大学生物理创新实践平台的建设

徐林华　郑改革　陈玉林　张雅男

[摘要]为了培养学生的创新意识及提高他们的动手能力，为了使有潜力和有兴趣的学生进行创新实践有一个活动场地，我校物理实验中心建立了大学生物理创新实践平台。该平台经过5年的运行，我们发现参与创新实践的学生提高了分析问题和解决问题的能力，拓宽了视野，培养起了良好的团队合作精神，增强了创新意识。“创新实践”为大学生进入社会开发新技术、研制新产品奠定了一定的基础。创新实践平台建设的水平对于“创新实践”的效果将起着决定性的作用。因此，如何建设好大学生物理创新实践平台值得深入地探讨和研究。

[关键词]实践教学改革；大学物理实验；创新意识与能力；创新实践平台

[中图分类号]G642

[文献标志码]A

[文章编号]1008-2549（2017）05-0084-02

改革开放以来，尽管我们国家在人才培养方面已经取得了巨大进步，但是仍然存在着培养出来的很多大学生眼高手低、动手能力差的问题。很多招工单位抱怨：很多本科生的动手能力远不如高职院校的学生。这不能不引起高校教育者的重视。在以往的本科院校高等教育中，学校往往更注重于书本知识的传授，而对于学生实践能力的培养力度不够。这势必要求相关高校加大对实践性课程的教学改革力度。众所周知，“大学物理实验”是一门理工科各专业必修的、独立设置的基础实验课程，是学生在大学里接受系统实验方法和实验技能训练的开端，对于培养学生的动手能力和创新意识具有重要作用。随着信息化社会的迅速发展，为了满足社会对于人才的需求，“大学物理实验”的教学方法和教学模式必然也要做出相应的调整，很多院校都已经进行了一些探索，比如中国科技大学在物理实验创新实践教学方面就做了很多有益的探索而且成效显著。然而，国内各所高校在师资、财力、对学生培养的目标等方面都存在一定差距，所以不能一律地追求“高大上”的推进策略，必须立足于学校自身的实际情况来开展物理实践教学方面的改革创新。南京信息工程大学物理实验教学中心作为第一批省属本科学校基础课实验教学示范中心，在大学物理实验课程改革、创新实验平台建设等方面也取得了一些有意义的经验。在2012年我校物理教学实验中心建立了物理创新实践平台，基于该创新平台，我校学生在全国大学生挑战杯竞赛、全国大学生节能减排创新竞赛、全国大学生力学竞赛、江苏省高校大学生物理及实验科技创新竞赛、江苏省大学生力学竞赛等学科竞赛中多次获得重要奖项。更重要的是，经过物理创新实践训练的学生，提高了分析问题和解决问题的能力，拓宽了视野，培养起了良好的团队合作精神，增强了创新意识。下面就大学生创新实践平台建设的必要性及我们取得的一些经验做一简要介绍，并对尚存在的一些困难予以描述，希望能引起相关人员的重视。

一、大学生物理创新实践平台建设的必要性

对于理工科大学生而言，“大学物理实验”是一门重要的基础课程，这门课程的学习不仅使学生更好地理解和掌握了“大学物理”课程的内容，系统地学习了一些实验技能，而且为完成后续的其它专业课的实验奠定了基础。但是“大学物理实验”课程中所设置的物理实验项目大多数是经过反复验证的经典实验，一般都有确定的实验结果；而且这些实验项目大多数是每个实验仅仅涉及到某一方面的物理知识，比如“牛顿环实验”就只涉及到光的等厚干涉的内容，“霍尔效应的研究”这个实验只涉及到霍尔效应，等等。如何将“大学物理实验”的内容进行延伸，使学生获得综合性的实践训练是高校物理教育者必须要考虑的问题。再者，在“大学物理实验”课程里，在完成某一个实验项目的过程中，每个学生基本上都是以个体独立完成的，而且指导教师也强调学生应该独立完成。对于小的实验项目，个人是可以顺利完成一个实验项目的。然而，当学生特别是理工科类学生毕业后进入社会工作时，遇到的情况往往不是“单打独斗”式的工作模式，他们面对的更多情况是这样的：很多人共同参与一个大项目，每个人要与别人协调地一起来完成一个项目。这就要求学生必须有良好的沟通能力和协作能力，要具有良好的团队工作精神，然而这种能力在我们的一般实践课程中是无法培养的。此外，我们目前面对的状况是“由于多年的扩招和本科教育的普及化，大学物理实验课程只能保证批量化教育而失去了个性化教育的功能”，从而使得一些具有强烈学习欲望和想发挥创造力的学生得不到应有的发展。综上所述，大学生物理创新实践平台的建立是非常有

二、大学生物理创新实践平台的运行模式

1.实验项目的建立方式

大学生创新实践项目以团队的形式开展，一般一个团队包含3-5名学生。我校的物理创新实践项目的建立方式非常灵活，不要求学生必须按指导教师给出的项目内容去选题。创新实践项目的建立主要有两种方式，一种是由指导学生创新实践活动的教师给出一些创新实验项目，由学生们来选题，选题相同或兴趣相同的学生则组成一个项目团队（先选题，再组队）；另外一种方式是学生自主选题，然后由指导教师审查是否合适（先组队，再定题）。我们尤其鼓励学生自主选题，因为他们往往对于自己选的项目更感兴趣并能保持持久的研究热情；而且当这个项目完成后，他们也更加能体会到愉悦感和能力的展示。选题应该具有一定的物理思想，具有一定的创新性和可行性。当创新实践项目确定之后，实行专业指导教师和学生结对子的运行方式。值得一提的是：这个创新实践项目的结束并不一定意味着这种延伸式的培养和教育过程的结束，实际上学生和指导教师在一个创新实践项目完成的过程中有一个相互深入交流的过程，若是学生觉得指导教师有能力继续指导自己并且得到指导教师的认可，这个学生可以跟着这位指导教师继续做毕业论文甚至直接攻读研究生学位。这种教学方式可以更早地发现好的苗子，从而进行加速培养。

2.创新实验项目所需经费的來源

尽管学校和学院对于物理创新实践平台的建设是很支持的，但是目前还没有给予直接的运行经费。物理创新实践项目经费的来源主要有以下几项：大学生创新实践项目（包括校级和省级两类）、优秀毕业论文支持计划项目、实验室开放项目、指导教师课题经费、物理实验教学中心运行经费等。由于学校每年都会有大量经费支持“大学生创新实践项目”，所以它也成为了物理创新实践平台运行经费的一项重要来源。

3.创新实践平台的管理模式与运行方式

大学生创新实践活动场地主要包括两个场所：（1）专门的大学生物理创新实验室；（2）指导教师的科研实验室。对于教师的科研实验室是由专职教师负责管理，而对于大学生物理创新实验室则以学生们自己管理为主，教师管理为辅。一个创新实践项目立项之后，指导教师通常会给学生们安排一个专用的实验用品柜，用来放置该项目的一些文件及实验器材；项目组成员按照分工，各司其职。一般一个项目组会制定一份详细的计划表，项目组成员定期与指导教师讨论项目的进展情况。

4.创新实践项目的验收

我们建立这个創新实践平台的主要目的是使学生获得更多的锻炼机会和增强他们运用所学知识的能力，而不是期望他们获得多少研究成果。因此，项目结题时，不一定非要有发表的相关论文、授权的专利或获得的奖项，但项目组学生对于该项目涉及到的物理思想的理解程度应该是大大提升的。不强调“实”的研究成果，是为了防止学生的功利性思想的滋生。总之，创新实践平台对于项目的验收方式是灵活多样的——与选题的种类有关系；最后提交的结题材料可以是研究报告、公开发表的论文、专利或者提交实物都可以。对于完成的质量高的实践创新项目，我们将在学院和实验中心的宣传板中给予展览报道，让参与项目的学生感受到荣誉感。

三、大学生创新实践平台建设中存在的主要困难

1.资金存在很大缺口

由于创新实验中往往用到一些高端的设备或仪器，所产生的测试费或设备租用费都比较高。此外，一些特殊的实验用品也很昂贵。这些都导致了经费紧张。由于资金存在很大的缺口，创新实践平台的运行也受到了一定的限制。目前主要对本学院的学生开放，也对少量外院学生开放，现时还无法满足全校学生的需求。

2.指导教师人数不足

现在我校的大学生物理类创新实践项目不安排具体课时，而且这些创新实践项目基本上都是学生在课下完成的，因此教师指导学生的创新实践活动不算教师的教学工作量。参与该项活动的教师虽然前两年都还很有热情，但是长而久之就逐渐地缺少了积极性。这直接导致指导教师人数不足。一些国内著名高校，比如中科大，对于学生创新实践平台的运行与管理已经走上规范化的道路，学校会给予指导教师一定的工作量和一定的经费支持。但是，在很多高校，学校并没有给予指导教师相应的工作量，参与活动的教师往往缺乏足够的积极性。因此，物理实践创新平台的长久运行及发挥积极作用需要学校给予必要的政策和条件支持。

3.实验用房缺少

专门的实验用房缺少是一个很棘手的问题。尽管物理实验中心已经划出了一些房间用于创新实践专用实验室，但是仍远不能满足需求。特别是对于制作类项目，学生们都想有一个安静的环境，能不受打扰安心于自己的思考和实验。但是在目前情况下，要想解决这一问题还存在较大困难。

大学生创新实践平台的建设有益于大学生知识、能力和素质的综合提高，如何使其成为大学生创新意识和创新能力培养的平台和孵化器值得深入地探索和研究。一个运行良好的创新实践平台不仅需要有满腹热情的指导教师，还需要学校提供必要的资金和其它方面的保障，这需要高校领导给予高度重视。