适应拔尖人才培养模式的创新物理实验体系建设研究
2022-06-09
齐海燕 陈敬艳
（长春师范大学，吉林 长春 130032）
【摘要】本文以培养学生的创新能力、提高实验综合素质为目标，构建创新物理实验体系，形成以教学和科研紧密结合的实验环节，探讨拔尖人才培养的新模式。
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关键词 拔尖人才培养模式；创新物理实验；教学与科研相结合
我国高等教育的人才培养已经逐渐从数量累积发展到提升内涵，而创新能力培养是内涵建设的重中之重，更是拔尖人才的必备素质。就业市场对物理学及物理交叉学科专业本科生的需求一直稳中上升，在实践中创新能力的强弱也是决定他们能否胜任的关键。基于这样的大环境，长春师范大学物理学院构建了创新物理实验体系，旨在培养作风扎实、勇于创新、视野广阔的拔尖人才。
1 创新物理实验体系建设的基础
长春师范大学物理实验教学中心成立于2002年，依托自身的优势，已经开设了普通物理实验、近代物理实验、模拟电路实验、数字电路实验等实验课程。这些实验课程多以大纲内要求的基础验证性实验为主，对实验目的、实验原理、实验步骤、仪器说明、误差处理都做了详细的规定，要求学生按照规定的步骤进行实验，束缚了学生的自主创新性。
创新物理实验体系作为原有传统实验的有益补充，在形式上灵活机动，在内容上实用性强，既对培养学生的个性、开发创造力有利，又为学生提供了思维的空间和实践的天地，调动了学生的积极性和主动性。
2 创新物理实验体系的建设
为进一步突出专业特色并结合就业市场，以提高学生的实践能力和创新意识重新对原有实验体系整合优化，削减验证性实验，增加综合设计性实验，充分与教师的科研项目、研究方向紧密结合。
第一类实验是基础验证性实验。这类实验多属于大纲要求范围。考核内容以某些原理定理的验证和基本实验技能或方法的练习为主。这类实验要求学生能够熟练掌握基本实验技能，并规范仪器的使用。
第二类实验是应用综合性实验。这类实验涉及的知识不止局限于某一门课程，而是多个物理原理或概念的综合。对学生所使用的实验方法也没有过多的限定，只要能够达到实验目的即可。
第三类实验是科学研究性实验。这类实验与科学前沿紧密结合。学生可以在导师的指导下完成大学生创新项目或直接参与教师的科研项目，充分发挥学生的主观能动性。
3 创新物理实验体系的实施
创新物理实验体系的实施保障主要从政策制定、硬件改造、师资配备三方面开展。
首先，在拔尖人才培养的总体目标指导下，对物理专业的教学计划和实验大纲重新修订，确定三类实验的具体实验内容。在内容选定上将创新能力的培养作为目标，充分体现实验教学和科学前沿的紧密结合。编写与创新物理实验体系相适应的指导教材、制作实验教学多媒体课件、购买或开发实验选课系统以保障体系的顺利实施。
其次，充分利用吉林省高等教育专项资金对现有的实验室及仪器进行改造更新。一方面改造实验室的实验环境。针对某些实验对避光、防尘、防潮、排风有较高要求的，单独实施改造。另一方面对实验仪器进行更新。特别是大型仪器如X射线衍射、激光拉曼光谱等的购买要谨慎对待，购买之前要对国内外厂家的参数和价格进行详细对比调研，并进行论证投标。
最后，在现有教师队伍的基础上，合理安排学时及课程安排，并对第三类实验实施导师制。教师针对自己的科研项目选定适合的实验题目为学生开设，并将毕业论文设计、大学生创新项目与实验紧密结合，达到科研与教学共同发展的良好局面。
4 创新物理实验体系的成果
创新物理实验体系的实施极大的激发了学生的积极性，动手能力和创新意识得到了增强，促使学生对物理现象、物理思想的理解更加深刻。实验体系实施近一年来，本科生独立完成的大学生创新项目就达到了8项，参与的省级科研课题达到4项，并有5篇学术论文发表。有近10%的学生被吉林大学、东北师范大学、中国科学院光学精密仪器研究所等单位录取为研究生。
创新物理实验体系的实施为学生提供了实践平台，在这个平台上不断涌现出具有创新意识、成绩优异的学生。但创新能力的培养依然任重而道远，所涉及的问题除了资金上的支持还涉及到相关教师和实验管理人员的大力配合。另外，除了实验课程，在理论课程中也应该逐渐渗透相关的创新改革机制，使实验和理论体系改革同步一体化。
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［责任编辑：汤静］