用科研项目推进大学物理实验教学改革的研究与探索

朱湘萍,熊文元,包本刚

(湖南科技学院,湖南永州 425100)

用科研项目推进大学物理实验教学改革的研究与探索

朱湘萍,熊文元,包本刚

(湖南科技学院,湖南永州 425100)

主要探讨了利用科研项目可以有效改革大学物理实验教学的内容、教学模式、教学方法,研究了共享科研资源,改革大学物理实验教学设备及扩大实验对象受益范围,提高实验教师素质,为有效推进大学物理实验教学改革提出一种研究方法。

科研项目、大学物理实验、教学改革

大学物理实验是培养学生基础实验知识、实验方法和实验技能的必课程,是高等院校理工科教学体系的重要组成部分,通过物理实验教学,不仅能让学生受到实验技能训练,更重要的是提高学生观察事物,分析事物、总结归纳、解决实际问题的能力,特别是培养学生科学思维、动手能力和创新能力。随着时代和科学技术的发展,社会急需要能与时代同步的创新型人才,大学物理实验教学为了达到这个教学目的和效果,也需要不断改革和创新[1-3],而科研项目则是推进大学物理实验教学改革很好的方法。

1 用科研项目推进大学物理实验教学改革

1.1 化解科研项目,改革大学物理实验教学内容

在传统的大学物理实验教学中,由于部分领导和老师对大学物理实验课程教学不够重视,实验项目把关不严,实验内容一般以验证性实验比较多,设计性实验、创新性和综合性实验相对对来说比较少[4-5]。实验项目繁琐,实验内容简单,学生做了实验后,也感觉不到有很大的收获或者促进作用,甚至有些学生感觉这大学物理实验与他们现在的专业或未来的工作毫无关系。如果在大学物理实验教学中引入科研项目,教师依据教学大纲要求,对教学内容进行适当调整,对部分陈旧过时内容进行删减,增加学科前沿知识,既可以保持教学内容的先进性及前沿性,也可以使实验内容的不断改革和创新。教师在实验内容选择时,可以把相关科研项目转化为实验教学项目,而在实验教学过程中,教师可以将部分成熟的科研成果引入实验教学。这样可以激发学生的学习兴趣和求知欲,提高教师的实验教学水平,同时让学生了解了物理科学发展的前沿动态,掌握了物理前沿领域的最新技术状态,及了解社会发展的需要,从而使学生自觉地、有目的地、有计划地从某些方面培养自己的能力[6-7]。

1.2 利用科研项目,改革大学物理实验教学模式

1.2.1 传统的大学物理实验教学模式

传统的大学物理实验教学模式,基本上是教师把学生分成小组进行,教师把实验目的、实验器材、实验方法及实验内容和注意事项都给学生分析清楚了,而学生只有要按照老师提供的模式进行物理实验。这种教学模式存在一定的缺点,最主要的是没有达到培养学生探索问题、分析问题和解决问题的能力,大部分学生没有思考怎样设计实验、怎样选器材、怎样进行实验、为什么要注意这些事项等,那更达不到物理实验培养学生创新能力了。

1.2.2 渗入科研的探究型教学模式

如果在大学物理实验教学中,教师把科研成果或成熟的技术渗透到课堂上,同时注意向学生介绍一些尚未做出定论的科学研究问题、一些不同的观点假设,以及解决问题的不同的实验方法途径,引导学生积极参与教师的科研活动,共同完成的教学任务和目标,鼓励学生探究问题,大胆提出自己的实验的研究方案[7]。

1.3 采用科研项目教学法,改革大学物理实验教学方法

1.3.1 传统的大学物理实验教学方法

传统的大学物理实验教学中,实验教师一般按照实验目的、原理、方法、步骤等进行,这种按部就班做法也有一定的优点,可是存在一定的问题,不如,有部分教师在实验课堂上,教学生“授人以鱼”,而不是“授人以渔”,或者“照本宣科”,不能理想地达到预期的实验目的和效果。

1.3.2 科研项目教学法

对比项目教学法,科研项目教学法要突出“科研项目”这一主题出来,它既有项目教学法的有点,同时又具有学生参与科研项目的模拟,可以有效培养学生的理论能力和应用能力。科研项目教学法要求学生积极参与教师的真实的以及虚拟的“科研项目”,学生在老师的指导下,但是又是较为独立的完成与课程相关的“主题科研项目”。整个课程的教学将围绕科研项目的研究过程展开,学生积极参与,共同完成课程的教学任务[8]。如果把科研项目带入课堂,围绕着科研项目组织和开展教学,教师在实验课堂上,采用科研项目教学法,只是给学生适当指导,让学生直接全程参与,体验、感悟、设计、处理、探究实验项目之中,来达到解决实际问题的能力。这样学生不仅感觉自己学的知识很有用,同时可以提高教师的教学效果和学生学习的积极性,推进了大学物理实验教学改革,更能真正培养创新性应用型的人才,满足社会发展的需要。

1.4 共享科研项目的资源,改革实验教学中的硬件和软件设备,实现实验室资源共享

作为工科用的大学物理实验室,虽然实验资源比较丰富,但是部分实验设备比较陈旧的、坏的较多,如果更换新的实验仪器或配件的话,若不是成批买就不方便,甚至有的仪器厂家不生产了;如果购买先进的实验仪器,又缺乏资金。甚至有些高校在扩招后因缺乏实验室建设经费,实验室资源配置少,无法满足学生开设实验课,严重制约了教学质量的提高[9]。对于科研设备,一般利用率比较低,造成设备闲置。因此共享科研项目的资源,可以改革实验教学中的硬件和软件设备,从而实现实验室资源共享。比如为了提高学生的实践技能和实验水平,启发学生探索问题,我们充分利用科研资源,发挥重点实验室、创新性实验室等在本科教学中的作用,加强实验室的开放,将科研设备向本科生开放[1]。

1.5 将科研项目带入课堂和实践,扩大大学物理实验教学受益范围

1.5.1 建立实践基地,提供实践平台

为了提高学生的动手能力,现在很多本科院校建立了大学生创新实践基地和实践平台,进行大学生研究性、创新性实验项目研究,这是一种小范围内的实验教学与科研结合的模式[10]。

学生在教师指导下进行相对独立的科研活动,无论从查询资料、采集数据、处理数据及分析,还是从硬件和软件的应用等各方面都得到全面的培训,可是受益范围太少[11-12]。如果院校条件允许的话,建立实习基地,将科研项目用于实践当中去,而学生随时以在实习基地进行实习,这样不仅可以学生将理论联系实际、理论应用于实践并指导实际的能力,而且可以扩大受益范围。

1.5.2 开放科研实验室,鼓励学生参与科研

科研活动实际上就是创新活动,学生参与教师的科研项目,从事从事实实在在的科研活动,在实践过程中,综合运用所学知识,在指导老师的辅助下,独立地发现问题、提出问题、收集资料、分析归纳,从而提出解决问题的路径和方法的过程,从而加强了学生实践能力的培养[7,12],也可以扩大实验者受益范围。

1.5.3 将科研项目带入课堂,激发学生学习大学物理实验的兴趣

大学物理实验的教学目的就是培养学生动手能力、探究问题能力和创新意识。将科研项目带入课堂,把科研项目的成果或者成熟技术转化成实验教学,提高学生发现和挖掘问题的能力,激发学生对大学物理实验学习的兴趣,方便所有学生进入探究性研究等实验活动,学会运用所学知识与技能解决问题,并能修正、改进以及创新原有的操作模式以适应新环境的需要[13]。

1.6 利用科研项目,提高实验教学队伍的素质

高素质的实验教学师资队伍是高校实施创新教育的骨干力量,是增强教学实验室生机和活力的源泉,是确保本科实验教学质量的基础。一般通过开展实验教学师资培训可以提高实验教学队伍的素质,但是实践证明,利用科研项目,更可以提高实验教师队伍的素质的。

1.6.1 改变大学物理实验教学的观念,可加强实

验教师和领导对大学物理实验教学的重视

大学物理实验课程主要是针对工科学生进行开课的。现在有少部分高校,对大学物理实验教学不够重视,认为大学物理课程开也可以,不开也行,甚至有些不按照教学大纲,不合理削减大学物理实验课时,对大学物理实验教学效果造成了一定的影响。如果把科研项目渗透到大学物理教学中,学生体味到科研过程的快乐,学生学习的主动性和自觉性加强了,学生的动手能力得到了提高,教师的教学效果也得到了提高,更重要的学生的就业率也提高;因此,学生、教师和领导就会重视大学物理实验课程,领导和教师就会加强大学物理实验教学的力度,推进了大学物理教学的改革。

1.6.2 拓宽实验教师的专业知识,提高教师的实验技能

当科研项目渗透到教学中并转化为实验内容时,学生真正完成这样的实验任务,由于知识有限,会碰到各种各样的问题,这就要求指导老师或者实验教师必须备扎实、系统的相关专业理论知识和广博的知识面,才能给他们排忧解难,这样就督促了实验教师时时刻刻多方面进行查阅资料,对实验知识进行挖掘,消化实验知识的难点,理悟实验知识的重点,研究出更好的、更精确地实验方法和手段,这样不仅拓宽了实验教师的专业知识,同时也提高了教师的实验技能[14]。

2 结束语

用科研项目推进大学物理实验教学的改革与探索,在少部分院校已取得了一些成绩和效果。今后,为了有效节约实验资源,充分利用实验资源,我们建议将科研资源和大学物理实验资源进行整合,充分发挥院校的科研优势,采用科研项目更新及丰富实验项目,以科研思维方式组织实验教学,促成更多学生参与科研创新活动,提高大学物理实验教学效果,有效推进大学物理实验教学改革,培养出更多更好的适应社会发展的创新性应用型的人才。

[1]张敏,何龙庆,张波.大学物理实验教学改革的研究[J].大学物理实验,2009,22(1):100-102.

[2]邓子新.实验室重在培养创新型的人才[J].实验室研究与探索,2007,26(3):1-4.

[3]朱小萍.大学物理实验教学改革研究[J].淮南师范学院学报,2010,12(61):117-119.

[4]李静玲.对大学物理实验教学改革的几点思考[J].当代教育论坛,2010(10):125-126.

[5]贾申利,杨帅.高校实验室资源共享与人才培养的关系[J].实验室研究与探索,2009,28(5):14-15.

[6]郭继强,陈晓艺,李长吾,等.以科研促进教学——创新型人才培养的有效途径[J].辽宁师范大学学报:社会科学版,2009,31(1):76-78.

[7]王尚英,李晖,林宏辉,等.依托科研,开展生物科学本科创新性实验教学[J].实验技术与管理,2008,25(5):42-44.

[8]杨林峰,李陶深,李捷,等.《运筹学》课程的科研项目教学法研究及实践[J].广西大学学报,2009,30(增刊):143-144.

[9]叶秉良,戴文战,杨蔚琪.高教园区实验室资源共享现状与对策探讨[J].实验室研究与探索,2006,25(11):1469-1472.

[10]王启立,胡亚非,何敏.将科研项目带入课堂,将学生带入科研训练计划——研究型大学专业课程教学改革探讨[J].化学工程与装备,2010,(5):12-14.

[11]于兵川,吴洪特.实验教学与科研有机结合,培养学生创新意识和能力[J].实验室研究与探索,2010,29(2):76-77.

[12]韦巧艳,李坚斌,刘曼萍,等.参加本科大学生创新性实验心得与体会[J].广西大学学报,2009,31(增刊):145-146.

[13]印莉萍,祁晓廷,刘祥林,等.坚持科研成果向实验教学转化提高探究型实验教学的效率[J].实验技术与管理,2005,22(9):4-6.

[14]孙健,陆国栋.高校实验教学队伍建设的思考与探索[J].实验室研究与探索,2008,27(10):92-95.

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年湖南省教育厅教改课题资助项目(湘教通[2008]263号No.201).