“平臺(tái)方法與項(xiàng)目三位一體”大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方法研究與探索

李未 陳小玲 邱深玉

摘? ?要：本文對(duì)目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的普遍現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行了深入分析和總結(jié)，結(jié)合南昌工程學(xué)院以水利為特色的理工科專業(yè)特點(diǎn)，提出了以省級(jí)物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心和瑤湖學(xué)院創(chuàng)新示范教學(xué)模式為平臺(tái)，以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練計(jì)劃和學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目為引導(dǎo)，以學(xué)生為中心的OBE創(chuàng)新教學(xué)指導(dǎo)方法的三位一體實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式。多年的改革探索和實(shí)踐教學(xué)表明，以“平臺(tái)為支撐、方法為智庫(kù)、項(xiàng)目為引領(lǐng)”的三位一體大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新模式具有良好的效果，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的學(xué)生參加國(guó)內(nèi)各種科技創(chuàng)新大賽，屢獲殊榮。

關(guān)鍵詞：三位一體? 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育模式? 實(shí)踐教學(xué)

1? 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校特別是地方工科院校教學(xué)的重要內(nèi)容，是高等院校對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過(guò)程中必不可少的重要組成部分[1-3]。為了全面提高工科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，國(guó)務(wù)院和教育部頒布并實(shí)施了有關(guān)高等學(xué)校教育改革和發(fā)展的若干綱要文件。2012年3月教育部頒布了《關(guān)于開(kāi)展“十二五”高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)工作的通知》的文件，要求高等學(xué)校的教育必須以學(xué)科專業(yè)為基礎(chǔ)、教學(xué)和科研相協(xié)同、對(duì)學(xué)生注重因材施教、高校和企業(yè)之間的優(yōu)質(zhì)資源互補(bǔ);同時(shí)，高校在人才培養(yǎng)過(guò)程中要充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，提出適合本高校學(xué)科發(fā)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段。目前，國(guó)內(nèi)許多高校針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想、體系和方法的不足，采取了多種改革措施，取得了一定的成效[4-5]。

隨著時(shí)代和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)的教育專家對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)模式進(jìn)行了研究和探討。陳國(guó)杰[6]等人指出，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的基礎(chǔ)就是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。蔣愛(ài)華[7]等提出了一種新的教學(xué)改革模式，將“教學(xué)內(nèi)容分模塊與分類別”、“專業(yè)知識(shí)滲透”和“課外科技活動(dòng)創(chuàng)新”互相融合為“三位一體”，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新研究能力和社會(huì)適應(yīng)能力。顧佩華和楊毅剛[8-9]等人提出必須實(shí)施以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的OBE教學(xué)模式，實(shí)施探究式、“互聯(lián)網(wǎng)+”師生互動(dòng)學(xué)習(xí)模式，才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。目前，國(guó)內(nèi)許多高校對(duì)目前存在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都開(kāi)展了各種改革措施，但仍然存在一些問(wèn)題：（1）理論與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生缺乏精準(zhǔn)選擇和辨別創(chuàng)新項(xiàng)目的思維和能力。在寬口徑培養(yǎng)模式下，大多數(shù)專業(yè)課程的學(xué)時(shí)數(shù)極其有限，而且缺乏完整體系的實(shí)踐環(huán)節(jié)體系，不能發(fā)揮創(chuàng)新人才的培養(yǎng)作用。（2）課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)性較弱，實(shí)驗(yàn)與實(shí)際和科學(xué)研究脫節(jié)，學(xué)生容易養(yǎng)成數(shù)據(jù)不好就慌張，數(shù)據(jù)好就萬(wàn)事大吉的壞習(xí)慣。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法容易限制大學(xué)生思維方式，缺乏創(chuàng)新的動(dòng)力與興趣，不利于大學(xué)生知識(shí)面的拓展和思維的活躍，導(dǎo)致大學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識(shí)不能有效地應(yīng)用到實(shí)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中，而在教材中又找不到實(shí)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中碰到的問(wèn)題。因此，在新時(shí)代背景下，如何改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

對(duì)目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的普遍現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行了深入分析和總結(jié)，結(jié)合南昌工程學(xué)院以水利為特色的理工科專業(yè)特點(diǎn)，提出了以平臺(tái)為支撐、方法為智庫(kù)、項(xiàng)目為引導(dǎo)三位一體教學(xué)模式，即以學(xué)生為中心的OBE創(chuàng)新方法為指導(dǎo)，以省級(jí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和瑤湖學(xué)院為平臺(tái)，以及把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練計(jì)劃和學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目作為有益補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新模式。

2? 學(xué)生為中心的OBE教學(xué)方法

以學(xué)生為中心的成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）由Spady等人于1981年提出，可基于預(yù)期的持續(xù)改進(jìn)學(xué)習(xí)成果為中心來(lái)進(jìn)行組織、實(shí)施和評(píng)估教育，已成為美國(guó)、英國(guó)和加拿大等西方發(fā)達(dá)國(guó)家教育改革的主流理念。成果導(dǎo)向具有以下五個(gè)特征：自我遠(yuǎn)景、內(nèi)部激勵(lì)、行動(dòng)性、挑戰(zhàn)性和高標(biāo)性[10-11]。自2016年中國(guó)正式加入《華盛頓協(xié)議》以來(lái)，我國(guó)就一直致力于推進(jìn)以學(xué)生為中心的OBE教學(xué)模式改革。這種教學(xué)以教師為主導(dǎo)，通過(guò)教師多角色扮演，實(shí)施探究式和“互聯(lián)網(wǎng)+”等多種師生互動(dòng)學(xué)習(xí)模式。使學(xué)生能夠理解工程過(guò)程中的問(wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生思考和動(dòng)手的積極主動(dòng)性，可以遵循從做實(shí)驗(yàn)以及項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)的原則，改革教師簡(jiǎn)單灌輸式的教學(xué)形式，將學(xué)習(xí)的主體由教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生。

3? “平臺(tái)、方法與項(xiàng)目三位一體”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)是以知識(shí)為導(dǎo)向，以教師、書(shū)本知識(shí)和課堂教學(xué)為中心，旨在通過(guò)教師的講授，使學(xué)生能夠在某一學(xué)科領(lǐng)域獲得較完備的知識(shí)。針對(duì)當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)所面臨的問(wèn)題，結(jié)合南昌工程學(xué)院理工科專業(yè)的課程特點(diǎn)，提出構(gòu)建了“平臺(tái)、方法與項(xiàng)目三位一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，該體系切實(shí)可以培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)造能力，如圖1所示。以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)為支撐，方法為智庫(kù)，項(xiàng)目為引導(dǎo)，在實(shí)踐中提高三位一體人才培養(yǎng)模式。在該平臺(tái)上，演示實(shí)驗(yàn)被用來(lái)激發(fā)興趣，基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)用來(lái)夯實(shí)基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的困難，找出問(wèn)題的根源實(shí)在，并運(yùn)用OBE方法獲得適合自身的解決方案。通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽等多種培養(yǎng)形式，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)，探索他們對(duì)未知領(lǐng)域的興趣。將國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研平臺(tái)的研究成果納入實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)中，合理劃分項(xiàng)目模塊和知識(shí)模塊，使學(xué)生更容易在循序漸進(jìn)的培養(yǎng)模式中掌握使用知識(shí)分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，能夠從這種競(jìng)爭(zhēng)和訓(xùn)練中獲得如專利、文章、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等創(chuàng)新成果，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新并引領(lǐng)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想。

4? 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

南昌工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)的思路圖如圖2所示：在以學(xué)生為中心的OBE教學(xué)方法指導(dǎo)下，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)相融合，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生考核評(píng)價(jià)體系，探索由“基礎(chǔ)—綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)—激發(fā)興趣的演示實(shí)驗(yàn)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)”循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。在OBE創(chuàng)新理論和方法的指導(dǎo)下，以解決項(xiàng)目的來(lái)源，挑戰(zhàn)杯項(xiàng)目、科研項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目將被整合并設(shè)計(jì)成新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練計(jì)劃，。構(gòu)建一條教育和教學(xué)鏈，逐步培養(yǎng)學(xué)生的“認(rèn)知—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)能力的統(tǒng)籌、遞進(jìn)和協(xié)同培養(yǎng)。結(jié)合國(guó)際工程教育理念與南昌工程學(xué)院實(shí)際校情，培養(yǎng)以水利土木為特色的工科專業(yè)創(chuàng)新型工程人才為“綱”，整合“新課程、新師資、新評(píng)估、新方法”這“四目”，構(gòu)建適合南昌工程學(xué)院以水利為特色的“一綱四目”本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。探索并形成以大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、創(chuàng)新方法為紐帶，改變工科人才培養(yǎng)“偏理化”的傾向，為培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5? 改革與實(shí)踐成效

我校在近幾年的實(shí)踐教學(xué)中取得的改革成果非常豐碩，并得到有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可（全國(guó)政協(xié)副主席馬培華參觀了科技創(chuàng)新競(jìng)賽作品）。實(shí)驗(yàn)室教師先后申請(qǐng)到了10多項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科研基金資助項(xiàng)目，其中國(guó)家級(jí)大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目?jī)身?xiàng);省級(jí)及校級(jí)教學(xué)改革課題9項(xiàng);發(fā)表了與實(shí)驗(yàn)改革相關(guān)的教學(xué)改革與管理研究論文10余篇;出版了兩套物理實(shí)驗(yàn)教材;建立了基于校園網(wǎng)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”網(wǎng)站。近幾年，學(xué)生在國(guó)家和江西省創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯和江西省大學(xué)生物理創(chuàng)新競(jìng)賽中取得了顯著成績(jī)，其中瑤湖學(xué)院2017級(jí)萬(wàn)琪偉同學(xué)在2018年江西省大學(xué)生物理創(chuàng)新競(jìng)賽榮獲一等獎(jiǎng)。近幾年來(lái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的教師，并取得了許多優(yōu)秀的教學(xué)成果，如實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的教師曾獲得省“實(shí)驗(yàn)講課比賽二等獎(jiǎng)”和校級(jí) “十佳青年科技工作者”、“學(xué)生科技活動(dòng)優(yōu)秀指導(dǎo)教師”、“實(shí)驗(yàn)講課比賽一、二等獎(jiǎng)”、“優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員”等榮譽(yù)。

6? 結(jié)語(yǔ)

以O(shè)BE創(chuàng)新方法為指導(dǎo)，以省級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心和瑤湖學(xué)院教學(xué)模式創(chuàng)新示范點(diǎn)為平臺(tái)，以各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目為引導(dǎo)的三位一體大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式下，注重理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相協(xié)調(diào)，突出學(xué)生的主體地位，改變教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力。簡(jiǎn)而言之，大學(xué)教師應(yīng)積極探索新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，有效提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力。

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