科研訓(xùn)練在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

殷月紅 胡保付 曹國(guó)華

摘要：物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科學(xué)生的基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，綜合素質(zhì)提高具有不可取代的作用。文章通過(guò)分析目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的弊端，針對(duì)性的將科研創(chuàng)新與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效結(jié)合，構(gòu)建科研訓(xùn)練教學(xué)平臺(tái)，探索新形勢(shì)下培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才有效的教學(xué)模式。理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力，提高學(xué)生的科研素質(zhì)，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)科學(xué)應(yīng)用型人才提供教學(xué)思路。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；科研訓(xùn)練；教學(xué)改革；創(chuàng)新人才

物理學(xué)是理工科高等院校開設(shè)的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，作為一門與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合的學(xué)科，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?dòng)手能力和獨(dú)立思考能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力起著不可取代的作用，因此對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制進(jìn)行改革，提高教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力一直是高校教師研究的重要課題[1]。

目前物理實(shí)驗(yàn)課程主要分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合提高性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)，盡管在課程上有了層次分配，但是在實(shí)際教學(xué)中主要以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為主，使得學(xué)生可以較全面的接受基礎(chǔ)理論知識(shí)，但是不能有效提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，比如創(chuàng)新能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維等[2]。目前各大高校對(duì)學(xué)術(shù)研究都投入更多的精力，科研條件得到提高，很多高校都引入了一些大型的實(shí)驗(yàn)儀器和配套設(shè)備。不過(guò)大部分的實(shí)驗(yàn)儀器主要用于科學(xué)研究和研究生培養(yǎng)，幾乎沒(méi)有和本科教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，沒(méi)有充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)儀器，特別是大型儀器的應(yīng)用價(jià)值。因此將科研訓(xùn)練引入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使得科研創(chuàng)新與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效結(jié)合[3]，進(jìn)行教學(xué)體系改革，將研究的創(chuàng)新思維引入到本科教學(xué)中，可以更為有效的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

由于大部分物理實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比例過(guò)低。教學(xué)程序模塊化進(jìn)行，學(xué)生預(yù)習(xí)，老師課堂理論講解和實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生按照既定過(guò)程操作實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，最后數(shù)據(jù)處理撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種程序化的教學(xué)在知識(shí)的傳授和接收上具有較好的效果，但是不利于學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)；同時(shí)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課程多以課題調(diào)研的方式進(jìn)行，沒(méi)有完整的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課題，由此對(duì)學(xué)生綜合知識(shí)的應(yīng)用和提高缺乏有效的考核。針對(duì)此種情況，將科研中的實(shí)驗(yàn)儀器和研究課題有選擇性的引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以提高實(shí)驗(yàn)儀器的利用率，更重要的是讓學(xué)生參與科研活動(dòng)中，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

因此，通過(guò)將科研教學(xué)引入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研創(chuàng)新有效結(jié)合，讓學(xué)生得到一定的科研訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，將是值得探索的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的教學(xué)模式。充分利用科研實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件，與物理實(shí)驗(yàn)特別是專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效結(jié)合，建立科研訓(xùn)練平臺(tái)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。將是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。

首先，可以提高理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，物理專業(yè)的學(xué)生對(duì)專業(yè)課程有一定的理論基礎(chǔ)，所以進(jìn)行科研訓(xùn)練的第一步是將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行聯(lián)系，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)分析、工作原理講解，不僅讓學(xué)生對(duì)儀器有基本認(rèn)識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)儀器部件作用進(jìn)行分析，將學(xué)到的理論知識(shí)挖掘出來(lái)，給學(xué)生提供獨(dú)立思考和實(shí)際動(dòng)手的機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再則，實(shí)行分組教學(xué)和課題設(shè)計(jì)相結(jié)合，建立教學(xué)科研訓(xùn)練平臺(tái)。鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣主動(dòng)參與科研課題的研究，采取分組教學(xué)的方式開展，根據(jù)個(gè)人選擇分成科研小組，確定研究主題，充分發(fā)揮學(xué)生的思考能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在這個(gè)過(guò)程中，教師為學(xué)生講解專業(yè)的前沿科學(xué)及科研水平，為確定課題提供大致范圍，對(duì)學(xué)生的課題方案進(jìn)行審核，提供指導(dǎo)，對(duì)課題小組的學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行考核。實(shí)行分組教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生參與科研課題，在整個(gè)過(guò)程中，活動(dòng)的主體始終都是學(xué)生，鼓勵(lì)他們積極動(dòng)手，解決實(shí)際問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造力、綜合知識(shí)的運(yùn)用能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。

總之，物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生重要的知識(shí)組成部分，對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)具有十分重要的作用；經(jīng)過(guò)前期的教學(xué)實(shí)踐，將科研訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效結(jié)合，形成了一套良好的教學(xué)模式，并取得一定的教學(xué)成果；通過(guò)進(jìn)行儀器講解，讓學(xué)生將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用有效聯(lián)系，通過(guò)課題選取，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和探索精神，通過(guò)課題實(shí)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力，有效提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過(guò)建立科研訓(xùn)練教學(xué)平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入課題組，也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有效的進(jìn)行延續(xù)，這對(duì)學(xué)生大學(xué)生活的整體規(guī)劃和就業(yè)擇業(yè)提供了很好的引導(dǎo)。因此將實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研創(chuàng)新進(jìn)行結(jié)合，是具有實(shí)踐性的教學(xué)改革方式，對(duì)高校培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才具有很好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 張鳳琴，林曉瓏，王逍.創(chuàng)新人才培養(yǎng)下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].大學(xué)物理，2017，36（3）：36-39.

[2] 邢麗波，桂馨，康九紅.實(shí)驗(yàn)室開放與管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014（9）：252-255.

[3] 李智，張朝暉. 以“科研引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”理念，推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和團(tuán)隊(duì)建設(shè)[J].物理實(shí)驗(yàn)，2018，38（3）：24-27.

作者簡(jiǎn)歷：

殷月紅（1979.3—），女，山東聊城人，博士，講師，主要從事大學(xué)物理教學(xué)工作和半導(dǎo)體材料物理研究工作。

基金項(xiàng)目：

河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目計(jì)劃（17A140018），河南理工大學(xué)教育教學(xué)研究改革 基金項(xiàng)目資助（2017JG093）。