淺談大學物理實驗教學改革

徐海英 劉小廷 繆長宗

摘要： 為適應工科院校對人才素質(zhì)的要求，物理實驗教學的改革，應當建立一種適合當代科學技術(shù)發(fā)展、有利于培養(yǎng)具有扎實基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的教學新體系，教學內(nèi)容應反映技術(shù)應用發(fā)展方向，改變單一的教學方法和手段，實驗教學應該由封閉性向開放型轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：大學物理實驗，開放型，教學改革

1. 指導思想

傳統(tǒng)物理實驗課程與當前科學技術(shù)水平、各學科之間的相互交叉、滲透和綜合化的發(fā)展趨勢不相適應。主要表現(xiàn)在：1.實驗教學基本上處于一種封閉的狀態(tài)，多年不變的教學體系和教學內(nèi)容與當前高速發(fā)展的前沿科學新理論、新技術(shù)嚴重脫節(jié)；2.陳舊落后的實驗教學設備，沿襲多年的傳統(tǒng)教學模式、方法和手段更是遠遠落后于科學技術(shù)進步的步伐；3.大學物理實驗被分為力、熱、光、電、磁等部分，內(nèi)容相對獨立。其內(nèi)容往往只是教科書上已有的基本物理規(guī)律、定理的簡單重復。近十年來，技術(shù)發(fā)展的巨大成就很少能在基礎(chǔ)物理實驗中得到反映；4.實驗室開放程度低，學生動手機會少，不能自主學習，不利于個性發(fā)展。這些弊端相當嚴重地阻礙了學生的學習積極性、主動性、創(chuàng)造性以及現(xiàn)代科學思維方法的形成。

2. 基本內(nèi)容

實驗教學的改革主要應在以下三個方面進行。

（1） 以素質(zhì)教育為目標，改革物理實驗課程體系和教學內(nèi)容。新的實驗課程分為：預備實驗、基礎(chǔ)實驗、綜合與設計性實驗、近代物理與高新技術(shù)實驗、研究型實驗五個層次，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從傳授知識到培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力的課程新體系。

（2） 以學生發(fā)展為本，實行開放式物理實驗教學。實行全方位、多層次的開方式教學是實驗教學改革的必然趨勢和發(fā)展方向，是對傳統(tǒng)實驗教學的一種挑戰(zhàn)，它涉及到整個實驗教學體系，是對教學方式、教學內(nèi)容和教學條件的重新優(yōu)化組合，是實驗教學改革的重大舉措。開放式實驗保護了學生的原創(chuàng)精神，能使學生在寬松的實驗環(huán)境中實現(xiàn)從被動學習到主動學習的轉(zhuǎn)變?？梢哉f開放實驗是實驗教學中實現(xiàn)因材施教的必由之路，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的必備條件。從傳統(tǒng)的實驗教學到開放性實驗教學的轉(zhuǎn)變不僅對教學的雙方會產(chǎn)生巨大影響，對提高實驗室的建設和管理水平也會起到不可估量的作用，這種改革無疑會使實驗室的各項工作發(fā)生質(zhì)的飛躍。開放式教學是指實驗時間、空間、內(nèi)容和教學方法等是開放的，學生有自主選擇權(quán)，它能為學生的主動學習和個性發(fā)展創(chuàng)造一個較好的外部環(huán)境，體現(xiàn)了以人為本的教學理念，能有效地解決當前實驗教學中存在的問題。

（3） 以先進管理手段為基礎(chǔ)，使開放式實驗教學順利進行。采用信息化實驗教學管理系統(tǒng)提高管理效率和管理水平，確保實驗開放教學的順利進行。實驗教學管理系統(tǒng)應具有功能強、運行可靠和使用方便等特點，從實驗課程和項目的設置，學生課程注冊、實驗教學安排、查詢預約，課程表生成打印、教學課堂考勤和實驗指導、成績輸入輸出、統(tǒng)計報表以及與外界交換數(shù)據(jù)等所有教學環(huán)節(jié)都在該系統(tǒng)下運行。信息化實驗教學管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實驗資源的滾動給出，完全可以滿足每一個學生，可以取消預約的實驗并重新預約，免去調(diào)課、補課的麻煩；可以隨時了解學生的實驗進度、實驗時間和項目分布情況，為科學安排實驗提供可靠數(shù)據(jù)，方便學生實驗成績的匯總、評定和輸出；可以實現(xiàn)師生在線交流等等。傳統(tǒng)的管理手段無法與之相比。

3. 實施成效

隨著高等教育改革的不斷深入和招生規(guī)模的不斷擴大，實驗室面臨的壓力也越來越大，實行開發(fā)式實驗教學是解決問題的唯一出路。

（1） 促進教學觀念和學風的轉(zhuǎn)變

開放式教學充分體現(xiàn)了以學生為中心、以學生發(fā)展為根本、一切為學生服務的教學觀念，學生改變過去的被動學習為主動、有興趣、合理安排時間和選擇實驗內(nèi)容的學習。由于每個學生選擇的實驗時間和項目差異很大，課前閱讀教材資料、準備實驗的時間增加，課間要獨立完成實驗操作，對學生的要求提高了，促進了教學觀念和學風的轉(zhuǎn)變。

（2） 滿足分層次和個性化的教學要求

新的實驗課程體系強調(diào)學生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，強調(diào)分層次和個性化教學，這些都只能通過實驗開放教學才能得以實現(xiàn)。同時，開放后的實驗室成為學生創(chuàng)新活動的重要基地，為學生提供良好的場所和必要的設備條件。

（3） 提高了師資隊伍水平和實驗教學質(zhì)量

開放式教學中的一些實驗內(nèi)容反映了當代科學技術(shù)的發(fā)展水平，涉及的知識面廣。教師不僅要有本學科扎實的理論基礎(chǔ)、較好的實驗技能，還要加強業(yè)務學習，不斷更新自己的知識，這在新實驗開設和學生科技創(chuàng)新活動中顯得尤為重要，否則就不能勝任實驗教學?？梢哉f開放教學提高了師資隊伍業(yè)務水平。

（4） 有效解決實驗排課的困難

隨著高校大規(guī)模擴招，實驗教學任務量激增，雖然近幾年實驗條件得到較大改善，但要高質(zhì)量地完成教學任務仍然面臨巨大的壓力。同時由于選修課的大量增加，學生公共時間越來越少，給實驗排課帶來很大的困難，甚至已經(jīng)無法按自然班組織教學。開放式教學很好地解決了這一難題，使實驗師資、設備和場地等資源實現(xiàn)優(yōu)化組合，整體提高了實驗教學的效率和效益。

小結(jié)

大學物理實驗課程是大學物理教學環(huán)節(jié)的重要組成部分，對于工科學校而言，物理實驗課程尤其重要。實驗課程具有課堂講授所無法比擬的優(yōu)勢，直觀性、操作性以及學生在實驗中的主動性、探索性和創(chuàng)造性，是實驗課程的主要特點。開放性物理實驗教學改革，利用計算機把實驗設備，教學內(nèi)容、教師指導和學生的思考、操作有機融為一體，克服了實驗教學長期受到課堂、課時限制的困擾，使實驗教學內(nèi)容在時間和空間上得到延伸，為實驗教學開創(chuàng)新的方法和途徑。

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