大學生物理創(chuàng)新實踐平臺的建設(shè)*

■ 徐林華 鄭改革 陳玉林 張雅男 （南京信息工程大學物理與光電工程學院）

大學生物理創(chuàng)新實踐平臺的建設(shè)*

■ 徐林華 鄭改革 陳玉林 張雅男 （南京信息工程大學物理與光電工程學院）

為了培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識及提高他們的動手能力，為了使有潛力和有興趣的學生進行創(chuàng)新實踐有一個活動場地，我校物理實驗中心建立了大學生物理創(chuàng)新實踐平臺。該平臺經(jīng)過5年的運行，我們發(fā)現(xiàn)參與創(chuàng)新實踐的學生提高了分析問題和解決問題的能力，拓寬了視野，培養(yǎng)起了良好的團隊合作精神，增強了創(chuàng)新意識。“創(chuàng)新實踐”為大學生進入社會開發(fā)新技術(shù)、研制新產(chǎn)品奠定了一定的基礎(chǔ)。創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)的水平對于“創(chuàng)新實踐”的效果將起著決定性的作用。因此，如何建設(shè)好大學生物理創(chuàng)新實踐平臺值得深入地探討和研究。

實踐教學改革；大學物理實驗；創(chuàng)新意識與能力；創(chuàng)新實踐平臺

改革開放以來，盡管我們國家在人才培養(yǎng)方面已經(jīng)取得了巨大進步，但是仍然存在著培養(yǎng)出來的很多大學生眼高手低、動手能力差的問題。很多招工單位抱怨：很多本科生的動手能力遠不如高職院校的學生。這不能不引起高校教育者的重視。在以往的本科院校高等教育中，學校往往更注重于書本知識的傳授，而對于學生實踐能力的培養(yǎng)力度不夠。這勢必要求相關(guān)高校加大對實踐性課程的教學改革力度。眾所周知，“大學物理實驗”是一門理工科各專業(yè)必修的、獨立設(shè)置的基礎(chǔ)實驗課程，是學生在大學里接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端，對于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識具有重要作用。隨著信息化社會的迅速發(fā)展，為了滿足社會對于人才的需求，“大學物理實驗”的教學方法和教學模式必然也要做出相應的調(diào)整，很多院校都已經(jīng)進行了一些探索，比如中國科技大學在物理實驗創(chuàng)新實踐教學方面就做了很多有益的探索而且成效顯著。然而，國內(nèi)各所高校在師資、財力、對學生培養(yǎng)的目標等方面都存在一定差距，所以不能一律地追求“高大上”的推進策略，必須立足于學校自身的實際情況來開展物理實踐教學方面的改革創(chuàng)新。南京信息工程大學物理實驗教學中心作為第一批省屬本科學?；A(chǔ)課實驗教學示范中心，在大學物理實驗課程改革、創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)等方面也取得了一些有意義的經(jīng)驗。在2012年我校物理教學實驗中心建立了物理創(chuàng)新實踐平臺，基于該創(chuàng)新平臺，我校學生在全國大學生挑戰(zhàn)杯競賽、全國大學生節(jié)能減排創(chuàng)新競賽、全國大學生力學競賽、江蘇省高校大學生物理及實驗科技創(chuàng)新競賽、江蘇省大學生力學競賽等學科競賽中多次獲得重要獎項。更重要的是，經(jīng)過物理創(chuàng)新實踐訓練的學生，提高了分析問題和解決問題的能力，拓寬了視野，培養(yǎng)起了良好的團隊合作精神，增強了創(chuàng)新意識。下面就大學生創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)的必要性及我們?nèi)〉玫囊恍┙?jīng)驗做一簡要介紹，并對尚存在的一些困難予以描述，希望能引起相關(guān)人員的重視。

一 大學生物理創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)的必要性

對于理工科大學生而言，“大學物理實驗”是一門重要的基礎(chǔ)課程，這門課程的學習不僅使學生更好地理解和掌握了“大學物理”課程的內(nèi)容，系統(tǒng)地學習了一些實驗技能，而且為完成后續(xù)的其它專業(yè)課的實驗奠定了基礎(chǔ)。但是“大學物理實驗”課程中所設(shè)置的物理實驗項目大多數(shù)是經(jīng)過反復驗證的經(jīng)典實驗，一般都有確定的實驗結(jié)果；而且這些實驗項目大多數(shù)是每個實驗僅僅涉及到某一方面的物理知識，比如“牛頓環(huán)實驗”就只涉及到光的等厚干涉的內(nèi)容，“霍爾效應的研究”這個實驗只涉及到霍爾效應，等等。如何將“大學物理實驗”的內(nèi)容進行延伸，使學生獲得綜合性的實踐訓練是高校物理教育者必須要考慮的問題。再者，在“大學物理實驗”課程里，在完成某一個實驗項目的過程中，每個學生基本上都是以個體獨立完成的，而且指導教師也強調(diào)學生應該獨立完成。對于小的實驗項目，個人是可以順利完成一個實驗項目的。然而，當學生特別是理工科類學生畢業(yè)后進入社會工作時，遇到的情況往往不是“單打獨斗”式的工作模式，他們面對的更多情況是這樣的：很多人共同參與一個大項目，每個人要與別人協(xié)調(diào)地一起來完成一個項目。這就要求學生必須有良好的溝通能力和協(xié)作能力，要具有良好的團隊工作精神，然而這種能力在我們的一般實踐課程中是無法培養(yǎng)的。此外，我們目前面對的狀況是“由于多年的擴招和本科教育的普及化，大學物理實驗課程只能保證批量化教育而失去了個性化教育的功能”，從而使得一些具有強烈學習欲望和想發(fā)揮創(chuàng)造力的學生得不到應有的發(fā)展。綜上所述，大學生物理創(chuàng)新實踐平臺的建立是非常有必要的。

二 大學生物理創(chuàng)新實踐平臺的運行模式

1 實驗項目的建立方式

大學生創(chuàng)新實踐項目以團隊的形式開展，一般一個團隊包含3～5名學生。我校的物理創(chuàng)新實踐項目的建立方式非常靈活，不要求學生必須按指導教師給出的項目內(nèi)容去選題。創(chuàng)新實踐項目的建立主要有兩種方式，一種是由指導學生創(chuàng)新實踐活動的教師給出一些創(chuàng)新實驗項目，由學生們來選題，選題相同或興趣相同的學生則組成一個項目團隊（先選題，再組隊）；另外一種方式是學生自主選題，然后由指導教師審查是否合適（先組隊，再定題）。我們尤其鼓勵學生自主選題，因為他們往往對于自己選的項目更感興趣并能保持持久的研究熱情；而且當這個項目完成后，他們也更加能體會到愉悅感和能力的展示。選題應該具有一定的物理思想，具有一定的創(chuàng)新性和可行性。當創(chuàng)新實踐項目確定之后，實行專業(yè)指導教師和學生結(jié)對子的運行方式。值得一提的是：這個創(chuàng)新實踐項目的結(jié)束并不一定意味著這種延伸式的培養(yǎng)和教育過程的結(jié)束，實際上學生和指導教師在一個創(chuàng)新實踐項目完成的過程中有一個相互深入交流的過程，若是學生覺得指導教師有能力繼續(xù)指導自己并且得到指導教師的認可，這個學生可以跟著這位指導教師繼續(xù)做畢業(yè)論文甚至直接攻讀研究生學位。這種教學方式可以更早地發(fā)現(xiàn)好的苗子，從而進行加速培養(yǎng)。

2 創(chuàng)新實驗項目所需經(jīng)費的來源

盡管學校和學院對于物理創(chuàng)新實踐平臺的建設(shè)是很支持的，但是目前還沒有給予直接的運行經(jīng)費。物理創(chuàng)新實踐項目經(jīng)費的來源主要有以下幾項：大學生創(chuàng)新實踐項目（包括校級和省級兩類）、優(yōu)秀畢業(yè)論文支持計劃項目、實驗室開放項目、指導教師課題經(jīng)費、物理實驗教學中心運行經(jīng)費等。由于學校每年都會有大量經(jīng)費支持“大學生創(chuàng)新實踐項目”，所以它也成為了物理創(chuàng)新實踐平臺運行經(jīng)費的一項重要來源。

3 創(chuàng)新實踐平臺的管理模式與運行方式

大學生創(chuàng)新實踐活動場地主要包括兩個場所：（1）專門的大學生物理創(chuàng)新實驗室；（2）指導教師的科研實驗室。對于教師的科研實驗室是由專職教師負責管理，而對于大學生物理創(chuàng)新實驗室則以學生們自己管理為主，教師管理為輔。一個創(chuàng)新實踐項目立項之后，指導教師通常會給學生們安排一個專用的實驗用品柜，用來放置該項目的一些文件及實驗器材；項目組成員按照分工，各司其職。一般一個項目組會制定一份詳細的計劃表，項目組成員定期與指導教師討論項目的進展情況。

4 創(chuàng)新實踐項目的驗收

我們建立這個創(chuàng)新實踐平臺的主要目的是使學生獲得更多的鍛煉機會和增強他們運用所學知識的能力，而不是期望他們獲得多少研究成果。因此，項目結(jié)題時，不一定非要有發(fā)表的相關(guān)論文、授權(quán)的專利或獲得的獎項，但項目組學生對于該項目涉及到的物理思想的理解程度應該是大大提升的。不強調(diào)“實”的研究成果，是為了防止學生的功利性思想的滋生?？傊?，創(chuàng)新實踐平臺對于項目的驗收方式是靈活多樣的——與選題的種類有關(guān)系；最后提交的結(jié)題材料可以是研究報告、公開發(fā)表的論文、專利或者提交實物都可以。對于完成的質(zhì)量高的實踐創(chuàng)新項目，我們將在學院和實驗中心的宣傳板中給予展覽報道，讓參與項目的學生感受到榮譽感。

三 大學生創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)中存在的主要困難

1 資金存在很大缺口

由于創(chuàng)新實驗中往往用到一些高端的設(shè)備或儀器，所產(chǎn)生的測試費或設(shè)備租用費都比較高。此外，一些特殊的實驗用品也很昂貴。這些都導致了經(jīng)費緊張。由于資金存在很大的缺口，創(chuàng)新實踐平臺的運行也受到了一定的限制。目前主要對本學院的學生開放，也對少量外院學生開放，現(xiàn)時還無法滿足全校學生的需求。

2 指導教師人數(shù)不足

現(xiàn)在我校的大學生物理類創(chuàng)新實踐項目不安排具體課時，而且這些創(chuàng)新實踐項目基本上都是學生在課下完成的，因此教師指導學生的創(chuàng)新實踐活動不算教師的教學工作量。參與該項活動的教師雖然前兩年都還很有熱情，但是長而久之就逐漸地缺少了積極性。這直接導致指導教師人數(shù)不足。一些國內(nèi)著名高校，比如中科大，對于學生創(chuàng)新實踐平臺的運行與管理已經(jīng)走上規(guī)范化的道路，學校會給予指導教師一定的工作量和一定的經(jīng)費支持。但是，在很多高校，學校并沒有給予指導教師相應的工作量，參與活動的教師往往缺乏足夠的積極性。因此，物理實踐創(chuàng)新平臺的長久運行及發(fā)揮積極作用需要學校給予必要的政策和條件支持。

3 實驗用房缺少

專門的實驗用房缺少是一個很棘手的問題。盡管物理實驗中心已經(jīng)劃出了一些房間用于創(chuàng)新實踐專用實驗室，但是仍遠不能滿足需求。特別是對于制作類項目，學生們都想有一個安靜的環(huán)境，能不受打擾安心于自己的思考和實驗。但是在目前情況下，要想解決這一問題還存在較大困難。

大學生創(chuàng)新實踐平臺的建設(shè)有益于大學生知識、能力和素質(zhì)的綜合提高，如何使其成為大學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺和孵化器值得深入地探索和研究。一個運行良好的創(chuàng)新實踐平臺不僅需要有滿腹熱情的指導教師，還需要學校提供必要的資金和其它方面的保障，這需要高校領(lǐng)導給予高度重視。

[1]熊永紅,任忠明,皮厚禮,肖育英,唐超群,張炯．物理實驗源頭創(chuàng)新教育的思路與探索[J]．物理與工程,2006(1)．

[2]張敏,何龍慶,張波．大學物理實驗教學改革的研究[J]．大學物理實驗,2009(1)．

[3]李穎．大學物理實驗數(shù)字化教學改革的探索[J]．大學物理實驗,2016(4)．

G642

A

1008-2549(2017)05-0084-02

本文受南京信息工程大學教學類實驗室開放項目（2016KF013）和本科教學質(zhì)量提升工程項目資助（2013002）。