淺談開放式大學物理實驗教學

【摘要】開放式大學物理實驗教學是高等院校實驗教學改革的一種新模式，本文闡述了開放式大學物理實驗教學的必要性，并結合實際教學，探討了開放式實驗教學的組織和實施要素，以及取得的教學效果。

【關鍵詞】大學物理實驗 "開放式教學 "教學改革

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

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，大學物理實驗是面向理工農林醫藥等專業開設的一門必修課程。大學物理實驗課程涉及內容范圍廣泛，使用儀器種類較多，在培養學生的科學素養、實驗動手能力和思維創新能力方面有著重要的作用。大學物理實驗的教學對于激發學生的學習興趣、掌握物理基本概念和規律、鍛煉和提升實驗技能等方面起著積極的推動作用，有利于培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。隨著創新人才培養目標的提出，高等院校深化教育教學改革，提高教育教學水平的課題已成為焦點，大學物理實驗教學的改革也不例外。開放式大學物理實驗教學是物理實驗教學改革發展的新方向，是對傳統實驗教學模式的一種挑戰，是在信息化、網絡化、數字化時代發展的必然要求。

一、開放式大學物理實驗教學的必要性

傳統大學物理實驗的教學模式比較單一，存在著不利于激發學生的學習興趣和不能充分調動學生主觀能動性的缺點，更不利于學生創新精神和實踐能力的培養[1，2]。與教育發達國家相比，我們培養的學生考試成績雖然較好，但其獨立思考能力、創新能力、動手能力和解決實際問題的能力相對較弱[3]。在國外物理實驗教學過程中，一般不會給出實驗具體是如何進行的，而是提出問題，學生通過查閱資料，設計實驗方案完成相應的實驗[4]。通過比較可以看出，傳統的教學模式不能夠充分發揮學生在實驗教學活動中的主體作用，不利于學生獨立思考和創新能力的培養，與高素質應用型人才的戰略培養目標是不相適應的。開放式大學物理實驗教學是從傳統的實驗教學基礎上提出的，這種新的教學模式對教學方式、教學內容和教學條件進行重新整合，給學生提供相對自由的學習環境，使學生的學習方式從被動轉向主動，可以讓學生更好地掌握和應用知識，有利于激發學生學習的興趣、培養學生的創新能力和綜合素質。

二、開放式大學物理實驗教學的組織和實施

1.開放式實驗教學的課程體系

根據大學物理實驗的特點和學生掌握知識技能的規律，將開放式大學物理實驗課程劃分為基礎性、綜合提高性和設計研究性三個層次。基礎性實驗主要開設難度不高，適合各個專業學習的實驗。這類實驗主要讓學生掌握一些基本的實驗技巧和實驗方法，為更高層次的實驗教學打下良好的基礎。綜合提高性實驗是對基礎實驗的拓展和延伸，在實驗內容上具有一定的交叉性和綜合性，旨在培養學生綜合運用知識和技能解決實際問題的能力。設計研究性實驗是在教師的指導下，學生自選題目，查閱相關文獻，獨立設計實驗方案，并完成相應的實驗。這類實驗對學生各方面的能力要求較高，更加注重學生科學研究和創新能力的培養。

2.開放式實驗教學管理系統

運用計算機和網絡技術，構建開放式大學物理實驗教學管理系統，該系統主要由選排課系統及開放式實驗室管理系統兩大部分組成。選排課系統主要處理日常的教學管理工作;開放式實驗室管理系統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，軟件部分主要對實驗室刷卡控制器和實驗項目進行配置。大學物理實驗教學管理系統由五類用戶組成，分別是系統管理員、課程管理員、教務管理員、教師和學生。系統管理員負責實驗教學的基本信息和開放式實驗室系統刷卡系統的基本配置;課程管理員主要對實驗課程和教學任務進行管理;教務管理員可以查詢相關的教務信息;教師可以查看自己的課表，錄入和查詢自己名下學生的成績;學生通過登陸系統根據自己的實際情況進行網上選課，在實驗室開放的時間，通過觸摸屏刷卡一體機刷開實驗平臺的電源，進行相應的實驗。開放式大學物理實驗教學管理系統實現了實驗教學的網絡化管理，將學生選課、教學管理和實驗室開放集為一體，為開放式實驗教學提供支撐。

3.開放式物理實驗教學資源系統

為了實現實驗資源上的開放，構建了大學物理實驗資源系統和仿真系統。將教學大綱、授課教案、實驗指導、預習思考題、實驗錄像等資料上傳到網上，形成大學物理實驗資源系統，以供學生學習參考。大學物理實驗仿真系統除實驗簡介、實驗內容、實驗原理、實驗儀器、實驗指導等內容外，還可以對每個實驗進行虛擬仿真。仿真系統中提供了實驗所需的各種儀器，學生可以在電腦上通過選取相應的儀器，進行模擬實際操作來完成實驗，這有利于學生對實驗儀器和實驗技能的掌握。學生可以充分利用這些豐富的網絡資源預習實驗，達到更好的預習效果，這些都是傳統的教學手段無法實現的。

三、開放式大學物理實驗教學的實施效果

1.開放式大學物理實驗不同于以往的教學模式，為學生提供了自主學習和研究的平臺，更好地體現了因材施教的教學原則。學生可根據自己的實驗基礎選做不同難度的實驗項目;對實驗結果不理想的可以選擇重做;對于學有余力的學生可以選做更多的實驗項目，從而對物理現象做更加深入的研究和探討。

2.激發了學生學習的主動性、積極性和創造性，有利于學生對物理概念和規律的理解。實驗室實行開放式管理后，學生完全可以根據自己的實際情況安排實驗內容和進度，學生有充足的時間對實驗現象和數據進行仔細的觀測和分析，進而加深對物理知識的理解。

3.有利于學生綜合素質和能力的提高。開放式物理實驗教學給學生提供了更多的動手機會和更加自由的發揮空間，學生的動手能力和綜合創新能力能夠得到充分的鍛煉，有利于學生創新思維和綜合素質的訓練和培養。

開放式大學物理實驗教學是一種新型的教學模式，是對傳統教育模式的突破和創新，具有良好的教學實踐效果，對培養創新性人才起著重要的作用。如何更好的進行開放式大學物理實驗教學，進而達到最佳的教學效果，還需要不斷的實踐和探索。

參考文獻：

[1]夏蔡娟， 劉漢臣， 張英堂， 成鵬飛. 工科院校開放式實驗教學模式的探索[J]. 西安郵電學院學報， 2011， （S2）： 136-138.

[2]孫宇航， 鄒志純， 孫建. 大學物理實驗教學模式之探索[J]. 西安郵電學院學報， 2011， （S2）：165-165.

[3]肖令平. 大學物理實驗教學模式改革初探[J]. 中國科技信息， 2009， （17）： 256-257.

[4]劉竹琴， 白澤生. 物理實驗開放式教學調研與初探[J]. 實驗室研究與探索， 2008， （6）： 125-127.