“開放式教學”模式在大學物理實驗課程中的實踐

吳玉瑩

【摘 要】物理學是一門建立在實驗基礎(chǔ)上的自然科學。本文首先分析了當前大學物理實驗教學的現(xiàn)狀和存在的主要問題，然后針對這些問題，提出了一些意見和思考。

【關(guān)鍵詞】大學物理；“開放式教學”模式

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）31-0051-02

高等院校開展大學物理課程的主要目的是讓學生真正理解和掌握物理規(guī)律，培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。而培養(yǎng)學生的思維創(chuàng)新能力，提高學生綜合科學素養(yǎng)，最行之有效的辦法就是將教學內(nèi)容與物理實驗進行有機的結(jié)合。因此，大學物理實驗課程在激發(fā)學生創(chuàng)新意識和提高學生綜合科研實踐能力等方面具有舉足輕重的作用。

目前，高等院校的大學物理實驗教學中，在實驗內(nèi)容創(chuàng)新、學生能力培養(yǎng)等各方面已經(jīng)取得了一定的成就，但是，現(xiàn)有教學工作中，仍然存在一些問題：

一、學生對物理實驗課的認識不足，態(tài)度不夠端正

按照大學物理實驗教學的傳統(tǒng)模式，任課教師在課堂上，詳細地講解實驗的原理、方法、步驟、儀器的操作步驟、數(shù)據(jù)記錄以及處理的過程。剩余的時間，學生只是機械地按照老師的演示步驟或者教材的實驗步驟重復(fù)實驗操作，完成實驗任務(wù)。這種“機械化”、“程序化”的實驗教學，難以調(diào)動學生的學習積極性和主動思考問題的能力，學生只是“知其然，而不知所以然”。甚至有的學生做完實驗，說：“這個實驗好簡單，按了幾個按鈕，連了幾根線，就完成了”。但是，學生在整個實驗操作過程中，究竟學到了什么，不得而知。甚至有的學生雖然完成了實驗，對實驗內(nèi)容以及原理也是模模糊糊。另外，有的學生只是簡單抄襲其他同學的實驗報告和實驗數(shù)據(jù)，敷衍了事。

大學物理實驗課程對學生的理論知識、動手能力、思考能力等各方面都有一定的要求，而非物理類專業(yè)的理工科學生物理知識相對較為薄弱，學生在實驗過程中感覺難度較大，對實驗原理的理解不夠透徹，學生只關(guān)心實驗結(jié)果，而對于實驗過程一知半解，這樣就使得很多非物理類專業(yè)的學生對物理實驗提不起興趣，對物理實驗課程較為排斥。抄襲實驗報告、實驗數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，屢見不鮮。

二、設(shè)計性實驗、研究性實驗內(nèi)容較少

大學物理實驗內(nèi)容多以基礎(chǔ)性、驗證性的實驗為主，缺少創(chuàng)新性、設(shè)計性的實驗。這就阻礙了對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的物理實驗教學內(nèi)容大多集中在驗證定律的正確性和觀測物理實驗現(xiàn)象，學生只能按照實驗教材或者老師的講解“依葫蘆畫瓢”，學生只關(guān)心實驗結(jié)果，忽略了實驗過程，并且，在實驗操作過程中，缺乏觀察、分析和獨立思考的環(huán)節(jié)，很難引起學生對物理實驗課的興趣。通過對學生的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，大部分學生希望多開設(shè)一些與專業(yè)相關(guān)的開放性實驗，包括設(shè)計性實驗以及研究性實驗。另外，學生對與專業(yè)相關(guān)的、設(shè)計科技前沿類的物理實驗興趣很強烈。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各學科之間已形成相互交叉、相互促進的局面，對學生科學素養(yǎng)的要求也越來越高，這就要求我們在大學物理實驗教學中，不僅要開設(shè)基礎(chǔ)性實驗、驗證性實驗，而且還要增設(shè)開放性實驗，開放性實驗主要包括設(shè)計性實驗和研究性實驗兩類。并且，開放性實驗內(nèi)容的設(shè)計與選題要與學生的專業(yè)特色進行有機的結(jié)合。設(shè)計性實驗，主要由教師給定實驗題目、實驗要求和實驗條件，由學生自行設(shè)計實驗方案并獨立完成實驗操作。學生在參與這種設(shè)計性實驗的時候，能夠鍛煉思考能力、動手能力以及創(chuàng)新能力。并且，學生能夠結(jié)合自己的專業(yè)特色，設(shè)計一些想法新穎的實驗。這樣，就極大地提高了學生對實驗課的興趣和熱情。研究性實驗，主要以科研的方式開展，由學生自行調(diào)研、在教師指導(dǎo)下選擇他們感興趣的、能夠圍繞基礎(chǔ)物理實驗的課題，由學生以個體或者團隊的形式參加，以學生發(fā)表論文或者答辯的形式進行考核。這類實驗主要圍繞某些生活現(xiàn)象或者科研熱點展開，為學生提供自主學習、創(chuàng)新、實踐的平臺。項目申請人曾觀摩學習過全國物理學術(shù)競賽，發(fā)現(xiàn)這類研究性的實驗?zāi)軌蜉^好地培養(yǎng)學生的科研能力和自身的科研素養(yǎng)。具體的工作應(yīng)該從以下幾個方面考慮：

1.開放性實驗內(nèi)容的選取與構(gòu)建。

在選取和構(gòu)建開放性實驗內(nèi)容時，首先要結(jié)合學生的專業(yè)特色，其次要盡量涉及當前的科學前沿，主要包括現(xiàn)代物理技術(shù)的應(yīng)用以及科研熱點的選取。對于電氣類的學生，可以開設(shè)一些傳感器技術(shù)、光譜技術(shù)、光學信息處理技術(shù)等相關(guān)的設(shè)計創(chuàng)新性實驗；對于計算機專業(yè)的學生，則可以充分利用現(xiàn)代化教學手段，另一方面，與現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的知識和內(nèi)容，能有效地拓寬和加深學生的知識面，培養(yǎng)他們的綜合操作能力和實驗創(chuàng)新能力。

2.加強有關(guān)開放性實驗內(nèi)容教學效果的反饋。

教學效果的評價是是檢驗工作成敗的最重要的環(huán)節(jié)，實驗內(nèi)容初步設(shè)計完成之后，要請教研室資深教師、學生和其他專業(yè)的任課老師進行審核。對設(shè)計內(nèi)容里存在的問題，結(jié)合他們反饋的意見，及時改進，提高整個教學質(zhì)量的效果。

3.結(jié)合本校學生的實際情況，建立合理、科學的實驗課成績考核體系。

針對不同專業(yè)的非物理類專業(yè)的學生，大學物理實驗課程的教學內(nèi)容也應(yīng)該是多層次的，因此，考核方式應(yīng)該隨實驗內(nèi)容的變化而變化。根據(jù)開放性實驗內(nèi)容的特點，老師應(yīng)該把教學任務(wù)和素質(zhì)培養(yǎng)納入考核目標。平時成績應(yīng)該包括文獻查詢的能力、實驗方案設(shè)計的能力等。老師將成績測評的著眼點應(yīng)該立足于實驗過程的監(jiān)督、啟發(fā)，引導(dǎo)學生積極思考、主動投入實踐，達到全面提高素質(zhì)的目的。

綜上所述，開放性實驗本身就是一種具有創(chuàng)造性的思維活動，是一種學生自我訓(xùn)練為主的教學模式，它不但可以充分發(fā)揮學生的主體作用、適合學生的個性發(fā)展，而且，還能夠有效地提高和培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及初步的科學探究能力。因此，在我校大學物理實驗教學中，增設(shè)開放性實驗內(nèi)容，具有重要的意義。

參考文獻

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