高職高專物理實驗開放式教學(xué)的研究與實踐

楊瑞臣

(承德石油高等專科學(xué)校 社科與數(shù)理部，河北 承德 067000)

高職高專以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主要目標，注重學(xué)生實踐動手能力的培育及構(gòu)建。物理實驗作為通用型的課程而設(shè)置，如何在注重專業(yè)應(yīng)用知識的培養(yǎng)框架下最大程度發(fā)揮物理實驗課程的重要作用是各高職高專物理學(xué)科面臨的重要問題。通過教學(xué)改革，現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容自主化、教學(xué)時間靈活化，構(gòu)建開放式物理實驗教學(xué)模式，在實驗教學(xué)時數(shù)明顯不足的情況下，提高教學(xué)效果。實踐驗證效果明顯。

1 物理實驗開放式教學(xué)的實施

開放式教學(xué)，即有別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的新模式，變傳統(tǒng)教學(xué)的時間、固定地點、內(nèi)容、過程的固定性授課為多維的靈活性教學(xué)。開放教學(xué)內(nèi)容、開放教學(xué)時間，靈活應(yīng)用多種教學(xué)手段，實現(xiàn)學(xué)生知識素質(zhì)和動手能力的提高。通過近3 年的物理實驗開放教學(xué)探索和實踐，取得了較好的教學(xué)效果。

1.1 實驗內(nèi)容的開放

實施實驗內(nèi)容進行開放設(shè)置。實驗內(nèi)容上，突出實用性、可行性，圍繞學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷更新實驗教學(xué)內(nèi)容體系，舍去一些陳舊的、重復(fù)的實驗項目，加大綜合性、設(shè)計性實驗的比例。改變過去一味驗證的實驗?zāi)Ｊ?，擴展為驗證、測量、模擬、歸納等各種實際工作需要的多種實驗方法訓(xùn)練。以模塊的形式設(shè)定實驗誤差理論、數(shù)據(jù)處理、實驗方法與技術(shù)、基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、提高性實驗等若干教學(xué)目標，分層次、根據(jù)教學(xué)對象靈活設(shè)置教學(xué)內(nèi)容。

1.2 實驗時間的開放

打破課堂時間限制，學(xué)生可以預(yù)約登記，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)規(guī)律合理安排實驗時間，提高學(xué)生做實驗的積極性和主動性。在時間的開放上，采用在一定的時間內(nèi)自由開放和完全開放兩種方式相結(jié)合。

1.3 實驗資源的開放

實驗資源開放就是實驗室的所有實驗資源對學(xué)生全面開放。實驗室是重點資源，建立了條件開放的實驗室管理制度，便于有需求的同學(xué)機動進入實驗室開展學(xué)習(xí)探究。另外，設(shè)置小型制作室，實現(xiàn)簡單制作工具與環(huán)境的開放。廢舊儀器展示利用空間，對有探究思想的同學(xué)提供研究基材，使報廢儀器再次發(fā)揮功用。完善物理實驗省級精品課程網(wǎng)站，完善更新資料，實現(xiàn)電子資源的開放。

1.4 教學(xué)評價的開放

傳統(tǒng)的一考定成績的教學(xué)評價很不適合開放環(huán)境的教學(xué)要求，對評價學(xué)生的學(xué)習(xí)、操作、制作能力具有很大的局限性。改變評價方式，采用“三位一體考核法”，即通過實驗操作檢驗學(xué)生的動手和實踐能力;通過報告考核學(xué)生綜合分析、處理數(shù)據(jù)和書面表達能力;通過創(chuàng)新設(shè)計檢驗學(xué)生的創(chuàng)新能力。特別側(cè)重學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力的考核，開展“小發(fā)明”、“小制作”、“小論文”三小活動。對學(xué)生創(chuàng)新制作給予評價傾斜，調(diào)動學(xué)生動手參與積極性。三位一體的考核也反向促進了學(xué)生創(chuàng)作積極性。

2 物理實驗開放式教學(xué)的成果

編輯出版了與開放式教學(xué)相結(jié)合的教材，豐富了開放式課程網(wǎng)站。

2.1 “挑戰(zhàn)杯”等大型賽事獲獎

開放教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的同時，挖掘了一批勤于思考、樂于動手的各專業(yè)學(xué)生，通過系列有針對性的開放式培訓(xùn)，完成了一系列的學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計制作，通過短暫的物理實驗課程的教學(xué)，在學(xué)生心底深深播下了創(chuàng)新的種子，使創(chuàng)新成為學(xué)生潛意識中最重要的一個點，先后很多學(xué)生產(chǎn)生了很多有意義有價值的創(chuàng)意。另外結(jié)合物理實驗的學(xué)生創(chuàng)新制作中心，有很多想法(包括教師創(chuàng)意)不同程度得以實現(xiàn)，在2013 到2014 兩年間，僅以課題組成員為指導(dǎo)教師的獲獎項目就有很多(表1)。這在高職高專層次的職業(yè)院校行列絕對是名列前茅的。在2014 年首屆全國“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新創(chuàng)效創(chuàng)業(yè)大賽取得了國家級一等獎(作者為第一指導(dǎo)教師)。除此之外，學(xué)生內(nèi)心的創(chuàng)新種子持續(xù)不斷地生根發(fā)芽，在隨后的大學(xué)生涯中，很多參加了創(chuàng)新性質(zhì)的其他競賽，也都取得了不錯的成績(表1)。通過與學(xué)生溝通交流，他們始終認為物理實驗開放教學(xué)的啟蒙對他們起到了決定性的影響。物理實驗作為學(xué)生進入大學(xué)生活接觸到的第一門動手操作、實踐類課程，開放教學(xué)已經(jīng)成為了學(xué)生創(chuàng)新成果的的原始孵化器，對后續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)甚至將來的工作都會產(chǎn)生很大影響。

表1 2013—2014 與物理實驗開放教學(xué)有關(guān)的學(xué)生獲獎情況表

注:“*”標記的作為為課題組成員直接指導(dǎo)，其他為與開放教學(xué)相關(guān)其他老師指導(dǎo)作品

2.2 專利申請取得突破

表2 2013—2014 與物理實驗開放教學(xué)有關(guān)的學(xué)生專利授權(quán)表

2.3 學(xué)生成功發(fā)表論文

表3 2013—2014 與物理實驗開放教學(xué)有關(guān)的公開發(fā)表的學(xué)生論文

2.4 實驗儀器改進獲得成功

總結(jié)實驗中板式十一線電位差計的不足，改變制作思路，經(jīng)過多次的反復(fù)實驗，設(shè)計并成功制作成滾筒式電位差計，教學(xué)中演示實驗效果和測量效率均有很大提高(見圖1)。

3 開放式教學(xué)的困難和注意事項

3.1 開放教學(xué)工作的定量評價

由于開放教學(xué)的時間、內(nèi)容、方式等方面均存在著靈活性，使得開放教學(xué)中教師工作的變動性較大，隱形工作較多，如何在開放教學(xué)的工程中合理準確的計算教師的工作量是比較困難的問題，筆者曾經(jīng)對開放實驗室進行過損益分析［1］，鄺溯瓊等也提出過基于多層次灰色關(guān)聯(lián)度分析的綜合評價方法［2］，但操作的可行性還需要進一步深入探討研究，以便于合理確定參與教師的工作量問題，提高參與的積極性。

3.2 開放教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控

也正是因為開放的不確定性，保證開放教學(xué)保質(zhì)保量進行是開放能否持續(xù)深入的關(guān)鍵所在。我們嘗試了自評、學(xué)生評、成果評三位一體的評價方式，但如何減少評價的人為因素，保證開放教學(xué)質(zhì)量評價客觀需要我們進一步探討。

3.3 開放教學(xué)的安全保障

開放教學(xué)，意味著學(xué)生更多的參與性，參與增多也意味著安全風(fēng)險的增加，安全是開放教學(xué)的底線，也是教學(xué)中必須注意的問題。諸如用電安全、電動工具安全、使用方法安全、實驗室防盜安全等等，每一個環(huán)節(jié)都需要細致的工作。避免教學(xué)實施過程中的危險是長期的持續(xù)的過程，不能松懈。

4 結(jié)語

經(jīng)過幾輪的探索與實踐，物理實驗開放教學(xué)滿足了學(xué)生渴望創(chuàng)新和求知的欲望，取得了一些效果，已初步形成一定特色。但發(fā)揮物理實驗的優(yōu)勢資源，在學(xué)生培養(yǎng)中起到更大的作用是一個大課題，也有很長的路要走。1)前幾年的開放實驗大部分是在學(xué)生課余時間進行，受正常教學(xué)和學(xué)生課程緊張等因素影響尚不能滿足學(xué)生更廣泛的需要?？偨Y(jié)開放經(jīng)驗，擴大開放實驗室的規(guī)模和開放時間，讓更多的學(xué)生走進實驗室。2)繼續(xù)建設(shè)和完善物理實驗課程網(wǎng)站，使其在開放教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。3)繼續(xù)深度開放物理實驗室，加強對學(xué)生操作技能和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。4)繼續(xù)強化引導(dǎo)學(xué)生進行科技制作活動，參加學(xué)校和省的科技制作競賽，提升影響力。

［1］ 楊瑞臣，耿小丕，王峰.物理實驗開放實驗室問題對策模型分析［J］.承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報2010(1):58－60.

［2］ 鄺溯瓊，楊定新，陶利民，等.開放式教學(xué)實驗室綜合評價體系與方法初探［J］.實驗室研究與探索2013(5):205－208.