大學物理實驗教學改革研究

摘 要 為適應社會對創新人才的需求，實行開放式大學物理實驗教學與管理是教學改革的必然趨勢。本文結合湖北工業大學開放式大學物理教學模式探討了大學物理實驗教學內容、開放過程、考核方式和教學管理在內的整個開放式大學物理實驗教學體系改革與實踐。

關鍵詞 大學物理 實驗教學 改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

我國對開放式物理實驗教學的改革起步于20世紀80年代。當時的東北農學院和解放軍工程技術學院率先嘗試了物理實驗的開放式教學。華中科技大學對物理實驗采取了“時間開放”、“內容開放”的“全面開放式教學”。蘇州大學進行了“開放實驗室的分層教學”，注重學生實踐能力和開創能力的培養。中國科技大學開設了“物理開放實驗”選修課，在物理實驗中采用先進的“仿真實驗”和“虛擬實驗”等教學手段。復旦大學創造和發展了“實驗園地”、“小制作競賽”、“綜合實驗”、“開放實驗”等許多新的教學模式。

湖北工業大學也順應教學發展趨勢和社會發展需要，根據自己的實際情況、把握精髓、實事求是地來構建適合自己的開放式物理實驗的教學模式，充分發揮物理實驗教學在培養學生綜合素質和創新能力方面的功能和作用。

1 大學物理實驗教學的現狀

大學物理實驗是許多高校的一門公共基礎課程，是高校學生進行一系列實驗訓練的開端，不僅讓學生受到嚴格的、系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更重要的是要培養學生嚴謹的科學思維方式和創新精神，培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力，特別是掌握與科學技術的發展相適應的可持續發展的能力。但是在以知識傳授為背景的傳統的教學思想支配下，物理實驗教學越來越不適應新形勢下培養高素質人才的要求，其弊端主要表現在以下幾方面：（1）比較漠視教學的主體性。傳統的物理實驗教學中，學生對實驗項目和時間缺少選擇權，統一排課、整班上課、全班齊步走。漠視學生的差異性，不利于學生的個性發展。（2）教學內容比較陳舊，偏重經典和驗證。許多實驗項目陳舊多年不變，內容更新緩慢，不能很好地體現現代科技發展前沿的新思想、新方法、新技術及其基本原理。（3）內容體系組織不盡合理。傳統的物理實驗的教學內容一般分為力、熱、電、光等幾類，相互獨立。作為一門獨立開設的課程來說，其內容分散、重復，難以系統地體現實驗的規律、方法和特點，不顧及物理實驗學科知識的內在聯系，不能很好地滿足循序漸進這一基本的教學原則。（4）教學方法僵化。傳統的物理實驗教學中，實驗前教師準備好器材，調節好儀器，排除好故障；實驗時教師詳細講解、示范操作，教科書把實驗原理、步驟、實驗現象等寫得清清楚楚，學生只需要按部就班、依葫蘆畫瓢就可以了。這種教學方法束縛了學生的想象和思維，不利于培養學生的創造能力。

2 開放式教學

開放方式教學分別在學生層面和教師層面進行了改革。學生按各自的興趣和需要，采取不同的學習方式、不同的學習進度，學習不同的內容。教師的任務是創設一種學生喜愛的環境，并對學生進行必要的引導、建議和幫助。其特點是教學不拘形式，無固定結構，學生活動很自由，不按一定的教材傳授知識。它的教育目的不只是在于傳授知識，而在于發展學生的全面素質，突出的是學生的自由和充分發展，以達到教學的生活性和未來性。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、教學方法上也開放，是一種個性教學模式。

實行“開放式物理實驗教學”，是目前大學物理實驗教學改革的一個重要方向。如何充分發揮“開放式物理實驗教學”在素質教育中的教育功能，培養學生的綜合素質和創新能力是個值得研究的課題。

3 開放式大學物理實驗教學的改革

3.1 實驗內容改革

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，我院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。

3.2 教學方式改革

開放式教學方式打破了以班級劃分實驗組的界限。每一個教師負責一個實驗教學，在實驗前重點向學生講述本實驗的教學目的、內容和注意事項。避免了以外的小循環實驗方式中的無法重點講解各實驗內容的弊病。學生結合自己的上課時間和學期計劃，自由安排實驗內容和上課時間。由于折中方式的靈活性較強，避免了學生參加課外活動與實驗教學的沖突問題。

3.3 管理過程改革

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。學生可以根據自己的時間安排情況選擇何時實驗，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，如果學生對實驗有疑問，可向任何一個教師提問。

3.4 考核方式改革

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。打破以往的平時成績加期末考試成績的固有模式。

4 結論

湖北工業大學開放式大學物理實驗教學自2009年實施以來，引起了省內外各兄弟院校的廣泛關注和眾多學生的好評。在開放初期，教學組織形式和實施過程也存在一些問題，但是隨著不斷的探索和調研，以及廣大師生在實踐中提出的寶貴意見，教學效果也在不斷提高。我們有理由相信，這種開放式的大學物理實驗教學將會成為一種普遍的教學方式在各大高等院校逐步推廣。

參考文獻

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