多元化过程培养学生实践能力与研究能力.pdfVIP

第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(上) 多元化过程培养学生实践能力和研究能力 王红理，李正，肖国宏，黄丽清，武霞，王琪琨 (西安交通大学理学院，陕西西安710049) 摘要：在实验教学和实验室建设环节中，通过让学生参加研究型实验的学习，参加 自制仪器和新实验的开发，参加国家大学生创新实验计划等多元化过程，来培养学生的实践 能力和研究能力。 关键词：研究型实验；自制仪器；实践能力；研究能力 中图分类号：(；642．423 文献标识码：B 1 引言 在实验教学和实验室建设环节中，不仅仅只有实验教学过程才可以培养学生的实践和研 究能力，还有多种过程，只要让学生参与，都可以起到这样的作用，而且可以收到明显的效 果。我们在示范中心的建设过程中，通过以下几个过程来加强对学生实践和研究能力的培养。 2 采取多元化过程培养学生的实践和研究能力 2．1开设研究型专题实验，实行开放式教学模式 我们认为物理实验课程要为所有理工科学生打下扎实的物理实验基础，提高科学实验素 养，为他们今后在各自领域从事科研工作奠定基础。 因此在物理实验教学示范中心的建设过程中，紧密结合我校的国家“理科拔尖人才培养 计划”，．结合我校的人才培养模式，建设和引进学科交叉型、研究探索型和实际应用型物理 实验，同时实施教师的科研成果向教学实验转化，开设出了研究型专题物理实验平台，包括 磁共振、X射线衍射、微波、超声波、光谱、光电子学、光学全息、纳米材料制备、表面等 离子体共振等十余个专题的研究型物理实验平台，为优秀学生提供实验基地、提供科学研究 和自由探索的平台。 这些平台，通过学生的理论知识与实际应用紧密结合，并能够在这里充分发挥和展示其 能力，使学生的实验动手能力、研究探索能力、科学创新能力得到实实在在的提高。 每一个实验平台尽可能包括该领域所有的实验项目，由简入深，逐步深入。在实验内容 上，既要强调实验的基础性，又要注意加强实验内容的前沿性、方法手段的先进性。学生先 要查阅资料，写出关于该系列实验的基本原理、实际应用等预备报告，然后完成一系列关于 该领域的若干个实验项目，最后上交一份该系列实验的研究报告。‘ 有些实验项目，从样品制备开始，一直到生长过程的光谱监测、样品处理、实验研究、 结果分析、出现的问题等等，学生每完成一个专题的系列实验，等于是进行了一次科学研究 的完整过程。其查阅文献、调整仪器、维护仪器、实验测量、团队合作、分析问题、解决问 题、创新研究的能力都能够得到培养和提高。 对研究型专题实行全面开放式教学模式，由学生根据自己的专业需要、自己的兴趣选择 各个专题，因此在这些实验的完成过程中，学生完全是主动的、积极的，教师在教学过程中 只要加以引导，鼓励学生把学习与研究结合起来，培养探索精神和创新精神，把研究型教学 的思想贯穿物理实验教学始终，就可以起到事半功倍的效果。 开设的研究型专题实验项目包括：超声波测量及成像系列实验，磁共振系列实验，微波 材料参数测定，光学全息系列实验，光谱系列物理实验，微波段光子晶体的研制与特性研究， —-53— 第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(上) 激光．表面等离子体共振原理及其应用，流变学物理系列实验，扫描隧道显微镜、原子力显 微镜的原理及应用，纳米材料的制备及表征，导电聚合物物理性能研究，X射线衍射专题实 验。 2．2在自制仪器、开发新实验的过程中吸收学生参与 我们一直秉承自制教学仪器的优良传统，通过教师和实验技术人员研制和科研成果转化 等方式，设计了一批内容新颖的新实验，研制开发的十几种物理实验教学仪器用于物理实验 教学，充实了实验内容。 我们认为自制仪器是把理论知识转化为实际产品的实实在在过程，是新实验开设的重要 环节，是真正体现实践能力培养的过程。因此在这个过程中，我们一直吸收那些学有余力、 有兴趣的学生参与。仪器的研制过程，包括物理原理，机械制图，材料设计、购置和加工， 面板设计，功能设计，元件组装，性能测试，讲义编写，因此使学生各个方面的能力都得到 了培养和提高。 例如近些年研制开发的四探针高电导率测量仪、全光纤马赫．曾德干涉实验仪、“固体激 光倍频、调Q实验仪”、“声光调Q激光教学实验系统”、“表面等离子体共振实验仪”、“