淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

孫寶光，唐海燕，王全武

淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

孫寶光，唐海燕，王全武

結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，鑒于學(xué)生的個(gè)體差異，遵循因材施教的原則，按照分層次教學(xué)的要求，提出了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的基本結(jié)構(gòu)。認(rèn)為堅(jiān)持平臺(tái)的綜合性建設(shè)、開放性運(yùn)行，才能充分發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)中的作用。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)平臺(tái)建設(shè)；實(shí)踐能力；創(chuàng)新能力

物理實(shí)驗(yàn)課是高等理工科院校對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端［1］。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)面向全校理工科學(xué)生，在素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育中有著其他課程無(wú)法替代的作用和優(yōu)勢(shì)。隨著高等教育進(jìn)入了大眾化階段，教育資源日益緊張，而社會(huì)和科技水平的發(fā)展對(duì)人才的要求不斷提高，這就要求高校積極探索人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。大學(xué)新生來(lái)自全國(guó)各地，個(gè)體差異較大，實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要一個(gè)過渡性平臺(tái)。建設(shè)綜合性、開放式的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，正是適應(yīng)這種需求的舉措。

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

（一）平臺(tái)建設(shè)指導(dǎo)思想

平臺(tái)建設(shè)要充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置既要充分體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)作為大多數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的共性，又要重視物理實(shí)驗(yàn)對(duì)理工科專業(yè)的支撐性，既要考慮訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析能力，又要考慮有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，要建立“分層次、模塊化、開放式”教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)。為此，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為四個(gè)層次：（1）預(yù)備性實(shí)驗(yàn)；（2）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)；（3）綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；（4）提高性、研究性和探索性實(shí)驗(yàn)。注重實(shí)驗(yàn)室硬件和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等“實(shí)”體建設(shè)的同時(shí)，不忘建設(shè)實(shí)驗(yàn)“虛”的部分，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，結(jié)合物理模型和物理圖象進(jìn)行理論設(shè)計(jì)和模擬構(gòu)建［2］。

（二）平臺(tái)的結(jié)構(gòu)及說(shuō)明

建設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，分為預(yù)備性實(shí)驗(yàn)室、課程平臺(tái)、創(chuàng)新平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)四個(gè)部分。

預(yù)備性實(shí)驗(yàn)室主要針對(duì)一些高中階段實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)較為薄弱的同學(xué)開放，以基本物理量的測(cè)量、基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能和基本測(cè)量方法鍛煉為主，為學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)起到橋梁作用。

課程平臺(tái)包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的主要部分?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目設(shè)置以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，注意與大學(xué)物理理論學(xué)習(xí)的聯(lián)系，重視實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法、主要儀器設(shè)備的使用、常用物理量的測(cè)量等方面的訓(xùn)練，掌握常用的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，主要體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)具體理工科專業(yè)的支撐性，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置上進(jìn)行“模塊化”，針對(duì)不同專業(yè)要求開設(shè)選修內(nèi)容。如對(duì)石油、化工等專業(yè)，增設(shè)“液體表面張力系數(shù)特性的研究”、“變溫液體粘度的測(cè)量”等項(xiàng)目；對(duì)冶金等專業(yè)增設(shè)“金屬線膨脹系數(shù)的測(cè)量”、“固體導(dǎo)熱系數(shù)特性的研究”等項(xiàng)目；對(duì)電子等專業(yè)增設(shè) “傳感器的使用”、“光敏電阻特性研究”等項(xiàng)目。使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和分析解決問題的能力得到進(jìn)一步提高。

學(xué)生創(chuàng)新平臺(tái)包括提高和研究性實(shí)驗(yàn)、演示與探索性實(shí)驗(yàn)，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［3］。提高和研究性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目設(shè)置在考慮難度、綜合性程度的同時(shí)，也考慮新技術(shù)、研究性方面的擴(kuò)展，如設(shè)置“光學(xué)信息處理系統(tǒng)”、“單縫衍射模型在現(xiàn)代檢測(cè)中的應(yīng)用”、“液晶電光效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)”、“核磁共振”、“混沌通信實(shí)驗(yàn)”、“微波參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)”等項(xiàng)目。演示與探索性實(shí)驗(yàn)，涉及力熱、振動(dòng)與波動(dòng)、電磁學(xué)、光學(xué)及其應(yīng)用，輔以“計(jì)算機(jī)導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)”，通過大量的視頻、圖像、動(dòng)畫、文字等資料，引導(dǎo)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)部分包括大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可在這個(gè)環(huán)境中自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、擬定實(shí)驗(yàn)參數(shù)、操作儀器，模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程。營(yíng)造了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，在大面積開設(shè)開放性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮著重要的輔助補(bǔ)充作用。其中的實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)，集音頻視頻交互、電子白板、文檔演示、桌面共享、文字交互、課程錄像及點(diǎn)播、文件下載、論壇交流等功能于一體，提供遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互的信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，具有視頻答疑、課程點(diǎn)播等遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能?？梢杂糜谡n后答疑和課后討論，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離交流，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。其中的考試系統(tǒng)，同學(xué)可以通過計(jì)算機(jī)終端進(jìn)入系統(tǒng)平臺(tái)，選擇試題，進(jìn)行網(wǎng)上考試。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的開放

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的開放，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，鍛煉提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。上述大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)本身是一個(gè)開放性的教學(xué)平臺(tái)，其中的學(xué)生創(chuàng)新平臺(tái)主要針對(duì)學(xué)習(xí)興趣濃厚、探索和創(chuàng)新欲望強(qiáng)烈的學(xué)生，以個(gè)體或團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行探索研究性實(shí)驗(yàn)，如參加全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽、完成論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)等。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是利用信息化技術(shù)手段，營(yíng)造師生互動(dòng)、學(xué)生互動(dòng)、協(xié)作學(xué)習(xí)的探究型學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的求知欲與創(chuàng)新欲，使他們自覺主動(dòng)地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式從單一知識(shí)傳授向知識(shí)傳授與探索研究相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供強(qiáng)有力的支持。不僅可以為本校學(xué)生開放，還可以為鄰近各高校共享。

三、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向全體理工科學(xué)生，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，有著其他實(shí)踐課程不可替代的優(yōu)勢(shì)，因此也更顯得責(zé)任重大。教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，就要搞好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)和開放工作，堅(jiān)持綜合性建設(shè)，堅(jiān)持開放性運(yùn)行，才能充分發(fā)揮大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)中的作用。

[1]教育部.非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求[S]，2004.

[2]柳聞鵑，等.物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008（12）.

G642.4

A

1673-1999（2012）07-0185-02

孫寶光（1979-），男，山東臨沂人，碩士，重慶科技學(xué)院數(shù)理學(xué)院講師，研究方向?yàn)楦吣芴祗w物理。

2012-02-09