構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系 培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才

普通物理實(shí)驗(yàn)是大學(xué)理工科學(xué)生開設(shè)的一門基礎(chǔ)課，是接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技巧訓(xùn)練的必修課。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。如何改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的人才，已成為高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重要課題。

一、 基于能力培養(yǎng)的普通物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案

物理實(shí)驗(yàn)可分為理論性（驗(yàn)證性或基礎(chǔ)性）實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三種實(shí)驗(yàn)類型。近年來，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，針對不同層次、不同專業(yè)的學(xué)生，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出了分層次教學(xué)的設(shè)想，對物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性設(shè)計(jì)，提出了面向21世紀(jì)的基于能力培養(yǎng)型的普通物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案。

為了培養(yǎng)高素質(zhì)的人才，特別是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，我們對不適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了深層次的改革。將普通物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成二年級的必修課和四年級的選修課來完成。必修課按理論性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)開設(shè)，而選修課則主要是開設(shè)設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。

1.素質(zhì)的培養(yǎng)

素質(zhì)教育貫穿于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的始終，也是確立物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的依據(jù)，我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除了嚴(yán)格要求學(xué)生，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、科學(xué)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力外，同時(shí)還特別注重他們各種能力的培養(yǎng)。所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既要有利于驗(yàn)證理論，加深對物理概念的理解，又要有利于在物理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)他們善于思考、勇于實(shí)驗(yàn)、積極探索的物理思想。

2.能力的培養(yǎng)

普通物理實(shí)驗(yàn)是高等師范院校對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門必修基礎(chǔ)課，是大學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和技能訓(xùn)練的開端，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。在較長一段時(shí)間里，這一觀點(diǎn)一直是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想。通過物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握了一定的基本知識、基本技能和基本方法，接受了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的初步訓(xùn)練，為以后的學(xué)習(xí)打下了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但是，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)也引起了一些不容忽視的問題，容易把“三基”（基本知識、基本技能和基本方法）教學(xué)要求得過死，把“訓(xùn)練”看得過重，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，都定要求、定內(nèi)容和定步驟，學(xué)生只能循規(guī)蹈矩、按部就班，思維定勢嚴(yán)重，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性受到嚴(yán)重制約。另外，常規(guī)實(shí)驗(yàn)大都是一些經(jīng)典的、傳統(tǒng)的，而反映現(xiàn)代高新技術(shù)內(nèi)容的比較少；驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)較多；實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較陳舊；力、熱、電、光各自獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)多，而綜合的實(shí)驗(yàn)少。常規(guī)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法上的種種弊端已引起人們的充分重視。近幾年，全國高校已開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，一方面不斷充實(shí)和加強(qiáng)現(xiàn)代高科技內(nèi)容，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、教學(xué)思想，另一方面積極探索各種教學(xué)模式和教學(xué)方法?，F(xiàn)在已出現(xiàn)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)、專門化實(shí)驗(yàn)等各種不同類型的實(shí)驗(yàn)，并且它們正在被不斷實(shí)踐和改進(jìn)。

3.物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循的原則

根據(jù)“厚基礎(chǔ)，強(qiáng)能力，高素質(zhì)”的培養(yǎng)模式，我系物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循的原則是:既要吸取傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的精華，又要突出現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)；既要借鑒兄弟院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，又要突出本實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢。根據(jù)學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)及各專業(yè)的要求，依據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目決定將要配置的實(shí)驗(yàn)器材，要求這些儀器既有經(jīng)典的又有現(xiàn)代的；既有自動(dòng)的又有手動(dòng)的；既有模擬的又有數(shù)字的。概括起來就是傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的、基礎(chǔ)的和先進(jìn)的二者兼顧。開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要傳統(tǒng)與現(xiàn)代內(nèi)容并存；基本方法、基本技能訓(xùn)練與獨(dú)立設(shè)計(jì)結(jié)合。給不同智力、不同需求的學(xué)生以充分選擇的余地。這樣可以改變按傳統(tǒng)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)開設(shè)的拼盤式的舊體制實(shí)驗(yàn)，代之以“理論性（基礎(chǔ)性）”、“設(shè)計(jì)性”和“綜合性”實(shí)驗(yàn)的新的教學(xué)體制，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)，以提高素質(zhì)和培養(yǎng)能力為主線，因材施教，教書育人的新體制。

4.開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在掌握了一定的物理實(shí)驗(yàn)基本技能之后，為開發(fā)學(xué)生智力，提高動(dòng)手能力的一種有效的教學(xué)手段。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式較之理論課更具有靈活性，因而在教學(xué)方法的改革上更具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)改革中推出的全新的教學(xué)方式，無論從它的形式、內(nèi)容還是要求上看，都處在不斷試驗(yàn)、充實(shí)、發(fā)展和完善之中。

設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)可分為兩種類型：一是給定實(shí)驗(yàn)題目，由學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，自擬實(shí)驗(yàn)方案，自選儀器，自己設(shè)計(jì)組裝線路和設(shè)備，完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所提出的要求。例如，近幾年開設(shè)的電阻的測定、凹透鏡焦距的測定、萬用表的設(shè)計(jì)與制作等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；二是給定實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)題目自擬，即由學(xué)生根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)器材，自己選擇實(shí)驗(yàn)題目（內(nèi)容），擬定實(shí)驗(yàn)方案。例如，我們在學(xué)生學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)后，開設(shè)了設(shè)計(jì)性的邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)，采取的就是后一種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)類型。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和理論知識的綜合應(yīng)用的一次檢驗(yàn)，也是訓(xùn)練學(xué)生自己查閱資料、擬訂實(shí)驗(yàn)方案、選擇和組裝儀器、測試和處理數(shù)據(jù)、寫出小論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告過程鍛煉的極好機(jī)會。與一般的常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)相比，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更注意了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，開拓學(xué)生的智力，培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造設(shè)計(jì)的能力。

5.建立物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新基地，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們建立了物理系創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，為學(xué)生提供實(shí)踐的空間。物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地的學(xué)生，在2005年得到了我校首屆大學(xué)生創(chuàng)新基金四個(gè)項(xiàng)目的資助。他們設(shè)計(jì)的教學(xué)軟件，得到了用人單位的好評。趙傳亮等同學(xué)撰寫的論文《利用Dreamweaver MX 2004制作實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)上選課系統(tǒng)》，發(fā)表在我校自然科學(xué)學(xué)報(bào)上。

二、 豐富實(shí)驗(yàn)室文化底蘊(yùn)，營造和諧育人環(huán)境

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在教師指導(dǎo)下對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的主要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力起著十分重要的作用。因此，實(shí)驗(yàn)室必須具備良好的學(xué)習(xí)、工作環(huán)境和濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境好壞不僅影響教師和學(xué)生的身體健康，而且直接影響學(xué)生的心理狀態(tài)、學(xué)習(xí)情緒和學(xué)習(xí)效果。只有使實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生、教師和研究者向往的場所，才能培養(yǎng)出一大批具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。

綜上所述，構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才是國家本科教學(xué)評估要求的內(nèi)容，也是新時(shí)代的要求，搞好綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有利于本科基礎(chǔ)課教學(xué)改革，有利于人才培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)的過程能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新性思維，體現(xiàn)科學(xué)精神。