基于大學物理實驗室的創(chuàng)新平臺研究

齊紅霞　趙波

摘 要 大學物理實驗室是培養(yǎng)理工科學生實驗和創(chuàng)新技能的最佳場所之一。長期以來，大學物理實驗室只作為教學場所，沒有起到科技創(chuàng)新的作用。探索利用信息化手段進行管理，充分發(fā)揮大學物理實驗室的作用，改變傳統(tǒng)實驗教學模式，建立創(chuàng)新實驗平臺。

關鍵詞 物理實驗室；創(chuàng)新平臺；信息化技術

中圖分類號：G482 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）10-0022-02

Research on Innovation Platform based on Physics Laboratory//QI Hongxia， ZHAO Bo

Abstract University physics laboratory is one of the best places to cultivate students experimental and innovation skills. For a long time， the university physics laboratory is just used as teaching place， which did not play the role of scientific and technological innovation. In this paper， information technology for management is explored to establish innovation experiment platform， which gives full play to the role of university physics laboratory and changes the traditional teaching mode.

Key words physics laboratory； innovation platform； information technology

1 引言

創(chuàng)新是國家興旺發(fā)達的動力，是產(chǎn)業(yè)和科學發(fā)展的源泉，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思想的大學生是現(xiàn)代高等教育最重要和艱巨的任務之一。大學物理是高等院校理工科學生的專業(yè)基礎課程，主要培養(yǎng)學生理解自然規(guī)律、分析解決實際科學問題的能力，依賴大學物理實驗，向學生提供驗證理論知識和物理規(guī)律的形象描述[1-2]。

目前，大多數(shù)高校的物理實驗主要有驗證某些物理定理、定律的驗證性實驗和培養(yǎng)學生探索能力的設計性實驗，但以驗證性實驗為主。然而，在實際的物理實驗教學中，存在很多形而上學的誤區(qū)，背離了設置物理實驗課程的初衷。對于驗證性的實驗，往往以教師講解為主，甚至會將實驗流程完整地演示給學生，學生只要照著教師的步驟去做，然后記錄數(shù)據(jù)，得到結果即可。在此種實驗過程中，雖然學生動手了，但是沒有動腦，只能算作模仿，完全達不到培養(yǎng)能力的目的[3]。

因此，對于大學物理實驗教學，不能僅僅停留在維持實驗室正常運轉、保障實驗室使用安全和保證師生正常教學的初級階段，亟待更新傳統(tǒng)的實驗教學方式，提高學生對大學物理實驗的積極性，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的新型大學生。本文探索利用信息化手段進行管理，充分發(fā)揮大學物理實驗室的作用，建立創(chuàng)新實驗平臺，改變傳統(tǒng)實驗教學模式。

2 創(chuàng)新平臺基礎建設

建立創(chuàng)新平臺的目的是為學生創(chuàng)造一個良好的創(chuàng)新環(huán)境，并最大限度地發(fā)揮大學物理實驗室的作用。創(chuàng)新的主體是學生和教師，因此，調動學生和教師的主觀能動性是創(chuàng)新平臺建設最基礎的內容。教師在引導學生創(chuàng)新思維的過程中起著至關重要的作用，教師的言傳身教及思維方式影響著學生的行為方法[4]。大學物理教師在講解物理知識的時候應該以啟發(fā)式教學為主，多引導學生思考和分析，讓學生對物理現(xiàn)象感興趣，為物理實驗打下基礎。承擔科研任務的教師更具有培養(yǎng)學生學習興趣的優(yōu)勢，一般的科研項目都是學科前沿，教師可以自己的項目為載體，提出一系列的思考題，激發(fā)學生的求知欲。

組建包括教師和學生在內的創(chuàng)新團隊，結合各自專業(yè)特點和技術特長在團隊內分工合作。創(chuàng)新團隊應樹立“以解決實際問題為核心”的創(chuàng)新理念，在團隊教師的指導下，學生把課堂所學的理論知識應用于實踐，進一步培養(yǎng)對物理實驗的興趣，切實認識到大學物理實驗的重要性。在解決實際問題的過程中，每個學生都可以發(fā)揮自身特長，展現(xiàn)思維的開闊性，不必拘泥于任何思想束縛。同樣，教師也要改變傳統(tǒng)課堂教學中的角色，成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的引路人。創(chuàng)新團隊實行自由退出機制，不會成為成員的思維禁錮。團隊成員通力合作，形成協(xié)同創(chuàng)新的良好氛圍。

設置創(chuàng)新學分的激勵政策可進一步鼓勵創(chuàng)新精神，挖掘學生創(chuàng)新潛力。創(chuàng)新學分不是學生為應付考試而設置的障礙，而是向更高層次邁進的階梯。同時，設置對教師的激勵政策，將指導的學生納入工作量的考核范圍，形成教師與學生的良性互動和友好的創(chuàng)新氛圍[5]。

3 創(chuàng)新平臺運行機制

創(chuàng)新平臺的運行依賴于已有物理實驗室人力和物力的合理配置，既不是對現(xiàn)有實驗室運行機制的完全否定，也不能盲目打亂重新建設，必須經(jīng)過充分論證。學生的創(chuàng)新思維可以立項的形式表現(xiàn)出來，這樣既有可行性分析，又有可以考核的鑒定結果。平臺運行機制如圖1所示。

第一階段進行課題論證和立項。課題可以由教師或者企業(yè)提出，也可以由學生根據(jù)自己的思考自由提出，所有課題都需提交到導師組進行可行性論證，論證之后由實驗室公布，學生自由選題并組建團隊進行答辯。答辯通過后進行課題立項，在導師參與下提出經(jīng)費需求，配套經(jīng)費由實驗室支出，學生填報項目任務書。

第二階段為創(chuàng)新平臺的儀器調配和課題開展，這是最為關鍵和具有挑戰(zhàn)性的階段，涉及現(xiàn)有實驗室人員和儀器的二次調配。學生根據(jù)自己的課題提出所有用到的儀器上報實驗辦公室，辦公室負責安排開展課題的實驗場所。在課題開展時，學生應自覺維護實驗儀器，保證儀器的正常運行，如有儀器損壞應及時上報實驗指導教師，以免耽誤正常的教學。在課題開展過程中使用的課題經(jīng)費要受到指導教師的監(jiān)督管理。

第三階段為項目考核和成果匯報。指導教師決定課題是否能夠進行最終考核，考核時需要經(jīng)過專家認定，學生進行答辯演示。課題的成果可以論文、專利或樣品樣機等形式呈現(xiàn)，也可以書面報告的形式。創(chuàng)新的過程不會總是成功，創(chuàng)新允許失敗，但是學生會在創(chuàng)新中成長，總結失敗的教訓，或者驗證方案的不可行，在創(chuàng)新實踐工程中得到鍛煉。

創(chuàng)新團隊在完成立項課題之后即可自行解散。團隊成員可以根據(jù)自己的時間安排和興趣愛好再行組建新的團隊，參與其他項目的創(chuàng)新研究。以項目研究為客體、以解決實際問題為核心的創(chuàng)新平臺，可以提高學生的研究熱情，使大學物理實驗更好地配合課堂理論教學。

4 創(chuàng)新平臺管理機制

創(chuàng)新平臺的有效運行必須依靠信息化的管理手段，包括對實驗人員和儀器的雙重管理[6-7]。實驗人員和儀器狀態(tài)實行信息化管理，網(wǎng)上實時查詢。開發(fā)適合物理實驗室創(chuàng)新平臺的管理軟件，建立實驗儀器和實驗場所數(shù)據(jù)庫，分配教師和學生登錄端口，在保證大學物理公共實驗教學的基礎上，合理安排實驗指導教師和學生的創(chuàng)新實驗時間和地點。

建立一套行之有效的管理制度是實現(xiàn)創(chuàng)新平臺長期運行的保障。管理制度是實驗場所和儀器的使用規(guī)范，對創(chuàng)新平臺建設的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，學生應在保證平臺正常運行的前提下進行項目研究工作。應使學生意識到建立制度的目的不是束縛學生的思維，而是學生把思想轉變?yōu)閷嵺`的保障機制。對創(chuàng)新平臺的使用實行網(wǎng)上預約制度，并制定儀器使用規(guī)則，對儀器的借調時間、位置移動、歸還時間、維修保養(yǎng)、損壞賠償?shù)拳h(huán)節(jié)嚴格把關，做好儀器的使用記錄。

5 結語

建設創(chuàng)新平臺是大學物理實驗教學改革的重要方向之一。以項目研究為客體、以解決實際問題為核心的創(chuàng)新平臺，可以使大學物理實驗更好地配合課堂理論教學。合理的資源配置、有效的運行機制和高效的信息化管理為創(chuàng)新平臺的建設提供了保障。探索建立大學物理創(chuàng)新平臺將有助于轉變高校人才培養(yǎng)模式，提升大學生創(chuàng)新素質。

參考文獻

[1]張增明，孫臘珍，霍劍青，等.創(chuàng)新研究型物理實驗教學平臺的建設與實踐[J].物理實驗，2009（7）：15.

[2]夏桂珍，王繼東.大學物理實驗中學員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].武警工程學院學報，2002（18）：9.

[3]張銳波，沈劍峰，杜金潮.大學物理實驗創(chuàng)新教學[J].實驗室研究與探索，2010（29）：80.

[4]李仁文.大學物理實驗教學中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].合肥師范學院學報， 2010（28）： 50.

[5]劉烈，張朝民，吳建寶.大學物理創(chuàng)新實驗平臺的建設與研究[J].科協(xié)論壇，2013（7）：80.

[6]李曄.突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)構建物理實驗教學新體系[J].教育經(jīng)濟研究，2008（12）：53.

[7]謝素艷.物理實驗教學中培養(yǎng)創(chuàng)新能力的又一途徑[J].東北師范大學學報，2006（3）：46.