大学物理实验研究性教学模式探索与实践
大学物理实验研究性教学模式探索与实践 2005年教育部颁发的《进一步加强高等学校本科教学 工作的若干意见》提出高等学校要积极推动研究型教学，提 高大学生的创新能力[1]。北京科技大学定位为“研究型” 大学，学校提出以培育英才、培养具有创新精神和实践能力 的创新人才为目标[2]，大学物理实验是理工科学生进行科 学实验基本训练的必修基础课程，课程中所涉及的实验知识、 实验技能和实验方法是后续实践训练的基础，也是学生以后 从事各项科学探索和工程实践的基础，对学生实践能力培养 和创新意识的形成起着至关重要的作用。在这样的大背景下， 如何在面向数千名学生的大学物理实验中引入科学研究的 思维方式开展研究性教学这一课题就摆在了我们面前。自 2003年以来，物理实验教学团队从课程内容、教学模式及考 核方式等方面入手进行了改革与创新[3-7]，经过几年的不 懈努力，探索出了一套操作性较强、可以在大面积教学上实 施、贯穿研究性思想的物理实验教学新模式。1 更新教学理念，授人以“鱼”，更要授人以“渔” 研究性教学是运用科学研究的方式、思维来组织教学， 把科学研究的理念、精神、态度、方法等渗透和运用到教学 过程中，激发学生的学习兴趣和学习主动性、积极性、创造 性，培养学生发现问题、解决问题的能力，提高学生的自学、 阅读、理解、判断、分析、实践、创新等能力[8]。在教学 过程中，我们及时更新实验教学理念，将传授知识与提高学生的实际能力有机融合，引入科学研究的思维方式，并将创 新能力培养始终贯穿于整个物理实验教学的各个环节。
2 实验内容创新 2.1 注重实验内容的基础性、科学性和时代性 对设立的实验项目逐个进行研究，坚持基本知识、基本 技能与研究意识兼顾培养的原则，注重实验内容的基础性、 科学性和时代性，提出实验项目的具体研究性实验内容与要 求，经过多年的教学实践，逐步形成了贯穿研究性教学思想 的物理实验课程项目设置方案、实验要求、实验内容以及相 应的教学大纲。
2.2 将科研成果转化为实验内容，提高综合性、研究性 实验比例 积极引入和自主开发物理思想鲜明、实验内容贴近现代 生活、实验手段比较先进、能够反映现代科学技术发展的综 合性、研究性实验项目。
2003年起陆续将自主研制开发的“金属薄膜的制备” “金属薄膜厚度的测量”“金属薄膜电阻率的测量”“磁性 薄膜的磁电阻测量”“金属薄膜生长过程动态特性监测” “薄膜应力测量”“薄膜材料电容率测量”等系列实验引入 大学物理实验教学。这一系列实验各有重点，内容互有相关。
每个实验既可独立进行，也可组成一个大的研究性实验课题。
这些自主研发的实验项目是科研向教学转化的成果，它们不 仅物理现象丰富、内容新颖，对学生有很强的吸引力，还具有很好的实验内容可拓展性和研究性教学理念可实践性。
系列实验的开发与教学设计还促进了教师教学理念的 转变，将研究性教学方式辐射、拓展到整个大学物理实验课 程的教学实践过程，将灌输式的讲解转变为提问式、启发式 的课堂互动，引导学生体验实验设计者提出问题、解决问题 的思考方式，引导学生自己规划和决定具体的实验条件、实 验方案，引导学生自主解决实验中的问题。这种渗透着科学 研究元素的教学方式使得大学物理实验课程的教学实践变 得更加的生动活泼，使得教师能够及时抓住学生创造性思维 的火花，因势利导，使其得以展开和深入。对于学生，实验 内容和形式的灵活多样，激发了他们主动实验的热情，他们 会自己查资料、制定初步计划，积极与教师讨论，从而在一 种轻松的氛围中完成实验。
3 教材创新，注重强化研究性思想和学生自主实验的教 学理念 与研究性教学相适应，编写出版了渗透自主性、研究 性教学理念的实验教材《大学物理实验教程》。教材中每个 实验都提出了学生预习时要搞清楚的基本问题或关键问题。
每个实验都设有研究性题目，这些研究性题目是教师根据多 年的教学实践，在考虑了大学一、二年级学生的知识水平、 实验技能和实验条件基础上提出的，能够给予学生更多自由、 自主探索的空间。
4 教学模式创新，探索出一套操作性较强、可以在大面积教学上实施、贯穿研究型思想的教学组织与管理模式 实验内容、实验器材、实验时间的可变化性是开展研 究性实验教学的有力保证。但是在大面积教学中，教学内容 和实验仪器的可变性因受到客观条件的限制而不便做出大 幅度改变；
基础必修课程的特性也决定了研究性实验教学的 开展应限制在计划学时内。基于这样的特点，采取以具有普 遍适用性的教学内容为主，以个性化研究性题目为辅，多层 次开展研究性教学。
为了满足对研究性物理实验有浓厚兴趣的工科学生进 一步学习的要求，我们将近代物理实验Ⅰ中实验项目作为公 共选修课向工科学生开放，为其提供了解现代科学技术与测 试手段的基本原理、提高实验技能的机会。
全面实施开放式教学、网络选课、实验项目实行套餐制， 不同专业学生根据学科特点、兴趣选择不同的实验项目组合 开展相关实验，保证教学资源充分利用的同时也满足了个性 化实验教学的需要。
多种培养方式并举，构建突破课堂边界的大学习系统， 把课内与课外有机地结合起来，促进综合实验素质养成、研 究性、创新性思维能力培养的立体渗透。鼓励教师指导本科 生创新项目，吸引学生走进实验室进行相应的科学研究，接 受科研训练。鼓励学生利用物理实验竞赛，大学生课外学术 实践竞赛等平台，运用已学到的理论知识和实验技能走出实 验室去解决相关的实际问题，提高学生的实践能力及综合素质。
打造与研究性教学相适应的教学环境，营造浓厚的研究 性学习氛围。建立网络课程平台，学生可进行教学资料与文 献查阅、实验预习、网上答疑、电子课件下载、课堂教学录 像观看等多种活动，学生也可以随时到实验室与指导教师面 对面交流和讨论，使物理实验教学在时间上和空间上得到延 伸。
5 成绩评价手段创新：建立了适合研究性教学方式的全 过程、立体化物理实验课程考核办法 改革过去“单一试卷+实验报告”的考核方式，建立适 合研究性教学方式的“全过程-立体化”考核办法。注重对 整个学习过程中学生学习情况的评定，实验报告批改注重数 据处理、讨论分析，增加该部分分数比重，期末考试采取多 样形式，如口头报告、笔试+口头报告、笔试+实验操作、新 实验考核等。强调能力，主要考核学生发现问题、解决问题 的能力、科研思维的能力；
强调创新，考查学生在实验过程 中的发散性思维；
强调新思路、新观点、新方法。
6 研究性教学的效果 经过多年的研究性教学实践，在教学中取得明显效果， 学生的学科知识水平、对实验的积极性、自主学习能力、科 学研究的意识显著提高，每年受益学生约3 000多人。在连 续几年的北京市物理实验竞赛中成绩显著，获奖等级、人数 逐步提高，取得2009年二等奖1项，2010年一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项，2011年一等奖2项、三等奖2项的好成绩， 学生在国内学术期刊参与发表教学研究论文4篇。
7 结束语 研究性教学是培养学生创新能力的重要途径，经过多年 的实践表明，面向人数众多的低年级学生开展研究性大学物 理实验教学，方法可行，教学理念先进，受益面大，学生的 学科知识水平、实验积极性、自主学习能力、科学研究的意 识显著提高，能有效地提高教学质量，对于培养创新和创造 性人才有着重要的意义。
参考文献 [1] 刘冰，陈厚，倪文莉.以科学本质为基础的研究型教 学新思路[J].高等理科教育，2011，97（3）：74-78. [2] 钱大益，孙建林，刘云，王德仁.材料实验教学示范 中心建设的启示[J].实验技术与管理，2009，26（5）：
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