淺談開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【摘要】開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一種新模式，本文闡述了開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性，并結(jié)合實(shí)際教學(xué)，探討了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織和實(shí)施要素，以及取得的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) "開放式教學(xué) "教學(xué)改革

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）09-0193-01

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是面向理工農(nóng)林醫(yī)藥等專業(yè)開設(shè)的一門必修課程。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程涉及內(nèi)容范圍廣泛，使用儀器種類較多，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)動手能力和思維創(chuàng)新能力方面有著重要的作用。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、掌握物理基本概念和規(guī)律、鍛煉和提升實(shí)驗(yàn)技能等方面起著積極的推動作用，有利于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。隨著創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的提出，高等院校深化教育教學(xué)改革，提高教育教學(xué)水平的課題已成為焦點(diǎn)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革也不例外。開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的新方向，是對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的一種挑戰(zhàn)，是在信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化時代發(fā)展的必然要求。

一、開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式比較單一，存在著不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和不能充分調(diào)動學(xué)生主觀能動性的缺點(diǎn)，更不利于學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1，2]。與教育發(fā)達(dá)國家相比，我們培養(yǎng)的學(xué)生考試成績雖然較好，但其獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力、動手能力和解決實(shí)際問題的能力相對較弱[3]。在國外物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一般不會給出實(shí)驗(yàn)具體是如何進(jìn)行的，而是提出問題，學(xué)生通過查閱資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)[4]。通過比較可以看出，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能夠充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中的主體作用，不利于學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，與高素質(zhì)應(yīng)用型人才的戰(zhàn)略培養(yǎng)目標(biāo)是不相適應(yīng)的。開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上提出的，這種新的教學(xué)模式對教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)條件進(jìn)行重新整合，給學(xué)生提供相對自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式從被動轉(zhuǎn)向主動，可以讓學(xué)生更好地掌握和應(yīng)用知識，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

二、開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織和實(shí)施

1.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程體系

根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和學(xué)生掌握知識技能的規(guī)律，將開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程劃分為基礎(chǔ)性、綜合提高性和設(shè)計(jì)研究性三個層次。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要開設(shè)難度不高，適合各個專業(yè)學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生掌握一些基本的實(shí)驗(yàn)技巧和實(shí)驗(yàn)方法，為更高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。綜合提高性實(shí)驗(yàn)是對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上具有一定的交叉性和綜合性，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識和技能解決實(shí)際問題的能力。設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生自選題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)對學(xué)生各方面的能力要求較高，更加注重學(xué)生科學(xué)研究和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)

運(yùn)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由選排課系統(tǒng)及開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)兩大部分組成。選排課系統(tǒng)主要處理日常的教學(xué)管理工作;開放式實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分主要包括觸摸屏刷卡一體機(jī)，軟件部分主要對實(shí)驗(yàn)室刷卡控制器和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行配置。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)由五類用戶組成，分別是系統(tǒng)管理員、課程管理員、教務(wù)管理員、教師和學(xué)生。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本信息和開放式實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)刷卡系統(tǒng)的基本配置;課程管理員主要對實(shí)驗(yàn)課程和教學(xué)任務(wù)進(jìn)行管理;教務(wù)管理員可以查詢相關(guān)的教務(wù)信息;教師可以查看自己的課表，錄入和查詢自己名下學(xué)生的成績;學(xué)生通過登陸系統(tǒng)根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行網(wǎng)上選課，在實(shí)驗(yàn)室開放的時間，通過觸摸屏刷卡一體機(jī)刷開實(shí)驗(yàn)平臺的電源，進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化管理，將學(xué)生選課、教學(xué)管理和實(shí)驗(yàn)室開放集為一體，為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供支撐。

3.開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源上的開放，構(gòu)建了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)資源系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)。將教學(xué)大綱、授課教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、預(yù)習(xí)思考題、實(shí)驗(yàn)錄像等資料上傳到網(wǎng)上，形成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)資源系統(tǒng)，以供學(xué)生學(xué)習(xí)參考。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)除實(shí)驗(yàn)簡介、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等內(nèi)容外，還可以對每個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬仿真。仿真系統(tǒng)中提供了實(shí)驗(yàn)所需的各種儀器，學(xué)生可以在電腦上通過選取相應(yīng)的儀器，進(jìn)行模擬實(shí)際操作來完成實(shí)驗(yàn)，這有利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)技能的掌握。學(xué)生可以充分利用這些豐富的網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，達(dá)到更好的預(yù)習(xí)效果，這些都是傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法實(shí)現(xiàn)的。

三、開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施效果

1.開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不同于以往的教學(xué)模式，為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)和研究的平臺，更好地體現(xiàn)了因材施教的教學(xué)原則。學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)選做不同難度的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;對實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的可以選擇重做;對于學(xué)有余力的學(xué)生可以選做更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而對物理現(xiàn)象做更加深入的研究和探討。

2.激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，有利于學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解。實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放式管理后，學(xué)生完全可以根據(jù)自己的實(shí)際情況安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和進(jìn)度，學(xué)生有充足的時間對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的觀測和分析，進(jìn)而加深對物理知識的理解。

3.有利于學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的提高。開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)給學(xué)生提供了更多的動手機(jī)會和更加自由的發(fā)揮空間，學(xué)生的動手能力和綜合創(chuàng)新能力能夠得到充分的鍛煉，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)的訓(xùn)練和培養(yǎng)。

開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，是對傳統(tǒng)教育模式的突破和創(chuàng)新，具有良好的教學(xué)實(shí)踐效果，對培養(yǎng)創(chuàng)新性人才起著重要的作用。如何更好的進(jìn)行開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而達(dá)到最佳的教學(xué)效果，還需要不斷的實(shí)踐和探索。

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