基于創新人才培養的我院大學物理實驗教學實踐平臺建設

陳恒雷　徐雷

摘要：大學物理實驗課是高等理工科院校本科生接收系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，它在培養和提高學生的科學素養、科學思維、科學態度、科學作風以及團隊協作精神等方面具有重要作用，普遍得到了國內外各理工科院校的重視。本文簡要介紹了我院大學物理實驗教學實踐平臺的發展現狀，并探討了基于創新人才培養需要的我院大學物理實驗教學實踐平臺的建設情況。

關鍵詞：創新人才；大學物理實驗；教學實踐平臺；建設

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0221-02

大學物理實驗課是高等理工科院校對學生進行科學實驗基本訓練的必修基礎課程，它在培養和提高學生的科學實驗基本素養和技能，樹立學生正確的科學思維和科學方法，端正學生認真嚴謹的科學態度，培養學生理論聯系實際和實事求是的科學作風以及積極主動的探索精神和團結協作的團隊精神等方面具有其他課程無法替代的作用，普遍得到了國內外各理工科院校的應有重視[1]。各高校由于學科、生源、師資水平的差異，在教學模式、教學內容、考評方式上不可能采用統一的方法，各高校都有現實需要因地制宜地開展大學物理實驗教學實踐平臺建設，更好地發揮大學物理實驗課在構建理工科學生科學思維和創新能力中的作用。

一、我院大學物理實驗教學實踐平臺的發展現狀

新疆大學各理工科院系的公共必修課中都開設有大學物理實驗，該課程的承擔單位物理科學與技術學院自治區級實驗教學示范中心“物理實驗教學示范中心”獲批于2009年。中心現有專職人員35人，其中教師28人、實驗技術人員7人，職稱結構教授6人、副教授14人、高工1人、講師8人，具有博士學位的15人。物理實驗中心現有六個基礎實驗室：大學物理實驗室、近代物理實驗室、材料物理實驗室、光學光電子實驗室、計算物理實驗室、離子束與核物理工程實驗室。其中大學物理實驗室包含有5個專業實驗室（力學實驗室、熱學實驗室、電磁學實驗室、光學實驗室、演示實驗室），分設于本部、南校區和北校區三個校區，共有實驗儀器2421套（臺件），每學年可滿足全校約6000名理工科學生的教學實踐活動，為新疆各行各業培養和輸送了大批合格建設者。物理實驗是高等學校理工科對學生進行科學實驗基本訓練的必修通識課程，是大學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端。因此，要培養順應時代發展要求的創新人才，就必須重視實驗教學，從根本上改變實驗教學依附于理論教學的傳統觀念，堅持以學生為本，在傳授知識的同時注重培養學生的能力和創新意識。學院通過長期的實驗教學和改革的實踐，凝練出“以學生為本，以能力培養為核心，以創新教育為目標”的實驗教學理念。根據新疆大學的實際情況，結合國家“基礎課實驗教學示范中心”的要求，學院確立了“激發興趣、夯實基礎、增強能力、探索創新”的教學方針和“加強建設、銳意改革、注重特色、不斷創新”的指導思想，并制定了以加強實驗教學軟硬件條件建設，建立科學的實驗教學創新體系，更新實驗教學內容，改進實驗教學方法為重點，以培養具有創新精神和實踐能力的高水平人才為目標，通過認真規劃、精心組織，將我院大學物理實驗教學實踐平臺建設成為新疆地區領先，具有國內先進水平的大學物理實驗教學實踐平臺，使之成為新疆地區輻射面最廣的物理實驗教學示范基地。按照這一目標，目前學院在國家高校實踐教學能力提升計劃資金支持下，在校院兩級領導的長期關心指導下，有條不紊地開展大學物理實驗教學實踐平臺建設，以滿足邊疆少數民族地區各族理工科大學生創新能力培養的現實要求。

二、我院大學物理實驗教學實踐平臺的建設情況

（一）基于創新人才培養的硬件辦學條件的建設

新疆大學物理學院物理實驗教學實踐平臺雖然通過一代代扎根邊疆高教事業的物理教師的不懈努力，得到了長足的進步，但與國內外高水平的同類高校相比，與服務新疆經濟建設和社會發展的現實要求相比，大學物理實驗課在辦學硬件方面仍有很大差距，有必要基于創新人才培養的需要加快硬件辦學條件的建設和實驗人才的引進，以期更好地服務于新疆大學各理工科專業又快又好發展，并輻射和帶動疆內其他高校進步。新疆大學大學物理實驗室目前承擔的課程包括：（1）面向新疆大學所有理工科院系非物理專業本科生的大學物理實驗I和II，每學年約5600名學生；（2）面向物理科學與技術學院物理學專業和應用物理專業本科學生的基礎物理實驗，每學年約300名學生。近年來，通過新疆大學“211工程”建設經費支持，大學物理實驗室具備了開設各類實驗項目48項的硬件辦學條件，其中基礎性實驗36項（包括預備性實驗12），綜合設計性實驗12項，并根據國內外大學物理實驗課的發展動態和現有儀器設備的使用狀況不定期地對力、熱、電、光實驗儀器進行更新換代，并由實驗員和相關實驗教師對儀器設備的安裝調試進行全程跟蹤驗收，以保證實驗儀器能滿足大學物理實驗教學培養創新性人才的客觀需要。此外，基于新疆大學生源結構多樣的特點，近些年學院實驗教學經驗豐富的姬秉正、艾爾肯·阿不列木、武寶山、凌海秋老師先后組織編寫了三部大學物理實驗教材，對人性化培養新疆大學各民族生源大學生的科學素養和基本實驗技能發揮了重要作用。

（二）基于創新人才培養的軟件辦學條件的建設

新疆大學物理學院物理實驗教學實踐平臺除了辦學硬件方面仍需改進外，在師資隊伍、教育教學理念、教學模式、教學內容、考評方式等方面與高水平高校相比也差距很大，有必要大力引進實驗人才，大刀闊斧地進行實驗教學改革。21世紀，世界各國綜合國力的競爭歸根到底是原創驅動發展的創新能力競爭，在這一時代大背景下創新性人才的培養就顯得尤為重要。創新性人才的培養首先需要有一支知識淵博、眼界開闊的師資隊伍。近年來學院從北京大學、南京大學等國內知名高校引進了一批取得博士學位的高層次人才，讓其加入到大學物理實驗教學實踐中，這大大加強了我院大學物理實驗教學的師資力量；其次，需要有符合教育教學發展規律的教育理念支撐，先進的教育教學理念對創新人才的培養影響深遠。以應試教育主導的“灌輸式”教育教學方法為例，雖然在學生系統的科學知識體系構建和邏輯運算能力訓練方面發揮了不可替代的作用，但不可否認的是該教育教學方法在一定程度上扼殺了學生的原創性思維過程。因此，有必要對傳統的教育教學模式進行深刻反思歸位于教育的本真。教育除承載著心靈的凈化、知識的傳授、技能的培訓功能外，更重要的是承載著引導人們自主提出問題、解決問題的功能。因此，在大學物理實驗教學的教學模式、教學內容及考評方式全過程中都需要注重以人的原創性思維培養為目標的啟發引導式教育教學理念，最大限度地調動學生獨立自主參與實驗教學的積極性。基于該教育教學理念，學院在現有的儀器設備基礎上有必要完善重力加速度的測量、轉動慣量的測量、聲速的測量、霍爾系數的測量、電阻率的測量、電容的測量、熱容的測量、庫侖定律的驗證、畢奧薩伐爾定律的驗證、電磁感應定律的驗證等實驗內容。這些實驗不論是在深入學生對經典物理理論的理解還是在對構建學生科學思維和創新能力培養方面都具有舉足輕重的作用。此外，學院基于目前現有的預備實驗、基礎實驗、綜合實驗、創新實驗四個層次大學物理實驗教學體系，還將逐步淘汰實驗內容中過時的或過于簡單的實驗內容，擴大綜合性和設計性實驗的數量，優化各層次實驗內容的比例，構建較為完備的可復制、可推廣的大學物理實驗開放性教學模式，以期滿足新疆大學不同生源、不同學科特點學生的多樣性需求。21世紀90年代以來興起的多媒體技術，以其在處理信息上所具備的生動性、廣泛性、集成性、可選擇性及高效性等突出優點，迅速在包括實驗教學在內的各種領域獲得廣泛使用并取得顯著的效果[2]。將多媒體技術用于大學物理演示實驗教學，一方面，可以節省大量時間保證教師在有限的時間拓展實驗教學內容；另一方面，可以通過生動形象的多媒體演示實驗使學生對大學物理實驗產生濃厚的興趣，培養學生頭腦中演繹實驗的抽象思維能力，從而有效地提高實驗教學的效率。實踐表明，培養學生的學習興趣是開發學生的創新性思維能力，提高教學效率的必要措施之一。在實驗教學中合理地穿插具有趣味性、新穎性又帶有生活氣息的物理過程在實驗教學內容中作為點綴和啟迪對教學效果的提高大有好處[3]。此外，實驗授課教師還必須不斷改進教學手段，推進實驗教學的有序性和啟發性有機結合，充分重視實驗教學過程中的師生交流及學生間的分工協作，擯棄過去注重成績輕過程的單一考評方式，在實驗教學過程中注重培養和挖掘學生的創新意識和潛力，綜合考察學生的獨立思考能力、動手能力和團隊協作能力，逐漸讓學生在物理教學實踐過程中養成獨立思考、科學嚴謹的習慣，為今后的學習和工作奠定良好的基礎。

大學物理實驗課是高等理工科院校本科生接收系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，它在構建大學生科學思維和創新能力培養方面發揮著不可替代的作用。在大學物理實驗教學中是否以尊重人的原創性為導向關乎大學生今后的思維方式和創新潛力。因此，在創新驅動發展的時代大背景下每個教育教學工作者都應該深刻意識到創新人才的培養需要我們從教育理念到教學方法全方位地轉變，在教育教學的全過程中引導、啟發、鼓勵和培養學生獨立思考地提出問題、解決問題的習慣，多為國家構建創新驅動發展社會發展模式輸送合格接班人和建設者。

參考文獻：

[1]艾爾肯·阿不列木，艾合買提江，張冀生，等.新編大學物理實驗教程[M].北京：清華大學出版社，2013：1-3.

[2]李紅民，李冬民，姜海麟.分子生物學多媒體教學中應注意的幾個問題[J].中國醫學教育技術，2002，16（5）：284-286.

[3]楊東英，鄭世英，焦傳珍，等.分子生物學理論教學改革的探索[J].科技信息，2007，（27）：327.