大學物理實驗開放式教學與管理

摘要：物理實驗在培養學生實踐能力和創新意識方面具有重要的作用。為適應社會對創新人才的需求，實行開放式物理實驗教學與管理是教學改革的必然趨勢。本文探討、總結了開放式物理實驗教學中教學內容、開放過程、考核方式等方面所實施的改革措施及成效。

關鍵詞：物理實驗 開放式教學 開放式管理

物理學是一門以實驗為基礎的科學，物理實驗是物理知識的基礎。從物理教學方面看，物理實驗不僅可以有效地幫助學生建立概念、掌握規律、突破難點，而且對引導學生發展特長、拓展思維、培養創新能力有著獨特的作用。傳統的封閉式的實驗教學模式導致學生感覺物理難學，物理實驗缺乏吸引力，動手能力低下，并且嚴重限制了學生的求知激情和創造性思維。開放式實驗教學與管理是指從傳統的實驗教學與管理中走出來，對實驗教學方式、教學內容、實驗評價、實驗室管理等方面進行全面開放，充分發揮學生在實驗教學活動中的主體作用，為學生提供一個能夠充分發揮自主性、創造性的學習環境，提供更為豐富的、可以留給學生更大思考空間的教學模式。我系在認真研究當前高等教育改革發展趨勢的基礎上，對物理實驗教學進行了系統的改革，結合我系專業設置和辦學特色，出臺了物理實驗室開放式教學實施辦法。我系于2006年9月完成開放式實驗教學與管理系統并投入運行。經過兩年多的探索與發展，開放式實驗教學與管理系統不斷完善。且收到了較好的效果。

一、開放實驗內容

依據“以人為本、加強基礎、重視應用、開拓思維、培養能力、提高素質”的教學理念，我系提出開放式實驗教學與管理系統的基本原則是“分層次、多模塊、全開放、廣輻射”。結合我校的專業特點，開放了以能力培養為主線的四個層次的實驗：演示探索實驗、技能訓練實驗、基礎知識實驗、提高創新實驗。演示探索實驗面向全校各年級的學生，有助于學生了解一些物理現象，提高學習物理的興趣。技能訓練實驗主要面向全校大一學生，訓練他們對一些物理實驗基本儀器的操作，比如游標卡尺、天平、示波器、分光計等。基礎知識實驗則是根據各專業特點而開設的實驗，這部分實驗又分為必做實驗和選做實驗。讓學生有更大的自主性。提高創新實驗主要是面向高年級的學生，讓一些對物理有興趣的學生有機會更進一步地了解物理、學習物理。這些實驗由淺入深、層層遞進，能讓學生逐步提高。

另外，在開放式實驗教學與管理系統有仿真實驗系統和實驗教學錄像，便于學生在未做實驗之前了解物理實驗過程。

二、開放式管理過程

開放式實驗教學打破了以班級劃分實驗組的界限，學生自由選擇實驗項目、實驗時間和指導教師。實現全面開放是一項很復雜的工作。我系通過開放式實驗教學與管理系統控制全過程。以一學期的物理實驗過程為例：

第一、第二周為誤差理論學習時間，并學習使用實驗選課系統。實驗課自第三周開始，第十八周結束。每周發布下一周的實驗開設情況，學生可以根據自己的時間安排情況選擇何時實驗，并且在實驗開始前兩天，學生有權利退選實驗，但一個學生一個學期只有三次退選機會。

學生進入系統后，可以看到本學期的實驗計劃，了解這學期開設了哪些實驗，其中有哪些是必做的，哪些是選做的。另外可以查詢本周選了哪些實驗，已經做了哪些實驗，以及已完成實驗的實驗成績。預約實驗時在可預約實驗的列表上選擇想預約的實驗即可。此系統還帶有消息功能，若學生對實驗有疑問，可向任何一個教師提問。

因為打破了以班級劃分實驗組的界限，所以我系在實驗報告的管理上采用信箱模式。學生交實驗報告時，只需將實驗報告投入相應教師的信箱即可，教師批改完后，根據實驗報告上寫的班級，將報告投入相應的班級信箱。同時，為了便于學生選實驗，不僅在實驗教學樓的一樓大廳放在3臺電腦讓學生進入教學與管理系統，而且在每個實驗室都放有2臺電腦，供教師網上考勤和學生查詢選做實驗。

三、考核方式

為了體現學生物理實驗成績的真實、公平，充分反映學生的綜合能力和創新能力，適應開放式教學的新形勢，學生的成績由三部分組成：課內、課外和期末考試。課內即預習、操作、真實數據過程的評定；課外成績就是課后的實驗報告；期末考試分為筆試和操作考試。考慮到教師人數有限以及實際的可操作性，每學期我系抽取部分班級參加操作考試，其余班級進行筆試。操作考試時，分為4個實驗，每班學生在這4個實驗中選取一個考試，每個實驗安排3位教師監考。3位教師根據考核標準給分，其平均分即為該名學生的操作考試分數。

四、開放成效

我系開放式實驗教學與管理系統運行之前，物理實驗室開出的基礎性實驗項目是18個，設計性實驗項目O個。系統運行之后開出的基礎性實驗項目是32個，設計性實驗項目6個。通過對系統運行前的04級學生和系統運行后的06級學生進行抽樣問卷調查，我們發現：對大學物理實驗感興趣的學生比例由35.6％上升到78.2％，學習大學物理實驗課程后收獲比較大的比例由28.6％上升到76.3％，學會使用基本儀器卡尺的學生由40.1％上升到89.2％，在楊氏模量實驗中從望遠鏡中調試出標尺的平均時間由75分鐘下降到45分鐘，對實驗教師測評的滿意率也由80.4％上升到90.2％。

開放式實驗教學模式是一種以學生為本，以學生獨立進行物理實驗的學習和研究為主，教師啟發引導為輔的教學模式。實行開放式教學，不僅要求時間上對學生開放。而且在內容、教學方法、教學手段上也開放，是一種個性教學模式。這種教學模式能滿足學生求知、探索和創新的欲望，側重創新精神與能力培養。在對學生經過前一輪的基本知識和基本技能的嚴格訓練后，讓學生根據自己的能力、專業特點、個性興趣以及時間，自主地選擇不同的實驗內容和實驗時段。開放式實驗教學改變了以傳授知識為主的傳統教學方式，遵循傳授知識和培養學生能力并重原則，是未來實驗教學改革的必然趨勢。