科研训练在物理实验教学中的应用

殷月红 胡保付 曹国华

摘要：物理实验课程是理工科学生的基础课程，对学生创新能力培养，综合素质提高具有不可取代的作用。文章通过分析目前物理实验教学中存在的弊端，针对性的将科研创新与实验教学有效结合，构建科研训练教学平台，探索新形势下培养应用型创新人才有效的教学模式。理论知识联系实际应用，激发学生的探索精神，培养学生的创新能力和创造能力，提高学生的科研素质，为建设创新型国家培养高素质科学应用型人才提供教学思路。

关键词：物理实验；科研训练；教学改革；创新人才

物理学是理工科高等院校开设的一门基础性学科，作为一门与实验紧密结合的学科，大学物理实验对培养学生科学实验能力、动手能力和独立思考能力和解决实际问题能力起着不可取代的作用，因此对物理实验教学体制进行改革，提高教学水平，培养学生的创新能力一直是高校教师研究的重要课题[1]。

目前物理实验课程主要分为基础性实验，综合提高性实验和设计研究性实验，尽管在课程上有了层次分配，但是在实际教学中主要以基础性实验为主，使得学生可以较全面的接受基础理论知识，但是不能有效提高学生的综合素质，比如创新能力、严谨的科学思维等[2]。目前各大高校对学术研究都投入更多的精力，科研条件得到提高，很多高校都引入了一些大型的实验仪器和配套设备。不过大部分的实验仪器主要用于科学研究和研究生培养，几乎没有和本科教学进行结合，没有充分发挥实验仪器，特别是大型仪器的应用价值。因此将科研训练引入到物理实验教学中，使得科研创新与实验教学有效结合[3]，进行教学体系改革，将研究的创新思维引入到本科教学中，可以更为有效的培养创新型人才。

由于大部分物理实验都是验证性实验，综合性和设计性实验比例过低。教学程序模块化进行，学生预习，老师课堂理论讲解和实验演示，学生按照既定过程操作实验获取数据，最后数据处理撰写实验报告。这种程序化的教学在知识的传授和接收上具有较好的效果，但是不利于学生的创新思维能力的培养；同时综合性和设计性实验的课程多以课题调研的方式进行，没有完整的进行实验课题，由此对学生综合知识的应用和提高缺乏有效的考核。针对此种情况，将科研中的实验仪器和研究课题有选择性的引入到实验教学中，不仅可以提高实验仪器的利用率，更重要的是让学生参与科研活动中，可以提高学生的动手能力和创新能力。

因此，通过将科研教学引入到物理实验教学中，使实验教学和科研创新有效结合，让学生得到一定的科研训练，培养学生的创新能力和实践动手能力，将是值得探索的培养创新型人才的教学模式。充分利用科研实验室的实验条件，与物理实验特别是专业物理实验进行有效结合，建立科研训练平台，提高人才培养质量。将是提高学生创新能力的有效方式。

首先，可以提高理论知识的实际应用，物理专业的学生对专业课程有一定的理论基础，所以进行科研训练的第一步是将理论知识和实际应用进行联系，通过对实验仪器的结构分析、工作原理讲解，不仅让学生对仪器有基本认识，鼓励学生对仪器部件作用进行分析，将学到的理论知识挖掘出来，给学生提供独立思考和实际动手的机会，激发学生的学习兴趣。再则，實行分组教学和课题设计相结合，建立教学科研训练平台。鼓励学生根据自己的兴趣主动参与科研课题的研究，采取分组教学的方式开展，根据个人选择分成科研小组，确定研究主题，充分发挥学生的思考能力和创新能力，培养他们的团队协作能力。在这个过程中，教师为学生讲解专业的前沿科学及科研水平，为确定课题提供大致范围，对学生的课题方案进行审核，提供指导，对课题小组的学生表现进行考核。实行分组教学，鼓励学生参与科研课题，在整个过程中，活动的主体始终都是学生，鼓励他们积极动手，解决实际问题，充分发挥学生的学习创造力、综合知识的运用能力，培养他们的创新意识。

总之，物理实验是理工科学生重要的知识组成部分，对学生综合素质培养具有十分重要的作用；经过前期的教学实践，将科研训练与实验教学有效结合，形成了一套良好的教学模式，并取得一定的教学成果；通过进行仪器讲解，让学生将理论知识和实际应用有效联系，通过课题选取，调动学生的学习积极性和探索精神，通过课题实现，激发学生的创新能力和创造能力，有效提高学生的综合素质。通过建立科研训练教学平台，鼓励学生进入课题组，也使得学生的学习兴趣有效的进行延续，这对学生大学生活的整体规划和就业择业提供了很好的引导。因此将实验教学和科研创新进行结合，是具有实践性的教学改革方式，对高校培养创新应用型人才具有很好的效果。

参考文献

[1] 张凤琴，林晓珑，王逍.创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究[J].大学物理，2017，36（3）：36-39.

[2] 邢丽波，桂馨，康九红.实验室开放与管理[J].实验室研究与探索，2014（9）：252-255.

[3] 李智，张朝晖. 以“科研引领实验教学”理念，推动物理实验教学的改革和团队建设[J].物理实验，2018，38（3）：24-27.

作者简历：

殷月红（1979.3—），女，山东聊城人，博士，讲师，主要从事大学物理教学工作和半导体材料物理研究工作。

基金项目：

河南省高等学校重点科研项目计划（17A140018），河南理工大学教育教学研究改革 基金项目资助（2017JG093）。