淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

徐海英 劉小廷 繆長(zhǎng)宗

摘要： 為適應(yīng)工科院校對(duì)人才素質(zhì)的要求，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，應(yīng)當(dāng)建立一種適合當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展、有利于培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的教學(xué)新體系，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)反映技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向，改變單一的教學(xué)方法和手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該由封閉性向開放型轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，開放型，教學(xué)改革

1. 指導(dǎo)思想

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)課程與當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平、各學(xué)科之間的相互交叉、滲透和綜合化的發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)。主要表現(xiàn)在：1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上處于一種封閉的狀態(tài)，多年不變的教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前高速發(fā)展的前沿科學(xué)新理論、新技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)；2.陳舊落后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，沿襲多年的傳統(tǒng)教學(xué)模式、方法和手段更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的步伐；3.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)被分為力、熱、光、電、磁等部分，內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立。其內(nèi)容往往只是教科書上已有的基本物理規(guī)律、定理的簡(jiǎn)單重復(fù)。近十年來，技術(shù)發(fā)展的巨大成就很少能在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中得到反映；4.實(shí)驗(yàn)室開放程度低，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，不能自主學(xué)習(xí)，不利于個(gè)性發(fā)展。這些弊端相當(dāng)嚴(yán)重地阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性以及現(xiàn)代科學(xué)思維方法的形成。

2. 基本內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革主要應(yīng)在以下三個(gè)方面進(jìn)行。

（1） 以素質(zhì)教育為目標(biāo)，改革物理實(shí)驗(yàn)課程體系和教學(xué)內(nèi)容。新的實(shí)驗(yàn)課程分為：預(yù)備實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、近代物理與高新技術(shù)實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)五個(gè)層次，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從傳授知識(shí)到培養(yǎng)綜合創(chuàng)新能力的課程新體系。

（2） 以學(xué)生發(fā)展為本，實(shí)行開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)行全方位、多層次的開方式教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)和發(fā)展方向，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種挑戰(zhàn)，它涉及到整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是對(duì)教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)條件的重新優(yōu)化組合，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重大舉措。開放式實(shí)驗(yàn)保護(hù)了學(xué)生的原創(chuàng)精神，能使學(xué)生在寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變?？梢哉f開放實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)因材施教的必由之路，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必備條件。從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)到開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的轉(zhuǎn)變不僅對(duì)教學(xué)的雙方會(huì)產(chǎn)生巨大影響，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理水平也會(huì)起到不可估量的作用，這種改革無疑會(huì)使實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)工作發(fā)生質(zhì)的飛躍。開放式教學(xué)是指實(shí)驗(yàn)時(shí)間、空間、內(nèi)容和教學(xué)方法等是開放的，學(xué)生有自主選擇權(quán)，它能為學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)較好的外部環(huán)境，體現(xiàn)了以人為本的教學(xué)理念，能有效地解決當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題。

（3） 以先進(jìn)管理手段為基礎(chǔ)，使開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行。采用信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)提高管理效率和管理水平，確保實(shí)驗(yàn)開放教學(xué)的順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)應(yīng)具有功能強(qiáng)、運(yùn)行可靠和使用方便等特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)課程和項(xiàng)目的設(shè)置，學(xué)生課程注冊(cè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、查詢預(yù)約，課程表生成打印、教學(xué)課堂考勤和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、成績(jī)輸入輸出、統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及與外界交換數(shù)據(jù)等所有教學(xué)環(huán)節(jié)都在該系統(tǒng)下運(yùn)行。信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的滾動(dòng)給出，完全可以滿足每一個(gè)學(xué)生，可以取消預(yù)約的實(shí)驗(yàn)并重新預(yù)約，免去調(diào)課、補(bǔ)課的麻煩；可以隨時(shí)了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度、實(shí)驗(yàn)時(shí)間和項(xiàng)目分布情況，為科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)提供可靠數(shù)據(jù)，方便學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的匯總、評(píng)定和輸出；可以實(shí)現(xiàn)師生在線交流等等。傳統(tǒng)的管理手段無法與之相比。

3. 實(shí)施成效

隨著高等教育改革的不斷深入和招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室面臨的壓力也越來越大，實(shí)行開發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是解決問題的唯一出路。

（1） 促進(jìn)教學(xué)觀念和學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變

開放式教學(xué)充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、以學(xué)生發(fā)展為根本、一切為學(xué)生服務(wù)的教學(xué)觀念，學(xué)生改變過去的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)、有興趣、合理安排時(shí)間和選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。由于每個(gè)學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和項(xiàng)目差異很大，課前閱讀教材資料、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的時(shí)間增加，課間要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)學(xué)生的要求提高了，促進(jìn)了教學(xué)觀念和學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變。

（2） 滿足分層次和個(gè)性化的教學(xué)要求

新的實(shí)驗(yàn)課程體系強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)分層次和個(gè)性化教學(xué)，這些都只能通過實(shí)驗(yàn)開放教學(xué)才能得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，開放后的實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的重要基地，為學(xué)生提供良好的場(chǎng)所和必要的設(shè)備條件。

（3） 提高了師資隊(duì)伍水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

開放式教學(xué)中的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容反映了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，涉及的知識(shí)面廣。教師不僅要有本學(xué)科扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較好的實(shí)驗(yàn)技能，還要加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，不斷更新自己的知識(shí)，這在新實(shí)驗(yàn)開設(shè)和學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中顯得尤為重要，否則就不能勝任實(shí)驗(yàn)教學(xué)?？梢哉f開放教學(xué)提高了師資隊(duì)伍業(yè)務(wù)水平。

（4） 有效解決實(shí)驗(yàn)排課的困難

隨著高校大規(guī)模擴(kuò)招，實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)量激增，雖然近幾年實(shí)驗(yàn)條件得到較大改善，但要高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)仍然面臨巨大的壓力。同時(shí)由于選修課的大量增加，學(xué)生公共時(shí)間越來越少，給實(shí)驗(yàn)排課帶來很大的困難，甚至已經(jīng)無法按自然班組織教學(xué)。開放式教學(xué)很好地解決了這一難題，使實(shí)驗(yàn)師資、設(shè)備和場(chǎng)地等資源實(shí)現(xiàn)優(yōu)化組合，整體提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效益。

小結(jié)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是大學(xué)物理教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，對(duì)于工科學(xué)校而言，物理實(shí)驗(yàn)課程尤其重要。實(shí)驗(yàn)課程具有課堂講授所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，直觀性、操作性以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主動(dòng)性、探索性和創(chuàng)造性，是實(shí)驗(yàn)課程的主要特點(diǎn)。開放性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，利用計(jì)算機(jī)把實(shí)驗(yàn)設(shè)備，教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)生的思考、操作有機(jī)融為一體，克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)期受到課堂、課時(shí)限制的困擾，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上得到延伸，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)開創(chuàng)新的方法和途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張新友.關(guān)于高校創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J]。實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24（6）：68-69.

[2] 夏兆陽，張寧.應(yīng)用型大學(xué)本科物理課程教學(xué)改革研究[J].北京教育（高教），2006，5：46.

[3] 焦桂珍，邵惠芳.對(duì)高校實(shí)踐教學(xué)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2007（3）：52-56.

[4] 朱蜀梅，王偉，周嵐.物理實(shí)驗(yàn)開放實(shí)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)物理，2002（10）.