立足學(xué)科特色的普通高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路探討

袁昌來 許積文 朱保華 鄭遠(yuǎn)蕾 丘偉 江民紅 周昌榮 陳國華

摘要：本文對普通地方高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問題和改革思路進(jìn)行了針對性分析。依托一流學(xué)科建設(shè)，立足桂林電子科技大學(xué)電子信息學(xué)科特色，討論了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革方向，并在網(wǎng)絡(luò)在線課堂建設(shè)、教材編寫、教學(xué)團(tuán)隊(duì)和理論-實(shí)踐協(xié)調(diào)性改革的必要性進(jìn)行了綜合分析。冀望有效促進(jìn)普通高校在立足學(xué)科特色的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面實(shí)現(xiàn)改革和提升。

關(guān)鍵詞：學(xué)科特色；電子信息；普通高校；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）43-0278-02

當(dāng)前普通高校，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)都存在一個(gè)共同的問題：不同的高校，即使是新設(shè)高校，預(yù)計(jì)開設(shè)物理實(shí)踐項(xiàng)目在不斷考察、調(diào)研之后基本趨同，這造成很多高校的物理實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目千篇一律，特色缺乏，看起來更像是一個(gè)個(gè)高校物理實(shí)踐教學(xué)分部。這在追求個(gè)性化和特色教學(xué)的雙一流高校建設(shè)的今天，顯得思路老舊和不合節(jié)奏。當(dāng)然，對于高度綜合性的大學(xué)，如清華、北大等著名高校，他們的物理教學(xué)如果面面俱到，并不存在太多問題，因?yàn)檫@些高校的各個(gè)學(xué)科在全國排名至少B+以上，這意味著對所有的物理知識都有需求。然而，對于普通地方院校，在資源有限，學(xué)生基礎(chǔ)知識較為薄弱且更傾向于求職和實(shí)用主義的今天，如果也采用“985”“211”類高校的實(shí)踐教學(xué)模式，則表現(xiàn)為特色不明顯、實(shí)力不突出。因此，對于普通地方院校，在學(xué)校有限資源和少量優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展引導(dǎo)下，如何有效改革大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)，追上雙一流建設(shè)的步伐，則顯得極為迫切和重要。

當(dāng)前，一些教學(xué)研究人員對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的特色教育進(jìn)行了一些研究，電子科技大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心近年來在特色化建設(shè)方面進(jìn)行了大量的探索與實(shí)踐，包括課程體系改革、教材建設(shè)、新實(shí)驗(yàn)建設(shè)和儀器開發(fā)、創(chuàng)新實(shí)踐與科技成果轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)、大學(xué)物理與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的融合[1]；董新平等[2]結(jié)合理工科專業(yè)特點(diǎn)，采用兩層次、六個(gè)模塊方案，從基礎(chǔ)和拓展兩個(gè)方面提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰图记?，體現(xiàn)了一定的教學(xué)特色；南京理工大學(xué)對物理實(shí)驗(yàn)課程定位及作用，結(jié)合學(xué)校自身特點(diǎn)調(diào)整了物理實(shí)驗(yàn)課程體系、內(nèi)容，建立了多層次、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及運(yùn)行機(jī)制，形成了“3+2+1”特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺及實(shí)驗(yàn)?zāi)K[3]；熊澤本[4]針對地方高校，在提高學(xué)生素質(zhì)、教材現(xiàn)代化、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目先進(jìn)性、內(nèi)容趣味性、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)的引入方面分析了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，體現(xiàn)知識學(xué)習(xí)和素質(zhì)、能力培養(yǎng)的雙重目標(biāo)，有效推進(jìn)課程改革，形成與時(shí)俱進(jìn)、特色鮮明的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容新體系。此外，經(jīng)分析[5]，美國、加拿大、德國、英國、澳大利亞、日本等發(fā)達(dá)國家著名高校物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)特色歸納起來主要有以下幾點(diǎn)：第一，重視物理實(shí)驗(yàn)；第二，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)；第三，開設(shè)實(shí)驗(yàn)選修課，注重分層教學(xué)；第四，注重學(xué)生科研能力的培養(yǎng)；第五，教學(xué)方式和手段靈活多樣；第六，物理實(shí)驗(yàn)考核嚴(yán)格，能反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；第七，?jì)算機(jī)大量用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；第八，動態(tài)調(diào)整教師隊(duì)伍；第九，有高水平的實(shí)驗(yàn)專職技術(shù)人員。綜上所述，國內(nèi)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)方面的重視度低于發(fā)達(dá)國家，教學(xué)方式也淺顯的多，因而需要進(jìn)行自有特色的教學(xué)改革勢在必行。

回顧歷史，對于普通地方院校，大部分都是基于國防、經(jīng)濟(jì)、民生發(fā)展需要而設(shè)立起來的小型高校，很多還是中專逐步發(fā)展而來。放在現(xiàn)代，類似于今天的職業(yè)高校，專為某一職業(yè)培育人才。在經(jīng)歷半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中，逐步形成了各具特色的應(yīng)用型專業(yè)和學(xué)科，并發(fā)展成大學(xué)，設(shè)有主體學(xué)科門類齊全的專業(yè)以及輔助專業(yè)，各具特色。但是，1997、1998年之后的大規(guī)模高校擴(kuò)張，各高校新增專業(yè)稀釋了這些優(yōu)勢學(xué)科，進(jìn)而發(fā)展成今天各個(gè)高校專業(yè)設(shè)置基本相同的格局。顯然，在大規(guī)模的擴(kuò)張之后，數(shù)量積累到一定的程度，下一步必然是質(zhì)量的提升，教育部雙一流建設(shè)方案因此應(yīng)運(yùn)而生。普通地方高校在資源有限的情況下，人才、財(cái)力明顯不足，這意味著只能集中精力發(fā)展幾個(gè)相對具有優(yōu)勢的學(xué)科，更準(zhǔn)確的地說，是大力發(fā)展老學(xué)科使之更為優(yōu)秀。因此，各高校在雙一流指引下，互相進(jìn)行了激烈的人才挖角戰(zhàn)，努力使本校優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展更為突出并努力躋身雙一流學(xué)科。然而，地方院校負(fù)責(zé)基礎(chǔ)課程教育的主管人員，特別是大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)部門，習(xí)慣性繼續(xù)傳統(tǒng)的授課模式，已滯后學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科、特色專業(yè)的發(fā)展步伐，具體表現(xiàn)為如下幾種情況：（1）物理實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目循規(guī)蹈矩、體制守舊。實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目較為平均、傳統(tǒng)，不考慮學(xué)校優(yōu)勢和特色學(xué)科發(fā)展需要，不積極深入探索物理教學(xué)內(nèi)容與優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展之間的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)內(nèi)容參考“985”“211”等綜合性高校，寬而泛，開設(shè)項(xiàng)目對地方高校學(xué)生吸引力較弱；單個(gè)實(shí)驗(yàn)臺套數(shù)偏多，不體現(xiàn)學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科特色，不實(shí)施基于學(xué)生能力等級水平的因材施教，對優(yōu)勢特色學(xué)科支撐度較低；同時(shí)不注重網(wǎng)絡(luò)教育，在線課堂教學(xué)較少甚至沒有，吸引學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課件太少。（2）實(shí)踐內(nèi)容均過于偏向純物理或經(jīng)典物理。物理是一門深維度科學(xué)，要求學(xué)生有較高的想象力和非常規(guī)思維能力，高中物理學(xué)的很優(yōu)秀的學(xué)生，一般都去了重點(diǎn)高校。對于普通地方高校，如果依然采用純物理教學(xué)，難于吸引學(xué)生或?qū)W生接受困難，造成課堂教學(xué)效果不好。這些學(xué)生更喜歡簡單直接且與應(yīng)用關(guān)聯(lián)度較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這對地方院校教師提出了較高的挑戰(zhàn)，如何開設(shè)項(xiàng)目并編寫更為適合本校特色的實(shí)踐教材將成為物理教學(xué)部門的重要課題。（3）授課過程中教師自有物理思考較少。教師在講授實(shí)踐項(xiàng)目物理意義過程中，大部分基于教材進(jìn)行講解，遵循大中專、高中式物理實(shí)踐教育模式，嚴(yán)重缺乏授課教師的學(xué)科背景、創(chuàng)新性和科學(xué)性思維，不體現(xiàn)因材施教。與專業(yè)授課相比，體現(xiàn)不出教師的自有物理思想和研究成果，整體無新意、吸引力弱。（4）教師隊(duì)伍人才層次普遍偏低。從事講授物理實(shí)踐項(xiàng)目的老師職稱普遍較低，從事科學(xué)研究教師較少。在沒有單獨(dú)物理學(xué)院的普通地方高校，大多高校中高層管理者工科、文科背景出生較多，對偏理學(xué)的大學(xué)物理不太重視，覺得大學(xué)物理就是一門純教育基礎(chǔ)課程，上好課、講好課就可以了。不太愿意投入資源打造物理實(shí)踐教師隊(duì)伍和人才培養(yǎng)，因而難于培養(yǎng)出有能力對物理實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行整體改革的擁有大格局視野的骨干人員，更別說體現(xiàn)學(xué)校專業(yè)特色的教學(xué)改革。（5）學(xué)生成績考核評價(jià)體系落后。上課人數(shù)基數(shù)大，一般喜歡40—60人，這限制了教師直接面對學(xué)生咨詢問題的機(jī)會；學(xué)生預(yù)習(xí)普遍抄一遍，沒有設(shè)置預(yù)習(xí)的掌握達(dá)成度，總結(jié)報(bào)告沒有設(shè)置深度和等級；基本不設(shè)置課后作業(yè)、課后實(shí)踐論文等的分?jǐn)?shù)占比；同時(shí)，大部分教師們對學(xué)生成績評定簡單直接，以做對、做完、報(bào)告處理完整進(jìn)行簡單評價(jià)，不考慮、不設(shè)置實(shí)驗(yàn)過程對學(xué)生思維啟發(fā)和創(chuàng)新的學(xué)分貢獻(xiàn)，這些都噬待革新。

基于地方院校普遍存在的上述問題，教改研究組立足于桂林電子科技大學(xué)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心，積極探索立足優(yōu)勢特色學(xué)科的大學(xué)物理實(shí)踐教學(xué)的改革思路，并從整體上進(jìn)行教學(xué)改革思路探討。

首先，桂林電子科技大學(xué)是一所以電子信息特色為基礎(chǔ)的普通地方高校，并在電子信息領(lǐng)域擁有學(xué)科優(yōu)勢，具有極強(qiáng)的電子信息學(xué)科教學(xué)背景。因此，學(xué)校高層在建設(shè)雙一流學(xué)科的規(guī)劃過程中，特別強(qiáng)調(diào)“打造電子信息特色鮮明的本科教育”，學(xué)校整體集中于這些學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展，各學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)科要為電子信息學(xué)科服務(wù)并提供有力支撐。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一類基礎(chǔ)支撐學(xué)科之一，毫無疑問的被推到了改革的風(fēng)口上，需要為學(xué)校電子信息優(yōu)勢學(xué)科進(jìn)行支撐性教學(xué)改革。整體教學(xué)改革思路如下。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開設(shè)項(xiàng)目，一般分為基礎(chǔ)性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，各地方高校開設(shè)內(nèi)容大同小異，這明顯不符合高校雙一流建設(shè)的發(fā)展要求。在桂林電子科技大學(xué)黨政高層堅(jiān)持發(fā)展電子信息特色優(yōu)勢學(xué)科的大趨勢下，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要進(jìn)行調(diào)整和革新，并擴(kuò)大項(xiàng)目類型和提高可選擇性，大幅度增加電子信息學(xué)科相關(guān)的綜合設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。（1）建設(shè)電子信息特色的新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。新開設(shè)電子信息特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4項(xiàng)（25臺套/項(xiàng)），集中于電磁、光電和圖像掃描處理，并打造一間容納10個(gè)實(shí)驗(yàn)的臺套數(shù)少的長學(xué)時(shí)綜合類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室（集中于電子信息物理，2套/項(xiàng)），這些項(xiàng)目對各電子信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)起到承前啟后的作用；同時(shí)優(yōu)化改革現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使之更傾向電子信息基礎(chǔ)學(xué)科；把現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)每學(xué)期開設(shè)10項(xiàng)增至16項(xiàng)（增加項(xiàng)目基本為電子信息學(xué)科基礎(chǔ)物理），大幅度提高優(yōu)勢學(xué)科學(xué)生的可選擇性，提高了電子信息學(xué)科的支撐能力。（2）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)在線課堂物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在線教育是一種趨勢，作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，講授內(nèi)容偏向?qū)嶒?yàn)設(shè)備，理論解答較少，因而可選擇部分重復(fù)度高、設(shè)備不復(fù)雜的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開設(shè)在線教育課堂，并逐步實(shí)現(xiàn)全部標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的在線教育，進(jìn)而全面提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)可把實(shí)驗(yàn)老師們解放出來開發(fā)復(fù)雜的個(gè)性化電子信息類綜合設(shè)計(jì)性長學(xué)時(shí)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；并增設(shè)線下24小時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室2間；此外，所有項(xiàng)目預(yù)習(xí)部分可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)考核。（3）編寫匹配電子信息特色新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的指導(dǎo)書和教材?；A(chǔ)課程的教材是保證教學(xué)正常進(jìn)行和提高教學(xué)質(zhì)量的一大因素，實(shí)驗(yàn)教材在滿足科學(xué)性、系統(tǒng)性、實(shí)用性和完整性的基礎(chǔ)上，應(yīng)該有更大的靈活性和多變性，它要體現(xiàn)不同特色的學(xué)校的差異[6，7]。因此，對于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在基于電子信息學(xué)科改革完所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目且實(shí)驗(yàn)設(shè)備購齊之后，急需編制與之匹配的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材和指導(dǎo)書，編寫一本適合本校、具有電子信息基礎(chǔ)物理特色的實(shí)驗(yàn)教材則顯得非常必要。（4）建立電子信息特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。當(dāng)前，大學(xué)物理教師職稱普遍低下，學(xué)科帶頭能力不強(qiáng)，需要學(xué)校和主管學(xué)院加強(qiáng)大學(xué)物理教師的師資隊(duì)伍建設(shè)，提高博士化率，特別是引進(jìn)電子信息類相關(guān)的博士生和領(lǐng)軍人才；同時(shí)強(qiáng)化現(xiàn)有教師的再深造，擴(kuò)大物理教師在學(xué)校的影響力和服務(wù)能力，進(jìn)而打造電子信息特色鮮明的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)高水平教師隊(duì)伍，為后續(xù)電子信息學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。（5）實(shí)踐與理論教學(xué)的協(xié)調(diào)性改革。把大學(xué)物理理論教學(xué)和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍合并，增進(jìn)相互交流和學(xué)習(xí)。實(shí)踐項(xiàng)目開設(shè)應(yīng)與大學(xué)物理理論基本保持一致，與電子信息相關(guān)的改革重點(diǎn)應(yīng)該在理論與實(shí)踐中同時(shí)體現(xiàn)，教師既教授理論又指導(dǎo)實(shí)踐項(xiàng)目有助于提高兩門課程的關(guān)聯(lián)度和邏輯性，進(jìn)而相互影響，互相進(jìn)步，有助于提高所有大學(xué)物理教師的理論和實(shí)踐水平，使得教師在授課過程中有意識的把理論與實(shí)踐互相關(guān)聯(lián)起來，進(jìn)而提高整體協(xié)調(diào)性。

總之，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為地方高校的基礎(chǔ)教育課程，對于資源有限的地方高校，如何支撐有限的幾個(gè)優(yōu)勢學(xué)科，服務(wù)學(xué)校一流本科教育建設(shè)，是每一位大學(xué)物理教師必須要思考的職業(yè)問題。因而，各地方高校大學(xué)物理教育單位，應(yīng)結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢特色，盯緊優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展，建立特色學(xué)科支撐度更高的大學(xué)物理實(shí)踐教育，不失為一條較為合適的大學(xué)物理學(xué)科發(fā)展新思路。

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Abstracts：The existing problems and reforming ideas of experimental physics in ordinary local university were pertinently analyzed in the article.Relying on construction of first-class disciplines and electronic-information subject characteristics from Guilin University of Electronic Technology，the reform direction of experiment physics teaching had been discussed.The necessity in online classroom construction，teaching materials，and coordination reform of theory and practice was analyzed comprehensively.It was expected that the realization of reform and improvement in experiment-physics teaching could be effectively promoted，based on subject characteristics of ordinary colleges and universities.

Key words：subject characteristics；electronic information；ordinary university；experimental physics