創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)綜合素質(zhì)

康 穎

(海軍工程大學(xué),湖北武漢 430033)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)綜合素質(zhì)

康 穎

(海軍工程大學(xué),湖北武漢 430033)

本文介紹了我校實(shí)驗(yàn)中心為了培養(yǎng)學(xué)員的綜合素質(zhì),在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中,在內(nèi)容的特色性、方法的自主性和開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐第二課堂方面的做法和體會(huì).

海軍工程大學(xué)是全軍五所綜合大學(xué)之一,也是軍校中建校最早的院校之一.它的任務(wù)是培養(yǎng)海軍初級(jí)指揮軍官,學(xué)員既要懂技術(shù)還要會(huì)指揮,因此,對(duì)學(xué)員的綜合素質(zhì)提出了更高的要求.

對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門(mén)課來(lái)說(shuō),依據(jù)教指委最新頒發(fā)的教學(xué)基本要求,結(jié)合培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才的實(shí)際需求,我們物理實(shí)驗(yàn)中心(以下簡(jiǎn)稱“中心”)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)做了一些改革的嘗試.教學(xué)內(nèi)容上注重層次和特色;教學(xué)方法上突出自主和創(chuàng)新;教學(xué)管理上實(shí)行”寬嚴(yán)相濟(jì)”.依托完善的校園網(wǎng)和局域網(wǎng),實(shí)行全面開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)化和人性化的管理,營(yíng)造了一個(gè)自主、科學(xué)、創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)氛圍,這無(wú)異于在嚴(yán)格管理的軍校內(nèi)注入一股新鮮血液,有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)了求知欲望,使學(xué)員樂(lè)于實(shí)踐、勇于實(shí)踐、長(zhǎng)于實(shí)踐.

1 特色內(nèi)容,營(yíng)造海軍科技知識(shí)環(huán)境

作為重點(diǎn)軍隊(duì)院校的實(shí)驗(yàn)中心,我們始終堅(jiān)持把公共基礎(chǔ)性實(shí)踐課程和培養(yǎng)高素質(zhì)軍事指揮軍官的使命任務(wù)聯(lián)系在一起,使教學(xué)內(nèi)容具有生命力.根據(jù)海軍這個(gè)技術(shù)密集型軍種人才培養(yǎng)的要求,我們注意營(yíng)造海軍科技的知識(shí)環(huán)境,用展板展示相關(guān)內(nèi)容的圖片、工作原理以及實(shí)際應(yīng)用:艦船的心臟——艦船動(dòng)力系統(tǒng);艦船導(dǎo)航——陀螺羅經(jīng);戰(zhàn)艦之眼——艦載雷達(dá);現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的神奇天眼——衛(wèi)星遙感;水下伏兵——水雷;新型動(dòng)能殺傷武器——電磁炮;艦船消磁等.學(xué)員可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)這些知識(shí),不知不覺(jué)融入腦海,潛移默化地打牢軍事科學(xué)研究基礎(chǔ).

另外,加大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中傳感器和現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)比例,大量應(yīng)用熱、聲、光、電、磁等傳感器,加入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.“中心”還緊密聯(lián)系海軍特色工程技術(shù)基礎(chǔ),把與動(dòng)力機(jī)械原理有關(guān)的熱機(jī)和熱傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、與海洋有關(guān)的水中聲速測(cè)量、與艦船磁場(chǎng)探測(cè)有關(guān)的亥姆霍茲線圈等實(shí)驗(yàn)適當(dāng)納入內(nèi)容體系,有效地激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)員把自然科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于軍事工程實(shí)際的意識(shí)和能力.

2 自主實(shí)驗(yàn),適應(yīng)學(xué)員個(gè)性發(fā)展

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定立足于大綱又不拘泥于大綱,本著“因材施教”的原則實(shí)行層次化的設(shè)計(jì),方法上也從必做—拓展—全自主,以適應(yīng)學(xué)員的個(gè)性發(fā)展.

2.1 拓展型實(shí)驗(yàn)

除了基本要求外,對(duì)每個(gè)必做實(shí)驗(yàn)都設(shè)置了選做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,鼓勵(lì)動(dòng)手能力強(qiáng)、學(xué)有余力的學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)拓展,利用裝置自行設(shè)計(jì)方案,完成部分選做實(shí)驗(yàn).這樣在保證基本訓(xùn)練到位、整體達(dá)到教學(xué)要求的同時(shí),提供延伸課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的條件,使他們得到進(jìn)一步的培養(yǎng)和訓(xùn)練.

例如“光的偏振”實(shí)驗(yàn),必做內(nèi)容是:(1)觀察光的偏振狀態(tài);(2)驗(yàn)證馬呂斯定律;(3)觀察橢圓偏振光和圓偏振光.選做內(nèi)容有:(1)測(cè)定旋光溶液的旋光率;(2)利用裝置自行設(shè)計(jì)方案觀察偏振光的干涉現(xiàn)象;(3)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案鑒別玻璃片堆的反射光的偏振狀態(tài);(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案鑒別部分偏振光和橢圓偏振光、自然光和圓偏振光.

2.2 全自主開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)員的自學(xué)能力,使學(xué)員自覺(jué)地鞏固和應(yīng)用所學(xué)到的知識(shí),“中心”開(kāi)設(shè)了全自主開(kāi)放型實(shí)驗(yàn).

全自主實(shí)驗(yàn)要求學(xué)員在完成必做的基礎(chǔ)性、綜合性實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行,這類實(shí)驗(yàn)和必做實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)、理論相聯(lián)系并適當(dāng)拓展.但自主實(shí)驗(yàn)沒(méi)有專用教材,沒(méi)有實(shí)驗(yàn)步驟及詳盡的原理說(shuō)明,只說(shuō)明實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁饬x、基本要求和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求,提供實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)參考資料(儀器使用說(shuō)明、有關(guān)測(cè)試論文等),由學(xué)員自行選擇實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn).因此,學(xué)員在選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目前必須自學(xué)相關(guān)內(nèi)容和要求.

每個(gè)學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)員都必須選做一個(gè)自主實(shí)驗(yàn).目前,“中心”有24項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可供選擇.每個(gè)自主實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)為6學(xué)時(shí),分兩次完成,第一次自學(xué)參考資料,了解儀器設(shè)備,寫(xiě)出原理和步驟,交教員審查通過(guò);第二次實(shí)作.最后按要求寫(xiě)出報(bào)告,必要時(shí)進(jìn)行討論.

和已經(jīng)做過(guò)的基礎(chǔ)性、綜合性實(shí)驗(yàn)不同,全自主實(shí)驗(yàn)沒(méi)有現(xiàn)成的方法和步驟,全靠自己選擇和設(shè)計(jì),所以特別能暴露問(wèn)題,對(duì)學(xué)員的知識(shí)基礎(chǔ)和能力是一種真正的檢驗(yàn).此類實(shí)驗(yàn)使學(xué)員分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、初步設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力以及實(shí)驗(yàn)技巧得到了有效的鍛煉.

3 創(chuàng)新實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)員綜合素質(zhì)

為了最大限度地發(fā)揮學(xué)員的自學(xué)能力,激發(fā)探索創(chuàng)新意識(shí),促進(jìn)優(yōu)秀人才脫穎而出,“中心”面向全校學(xué)員開(kāi)辟創(chuàng)新實(shí)踐第二課堂——?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽活動(dòng).

3.1 基本工作流程

創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)采用校級(jí)競(jìng)賽的形式,以學(xué)員業(yè)余學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)“L IN空間”為依托,按科研項(xiàng)目申報(bào)的方式進(jìn)行.由學(xué)員根據(jù)自己的興趣、技術(shù)特長(zhǎng)自行組成研究小組;自行選擇研究?jī)?nèi)容,自行查閱資料、設(shè)計(jì)方案;每個(gè)項(xiàng)目都要經(jīng)過(guò)立項(xiàng)評(píng)審、中期檢查、項(xiàng)目驗(yàn)收結(jié)題、成果報(bào)告等程序.研究和制作過(guò)程中有教師專人指導(dǎo),最終通過(guò)對(duì)成果的評(píng)審,擇優(yōu)給予校級(jí)獎(jiǎng)勵(lì).

3.2 業(yè)余學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)

第一屆創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)之后,感興趣的學(xué)員越來(lái)越多,他們自發(fā)成立了業(yè)余學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)“L IN空間”(liberate infinite nerve),選舉了組委會(huì),設(shè)計(jì)了會(huì)徽,起草了活動(dòng)章程.

實(shí)驗(yàn)中心有團(tuán)隊(duì)的專用活動(dòng)室,供組委會(huì)成員工作、作品陳列及歷屆檔案管理.團(tuán)隊(duì)定期舉辦各種技術(shù)交流,并在物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上開(kāi)辟了“L IN”論壇.這是一個(gè)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)交流板塊,專供參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)員進(jìn)行信息發(fā)布、活動(dòng)情況通知、技術(shù)交流等,也供全校學(xué)員進(jìn)行相關(guān)情況的學(xué)習(xí)和交流.

L IN團(tuán)隊(duì)不僅組織立項(xiàng)評(píng)審、中期檢查、作品評(píng)審會(huì),而且自發(fā)組織知識(shí)講座、經(jīng)驗(yàn)交流等活動(dòng).為了豐富參賽學(xué)員的業(yè)余活動(dòng),團(tuán)隊(duì)有時(shí)還組織“L IN籃球賽”,以加強(qiáng)交流,增進(jìn)友誼.

令人興奮的是,L IN團(tuán)隊(duì)不僅請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的教員進(jìn)行講課,還自己走上講臺(tái)交流經(jīng)驗(yàn),這就是“L IN學(xué)員大講堂”.這是真正由學(xué)員站上講臺(tái)的課堂,由在各次大賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)員擔(dān)任主講,課堂向全校學(xué)員開(kāi)放,任何有想法、有一技之長(zhǎng)的學(xué)員均可報(bào)名走上講臺(tái)和他人交流.

3.3 成果和影響

從2005年開(kāi)始,課外創(chuàng)新實(shí)踐競(jìng)賽活動(dòng)至今已持續(xù)開(kāi)展了四屆.第一屆活動(dòng)一開(kāi)始,學(xué)員反映就很熱烈,163人報(bào)名,共43個(gè)方案立項(xiàng).由于是首屆,沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn),遇到的困難較多,但經(jīng)過(guò)一年的努力,最終有13項(xiàng)獲大學(xué)獎(jiǎng)勵(lì).大學(xué)校長(zhǎng)對(duì)此活動(dòng)殷切寄語(yǔ):“創(chuàng)新無(wú)忌,創(chuàng)新有序”.

當(dāng)越來(lái)越多的學(xué)員了解物理創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)時(shí),第三屆活動(dòng)向組委會(huì)遞交申請(qǐng)書(shū)的上升到300余人,共84組.參賽人員以組為單位,熱情飽滿地向評(píng)委論證各自方案的可行性,回答評(píng)委和觀眾提出的問(wèn)題,最終有37組通過(guò)初審.經(jīng)過(guò)中期檢查,24組通過(guò),最后通過(guò)對(duì)成果的評(píng)審,有12項(xiàng)成果獲獎(jiǎng).

從獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目看,高仿真槍械訓(xùn)練系統(tǒng)、激光打靶模擬、智能軍號(hào)、磁流體推進(jìn)模型、線圈電磁炮簡(jiǎn)易模型等頗有軍味;安全節(jié)能插座、汽車(chē)安全小衛(wèi)士、奧運(yùn)賽場(chǎng)衛(wèi)士、多功能自動(dòng)飲水機(jī)、自動(dòng)公告牌、自動(dòng)曬衣架等多為實(shí)用著想;智能數(shù)據(jù)采集機(jī)器人、環(huán)?？煽胀稛o(wú)線遙控飛機(jī)、無(wú)線遙控多功能車(chē)、智能澆水系統(tǒng)、溫控智能電扇等使人感受到現(xiàn)代氣息……

盡管作品有些稚嫩,但都是學(xué)員們的心血和汗水的結(jié)晶!自己查閱資料,論證可行性;精打細(xì)算,選擇材料;自己動(dòng)手制作,有些靠工具,有些靠手工.有多次失敗的煩惱,有獲得成功的喜悅!通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),能有效地提升學(xué)員的自學(xué)能力、研究能力和思維能力,培養(yǎng)學(xué)員的探索精神和創(chuàng)新意識(shí).不僅如此,學(xué)員們還磨煉了意志,增強(qiáng)了自信,鍛煉了表達(dá)能力和組織管理能力,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神,提高了綜合素質(zhì).

作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性的課外實(shí)踐競(jìng)賽,參賽學(xué)員普遍反映熱烈而積極,活動(dòng)規(guī)模也因此而擴(kuò)大,由一二年級(jí)參賽擴(kuò)大到全校學(xué)員都可以參賽.很多參加過(guò)物理創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)員又陸續(xù)參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)數(shù)學(xué)建模大賽等,均有不俗的表現(xiàn).

有一位學(xué)員說(shuō)“今天我邁出的是一小步,明天我將邁出成功的一大步!”幾位學(xué)員在給大學(xué)校長(zhǎng)的信里說(shuō):“驀然回首,回憶這一年的歷程,不禁感慨萬(wàn)千.不會(huì)忘記電烙鐵燙破衣服時(shí)的沮喪,不會(huì)忘記指示燈亮起時(shí)的興奮,更不會(huì)忘記得到教員肯定時(shí)的自豪.當(dāng)我們靜靜地整理自己思緒的時(shí)候,在那一道道深深的歲月留痕里,我們發(fā)現(xiàn)自己真的收獲了很多很多.

首先,思維活躍了,思想踏實(shí)了……

其次,能量發(fā)揮了,能力增強(qiáng)了……

最后,生活緊張了,生命充實(shí)了……”

值得一提的是,創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)不僅有效地提高了學(xué)員的綜合素質(zhì),而且使教員隊(duì)伍得到了很好的鍛煉.現(xiàn)在,自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、自主研制實(shí)驗(yàn)設(shè)備、自主開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)軟件、自主維修實(shí)驗(yàn)儀器等在“中心”已蔚然成風(fēng),而且取得了可喜的成果.

四年過(guò)去了,我們的體會(huì)是,要做好這項(xiàng)工作,必須搭建一個(gè)穩(wěn)定的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái):建立學(xué)員組織(業(yè)余學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)),提供實(shí)踐場(chǎng)地,持續(xù)經(jīng)費(fèi)保障,力行教員的指導(dǎo)作用.另外,“中心”在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)放、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)思想開(kāi)放的同時(shí),強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程管理規(guī)范、實(shí)驗(yàn)報(bào)告規(guī)范、考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、教員組織教學(xué)規(guī)范.這種寬嚴(yán)相濟(jì)的教學(xué)管理模式所形成的氛圍,保證了創(chuàng)新活動(dòng)的積極、有序、有效地開(kāi)展.存在的問(wèn)題是,有些參賽的高年級(jí)學(xué)員臨近畢業(yè),項(xiàng)目還沒(méi)有做完,是否考慮在高年級(jí)的組合中加入低年級(jí)學(xué)員,以求研究的連續(xù)性;另外,如何進(jìn)一步提高研究項(xiàng)目的層次,也是值得思考的問(wèn)題.

2010-03-15)