以学生实践能力培养为主线 建设特色示范中心——访南昌航空大学大学物理实验中心朱泉水主任

中国教育装备采购网2013-08-28 17:48围观1641次我要分享

  【导读】物理实验不仅仅是一门实验课程,它更是一门科学素养课程。在实验教学过程中,需注重学生科学素养、科学实验习惯、解决实际问题能力的培养以及创新意识的激发。它对学生的影响是长期的、决定性的,其教学效果并不能在短时间内呈现出来。由于基础实验内容、专业课程设置与学生就业以及工作实际联系不够紧密,导致学生对基础实验课程不重视。因此,基础实验教学如何改革,教学质量如何提高是一个非常重要的课题,值得进行深入研究。如果能取得一些成果,将比主持科研课题更加有意义,作为基础实验中心的主任,我会坚持走下去,为基础实验课程教学和改革贡献自己的一份绵薄之力。


  朱泉水,中国高校实验物理教学研究会常务理事,江西省物理学会会员,江西省光学学会会员。主要从事光学检测、物理教学和物理实验教学及管理工作。参与国家级科研项目1项,多项企业横向课题,主持2项省级教改课题,其中1项为重点资助项目,主持1项教育部物理与天文教指委教改课题。2011年制作的多媒体课件“大学物理实验(网络版)”获得全国多媒体课件比赛三等奖。2011年主编教材《大学物理实验》。2011年获得1项省级优秀教学成果一等奖,排名第三。2012年在江西省大学生物理创新竞赛中获得“优秀指导教师”称号。在负责大学物理实验中心工作期间,中心于2008年被评为国家级实验教学示范中心建设单位,2012年顺利通过验收。2009年,大学物理实验成为江西省首批精品课程;2010年,大学物理及实验教学团队成为江西省优秀教学团队;2012年,大学物理实验成为江西省首批精品资源共享课。

  南昌航空大学大学物理实验中心前身为成立于1952年的物理实验室,经过60多年的发展,已成为面向全日制本科生、研究生基础实验教学、专业实验教学与科研工作的基地。作为培养学生基础工程实践能力的平台,中心设备先进、教学内容新颖、特色鲜明,教学条件与教学质量均名列前茅。2008年被评为国家级实验教学示范中心建设单位,2012年年底通过验收。学校成立了以主管副校长为组长的实验教学示范中心建设领导小组,专门负责指导、规划与协调大学物理实验中心的建设。在建设期间,学校强调大学物理实验中心作为基础实验中心,除了以往基本知识、基本动手能力的培养外,还要以能力培养为核心,坚持学生的实际操作能力、自学能力以及创新意识的培养。主张在实验项目的选择上,除必要的经典实验项目外,所选项目应具有先进性和创新性,并增加综合性和设计性实验项目。在实际教学中,中心要求指导教师在教学方法上多采用启发式,激发学生的学习兴趣,创造条件给学生自由发挥的空间。

  设备购置:发挥仪器设备对学生能力的培养作用

  大学物理实验中心在建设期间共投入各类资金700余万元,用于实验中心设备的更新和实验条件建设。近年来,中心实验条件得到了很大的改善。在教学设备购置过程中,中心注重发挥仪器设备对学生的能力培养作用,加大了综合性、设计性仪器的采购,并且购置了一批通用性实验测量和检测设备,用于搭建中心的学生科技制作平台。例如,中心采购了线路板雕刻机及SMT,搭建起一个简易的线路板雕刻生产线,让学生了解电子线路板的整个产生过程。同时该设备也供学生开展课外科技制作和创新性实验使用。以往,中心开设的创新性实验涉及线路板制作时只能由校外工厂制作,成本高而且耗费时间,更重要的是无法及时修改。现在教师要求学生自己动手制作线路板,学会自己检查制作的质量。即使线路板设计有问题,也可以很快修改,并重新制作一块。

  学生参与教学仪器开发,锻炼科研创新能力

  中心十分重视自制仪器的开发,在建设期间,共开发5种仪器。在自制仪器时,注重将设备开发和教育教学相结合,所有自制仪器的开发均有学生参与。学生以申请课外科技制作项目的形式,参与到仪器设备研究开发中,这对学生的自主学习能力、综合分析能力、创新能力都是极大的锻炼。这种开发方式,使学生和教师均取得了较好的成绩。例如,中心王庆老师开发的太阳能电池特性测试综合实验仪就是教师提出设想,由学生申请“全方位太阳能自动跟踪发电仪”“基于电子电路的太阳跟踪系统”“便携式太阳能电池特性检测仪”3个课外科技制作项目,在教师指导下完成的设备开发,最后成功申请专利,该设备于2012年8月获全国物理实验仪器评比三等奖。目前,该设备已销售到上海大学等国内高校,应用于物理实验教学。

  改革设备管理制度,充分发挥设备育人功能

  实验设备使用率低是多方面原因造成的,如仪器损耗、学生排课、教师时间安排等。为了提高设备的使用率,中心从以下几个方面进行改革。

  (1)实验中心的课程实行网络预约选课。中心预先确定实验室的开放时间和指导教师,由学生根据自己的时间自主选择,自由组合,打乱行政班级编排,每次上课的学生来自不同班级,甚至不同专业。这样可以有效解决学生上课时间和教师安排相冲突的情况,提高设备的利用率。

  (2)实验设备实行专人负责制,将设备维护和使用统一起来。实验项目的责任教师同时承担实验相关设备的维护工作,使损坏的设备能够得到妥善处理,保证实验教学顺利进行。由于教师非常熟悉所教实验使用的仪器设备,因而能够准确判断设备的故障点,并且可以迅速排除小故障;对于自己不能解决的问题,教师也会及时向中心资产管理员反映,请他们联系厂家维修。

  (3)配备专门的资产管理员,负责中心通用元件、耗材采购以及与厂家沟通。通用元器件、耗材由专人统一采购、管理,不但节省维修经费,也能保证配件的质量;由资产管理员和各厂家沟通,便于统一协调厂家维修设备。

留学生实验中

  培引结合,提高实验教学队伍素质

  学校和中心非常重视实验教学队伍建设:(1)分析现有师资队伍的基本情况,科学规划,制定了师资队伍建设发展目标和主要措施。(2)学校对实验教师岗位评定、职称评定等实施鼓励措施,制定政策鼓励教师参与实验教学改革、教材编写、指导学生科技制作。(3)注重引培结合,吸收高水平教师进入实验教学队伍,鼓励青年实验教师参加各类培训和学术交流,要求青年教师加入科研团队,提高科研水平,并在教学中引入科研成果,提高教学质量。(4)中心设置专门的实验技术岗,重视对实验教学方法、实验技术的研究。鼓励教师攻读学位,中心先后有2人硕士毕业,5人博士毕业。同时,积极参加教育部组织的网络师资培训,先后有5人次参加教育部的师资培训并取得了合格证书。中心每年都派出多名教师参加各类交流会议,和国内外同行交流经验。

  目前中心有专职人员32人,兼职人员16人。专职人员中,正高职称3人,副高职称9人,中级职称20人;博士、硕士、本科的比例为14:15:3(其中5人为在读博士研究生)。教师队伍年龄、知识结构合理,理论和实验互通,大多数实验课教师同时任教理论课程;有工程实践背景的教师9人,具有海外留学背景的教师2人。骨干力量相对稳定,基本保持了动态平衡。专任教师中江西省中青年学科带头人2人,中青年骨干教师2人,江西省百千万工程第一二层次人选1人,江西省“五四”青年奖章获得者1人。

  中心教师教学及科研能力强,建设期间获批各类教改课题27项,获得各类教学成果奖5项(包括2项江西省教学成果一等奖及1项全国多媒体课件大赛三等奖),发表教改论文18篇,其中1篇论文获得全国实验物理教学论文评比三等奖;共承担科研课题42项。

  运用信息技术建设实验教学资源,用现代教育手段提高学生实验能力

  大学物理实验中心在建设期间除了场地、设备等硬件条件的改善,还特别注重软件方面的建设。近年来,在实验教学资源建设和共享方面做了大量工作。中心自主开发的课程资源已经形成系列化,结构完整。主要有以下特色:

  (1)利用信息技术搭建资源共享平台,将实验课程搬到网络上,充分发挥网络教学的优势。通过引入任务驱动式教学理念和倡导“知识贯通型”教学方式,以问题为导向,使学生能“知其然,也知其所以然”。通过最新科技和实际生活知识的拓展,着重于学生知识迁移能力的培养。

  (2)通过真实的教学视频和实验示范视频而不是提供动画等形式模拟实验过程,增加亲切感,同时利用网络预习、答疑等方式提高学生的预习效果。

  (3)通过各类翔实的实验现象激发学生的学习兴趣,通过简明的实验过程介绍培养学生动手能力和严谨的科学素养,在实验过程中培养学生的耐心和细心。

  大学物理实验中心的大学物理实验课程被评为省级精品资源共享课。

  突出航空特色,中心教学科研硕果累累

  在建设过程中,中心结合学校特色进行改革与创新,调动学生实验兴趣,激活师生创新潜能。概括来讲,中心特色主要体现在以下两个方面:

  1.面向航空国防进行实验教学内容改革、完善实验室建设

  (1)以大学物理实验、演示与仿真实验、国防基础实验三大子项目为重点进行实验内容体系改革和实验室建设。在教学中,注重培养学生的国防意识与技能,把教学与国防基础科研相结合,成为航空国防教育的重要基地。

  在演示实验项目的选择上,注重选择与航空航天物理原理有关的实验项目,新增实验项目中有20余项与航空物理原理相关,例如开设了飞机升力的形成演示、风洞、直升机演示角动量守恒、陀螺仪、气体涡旋演示、星座观测与探索等项目,学生对这些与航空航天有关的实验项目非常感兴趣,选做率高于其他实验。

  历年来,在学生中成立了航模兴趣小组,教师指导学生制作航空模型飞机并参加江西省与全国各类航空模型制作及飞行大赛,取得了优异的成绩。

  成立了学生天文协会,中心教师利用业余时间给他们上天体物理相关课程,并利用中心多台天文望远镜观察天象,大大增强了学生了解太空的兴趣。

  天文观测指导

  (2)中心设有与航空国防相关的光测力学、光子散射等5个实验室。中心在高年级本科生中挑选优秀学生进入国防科研实验室,参与国防科研项目,通过一段时间的学习与培养,这些学生大部分考入本中心相关硕士专业进一步深造或进入航空总公司下属的科研院所或企业就业。

  2.以科研项目为引导,多方位培养学生创新精神和自主实践能力

  (1)建设期间,中心教师承担科研课题42项,其中国家基金等国家项目19项,航空基金等省部级项目19项,科研经费达2 700多万元,发表论文200余篇,其中被三大检索机构检索70余篇。教师利用科研课题,指导学生进行教学仪器的开发,所研发的教学仪器对学生开放,学生不但可以使用仪器做实验而且可以打开仪器进行创新性学习、进行研究性实验和创新设计性实验,取得了很好的教学效果。此外,中心教师指导学生开发的太阳能电池测试仪已推广到其他高校。

  (2)以科研项目为引导,中心教师提出创新性实验项目,培养学生创新精神。“CT重建温度场(蜡烛)实验”和“Zn基纳米结构的可控合成、结构表征及光谱研究”实验项目均为中心教师承担的国家自然基金项目转化。中心教师指导学生积极参与各类科技制作项目、发表论文、申请专利。建设期间完成的科技制作项目70项,已发表论文13篇,获国家专利16项,参与创新性实验80项,获得全国、省级以上奖励30项。其中,2011年太阳能飞机项目获全国节能减排大赛特等奖。

留学生实验室

  【编后语】

  以学生为本,把学生实践能力培养与综合素质提升作为示范中心建设与发展的出发点,正是南昌航空大学大学物理实验中心获得成功的法宝,这也是朱泉水主任饱尝基础实验教学改革之艰辛,使之开花结果获得认可的动力来源。“我会坚持走下去”,看似平淡无华,却胜过豪言壮语,我们相信“坚持就是胜利”,我们这个时代,正需要这样的坚持者。(《中国现代教育装备》记者 安健 张鹏)

来源:中国教育装备采购网责任编辑:荔枝

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