面向基礎(chǔ)服務(wù)專業(yè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

郭陽(yáng)雪　孔祥洪　王蕊麗

[摘 要]隨著教育體系改革的進(jìn)行，對(duì)于非物理專業(yè)學(xué)校，沿用傳統(tǒng)的思路和方法進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能滿足當(dāng)今教育和教學(xué)的需求。通過(guò)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，指出大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)在面向基礎(chǔ)教學(xué)的同時(shí)注重服務(wù)于專業(yè)課程的教學(xué)，進(jìn)行分層次、分模塊化教學(xué)，滿足不同專業(yè)、不同基礎(chǔ)的需求，并結(jié)合本校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，指出具體的實(shí)施方法。

[關(guān)鍵詞]物理實(shí)驗(yàn) 非物理專業(yè) 教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）07-0009-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高校理工科學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課。該課程覆蓋面廣，涉及的內(nèi)容從經(jīng)典基礎(chǔ)物理到現(xiàn)代物理學(xué)，跨度很大，包含著豐富的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)思想，并能提供綜合性很強(qiáng)的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。它在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力方面占有十分重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要課程。在科技高度發(fā)達(dá)的今天，大量新技術(shù)、新知識(shí)的涌現(xiàn)，使各個(gè)高校都在不斷更新和開(kāi)設(shè)新的課程，以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，但是學(xué)生的課堂時(shí)間是有限的，這樣勢(shì)必要壓縮一些課程的教學(xué)課時(shí)。對(duì)于非物理專業(yè)的學(xué)校來(lái)說(shuō)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)處于弱勢(shì)地位，不被重視，在這種情況下，物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)的縮減在所難免。如果物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不改革，還按照傳統(tǒng)的方法，僅僅將力、熱、電、光實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合，采用單一的教學(xué)手段，不但不能發(fā)揮實(shí)驗(yàn)這門(mén)學(xué)科的真正作用，而且也不能提高學(xué)生對(duì)這門(mén)學(xué)科的興趣，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也會(huì)逐漸被淡化、被邊緣化。因此對(duì)非物理專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行，許多同行也對(duì)此進(jìn)行了大量有益的探討。[1-5]我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)近年來(lái)做了一些改革和嘗試，并且取得了一定的成效。

一、面向基礎(chǔ)服務(wù)于專業(yè)，優(yōu)化師資力量

（一）完善實(shí)驗(yàn)課程體系

我校原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系采用的是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在完成《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教綱》的基本要求之下，多年來(lái)基本上沒(méi)有什么突破，教學(xué)效果一直不太理想，學(xué)生的積極性不高。為了改變這種局面，我校首先將物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)定位為“面向基礎(chǔ)，服務(wù)于專業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新性人才”。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我校根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)科體系的具體情況，編寫(xiě)并出版了符合我校學(xué)生情況的物理實(shí)驗(yàn)教程，并根據(jù)學(xué)生認(rèn)知事物的規(guī)律將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精心編排。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.切實(shí)抓好基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)

首先，重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差與理論的培訓(xùn)，讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)不僅僅是一個(gè)動(dòng)手操作的過(guò)程，還要進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與規(guī)范。其次，根據(jù)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的需要，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素質(zhì)。再次，把實(shí)驗(yàn)用到的基本儀器儀表進(jìn)行歸類，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前了解和掌握基本測(cè)量?jī)x器的使用。比如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、伏特表、安培表、數(shù)字萬(wàn)用表等的使用。另外把實(shí)驗(yàn)中常用到的光源的基本性能和特點(diǎn)也進(jìn)行了詳細(xì)的描述，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前都能夠提前預(yù)習(xí)并理解不同光源之間的聯(lián)系與差別，掌握其不同的用途。

2.拓寬基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)深度和廣度

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是全校的公共基礎(chǔ)課，學(xué)生來(lái)自不同學(xué)院與專業(yè)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒉畈积R，因此我們對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了擴(kuò)展，以滿足不同層次學(xué)生的需求。比如將伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)改為測(cè)量線性和非線性器件的伏安特性，將分光計(jì)測(cè)量三棱鏡頂角實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展為可以用分光計(jì)測(cè)量棱鏡的折射率以及光柵常數(shù)。再比如把顯微鏡測(cè)量銅絲直徑的實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展為測(cè)量牛頓環(huán)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)這類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的補(bǔ)充和完善，不僅可以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，還能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)知水平和使用能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新的能力，靈活應(yīng)用的能力。

3.結(jié)合學(xué)校特色，服務(wù)于專業(yè)教學(xué)

在解決基礎(chǔ)物理與專業(yè)課銜接的問(wèn)題方面，物理實(shí)驗(yàn)可以起到橋梁的作用。[6]由于每所大學(xué)的課程體系、專業(yè)設(shè)置都不盡相同，學(xué)科重點(diǎn)、研究方向也是各具特色，對(duì)于非物理院校來(lái)講，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)擔(dān)負(fù)著重要的責(zé)任。學(xué)生使用儀器儀表的能力以及初步的科研素質(zhì)都是在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到培養(yǎng)和提高的。為適應(yīng)學(xué)校專業(yè)發(fā)展的需要，每所大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)服務(wù)于學(xué)校的專業(yè)課程教學(xué)和科研方向。我校主要發(fā)展海洋科學(xué)，以此為中心重點(diǎn)建設(shè)海洋學(xué)院、食品學(xué)院和生命學(xué)院，并輔助發(fā)展信息學(xué)院、工程學(xué)院和管理學(xué)院等?？紤]到要為各個(gè)學(xué)院培養(yǎng)不同類型的人才，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置做了相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)于海洋學(xué)院，偏重于色度儀和海洋類傳感器的使用和流體力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)，對(duì)食品學(xué)院和生命學(xué)院則引入超聲波、光譜儀和聲光效應(yīng)方面的實(shí)驗(yàn)，對(duì)信息學(xué)院和工程學(xué)校則把重點(diǎn)放在工程技術(shù)方面，設(shè)置通信類傳感器實(shí)驗(yàn)、利用示波器測(cè)磁滯回線實(shí)驗(yàn)及微弱信號(hào)的檢測(cè)和放大實(shí)驗(yàn)等。經(jīng)過(guò)我們的精心設(shè)置，這些實(shí)驗(yàn)基本上可以滿足不同學(xué)院的需要，在教學(xué)過(guò)程中也得到了一致好評(píng)，有的學(xué)院甚至主動(dòng)要求增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，這使得物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位得到了提升。

4.融合現(xiàn)代科技內(nèi)容，擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)體系

面對(duì)日新月異的科學(xué)技術(shù)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如果不進(jìn)行革新，不打破傳統(tǒng)，就難以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，所以在兼顧經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)更要融入現(xiàn)代科技內(nèi)容。我們把激光器的使用和調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)帶到課堂上，讓學(xué)生了解激光的產(chǎn)生以及激光的應(yīng)用，并讓學(xué)生做簡(jiǎn)單的磁懸浮實(shí)驗(yàn)，這樣極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣，學(xué)生很快就掌握了原理，理論知識(shí)得到了升華。

（二）優(yōu)化師資力量，提升教學(xué)水平

教師是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)和提高能力的引導(dǎo)者，教師的知識(shí)素養(yǎng)直接影響著教學(xué)質(zhì)量。我國(guó)現(xiàn)代教育家和大學(xué)者蔡元培先生有句名言：“學(xué)高為師，身正為范”，這要求我們教育工作者要不斷學(xué)習(xí)知識(shí)，充實(shí)自我，全面提高教學(xué)能力。我們實(shí)驗(yàn)中心近年來(lái)不斷引入博士人才，組成了由教授、高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、博士、講師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員組成的梯隊(duì)，除了實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員外，我們的教師不但參與物理理論和物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，還要承擔(dān)一定的科研工作，教師在科研工作上的收益和經(jīng)驗(yàn)的積累，在很大程度上又促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此外學(xué)校還經(jīng)常組織系室工作研討會(huì)，讓教師互相交流，發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解，總結(jié)教育思想。在大家的群策群力下，教師的教學(xué)水平不斷得到提升，教學(xué)效果的滿意度也得到了很大的提高。

二、加強(qiáng)硬件建設(shè)，改變教學(xué)手段

在學(xué)校的支持和全體物理教師的努力下，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)更上一層樓。虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)使學(xué)生可以通過(guò)做虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)提高實(shí)際操作技能，并且虛擬實(shí)驗(yàn)可以給出交互信息，對(duì)學(xué)生的操作實(shí)時(shí)做出反饋。多媒體設(shè)備的增加，讓每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都可以利用多媒體教學(xué)。實(shí)驗(yàn)在準(zhǔn)備和預(yù)習(xí)階段，教師可以直接通過(guò)多媒體分解實(shí)驗(yàn)設(shè)備、演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；學(xué)生不但可以通過(guò)動(dòng)態(tài)顯示了解實(shí)驗(yàn)，還可以隨時(shí)動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)儀器，這使學(xué)生能夠更直觀地觀察實(shí)驗(yàn)和掌握儀器的使用方法，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、培養(yǎng)學(xué)生興趣，組織實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽

興趣是最好的老師，感興趣的東西，學(xué)生會(huì)主動(dòng)地去學(xué)。在教學(xué)內(nèi)容上，我們注重更新實(shí)驗(yàn)題目，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和比例，使學(xué)生能夠自主地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，獨(dú)立或者通過(guò)合作完成實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的興趣。通過(guò)組織學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽，學(xué)生的動(dòng)手能力得到了有效的鍛煉，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)技能的提高，取得了較好的效果。另外經(jīng)過(guò)選拔，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下參加全國(guó)電子實(shí)驗(yàn)大賽并取得了優(yōu)異的成績(jī)，這也提高了教師和學(xué)生的參與信心及學(xué)科競(jìng)賽的水平。教師在指導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)，自己的知識(shí)水平和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)也得到了提高。

在目前的形勢(shì)下，對(duì)于非物理專業(yè)院校，實(shí)驗(yàn)教師要不斷完善自己的知識(shí)體系，更新教育觀念和教學(xué)方法，還要根據(jù)本校的實(shí)際情況，站在為他人服務(wù)的角度上，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，適應(yīng)本校人才培養(yǎng)方向和社會(huì)科技的發(fā)展，擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的覆蓋面和影響力，為培養(yǎng)綜合性人才、創(chuàng)新性人才而努力。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：陳 明]