用科研項(xiàng)目推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與探索

朱湘萍,熊文元,包本剛

(湖南科技學(xué)院,湖南永州 425100)

用科研項(xiàng)目推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與探索

朱湘萍,熊文元,包本剛

(湖南科技學(xué)院,湖南永州 425100)

主要探討了利用科研項(xiàng)目可以有效改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法,研究了共享科研資源,改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備及擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)對(duì)象受益范圍,提高實(shí)驗(yàn)教師素質(zhì),為有效推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提出一種研究方法。

科研項(xiàng)目、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、教學(xué)改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的必課程,是高等院校理工科教學(xué)體系的重要組成部分,通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),不僅能讓學(xué)生受到實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,更重要的是提高學(xué)生觀察事物,分析事物、總結(jié)歸納、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,特別是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。隨著時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)急需要能與時(shí)代同步的創(chuàng)新型人才,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了達(dá)到這個(gè)教學(xué)目的和效果,也需要不斷改革和創(chuàng)新[1-3],而科研項(xiàng)目則是推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革很好的方法。

1 用科研項(xiàng)目推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.1 化解科研項(xiàng)目,改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于部分領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)不夠重視,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目把關(guān)不嚴(yán),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較多,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)相對(duì)對(duì)來(lái)說(shuō)比較少[4-5]。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目繁瑣,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單,學(xué)生做了實(shí)驗(yàn)后,也感覺(jué)不到有很大的收獲或者促進(jìn)作用,甚至有些學(xué)生感覺(jué)這大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與他們現(xiàn)在的專(zhuān)業(yè)或未來(lái)的工作毫無(wú)關(guān)系。如果在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入科研項(xiàng)目,教師依據(jù)教學(xué)大綱要求,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,對(duì)部分陳舊過(guò)時(shí)內(nèi)容進(jìn)行刪減,增加學(xué)科前沿知識(shí),既可以保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性及前沿性,也可以使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不斷改革和創(chuàng)新。教師在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇時(shí),可以把相關(guān)科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,教師可以將部分成熟的科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,提高教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,同時(shí)讓學(xué)生了解了物理科學(xué)發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài),掌握了物理前沿領(lǐng)域的最新技術(shù)狀態(tài),及了解社會(huì)發(fā)展的需要,從而使學(xué)生自覺(jué)地、有目的地、有計(jì)劃地從某些方面培養(yǎng)自己的能力[6-7]。

1.2 利用科研項(xiàng)目,改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

1.2.1 傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,基本上是教師把學(xué)生分成小組進(jìn)行,教師把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和注意事項(xiàng)都給學(xué)生分析清楚了,而學(xué)生只有要按照老師提供的模式進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式存在一定的缺點(diǎn),最主要的是沒(méi)有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生探索問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,大部分學(xué)生沒(méi)有思考怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、怎樣選器材、怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、為什么要注意這些事項(xiàng)等,那更達(dá)不到物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力了。

1.2.2 滲入科研的探究型教學(xué)模式

如果在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師把科研成果或成熟的技術(shù)滲透到課堂上,同時(shí)注意向?qū)W生介紹一些尚未做出定論的科學(xué)研究問(wèn)題、一些不同的觀點(diǎn)假設(shè),以及解決問(wèn)題的不同的實(shí)驗(yàn)方法途徑,引導(dǎo)學(xué)生積極參與教師的科研活動(dòng),共同完成的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生探究問(wèn)題,大膽提出自己的實(shí)驗(yàn)的研究方案[7]。

1.3 采用科研項(xiàng)目教學(xué)法,改革大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

1.3.1 傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教師一般按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法、步驟等進(jìn)行,這種按部就班做法也有一定的優(yōu)點(diǎn),可是存在一定的問(wèn)題,不如,有部分教師在實(shí)驗(yàn)課堂上,教學(xué)生“授人以魚(yú)”,而不是“授人以漁”,或者“照本宣科”,不能理想地達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮托Ч?/p>

1.3.2 科研項(xiàng)目教學(xué)法

對(duì)比項(xiàng)目教學(xué)法,科研項(xiàng)目教學(xué)法要突出“科研項(xiàng)目”這一主題出來(lái),它既有項(xiàng)目教學(xué)法的有點(diǎn),同時(shí)又具有學(xué)生參與科研項(xiàng)目的模擬,可以有效培養(yǎng)學(xué)生的理論能力和應(yīng)用能力?？蒲许?xiàng)目教學(xué)法要求學(xué)生積極參與教師的真實(shí)的以及虛擬的“科研項(xiàng)目”,學(xué)生在老師的指導(dǎo)下,但是又是較為獨(dú)立的完成與課程相關(guān)的“主題科研項(xiàng)目”。整個(gè)課程的教學(xué)將圍繞科研項(xiàng)目的研究過(guò)程展開(kāi),學(xué)生積極參與,共同完成課程的教學(xué)任務(wù)[8]。如果把科研項(xiàng)目帶入課堂,圍繞著科研項(xiàng)目組織和開(kāi)展教學(xué),教師在實(shí)驗(yàn)課堂上,采用科研項(xiàng)目教學(xué)法,只是給學(xué)生適當(dāng)指導(dǎo),讓學(xué)生直接全程參與,體驗(yàn)、感悟、設(shè)計(jì)、處理、探究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之中,來(lái)達(dá)到解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這樣學(xué)生不僅感覺(jué)自己學(xué)的知識(shí)很有用,同時(shí)可以提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,推進(jìn)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,更能真正培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型的人才,滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要。

1.4 共享科研項(xiàng)目的資源,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的硬件和軟件設(shè)備,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源共享

作為工科用的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室,雖然實(shí)驗(yàn)資源比較豐富,但是部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較陳舊的、壞的較多,如果更換新的實(shí)驗(yàn)儀器或配件的話(huà),若不是成批買(mǎi)就不方便,甚至有的儀器廠(chǎng)家不生產(chǎn)了;如果購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器,又缺乏資金。甚至有些高校在擴(kuò)招后因缺乏實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi),實(shí)驗(yàn)室資源配置少,無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課,嚴(yán)重制約了教學(xué)質(zhì)量的提高[9]。對(duì)于科研設(shè)備,一般利用率比較低,造成設(shè)備閑置。因此共享科研項(xiàng)目的資源,可以改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的硬件和軟件設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室資源共享。比如為了提高學(xué)生的實(shí)踐技能和實(shí)驗(yàn)水平,啟發(fā)學(xué)生探索問(wèn)題,我們充分利用科研資源,發(fā)揮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室等在本科教學(xué)中的作用,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放,將科研設(shè)備向本科生開(kāi)放[1]。

1.5 將科研項(xiàng)目帶入課堂和實(shí)踐,擴(kuò)大大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)受益范圍

1.5.1 建立實(shí)踐基地,提供實(shí)踐平臺(tái)

為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力,現(xiàn)在很多本科院校建立了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地和實(shí)踐平臺(tái),進(jìn)行大學(xué)生研究性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究,這是一種小范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研結(jié)合的模式[10]。

學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的科研活動(dòng),無(wú)論從查詢(xún)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(yīng)用等各方面都得到全面的培訓(xùn),可是受益范圍太少[11-12]。如果院校條件允許的話(huà),建立實(shí)習(xí)基地,將科研項(xiàng)目用于實(shí)踐當(dāng)中去,而學(xué)生隨時(shí)以在實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)習(xí),這樣不僅可以學(xué)生將理論聯(lián)系實(shí)際、理論應(yīng)用于實(shí)踐并指導(dǎo)實(shí)際的能力,而且可以擴(kuò)大受益范圍。

1.5.2 開(kāi)放科研實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生參與科研

科研活動(dòng)實(shí)際上就是創(chuàng)新活動(dòng),學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目,從事從事實(shí)實(shí)在在的科研活動(dòng),在實(shí)踐過(guò)程中,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),在指導(dǎo)老師的輔助下,獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、收集資料、分析歸納,從而提出解決問(wèn)題的路徑和方法的過(guò)程,從而加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)[7,12],也可以擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)者受益范圍。

1.5.3 將科研項(xiàng)目帶入課堂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、探究問(wèn)題能力和創(chuàng)新意識(shí)。將科研項(xiàng)目帶入課堂,把科研項(xiàng)目的成果或者成熟技術(shù)轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和挖掘問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣,方便所有學(xué)生進(jìn)入探究性研究等實(shí)驗(yàn)活動(dòng),學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能解決問(wèn)題,并能修正、改進(jìn)以及創(chuàng)新原有的操作模式以適應(yīng)新環(huán)境的需要[13]。

1.6 利用科研項(xiàng)目,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的素質(zhì)

高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍是高校實(shí)施創(chuàng)新教育的骨干力量,是增強(qiáng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室生機(jī)和活力的源泉,是確保本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。一般通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資培訓(xùn)可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的素質(zhì),但是實(shí)踐證明,利用科研項(xiàng)目,更可以提高實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的素質(zhì)的。

1.6.1 改變大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念,可加強(qiáng)實(shí)

驗(yàn)教師和領(lǐng)導(dǎo)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程主要是針對(duì)工科學(xué)生進(jìn)行開(kāi)課的?，F(xiàn)在有少部分高校,對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視,認(rèn)為大學(xué)物理課程開(kāi)也可以,不開(kāi)也行,甚至有些不按照教學(xué)大綱,不合理削減大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí),對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果造成了一定的影響。如果把科研項(xiàng)目滲透到大學(xué)物理教學(xué)中,學(xué)生體味到科研過(guò)程的快樂(lè),學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性加強(qiáng)了,學(xué)生的動(dòng)手能力得到了提高,教師的教學(xué)效果也得到了提高,更重要的學(xué)生的就業(yè)率也提高;因此,學(xué)生、教師和領(lǐng)導(dǎo)就會(huì)重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程,領(lǐng)導(dǎo)和教師就會(huì)加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度,推進(jìn)了大學(xué)物理教學(xué)的改革。

1.6.2 拓寬實(shí)驗(yàn)教師的專(zhuān)業(yè)知識(shí),提高教師的實(shí)驗(yàn)技能

當(dāng)科研項(xiàng)目滲透到教學(xué)中并轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí),學(xué)生真正完成這樣的實(shí)驗(yàn)任務(wù),由于知識(shí)有限,會(huì)碰到各種各樣的問(wèn)題,這就要求指導(dǎo)老師或者實(shí)驗(yàn)教師必須備扎實(shí)、系統(tǒng)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和廣博的知識(shí)面,才能給他們排憂(yōu)解難,這樣就督促了實(shí)驗(yàn)教師時(shí)時(shí)刻刻多方面進(jìn)行查閱資料,對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行挖掘,消化實(shí)驗(yàn)知識(shí)的難點(diǎn),理悟?qū)嶒?yàn)知識(shí)的重點(diǎn),研究出更好的、更精確地實(shí)驗(yàn)方法和手段,這樣不僅拓寬了實(shí)驗(yàn)教師的專(zhuān)業(yè)知識(shí),同時(shí)也提高了教師的實(shí)驗(yàn)技能[14]。

2 結(jié)束語(yǔ)

用科研項(xiàng)目推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索,在少部分院校已取得了一些成績(jī)和效果。今后,為了有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)資源,充分利用實(shí)驗(yàn)資源,我們建議將科研資源和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行整合,充分發(fā)揮院校的科研優(yōu)勢(shì),采用科研項(xiàng)目更新及豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,以科研思維方式組織實(shí)驗(yàn)教學(xué),促成更多學(xué)生參與科研創(chuàng)新活動(dòng),提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,有效推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,培養(yǎng)出更多更好的適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新性應(yīng)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(xiàng)目(湘教通[2008]263號(hào)No.201).