开放实验平台建设中增强大学生的科研训练

郭中华，刘 昊，陶 磊，王志全

（兰州城市学院培黎工程技术学院，甘肃兰州 730070）

开放实验平台建设中增强大学生的科研训练

郭中华，刘 昊，陶 磊，王志全

（兰州城市学院培黎工程技术学院，甘肃兰州 730070）

开放实验平台的建设有利于提高学生的创新精神和实践能力，为建设应用型本科院校，培养综合素质高的应用型高级专门人才，面向地方经济建设，以兰州城市学院物理系为例，阐述开放实验平台建设过程中增强大学生科学训练的一些有益尝试。

物理实验；开放实验平台；教学改革；科研训练

20世纪90年代末我国提出应用型本科教育的概念，高等教育转变为现实意义的通识型人才教育进程中，我国三分之一的新建本科院校明确提出以应用型本科教育为发展方向［1］。面向地方经济建设，以应用型本科教育为发展目标，物理学课程的教学体系也应转变为以科学素质的教育为主，注重教育的社会功用，培养知识与技能兼备的高层次应用型人才。

物理学是一门实验科学，各种实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤为重要，教育部“质量工程”［2］中也强调，知识来源于实践，能力来自于实践，素养更需要在实践中养成。因此构建开放性的实验平台，增强大学生的科研训练把被动式的教学过程和个性化的培养内容相结合，引导并培养学生具有创新精神和实践能力，是促进教育教学改革的强大驱动力，进而营造一个开放、进取的校园学术氛围，有利于促进新建地方本科院校整体教育教学质量的提高。

1　开放实验平台的建设

（1）建立仪器齐全、环境良好的实验室

学院重视办学基础设施建设，建成物理实验中心，现有有力学、热学、光学、电磁、原子物理、近代物理、中教法、光电检测与研究等实验场所，设备完好率90%以上，实验开出率100%，学院现有的实验实训场所及设备仪器能够满足物理学专业和大学物理公共课实验教学的需要，同时为全院学生开放实验提供服务。

与此同时，为配合理论课教学，增加教学的直观性，自制或购买相关的教学仪器、模型、教具，建立了仪器齐全、环境良好的实验室，比如光学实验室，基本做到了凡是教材上讲到的波动光学现象，都能在实验中实现，真正做到了理论与实验教学相互促进，强化了物理学是一门实验科学的观念，避免了理论教学中容易出现的抽象、脱离实际的现象。

（2）开放实验室

为更好的使物理课程教学系统化，提高学生的实践能力，2011年物理实验中心响应学院实验室开放政策，向学生开放各实验室，各实验室独立或相互合作，针对学生对课堂中的理论知识概念理解抽象的弊端，使学生可随时进入实验室，做他们自己想做的实验，进行进一步的仔细观察和学习，由于有了自主权，学生的学习积极性空前高涨，不仅激发了学生的学习兴趣，而且培养了学生的动手能力、科学素质和探索精神。

（3）构建数字化的实验平台

物理实验中心各实验室均有相关配套的教学软件，并依托校园网、高等学校教学资源网和数字图书馆，在课堂教学中，提供丰富的教学课件和讲义、多媒体素材等，完善课程教学资源库，借助多媒体技术手段的应用扩大学生知识的信息量，同时注重讲解实验的图像，对实验装置的架构、数量级的概念重点阐释，启发学生去想象，建立物理图像，由此增加物理学知识在近代工业、科技中的应用范例，开拓学生的创新思维。

此外，针对专门的课程体系，在本科生科研创新项目中还设计出一些仿真实验软件，并投入实际使用，拓展了实验的广度和深度，一方面所需投资少，可减少贵重仪器的损伤，另一方面突破实验条件和环境的局限，将抽象难懂的概念、规律通过仿真实验生动、形象的表现出来，扩展了物理问题的研究途径与方法，且具有一定的应用价值，在促进本科教学质量和服务水平方面均发挥了重要的作用。

2　科研训练活动及科研素养的培养

（1）调整实验教学

原有的物理学实验教学计划中，各实验室教学内容仍以经典物理实验为基础，局限于基础性验证性实验，素质教育和能力教育的教学改革内容没有体现，学生的创新思维无从谈起。2012年物理实验中心制定了新的教学大纲，使得各实验室均开设了比例为25%的综合性、设计性实验项目，将课程内容与学科发展联系起来，让学生了解到课程相关的研究动态［3］，及新技术应用的基本理论基础知识。

同时配合相应理论课程教学，实验课程中贯彻研究性教学，引导学生进行研究性学习，通过查阅文献，咨询老师，自己设计研究性课题，不仅培养了学生的学习兴趣，提高了学生获取信息的能力，还可以使学生综合运用所学知识，进行跨学科学习。

（2）开设开放性实验项目

将物理学实验课程的教学与大学生创新能力的培养结合，进行改革、探索和实践，以提高学生的学习效率和科学素养为目的［4］，结合各实验室的具体情况和现有设备，物理实验中心制定了合理可行的开放性实验项目［5］，均为综合性、设计性和创新型的实验，学生可自行设计实验方案实现实验目的，并要求撰写项目计划书、实验设计思路，实验报告。开放性实验项目实行素质拓展学分制，在四年的专业理论学习过程中要求修够一定的学分。

自学院开展开放性实验项目以来，物理实验中心连续开展了7项开放性实验项目，参与学生包括物理学专业、电子信息专业、机械制造专业、焊接技术等专业学生。在指导教师的带领下，同学们积极参与到各项目的实际进程中，通过开放性实验项目，同学们在理论知识学习的基础上进行实践活动，即加深了理论知识的理解，也锻炼了学生的动手能力，更培养了他们提出问题、思考问题、解决问题的能力。

（3）鼓励及引导学生参加大学生科技竞赛、课外科技活动

物理实验中心通过开放实验平台的建设，深入研究课程内容，提取相关课题指导学生毕业论文的撰写或是毕业设计的制作之外，这几年来有计划地指导学生参加大学生物理科技作品竞赛、电子设计、数学建模等科技竞赛，鼓励和指导学生参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品项目、大学生科技创新项目等科技活动，获得校级奖励、省级奖励十余项，并指导学生撰写相关论文，发表论文7篇。

这种以团队合作形式的实践活动，使得学生综合应用所学知识分析和解决实际问题，不仅扩大学生的知识视野，启发他们的科学思维方法，而且通过这些活动学生的设计思想和敢于创新的精神得到了培养，更重要的是他们的团队协作能力、交流表达能力等科研素养也得到了有效的提高。

3　总 结

通过上述实践，探索开放实验平台建设中提高大学生科研素养的途径与方法，形成了一套良好的培训案例，目前已建立物理学教学团队，有良好的研究环境，为本科生科研训练活动提供保障，以此在知识和实践之间搭建一座桥梁，培养学生对科研工作的兴趣和热情。在此基础上实施的研究性教学，及以课程论文、研究性实验、课外学术科技作品为载体，引导学生进行探究式学习的教学模式，将知识传授与研究方法和科研能力的培养结合起来，将科研训练和学科竞赛、毕业论文工作相结合，鼓励学生自主立项，这样增加了学生对科研训练的兴趣和自信，培养了学生的科研素养，也在完成科研训练的同时获得相应的成果，一举多得。

［1］ 陈小虎，吴中江，李建启.新建应用型本科院校的特征及发展思考［J］.中国大学教学，2010（6）:41-43.

［2］ 周济.实施“质量工程”，贯彻“2号文件”，全面提高高等教育质量［J］.中国大学教学，2007（3）:4-8.

［3］ 王金发.构建开放式研究性的教学与学习新模式［J］.中国高等教育，2007，21:20-22.

［4］ 王亚雄.大学物理教学改革的思考［J］.陕西师范大学学报，2005（1）:267-268.

［5］ 魏秀芳.开设开放性物理实验项目培养大学生科研创新能力［J］.大学物理实验，2014，27（1）: 117-119.

Enhancing Undergraduates’Scientific Research Training in the Construction of Open Experimental Platform

GUO Zhong-hua，LIU Hao，TAO Lei，WANG Zhi-quan
（School of Bailie Engineering&Technology，LanZhou City University，Gansu Lanzhou 730070）

The construction of open experimental platform is conductive to improving the undergraduates’innovation spirit and practice ability.For constructing the application-oriented university，cultivating high comprehensive quality applied talents，geared to the needs of local economy，this paper takes the physics department of Lanzhou City University for example and elaborates some beneficial attempt in the scientific training during the construction process of the open experimental platform.

physical experiment；open experimental platform；reform in education；research training

G642.0

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.037

1007-2934（2015）02-0129-03

2014-11-17

国家自然科学基金项目（11464025，11064007）；教育部“新世纪优秀人才支持计划”（NCET-11-0906）；甘肃省教育科学“十二五”规划课题（［2012］GSGXG045）。