基于地方性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建

張秀民

（徐州工程學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇 徐州 221111）

0 引言

國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）和教育部頒布的《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求》都明確指出：“著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力”。[1]應(yīng)用型本科高校多以培養(yǎng)理、工科應(yīng)用型人才為目標(biāo)定位，實(shí)踐教學(xué)自然成為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)。我校根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，確立了“全過(guò)程、多層次、分模塊”的實(shí)踐教學(xué)體系（全過(guò)程即從入學(xué)到畢業(yè)，多層次指將實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)踐、綜合實(shí)踐、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐等層次，分模塊即將實(shí)踐教學(xué)分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、社會(huì)實(shí)踐和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新等模塊[2]）。物理實(shí)驗(yàn)是絕大多數(shù)理工科專業(yè)的必修課，是涉及全校性的上課人數(shù)較多、輻射面較廣的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，但一直以來(lái)存在著物理實(shí)驗(yàn)課不被學(xué)生和專業(yè)系科重視、實(shí)驗(yàn)課的作用不被學(xué)生和專業(yè)系科認(rèn)可等現(xiàn)象。為實(shí)施我校實(shí)踐教學(xué)體系、發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)地方性應(yīng)用型人才的作用，通過(guò)學(xué)習(xí)、走訪、考察和召開各種座談會(huì)等形式，明確了物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)地方性應(yīng)用型人才的課程目標(biāo)定位：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的基礎(chǔ)性和服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的服務(wù)性。根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)制訂了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，完成了適合我校應(yīng)用性人才培養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)。通過(guò)預(yù)備性實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)等多種方式嚴(yán)格實(shí)施課程體系，較好地落實(shí)了課程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)在服務(wù)于地方性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程功能。

1 物理實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建的原則

大學(xué)物理課程體系要服從和服務(wù)于國(guó)家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)理工科學(xué)生實(shí)踐能力的基礎(chǔ)性和服務(wù)于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的服務(wù)性功能，在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)堅(jiān)持了以下原則：

1.1 廣泛性和基礎(chǔ)性原則

廣泛性是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要具有理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能等方面廣泛性，要涵蓋物理學(xué)的力、熱、電、光、原的各個(gè)部分。這樣的安排是考慮到一般工程應(yīng)用型人才要求的實(shí)踐能力往往是復(fù)合型的、多方面的；基礎(chǔ)性是指學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)包含一定的基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這些基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，一方面是培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能、基本實(shí)驗(yàn)方法的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，另一方面也有助于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱（尤其是文轉(zhuǎn)理）的學(xué)生不掉隊(duì)，再者扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)有助于學(xué)生完成更高層次的實(shí)驗(yàn)。因此在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)，所有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均包含一定數(shù)量的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。

1.2 綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)優(yōu)先原則

應(yīng)用型人才要面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線，成為生產(chǎn)、管理等方面的工程師，其理論知識(shí)要達(dá)到普通本科的基本要求，但實(shí)踐能力要超出以研究型教育為主的本科生水平[3]，他們應(yīng)具有較強(qiáng)的將理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的能力、維持正常生產(chǎn)運(yùn)行、技術(shù)革新和改造的本領(lǐng)。這樣的人才培養(yǎng)目標(biāo)，需要學(xué)生要有較強(qiáng)的綜合實(shí)踐能力，而綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程中的綜合層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)展開，因此大多數(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中都包含了如傳感器、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4]的綜合實(shí)驗(yàn)和學(xué)生自行開展的具有工程設(shè)計(jì)思想的研究性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)課程體系的重點(diǎn)。

1.3 突出服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的服務(wù)性和差異性原則

物理實(shí)驗(yàn)課程體系在兼顧基礎(chǔ)性和技能訓(xùn)練優(yōu)先原則的同時(shí)，突出課程服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的服務(wù)性和差異性的功能。實(shí)驗(yàn)課程準(zhǔn)確與專業(yè)課程對(duì)接，使學(xué)生感覺實(shí)驗(yàn)課實(shí)用有效；緊緊圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，課程體系中安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃高度契合。在構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)，充分考慮地方不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)專業(yè)的差異化要求，制訂不同專業(yè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，學(xué)生易對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有親切和認(rèn)同感，容易產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和形成工程設(shè)計(jì)思想，更好地促進(jìn)學(xué)用接軌和大學(xué)生就業(yè)。

我校所在地區(qū)，工程機(jī)械是地方第一支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工程生產(chǎn)企業(yè)遍布于市、縣工業(yè)園。工程機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)、檢測(cè)和控制都涉及到傳感器技術(shù)，為適應(yīng)這一要求，在構(gòu)建機(jī)電工程、工業(yè)設(shè)備及其自動(dòng)化等專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系時(shí)，盡可能多地安排了包含各種傳感器，如位移傳感器、溫度傳感器和光電傳感器等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；食品工業(yè)作為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的另一支柱產(chǎn)業(yè)，在構(gòu)建食品工程、食品質(zhì)量與安全等專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系時(shí)，盡可能多地安排光譜分析方面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這種圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃構(gòu)建物理實(shí)驗(yàn)課程體系的做法，助推了學(xué)生專業(yè)思想的形成和專業(yè)知識(shí)的掌握，在2013 年全國(guó)新建本科教育工作會(huì)議上交流時(shí)受到與會(huì)專家的廣泛贊譽(yù)。

2 物理實(shí)驗(yàn)課程體系的“模塊化、分層次”結(jié)構(gòu)

2.1 “模塊+層次”的物理實(shí)驗(yàn)課程體系

按專業(yè)構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程模塊，如：機(jī)械電子工程專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K，全部模塊組成了課程體系；根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)和地方性應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)，在每一模塊內(nèi)建立基礎(chǔ)、綜合和研究創(chuàng)新三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。這種“模塊+層次”的物理實(shí)驗(yàn)課程體系較好地滿足了不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和循序漸進(jìn)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。表1 為機(jī)械電子工程專業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K等組成的物理實(shí)驗(yàn)課程體系。

表1 “模塊+層次”的物理實(shí)驗(yàn)課程體系

2.2 基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)各專業(yè)應(yīng)用型人才方面具有功能上的寬口徑和延伸性特點(diǎn)[5]，讓每一位學(xué)生都能學(xué)會(huì)和掌握從事物理實(shí)驗(yàn)和各類專業(yè)實(shí)驗(yàn)所必需的基本理論、方法、技能，如數(shù)據(jù)處理常用的誤差分析；常用的放大法、比較法、模擬法和光電轉(zhuǎn)換法等實(shí)驗(yàn)方法[6]。在課程體系各模塊中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總數(shù)中近半數(shù)為基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如示波器和信號(hào)發(fā)生器的使用、靜電場(chǎng)描繪、金屬線脹系數(shù)測(cè)定等，這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)，在于訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生基本儀器使用、實(shí)驗(yàn)方法選擇和實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)整等基本實(shí)驗(yàn)技能，而這些基本實(shí)驗(yàn)技能是學(xué)生完成綜合層次和研究、創(chuàng)新層次實(shí)驗(yàn)以及專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)所必需的，同時(shí)也為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新提供實(shí)驗(yàn)方法等方面的支持和準(zhǔn)備。

2.3 綜合層次實(shí)驗(yàn)

這一層次實(shí)驗(yàn)是為滿足不同專業(yè)學(xué)生的需要和地方性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的差異化要求而開設(shè)的。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目緊跟時(shí)代科技發(fā)展，集中體現(xiàn)傳感器和計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法、手段相適應(yīng)，是實(shí)驗(yàn)課程體系的重要組成部分，是構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇需要全面了解學(xué)生所學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和用人單位的需求，達(dá)到或基本達(dá)到專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)一線正在使用的測(cè)量?jī)x器和控制設(shè)備，在學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)用到過(guò)。如機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)需要數(shù)字PID 控制、溫度控制和二階電路的階躍響應(yīng)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)，為實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與專業(yè)課程的有效對(duì)接，在該專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)課程中安排了RLC 暫態(tài)過(guò)程研究、PID 控制下的PTC 居里點(diǎn)測(cè)試等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；機(jī)電工程專業(yè)需要光電檢測(cè)方面的實(shí)際訓(xùn)練，通過(guò)我校實(shí)施的“實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)共建工程”的“共建三基地”（學(xué)校建成企業(yè)的員工培訓(xùn)基地、技術(shù)開發(fā)基地和人才供給基地，將企業(yè)建成學(xué)校的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、、研究基地和就業(yè)基地）[2]添置了適用于精密工程機(jī)械數(shù)控技術(shù)的“光柵傳感器和CCD 測(cè)量應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目?？梢灶A(yù)見：隨著與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃密切深度融合，更多富含新技術(shù)的一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將被引進(jìn)到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中來(lái)。

2.4 研究、創(chuàng)新層次實(shí)驗(yàn)

這一層次的實(shí)驗(yàn)是為培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力而安排的，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)中心開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目錄選擇、也可自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)查閱資料、選擇實(shí)驗(yàn)方法、與指導(dǎo)老師商討論證研究方案等環(huán)節(jié)，通過(guò)設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試等步驟開展研究工作，最后以答辯的形式報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這樣的研究過(guò)程是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力的一次大檢閱、也是評(píng)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的重要依據(jù)。

3 以豐富的課程資源和科學(xué)的課程評(píng)價(jià)體系保障課程體系實(shí)施

3.1 教材是實(shí)施課程體系的重要抓手

修編適合學(xué)校辦學(xué)特色的物理實(shí)驗(yàn)校本教材[7]，修編過(guò)程中增設(shè)工程應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、突出傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用[8]。

3.2 豐富實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)絡(luò)資源，助推課程體系實(shí)施

目前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參差不齊，利用實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)搭建起學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，克服了學(xué)生重復(fù)和模仿老師操作[9]的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)技能提高明顯。

3.3 全面開放實(shí)驗(yàn)室，營(yíng)造學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和研究的環(huán)境

學(xué)生可在網(wǎng)上自行預(yù)約實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和選擇指導(dǎo)教師，自主開展實(shí)驗(yàn)研究，拓寬了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)形式。

3.4 建立有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程評(píng)價(jià)機(jī)制

建立有利于激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性的課程評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽各項(xiàng)成績(jī)綜合評(píng)價(jià)，激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，有效促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

按照地方性應(yīng)用型人才的目標(biāo)培養(yǎng)，科學(xué)構(gòu)建和實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)課程體系，有力促進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)的重視基礎(chǔ)和服務(wù)于專業(yè)的課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，推進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)地方性應(yīng)用型人才作用的實(shí)現(xiàn)。

［1］周玲，姜東光.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革打造特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（8）：114.

［2］韓寶平，張仲謀，等.新建本科院校實(shí)踐教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].北京，2013:337.

［3］倪明.應(yīng)用型大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與探索[J].技術(shù)物理教學(xué)，2013（4）:107.

［4］張朝暉，呂斯驊.綜合物理實(shí)驗(yàn)和研究性創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)的建設(shè)[J].大學(xué)物理，2009（11）：48.