大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的構(gòu)想

鄢銳 武警工程學(xué)院基礎(chǔ)部，西安 710086

大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的構(gòu)想

鄢銳 武警工程學(xué)院基礎(chǔ)部，西安 710086

依據(jù)大學(xué)物理實驗的特點，針對傳統(tǒng)大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的弊端，提出大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的幾點想法，以提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力。

大學(xué)物理實驗；教學(xué)模式

21世紀對人才培養(yǎng)提出了更高的要求，當代的高校教育不僅要向?qū)W生傳授知識，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的能力。自然科學(xué)的基石是科學(xué)實驗，實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生運用實驗手段發(fā)現(xiàn)、觀察、分析、研究和解決問題的能力，在提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)以及動手能力方面都起著重要作用，也為學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)奠定了一個良好的現(xiàn)實基礎(chǔ)。如何在大學(xué)物理實驗教學(xué)中更好地培養(yǎng)學(xué)生的能力并增強他們的科學(xué)實驗素養(yǎng)已成為當務(wù)之急，因此，我們應(yīng)該積極探索與新時代人才培養(yǎng)要求相適應(yīng)的實驗教學(xué)模式。

一、大學(xué)物理實驗的特點

大學(xué)物理實驗屬于科學(xué)實驗的范疇，不僅生動形象，而且具有很強的真實性，實驗儀器、實驗過程和實驗現(xiàn)象都是學(xué)生的直觀感受。相對于中學(xué)簡單的驗證性實驗，大學(xué)物理中所涉及的實驗其不確定性更強，即實驗結(jié)果受實驗條件、實驗方法、實驗手段以及熟練程度等因素的影響很大，需要學(xué)生具有科學(xué)的探究精神才能得到預(yù)期的結(jié)果。一般地，大學(xué)物理實驗要求學(xué)生獨立完成，諸如實驗設(shè)備的安裝調(diào)試、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理、實驗結(jié)果的分析等。它的綜合性很強，尤其是近代物理實驗，不僅實驗儀器復(fù)雜多樣，而且往往涉及多學(xué)科的知識理論，對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求更高。

二、傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)模式的弊端

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式中，教師在實驗前先把實驗原理步驟等細講一遍，學(xué)生再根據(jù)教師準備好的儀器和指定的實驗方案按部就班地進行。這樣做雖然能夠很好地完成教學(xué)任務(wù)，但在很大程度上拘束了學(xué)生的思維空間，而且使得本來可以做得非常有趣的實驗變得枯燥無味，不能達到培養(yǎng)能力，鍛煉思維和增強創(chuàng)新意識的要求。因此，積極探索與新時代人才培養(yǎng)要求相適應(yīng)的實驗教學(xué)模式是非常必要的。

三、大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的探討

3.1 分專業(yè)、分層次，明確實驗教學(xué)的目標和任務(wù)

物理實驗是科學(xué)實驗的先驅(qū)，體現(xiàn)了大多數(shù)科學(xué)實驗的共性，在實驗思想、實驗方法以及實驗手段等方面是各學(xué)科科學(xué)實驗的基礎(chǔ)。但是，對于不同專業(yè)、不同學(xué)科層次的學(xué)生不能一概而論，應(yīng)把握各自特點，分別明確教學(xué)目標和任務(wù)。對于工科類學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實驗方法手段的探索，增強應(yīng)對實際問題的能力，培養(yǎng)活躍的創(chuàng)新意識；對于理科類學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實驗理論方面的推敲，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高理論聯(lián)系實際的能力；對于文科類和其他學(xué)科的學(xué)生，應(yīng)側(cè)重實驗現(xiàn)象的討論及聯(lián)想，通過直觀感受豐富多彩的物質(zhì)世界，提高科學(xué)實驗基本素質(zhì)，培養(yǎng)積極主動的探索精神。

3.2 對實驗項目進行模塊化分類設(shè)計

為了適應(yīng)新時代人才培養(yǎng)要求，學(xué)校有必要根據(jù)自身實際情況，對已開設(shè)的種類繁雜的實驗項目進行模塊化分類設(shè)計。模塊化設(shè)計（Block-based design）是比較先進的工業(yè)設(shè)計思想，對大學(xué)物理實驗而言，就是將一些聯(lián)系緊密的實驗項目組合在一起，構(gòu)成一個能夠獨立培養(yǎng)學(xué)生特定實驗技能的子系統(tǒng)，這個子系統(tǒng)就作為通用性的模塊。首先，總體上可參考大綱要求，將實驗項目分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計研究性實驗三個大類。在此基礎(chǔ)上，可以細分為更小的模塊，如力學(xué)模塊、熱學(xué)模塊、電磁學(xué)模塊、光學(xué)模塊、近代物理學(xué)模塊等，再根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)的特點和需要進行優(yōu)化組合，以提升教學(xué)效率。

3.3 與時俱進，采用先進的教學(xué)手段

隨著計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，它們在教學(xué)領(lǐng)域中也發(fā)揮著越來越大的作用。仿真物理實驗就是先進教學(xué)手段的一個典型代表。仿真物理實驗?zāi)軌虼罱ǔ龇浅ＸS富的實驗項目，對實驗儀器及實驗內(nèi)容與步驟的介紹更為直觀生動，并且支持高效、快速的重復(fù)性操作。由于實驗環(huán)境和儀器都是虛擬的，學(xué)生更不必擔心會損壞實驗儀器。利用仿真儀器進行實驗時，允許學(xué)生自行設(shè)定各種實驗參數(shù)，并且能實時地通過屏幕觀察實驗現(xiàn)象的變化，做出分析判斷，從而理解其物理意義以及儀器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計原理，這非常有利于學(xué)生的獨立思考和實驗技能的訓(xùn)練。

由于比較容易移植到校園網(wǎng)絡(luò)，仿真物理實驗更是開放性實驗的一種重要手段。一方面，這使得學(xué)生在實驗時間的安排上及實驗地點的選擇上有了很大的主動權(quán)；另一方面，學(xué)生也可在實物實驗課前或課后利用仿真實驗進行先期的預(yù)習(xí)預(yù)做和后期的復(fù)習(xí)總結(jié)。同時，教師也可以通過網(wǎng)絡(luò)對學(xué)生進行指導(dǎo)解惑，完成實驗成績評定等工作。

3.4 強調(diào)創(chuàng)新教學(xué)

創(chuàng)新教育是一種有利于學(xué)生創(chuàng)新個性自由全面發(fā)展的教育實踐。通過創(chuàng)新教育活動，可以發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力、學(xué)科能力、實踐能力以及自學(xué)能力、創(chuàng)新開拓的意識等素質(zhì)。大學(xué)物理實驗為學(xué)生提供了良好的創(chuàng)新環(huán)境，正是創(chuàng)新教育的好素材。

在大學(xué)物理實驗中實施創(chuàng)新教學(xué)，可以做以下幾方面的嘗試：首先，實驗教材根據(jù)科技發(fā)展變化不斷更新，內(nèi)容和形式上不必把每個步驟都寫得很詳細，注重強調(diào)關(guān)鍵點，故意設(shè)置很多問題，立足點在如何有利于開闊學(xué)生思路，學(xué)習(xí)新本領(lǐng)；其次，弱化教師的作用，教師由傳統(tǒng)的主導(dǎo)教學(xué)變?yōu)橐龑?dǎo)教學(xué)，把學(xué)生作為主體，教師只說明實驗的基本要求和提供必要的實驗設(shè)備，讓學(xué)生自己根據(jù)相關(guān)原理，設(shè)計具體實驗方案，進行探索和研究；第三，適時增設(shè)新的實驗項目，根據(jù)科技發(fā)展情況適當對實驗儀器設(shè)備進行更新?lián)Q代，以開拓學(xué)生視野，豐富創(chuàng)新思維；第四，改變以期末考試成績?yōu)橹鞯脑u價方式，提高平時實驗成績的比重，充分調(diào)動學(xué)生預(yù)習(xí)、準備實驗的主動性和積極性，增強教學(xué)效果。

大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革是一項系統(tǒng)工程，我們應(yīng)積極不斷地探索和創(chuàng)新，同時應(yīng)注意借鑒國外知名大學(xué)的成功經(jīng)驗，以適應(yīng)新時代對人才培養(yǎng)的要求。當然，這項系統(tǒng)工程需要廣大教師、學(xué)生和教學(xué)管理部門的通力合作，才能取得應(yīng)有的成效。

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Conceptions about the reform in teaching model of college physics experiment

Yan rui
Department of Foundation, Engineering College of Armed Police Force, Xi'an, 710086

Based on the characteristics of college physics experiment, this paper puts forward some ideas on the reform in teaching model with the drawbacks of the traditional model, so as to improve the students’ operative ability and innovative ability.Key words College physics experiment; Teaching model

G642.0

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.172

鄢銳(1981-),男,陜西人,碩士,武警工程學(xué)院基礎(chǔ)部物理教研室助教,研究方向為光學(xué)工程。