大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索

吳茲起+沈?qū)W

摘 要：欽州學(xué)院根據(jù)北部灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，積極轉(zhuǎn)型為應(yīng)用型大學(xué)。理學(xué)院物理教研室對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革探索。建立了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)六個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)北部灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和需求，結(jié)合人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的能力。

關(guān)鍵詞：北部灣地區(qū)；大學(xué)物理；教學(xué)體系；自主創(chuàng)新

自 2014年，欽州學(xué)院成為廣西新建本科院校整體轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)高校，積極向運(yùn)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型。教育部組織專家到本校考察，專家組認(rèn)為：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)在學(xué)院轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。理學(xué)院物理教研室提出，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是航海、建工、電信、食品等專業(yè)人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，按照北部灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會需求，應(yīng)用型人才培養(yǎng)應(yīng)緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，設(shè)立多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，并注重實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)生專業(yè)的相關(guān)性，注重培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)操作能力和實(shí)驗(yàn)分析能力，使學(xué)生具有掌握儀器操作、自主實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)等能力，為北部灣經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)人才。

一、配置教學(xué)資源，建設(shè)實(shí)驗(yàn)室

物理學(xué)是一門領(lǐng)域廣闊的自然學(xué)科，主要研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本規(guī)律、相互作用，包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等學(xué)科，涉及產(chǎn)品生產(chǎn)和測量、機(jī)械制造、材料分析、探索研究等領(lǐng)域，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是對所學(xué)理論知識的驗(yàn)證和新知識的探索。學(xué)生來自海洋學(xué)院、海洋學(xué)院、機(jī)械與船舶海洋工程學(xué)院、石油與化工學(xué)院、食品工程學(xué)院、電子與信息工程學(xué)院、建筑工程學(xué)院、理學(xué)院等八個(gè)學(xué)院，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)轉(zhuǎn)型后的專業(yè)和人才培養(yǎng)方案的要求，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)項(xiàng)目有待優(yōu)化。結(jié)合理學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際和北部灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，撤銷了綜合性實(shí)驗(yàn)室，整合資源，重新建設(shè)了六個(gè)“專而精”實(shí)驗(yàn)室，形成了光學(xué)實(shí)驗(yàn)室、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)室、力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)室、學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)室為主體的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室，如圖 1所示。近兩年，學(xué)校每年投入 500萬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，基本完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。

二、根據(jù)學(xué)生的不同專業(yè)，設(shè)計(jì)不同的課程體系

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)全校公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課、選修課、專業(yè)必修課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。根據(jù)學(xué)生來自不同的專業(yè)，基礎(chǔ)知識和專業(yè)需求不同，設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)課程，如圖 2所示。

公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生設(shè)置基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)課和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)課；選修課的學(xué)生設(shè)置基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；專業(yè)必修課的學(xué)生設(shè)置有基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)詫異，適當(dāng)增減設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和難易程度。

三、加大設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力

響應(yīng)學(xué)校向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也做出調(diào)整，減少基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加大探究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比重，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析判斷、團(tuán)結(jié)協(xié)作、自主創(chuàng)新能力。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有長度測量，在氣墊導(dǎo)軌上測重力加速度，液體比熱容的測定；驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有牛頓第二定律的驗(yàn)證，非線性元件伏安特性的測量，比較法驗(yàn)證液體比熱容，牛頓環(huán)測曲率半徑；探究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有碰撞實(shí)驗(yàn)，用惠斯登電橋測電阻，液體表面張力系數(shù)的測定，用滑線式電位差計(jì)測量電動勢，金屬線脹系數(shù)的測定，等厚干涉現(xiàn)象的研究，薄透鏡焦距的測定，用雙棱鏡測光波的波長；設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)有彈簧振子運(yùn)動規(guī)律的研究，易溶于水的顆粒狀物質(zhì)密度的測定，電表內(nèi)阻的測定，單量程三用表的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)，用示波器觀測電容器的充放電特性，RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的顯示與測量，小功率直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作，自組望遠(yuǎn)鏡。

四、開放自主探究實(shí)驗(yàn)室

與課堂教學(xué)等傳統(tǒng)的教學(xué)模式比較，開放自主探究實(shí)驗(yàn)室是新型的教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（含必修、選修），學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛好選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或者自帶實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可在實(shí)驗(yàn)管理員處向各個(gè)實(shí)驗(yàn)室借用實(shí)驗(yàn)儀器完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。建立生本實(shí)驗(yàn)室課模型，實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立分析、自主操作、獨(dú)立解決，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和自主創(chuàng)新的能力。實(shí)驗(yàn)成果留在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)作展覽，提升學(xué)生的成就感。

五、實(shí)驗(yàn)室改革一些措施

（1）

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)；

（2）

建立大學(xué)物理指導(dǎo)中心；

（3）

形成理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化；

（4）對學(xué)生進(jìn)行查閱分析能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的培養(yǎng)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平；

（5）

增加大型儀器，加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)；

（6）

加強(qiáng)現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用；

（7）

完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度；

六、結(jié)語

欽州學(xué)院理學(xué)院物理教研室根據(jù)學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向和北部灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，整合實(shí)驗(yàn)資源，設(shè)置光學(xué)實(shí)驗(yàn)室、熱學(xué)實(shí)驗(yàn)室、力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)室、學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)室六個(gè)實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)各個(gè)不同專業(yè)的學(xué)生設(shè)置不同類型的課程體系，優(yōu)化教學(xué)資源，以“生本”為核心的教學(xué)體系。加大設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的課程比重，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，為北部灣地區(qū)建設(shè)培養(yǎng)人才。

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