǎo)作用的同時(shí),尊重學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,促使學(xué)生主動(dòng)思考,提出問(wèn)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(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)探索者,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

(3)實(shí)行全開(kāi)放教學(xué)模式

實(shí)行學(xué)生在網(wǎng)上自定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)時(shí)間,除必修實(shí)驗(yàn)外,學(xué)生可依據(jù)專業(yè)和興趣自由選擇,以滿足個(gè)性發(fā)展、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

(4)營(yíng)造研究性教學(xué)氛圍

針對(duì)不同層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn),積極開(kāi)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(jī)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(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和從事研究活動(dòng)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(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展,發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)造潛質(zhì)。

4 開(kāi)展豐富的課外創(chuàng)新性實(shí)踐活動(dòng)

(1)開(kāi)放物理演示展廳,開(kāi)拓學(xué)生視野;

(2)聘請(qǐng)科研經(jīng)驗(yàn)豐富的教授面向低年級(jí)本科生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)及專題講座;

(3)開(kāi)展與物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科技制作競(jìng)賽活動(dòng);

(4)組織學(xué)生科技活動(dòng)沙龍,提供場(chǎng)地舉辦學(xué)生成果展示;

(5)鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)科技競(jìng)賽活動(dòng),參加學(xué)校針對(duì)本科生的科技立項(xiàng)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室提供場(chǎng)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(tuán)隊(duì)[3-5]。

5 開(kāi)發(fā)適合自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與管理平臺(tái)涵蓋:課程體系、網(wǎng)上選課、課程預(yù)習(xí)、成績(jī)管理、創(chuàng)新園地、學(xué)生評(píng)價(jià)、交流平臺(tái)、答疑解惑、諾貝爾獎(jiǎng)實(shí)驗(yàn)專區(qū)、現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)專欄、成果展示、高校鏈接等。

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

“吉林大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)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(tái)”2008年獲得吉林省高等學(xué)校教育技術(shù)成果三等獎(jiǎng);“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理平臺(tái)”獲吉林大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)[4]。

6 結(jié) 論

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)低年級(jí)本科生創(chuàng)新實(shí)踐能力培育平臺(tái)的建立及運(yùn)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(dòng)性、創(chuàng)造性,為低年級(jí)本科生提供了施展才能的實(shí)踐平臺(tái);拓展了本科生的知識(shí)結(jié)構(gòu),通過(guò)親自制作實(shí)驗(yàn)裝置,使學(xué)生參與到科技制作活動(dòng)中,促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)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(guò)參加創(chuàng)新實(shí)踐,獲得了國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題。依托課題已有幾項(xiàng)發(fā)明專利及多項(xiàng)實(shí)用新型專利授權(quán),以創(chuàng)新項(xiàng)目為內(nèi)容的論文公開(kāi)發(fā)表,在全國(guó)教學(xué)研討會(huì)上作大會(huì)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(tái)”、“電阻傳感器原理綜合演示裝置”獲全國(guó)高校第九屆、十一屆物理演示教學(xué)儀器評(píng)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

[1] 李幼真,徐富新.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的若干問(wèn)題及創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的思考及實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2011 (5):102-104.

[2] 孫臘珍,張?jiān)雒?研究型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010(25): 18-21.

[3] 張?jiān)雒?孫臘珍,霍劍青,等.創(chuàng)新研究型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐[J].物理實(shí)驗(yàn),2009(7): 14-17.

[4] 張鳳琴,等.依托優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)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(shí)踐[J].大學(xué)物理, 2014(4):41-43.

[5] 馬紅章,尹玉芳,等.開(kāi)放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新培養(yǎng)特區(qū)模式探索[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),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