马红章,尹玉芳,张亚萍,王 龙,朱海丰,刘彦民

(中国石油大学,山东青岛 266580)

开放式大学物理实验创新培养特区模式探索

马红章,尹玉芳,张亚萍,王 龙,朱海丰,刘彦民

(中国石油大学,山东青岛 266580)

在完善创新物理实验室建设的基础上,以开放式的创新物理实验互动平台为通道,以合理的优秀学员选拔办法为依据,以研究性创新实验课题为内容,以任务性、过程性、激励性并举的考核办法为保障,构建物理实验创新人才培养特区,实现物理创新实验室创新培养力度的最大化,开启开放式大学物理实验教学体系下优秀生创新能力培养的新篇章。

大学物理实验;培养特区;创新能力培养

创新是一个民族的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力[1-3]。为进一步促进创新教育实施,提高大学生创新精神和实践能力,2012年中国石油大学在全面总结60年办学经验,系统分析高等教育形势和广泛开展校内外调研的基础上,提出了‘三三三’本科教育体系,并将其确定为学校本科教学工作的顶层设计和指导思想[4-5]。

学生的创新灵感大多源于实验,实验教学具有直观性、实践性和探索性的特点,是实现创新人才培养目标的一个重要环节,在培养学生创新能力方面是其他教学环节不可代替的[6-8]。中国石油大学(华东)大学物理实验课程是面向全校40多个本科专业4000多名理工科学生开设的大面积开放式物理实验教学课程。庞大的授课对象群体在专业背景、基础知识掌握程度、学习态度、学风等方面具有很大的个体差异,而大学物理实验课程固定的教学内容对于优秀的授课对象存在“吃不够”的现象,这大大影响了优异生的学习热情,也违背了“三三三”本科教育体系中关于促进优秀学生的最大化成长的培养要求。

中国石油大学(华东)理学院物理实验中心创新物理实验室经近几年来的持续建设已初具规模,特别是创新物理实验室建设项目在2013年立项后更是加快了创新物理实验室的建设进程。目前,创新物理实验室建设日益完善,各种物理创新实验项目建设已经基本完成,为物理创新培养特区实施奠定了良好的硬件基础。在目前现有的实验师资队伍、实验室资源下,如何构建有效的创新物理实验教学模式,以实现实验室创新培养力度的最大化和加强对全校各专业优秀学生创新能力培养力度,使其得到最大化成长。将大学生创新物理实验培养推广到全校各专业,集不同专业优势加快大学生创新能力培养的步伐是待解决的课题。

1 完善创新物理实验室建设,打造优良的创新环境

1.1 创新物理实验室管理规范化

创新物理实验室是进行创新实验教学、是学生开展创新实验研究的主要工作场所。建立和完善各种规范化的管理规章制度,使实验室的各项工作有章可依、有据可查、职责分明,是确保实验室安全、使实验室有限的仪器设备和空间发挥其最大的效益,给学生营造良好的创新环境,有效地提高其工作效率的重要保障。

创新物理实验室实施以各项规章制度为依据的统一性规范管理与以诚信为基础的自主经营、自我管理相结合的管理模式。制定实验室管理职责、实验室使用职责等文件,并要求创新学员先学习文件再进驻实验室,实现创新物理实验室的管理与使用的规范化。在具体执行中,安排专门实验技术人员作为创新实验室负责人,按照创新物理实验室各种规章制度的统一要求进行实验室的惯例性检查,以保障实验室沿着统一、规范的轨迹运行。以诚信为基础的自主经营、自我管理模式体现在以大学生自主管理为主,创新学员在实验室的日常管理中人人均有一定任务的分担和执行责任。每个实验室设立一名小组长,负责日常的安全、卫生和纪律等,配合实验技术人员检查各种制度具体实施情况;设立一名技术保障员,负责实验室的计算机以及创新实验室内部网络的维护与管理;设立一名保管员,负责创新实验室的仪器、元器件和基本工具的分配和借用的登记等,由实验室负责人审批后再由保管员具体执行。

1.2 创新物理实验项目多样化与系列化建设

不同领域、不同方向的多样化的创新实验项目可以开阔学生思维,激发学生创新的灵感;相同领域、相同方向、相同物理思想的系列化实验项目又是培养学生扎实的逻辑思维与缜密的科学思维、启发联想与明辨差异能力所不可或缺的。通过学习多样化与系列化的创新物理实验项目,为学生打下良好的创新能力综合知识储备。

归整已有项目与引入新项目相结合,完善多样化与系列化的创新物理实验项目建设。利用太阳能综合测试系统、热力学综合实验平台系统、电磁学综合实验平台系统、物质光谱测试系统、物质电磁特性测试系统等反应经典物理思想和现代科技的系列性创新实验项目开阔学生眼界、风暴学生创新思维、激发创新灵感。整理汇编系列性创新实验项目简要讲义,讲义注重实验仪器功能、基本测量原理、测量思想以及示范性测量内容为主体,供学习者自主研究和学习。

2 构建创新物理实验培养特区,打造科学的创新培养平台

在开放式大学物理实验课程教学体系的基础上,开辟创新物理实验培养特区,制定创新物理实验优秀学员的遴选办法,加强对优秀学生创新能力培养力度,使其得到最大化成长。

2.1 构建开放式的创新互动平台

开放式创新互动平台主要为学生和指导教师提供双向选择和自由讨论的舞台与通道,指导教师可将拟开展的创新物理实验课题的内容简介以及对学生专业背景和特长等要求的信息进行发布,满足要求且有意向的学生可进行在线申报,再进行选择,双方意愿达成后,成立创新研究小组,进驻创新实验室开展研究。同样,对已具有创新想法的学生可将拟开展的创新物理实验课题思路和可行性进行在线发布,并给出实验室需提供的具体条件以及指导教师需具备的专长和指导经验等信息,满足要求且有意向的老师可进行在线申报,再进入双向选择环节。

2.2 制定科学的创新学员遴选办法

创新培养特区遴选出的学员不仅要达到大学物理实验课程的教学要求又必须具备物理创新的潜能和对物理创新实验有浓厚的兴趣。制定科学合理的遴选办法要能实现课题研究小组各学员间的专业背景与特长的优势互补,促进创新研究成果的高质量和高效率进程。

我校48学时和60学时大学物理实验课程学习者在完成一个学期的大学物理实验课程学习且成绩优异者可允许在开放式创新互动平台注册、提出申请,本着自愿与双向选择的原则,借助开放式创新互动平台遴选30人/学期,开展课题式创新物理实验的学习研究。

2.3 开展开放式、互动式、自主式的创新物理实验研究

物理创新实验教学是以学生为主体,教师为辅的教学模式。教学过程强调思维、意识的创新突破,以培养创新意识、创新思维和研究探索能力为目标,紧密联系物理实验课程教学、实验装置、实验方法、实验过程等组织研究课题,突出自主创新,强调能力提升。以创新小团队形式开展课题式研究性学习。课题的科学合理性主要是针对大学本科学员而言,既要有创新性,又要适合于本科生的学历层次和课程时间进程。实验课题自主选择,实验过程自主安排,把研究结果的分析和创意留给学生,整个教学过程在更加自由开放的环境中进行,以规范的科技论文提交研究成果和结题答辩。

2.4 实施科学的创新物理实验考核体系

创新的载体是人,有好的创新想法但没有得力的人去实施、执行,往往得不到好的收益。有力的教学过程监控和合理的激励机制是保障创新物理实验教学对象认真自主的投入和执行的保障。考核办法需具有刚柔并济的双面性,既体现任务性,让学员能“坐得住”,又能体现激励性,让学员能“主动做”,充分发挥其主观能动性,高效率、高质量的从事创新物理实验项目的研究与学习。

物理实验创新人才培养特区实施任务性、过程性、激励性并举的考核办法。任务性:在大学物理实验课程教学任务内,针对工科各专业的优异生开设创新物理实验培养特区,开展课题式创新物理实验项目研究。以创新物理实验研究任务替代1/3的大学物理实验课程所要求的常规实验任务,创新物理实验研究工作取得的成绩在大学物理实验课程期末成绩中所占比例为30%。过程性:创新物理实验研究工作的成绩由开题调研报告成绩10%、实验研究过程成绩30%、研究结题报告成绩40%以及答辩成绩20%组成。激励性:参加各种竞赛和申请学校、省、国家大学生创新研究项目等活动为手段激发学员的创新热情,创新物理实验研究成果可直接参加山东省物理创新大赛、校级物理创新技能大赛等,可获取相应的自主创新学分。

3 实施效果

在大学物理实验课程庞大的授课对象中合理选取部分优等生,开设创新物理实验培养特区。在完善创新物理实验室建设的基础上,通过制定合理的优秀学员选拔办法、构建科学的创新物理实验教学开放平台和考核体系,以规范的创新物理实验教学过程管理,融以开放性团队讨论与师生互动交流相结合的教学模式,开启了我校工科专业创新物理实验教学的新篇章。

中国石油大学(华东)物理实验中心近三年在指导本科生物理创新实验方面取得了比较丰硕的学生成果。指导大学生创新创业训练计划项目37项(其中国家级项目12项);自主创新科研计划本科生项目2项;指导本科生以第1作者发表研究论文28篇;学生以第1负责人申请专利5项;指导本科生获得第七届全国高等学校物理实验教学仪器评比、学生论文评比,第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛,山东省第十二、十三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,山东省物理科技创新大赛等省部级以上获奖33项,其中特等奖5项,一等奖7项。在学生取得成绩的同时,教师的专业知识结构和知识面也得到了进一步提升,创新物理实验教学水平也得到了进一步提高,学生对实验教师的认可度与满意度逐年提升。

4 结 论

在大学物理实验课程开放式教学体系下,构建物理实验创新人才培养特区,以我校各专业大学物理实验课程优秀学员为实施对象,以创新研究能力培养为目标,以开放式的创新物理实验互动平台为通道,以合理的优秀学员选拔办法为依据,以研究性创新实验课题为内容,以任务性、过程性、激励性并举的考核办法为保障,开启了我校优秀生创新能力培养的新篇章,实现了优秀大学生物理创新能力培养的最大化,取得了丰硕的创新研究成果。

[1] 张杰.实验教学与艺术教育——四川美术学院实验室建设与实验教学的思考[J].实研室研究与探索, 2011(1):1-4.

[2] 李幼真,徐富新.大学物理实验的分阶段开放教学管理与实践[J].大学物理实验,2012,25(5): 92-93..

[3] 周晓梅,刘跃华,罗志勇.浅析“创新基金”在创新人才培养中的作用[J].实验室研究与探索,2005,24 (12):120-122.

[4] 刘华东.高水平研究型大学视角下的本科教育[J].中国石油大学学报:社会科学版,2013(5).

[5] 赵婷婷.大学物理实验教学与创新[J].大学物理实验,2014,27(5):110-112.

[6] 陈东风.设立创新实验基金,为学生提供探索的平台[J].实验室研究与探索,2002,(4):36-41.

[7] 刘广瑞,邓秋超,张少林.构建创新平台,培养创新人才[J].实验技术与管理,2008,25(2):26-28.

[8] 吴荣.创新性物理实验与学生创新能力培养[J].实验室研究与探索,2011(7):79-81.

The Explore M odel of the Open Innovation Talents Cultivation Special Zone of College Physics Experiment

MA Hong-zhang,YIN Yu-fang,ZHANG Ya-ping,WANG Long,ZHU Hai-feng,LIU Yan-min
(China University of Petroleum,Shandong Qingdao 266580)

On the basis of the perfecting construction of the innovation physics laboratory,the innovative talent training special zone was established.With the open innovation interactive platform for the channel,take the reasonable selection of outstanding students as the rule,using the research-based experimental subjectas teaching contents,take the obligatory,processing and incentive examining method as the security,themaximization of physics laboratory innovation cultivation was realized and a new era of innovation ability training for excellent students was opened under the open university physics experiment teaching system.

college physics experiment;special zone;innovation ability training

G 642.0

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.005.036

1007-2934(2015)05-0129-03

2015-06-11

中国石油大学教学改革重大项目(JYA201402);中国石油大学实验技术改革项目(SY-B201413;SY-B201417)