多元化開放式大學物理實驗教學模式的研究

摘 要：開放式大學物理實驗教學模式，不僅僅是簡單的實驗室空間和時間的開放，而是給學生提供多元化的開放式學習平臺。通過建立本科生導師團隊制、搭建虛擬網絡系統、利用實驗室廢舊資源、參觀實驗儀器制造企業，以及學生結合日常生活自行設計有趣的物理實驗等等，可以很好的挖掘學生探索能力和創新能力，同時培養學生學以致用的良好意識。

關鍵詞：多元化開放式 大學物理實驗 創新實踐能力

中圖分類號：G632.0 文獻標志碼：A

應當前社會發展需要，各大高校更多的著眼于產學研聯合共建的辦學模式，甚至貝爾實驗也鎖定納米材料、互聯網技術、高速電子等等一些實用性強的高新技術[1]。大學物理實驗課程作為一門面向全校的基礎物理課程，以前陳舊的教學模式已經不再適應新形式下的發展趨勢，無法滿足學生提高創新能力和動手能力的需求，因此實驗教學模式改革勢在必行[2-6]。

大學物理實驗中心應該多元化開放，給學生提供一切可以學習的平臺。第一，形成合理的導師制學生團隊，把老師豐富的經驗和知識開放性的傳授給學生，帶動學生科研積極性；第二，利用開放實驗室廢舊資源，促使學生拆裝和改進實驗設備，激發學生實驗興趣，提高學生動手能力；第三，利用豐富的網絡課堂資源，可以讓學生更便捷的充實自己的知識；第四，結合日常生活，讓學生自行設計有趣的物理實驗，鍛煉學生的創新能力；第五，提供參觀實驗儀器制造企業的機會，使學生對實驗儀器原理更深入的認識。

1.建立導師制學生團隊，充分發揮教師引導作用

1.1通過基礎物理實驗，培養發散思維

物理實驗中心教師以導師身份組織學生團隊，積極參與團隊課下基礎實驗活動，并給予多角度正確引導。比如，一組數據是否有多種測量方法，每種測量方法的缺點是什么，采用什么措施可以減小誤差等等，這些啟發式的引導，有利于學生發散思維和創新能力的培養。

1.2申請學生開放項目，鍛煉動手能力

由導師牽頭，學生團隊參與，主要針對實驗儀器研發。幾年來，本實驗中心收獲頗豐。比如毛祥慶老師和陳昭棟老師的團隊，分別研制出了磁場測定實驗儀和材料熱物性自動測量儀等等，即為實驗室節約了成本，又鍛煉了學生動手能力和團隊協作能力。

1.3參與教師科研項目，提升科研能力

導師以自己的科研內容為基點[7]，選幾個合適的小題目，分配給團隊同學。因為團隊同學都是第一次接觸到前沿科學，拿到題目感到興奮好奇，為了攻克研究題目，每天在實驗大樓做實驗，甚至直到熄燈才離開。可以看出，學生對前沿科學興趣濃厚。提高學生科研能力和團隊協作能力，應該作為本科生培養計劃的一個重點。

2.開放大學物理實體實驗室，充分利用現有資源

2.1基礎實驗器材的開放

主要針對大學物理實驗基礎課程所用器材的開放，每個基礎實驗開放3臺儀器，學生在仿真系統預習之后，可以到實驗室提前了解實驗儀器和操作流程。同時在處理相關實驗數據的時候，如果發現問題，可以到實驗室重新測試數據。

2.2廢舊實驗器材的開放

學生可以對目前實驗室的廢舊器材（配套有原版說明書）進行重新拆裝或改進，找出器材不能使用的問題所在，說出器材用于本實驗的優勢和劣勢，同時提出改進的想法。我校楊代宗等同學將CCD傳感器應用于落球法液體粘滯系數測定儀上，成功提高了測量小球下落時間的精準度。廢舊器材的合理利用，不僅增加了開放實驗室的資源，節約了資本。同時讓學生參與實驗器材的改進，激發了學生的科研興趣和團隊協作能力。

2.3演示實驗平臺的開放

演示實驗通常是一些真實有趣的物理現象，學生通過自己的親身體驗，可以更透徹的理解物理規律。另外演示器材相對簡單，易操作，這就激發了很多學生自制演示器材的想法，從而真正做到把理論應用于實踐，學以致用的目的。

3.利用虛擬網絡系統，打破時間和空間限制

3.1仿真實驗平臺

本中心采用的大學物理仿真實驗系統是集預習，講解，實驗，考試于一體的集成化仿真軟件，學生可以在寢室或者圖書館隨時對實驗進行預習，解除了學生在課上手忙腳亂，對大學物理實驗課的恐懼心理。老師則可以根據仿真系統學生預習成績，在課堂上作出相應的指導。

3.2網絡資源庫

網絡資源庫不僅可以讓學生了解相關的前沿科學技術、教師的科研項目成果、教師教學視頻和PPT，還可以讓學生知道自己身邊的同學參加的競賽項目和成果、以及身邊同學結合日常生活自己設計成功的實驗成品圖片等等。網絡資源庫不僅開闊了學生的視野，更為他們提高創新思維奠定了豐厚的前沿基礎。

3.3在線知識問答

學生在仿真實驗平臺、網絡資源庫或者課下處理實驗數據時，遇到問題馬上可以在系統里留言，實驗室每天都有老師輪流負責為學生答疑。充分發揮網絡課堂優勢，不僅快捷的解決了學生隨時遇到的問題，而且打消了學生認為大學物理實驗課程偏難的顧慮。

4.結合日常生活物理現象，鼓勵學生自行設計物理實驗

為了激發學生實驗興趣[8]，我校基礎物理實驗課程新增了4學時的趣味物理實驗，要求學生根據感興趣的日常生活現象，自行設計實驗課題。對于趣味物理實驗課的增開，很多同學表示非常喜歡這個課程，它充分調動了學生對物理現象探究的積極性。我校秦佳旺、梁鵬、楊亮等同學設計了洗衣粉溶液濃度與其表面張力及去污力之間的關系、自行車行車記錄儀的制作、超聲測距定位系統的設計與組裝等實驗課題。趣味物理實驗課上時間短，要求學生課下善于觀察，勤于思考，而老師的監管力度并不大，但是由于學生感興趣，參與的積極性高，反而教學效果反響不錯，很多同學建議增加趣味物理實驗的學時數。

5.參觀實驗儀器制造企業，啟迪學生創新實踐能力

參與研制或改進實驗儀器的同學，可以在課程結束后，實驗中心組織一次參觀儀器廠家的活動，讓學生更深入的了解實驗儀器構造和原理，同時順應了產學研聯合辦學的實用性教學理論。受實驗儀器生產企業的啟發，楊代宗等七位同學申報了我校孵化企業項目，準備全國范圍推廣他們在指導老師帶領下改進的自動化液體黏度系數儀。

6.結束語

跟緊時代發展趨勢，倡導產學研聯合共建，搭建多元化開放式物

理實驗教學模式，從而激發學生探索興趣，挖掘學生科研潛力，提高學生自主創新實踐能力，真正達到學以致用的教學目的。

參考文獻：

[1]王慧琴，吳慶豐，梁曉軍，黃偉軍.以應用為導向的大學物理實驗改革的探討[J].實驗技術與管理，2012，29（9）：148-150.

[2]宋國利，蓋功琪，蘇冬妹.開放式實驗教學模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2010.29（2）：9l-93.

[3]張雅君，周宇.建立實驗室開放平臺培養學生的創新精神與實踐能力[J].實驗技術與管理，2008，25（2）：23-25.

[4]馬靖，陸培民.大學物理實驗開放式教學模式探討[J]. 大學物理實驗，2011，（4）：102.

[5]廖家欣，何興，鄧敏，等. 開放式大學物理實驗教學的研究與實踐[J].高校實驗室工作研究，2010（1）：29-30

[6]夏守之，魏開紅，王若田.大學物理實驗開放式教學與學生創新能力培養[J].化工高等教育，2007，（3）：51-53

[7]姚列明，霍中生，祖小濤，等.將科研項目引入大學物理實驗的嘗試[J].實驗技術與管理，2009，26（6）：12-14.

[8]羅敏，實驗教學的改革應從激發學生興趣入手[J].實驗室科學，2004，（6）：30-32.

基金項目：西南科技大學校級教改項目（12xn0033）