以工程思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新

樊英杰

（西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院通識(shí)教育學(xué)院，西安 710124）

0 引言

近年來，隨著國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)日新月異，國(guó)家對(duì)工程技術(shù)人才的要求越來越高，需求越來越大，工程教育改革日益迫切。隨著教育部組織實(shí)施的“復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)、北京指南”三部曲的展開，新工科建設(shè)成為了當(dāng)下教育改革話語(yǔ)中最為矚目的關(guān)鍵詞，其建設(shè)內(nèi)涵主要體現(xiàn)在“以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來為建設(shè)理念；以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑；以培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才為主要目標(biāo)”的人才培養(yǎng)模式上。新工科建設(shè)之所以體現(xiàn)在“新”字上，不僅僅是指高等院校對(duì)傳統(tǒng)工科、新型工科和新興專業(yè)的“轉(zhuǎn)型升級(jí)”“存量更新”和“增量互補(bǔ)”上，而且還體現(xiàn)在對(duì)工程學(xué)科的建設(shè)工作和卓越人才的培養(yǎng)始終要處于“新”的狀態(tài)［1-3］。

物理學(xué)是探究物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，物理學(xué)中的每個(gè)概念的建立、每個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)都是源于工程思維和實(shí)驗(yàn)論證的結(jié)果。物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)以來接觸的第一門實(shí)踐性課程，是學(xué)生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的有效途徑，是提升學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生工程思維能力和創(chuàng)新思維精神以及實(shí)踐動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。雖然大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用日益突出，具有其他課程無法替代的功能，但隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育已無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，同時(shí)無法滿足“新工科”建設(shè)下的質(zhì)量與人才培養(yǎng)的要求［4-7］。

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

（1）課程地位層次低、不重視。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科高校學(xué)生通識(shí)教育的基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生工程思維能力和科技創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)學(xué)科，理應(yīng)受到學(xué)校各個(gè)層面的高度重視，但現(xiàn)實(shí)是，大部分高校的基礎(chǔ)課程并非優(yōu)勢(shì)學(xué)科，有限的經(jīng)費(fèi)投入與儀器設(shè)備更新?lián)Q代需求之間的矛盾以及教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)之間的落差，使得該課程在學(xué)校層面定位不高、重視程度不夠［8］。具體表現(xiàn)：①在實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)設(shè)置上，刪減課程工作量，減少課程內(nèi)容，少開實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；②在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上，經(jīng)費(fèi)投入少、實(shí)驗(yàn)套數(shù)少，儀器設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備陳舊、讀數(shù)誤差大、難以維護(hù)；實(shí)驗(yàn)室面積小、環(huán)境差，嚴(yán)重影響教學(xué)效果［9］等。

（2）教學(xué)模式枯燥、不創(chuàng)新。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為高等工科學(xué)院各專業(yè)教學(xué)體系中尤為重要的必修課，不僅培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的自我查閱資料以及進(jìn)行公式推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的能力［10］。但當(dāng)前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式受傳統(tǒng)思想的影響，國(guó)內(nèi)大部分高校實(shí)驗(yàn)教師尚停留在以往的教學(xué)理念之中，教學(xué)模式過于單一枯燥，這樣不僅不利于學(xué)生主動(dòng)接受物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)，而且也不利于培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力和工程思維能力。

（3）教學(xué)方法單一、不變通。通過調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)大部分高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式相對(duì)固定，教學(xué)方法比較單一，教師以自身為主體，仍然采取“課前（學(xué)生預(yù)習(xí)）——課中（教師講解/教師演示/學(xué)生操作/教師點(diǎn)評(píng)）——課后（學(xué)生上交報(bào)告/教師批改）”3段式教學(xué)流程，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性得不到發(fā)揮，學(xué)生只能被動(dòng)接受；同時(shí)也忽視物理學(xué)本身特點(diǎn)，沒有起到與后續(xù)專業(yè)課程的兼容性和互補(bǔ)性，缺乏變通意識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力沒有起到很好的作用。

（4）學(xué)生態(tài)度消極，不在意。通過教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論課，一堂3 學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課學(xué)生能夠集中精力聽講的不到一半，這就無疑使教學(xué)效果大打折扣。不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中只是走過程，實(shí)驗(yàn)中無序操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，甚至有可能會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)報(bào)告只能生搬硬造，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的抄襲現(xiàn)象。

（5）考評(píng)方式傳統(tǒng)、不新穎。從目前來看，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的考評(píng)方式仍按照學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中實(shí)際操作、數(shù)據(jù)測(cè)量、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告4 部分成績(jī)加權(quán)匯總為最終成績(jī)的考評(píng)方式。這種傳統(tǒng)考評(píng)方式導(dǎo)致學(xué)生重點(diǎn)都放在了實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，而對(duì)中間環(huán)節(jié)作之甚少，甚至有些學(xué)生上課不認(rèn)真聽講，課后在需要提交報(bào)告時(shí)抄襲或者篡改別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來蒙混過關(guān)。因此說，這樣的考評(píng)方式不能促進(jìn)學(xué)生更好地掌握知識(shí)，也不能很好地體現(xiàn)學(xué)生真實(shí)水平，甚至還會(huì)助長(zhǎng)抄襲之風(fēng)。

（6）隊(duì)伍建設(shè)與現(xiàn)狀相背、不協(xié)調(diào)。實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和科研創(chuàng)新能力的基地，是保證高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行和提高教學(xué)質(zhì)量的前沿陣地。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的主力軍和重要的管理者、維護(hù)者，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)、業(yè)務(wù)水平、創(chuàng)新能力的高低直接關(guān)系著高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的成敗［11］。但是目前高校在實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)上存在很多的不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重地影響了實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍的穩(wěn)定性和工作積極性，主要表現(xiàn)在：①隊(duì)伍建設(shè)規(guī)模與定編標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)；②隊(duì)伍補(bǔ)充機(jī)制與崗位要求不協(xié)調(diào)；③隊(duì)伍建設(shè)與學(xué)校重視程度不協(xié)調(diào)；④學(xué)歷層次職稱結(jié)構(gòu)與教師要求不協(xié)調(diào)；⑤年度考核與教學(xué)任務(wù)不協(xié)調(diào)；⑥職稱評(píng)審與工作業(yè)績(jī)不協(xié)調(diào)；⑦培訓(xùn)體系與教師再發(fā)展不協(xié)調(diào)；⑧工程技能與“雙師型”建設(shè)不協(xié)調(diào)等。

因此，鑒于國(guó)內(nèi)高校（特別是地方地區(qū)）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，筆者結(jié)合國(guó)內(nèi)地方高校在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及多年來在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程開展的一些工作嘗試，提出大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路和改革措施，探討作為自然科學(xué)基礎(chǔ)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)如何在新工科建設(shè)背景下發(fā)揮其特有功能來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和工程思維能力，以促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)整體教學(xué)水平不斷創(chuàng)新和提高。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路和目標(biāo)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高等院校理工科各專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)技能訓(xùn)練的一門基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生利用各種工具、科學(xué)方法和工程理論進(jìn)行分析問題，解決問題的開端，是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐技能訓(xùn)練的搖籃。然而，隨

著科技的不斷進(jìn)步和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)的日新月異，企業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的需求越來越高，作為國(guó)內(nèi)地方高校不能盲目追求國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)高校的辦學(xué)目標(biāo)和辦學(xué)模式，而必須與地方發(fā)展和人才需求多元化相適應(yīng)，打造具有鮮明特色的教育模式，培養(yǎng)具有地方特色和行業(yè)需求的生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理的一線應(yīng)用型人才［12］。這就要求在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要緊密結(jié)合市場(chǎng)需求，構(gòu)建以學(xué)生為主體，以工程理論與工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工程思維能力為要求的多層次的實(shí)踐教學(xué)體系；同時(shí)構(gòu)建以信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的多元化教學(xué)模式和靈活多變的教學(xué)方法，將課內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)踐相結(jié)合，充分利用現(xiàn)有資源和社會(huì)環(huán)境，增強(qiáng)辦學(xué)活力，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的活力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)為各類崗位輸送復(fù)合型、應(yīng)用型科技人才［13］。

3 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議和措施

3.1 突破傳統(tǒng)思維，更新教學(xué)理念

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程不同于其他實(shí)踐課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)以來的第一次實(shí)踐嘗試，成功與否關(guān)系著后續(xù)課程學(xué)習(xí)的態(tài)度，更重要的是在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和工程思維能力方面具有其他課程無法替代的作用。高校應(yīng)當(dāng)站在學(xué)校的層面上突破傳統(tǒng)思維定式，改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，審時(shí)度勢(shì)，高度重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和實(shí)踐工作，突出以學(xué)生為中心，強(qiáng)化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在工程技能人才培養(yǎng)方面的突出地位，爭(zhēng)取在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)環(huán)境改善、教學(xué)方法優(yōu)化、師資隊(duì)伍建設(shè)、績(jī)效考評(píng)等方面給予政策支持和經(jīng)費(fèi)投入，爭(zhēng)取為創(chuàng)建雙一流學(xué)科建設(shè)方面貢獻(xiàn)應(yīng)有的智慧和力量。

3.2 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，構(gòu)建分層次的教學(xué)體系

為了增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性，結(jié)合我院實(shí)際情況和新工科建設(shè)基本要求，依照訓(xùn)練層次和專業(yè)需求，改革原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，并對(duì)原有實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重新整合，構(gòu)建以基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性、科技探索性實(shí)驗(yàn)為核心內(nèi)容的5 大教學(xué)模塊新體系。

（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)基本物理量的測(cè)量、掌握常用儀器設(shè)備的使用和了解物理實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)（包括實(shí)驗(yàn)室守則、考核標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)處理等）、流程和實(shí)驗(yàn)規(guī)范等。如伏安特性研究、透鏡焦距的測(cè)定、重力加速度的測(cè)量、分光計(jì)的調(diào)整與使用等。其目的是確保學(xué)生夯實(shí)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，為進(jìn)一步提升學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Υ蛳铝己没A(chǔ)。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)。旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合使用多種儀器設(shè)備的能力，鍛煉學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)、技能的準(zhǔn)確運(yùn)用。如楊氏模量的測(cè)定、惠斯通電橋測(cè)電阻、光柵常數(shù)的測(cè)定、熱敏電阻的測(cè)量等，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)和獨(dú)立自主分析問題解決問題的能力。

（3）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是源于課本又高于課本，是學(xué)生在原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自己設(shè)計(jì)方案并獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)，或以團(tuán)隊(duì)合作形式，圍繞基礎(chǔ)理論為題，以科研方式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。如數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)、電表改裝與校準(zhǔn)、利用電位差計(jì)測(cè)電阻等。其目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，形成專業(yè)的基本素養(yǎng)和基本技能，培育科技創(chuàng)新能力。

（4）研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是基于綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之上的，是最接近科學(xué)前沿的實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)。是學(xué)生在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下通過研究課題自己獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的實(shí)驗(yàn)，如微小形變量的測(cè)量、AD590特性研究與數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)等。其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)、技能和方法來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，同時(shí)也要求學(xué)生能夠通過所學(xué)知識(shí)去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。

（5）科技探索性實(shí)驗(yàn)。科技探索性實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)原理在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做進(jìn)一步的探究和思考，了解物理奧秘，揭示事物的本質(zhì)。如醬油光學(xué)實(shí)驗(yàn)、線上小球?qū)嶒?yàn)等。其目的是為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和科技創(chuàng)新能力。

3.3 改變教學(xué)思維，構(gòu)建多元化的教學(xué)模式

隨著科學(xué)研究的不斷深入，大學(xué)各個(gè)專業(yè)設(shè)置趨向于多元化，不同專業(yè)對(duì)開設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的廣度和深度要求都不一樣［14］，這就決定了傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)下各專業(yè)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練的要求，因此，結(jié)合我院實(shí)際情況創(chuàng)設(shè)改變教學(xué)思維，構(gòu)建多元化的教學(xué)模式，即分層次教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)和虛實(shí)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，以適應(yīng)當(dāng)下各個(gè)專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求。

（1）分層次教學(xué)。結(jié)合學(xué)院不同專業(yè)和學(xué)生的實(shí)際水平，依照物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照基礎(chǔ)類、綜合類、設(shè)計(jì)類、研究創(chuàng)新類和科技探索類對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化，宏觀上確保各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)相互銜接、層層遞進(jìn)，盡可能發(fā)揮每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用功能，利用現(xiàn)有資源充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確保整個(gè)教學(xué)過程連貫協(xié)調(diào)，并最大限度開發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

具體實(shí)施過程：①對(duì)計(jì)算機(jī)信息類專業(yè)完成基礎(chǔ)類（含緒論部分共6 個(gè)）+綜合類（6 個(gè)）+科技探索類（4 個(gè)）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共48 學(xué)時(shí)設(shè)置課程；②對(duì)機(jī)械類專業(yè)完成基礎(chǔ)類（含緒論部分共6 個(gè)）+綜合類（8個(gè)）+設(shè)計(jì)類（2 個(gè)）+科技探索類（2 個(gè)）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)54 學(xué)時(shí)設(shè)置課程；③對(duì)工程類專業(yè)完成基礎(chǔ)類（含緒論部分共6 個(gè)）+綜合類（8 個(gè)）+設(shè)計(jì)類（2 個(gè)）+研究創(chuàng)新類（2 個(gè)）+科技探索類（2 個(gè)）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)60 學(xué)時(shí)設(shè)置課程。

（2）項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)［15］。主要是基于新工科建設(shè)背景下國(guó)家對(duì)工程技術(shù)人才需求出發(fā)，多方考慮如何培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐技能和工程思維能力，從而為學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和盡快參與課題做好鋪墊。因此，結(jié)合我院實(shí)際教學(xué)科研情況，要求各位教師在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以科研課題的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。

具體操作流程：引入案例——解剖實(shí)驗(yàn)——學(xué)生操作——教師拓展——完成項(xiàng)目——回歸工程。如微小形變量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，教師從工程案例（如橋梁形變、懸臂梁的形變等）中的微小形變對(duì)工程質(zhì)量影響引入課題，解析課題，學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（教師審閱、指導(dǎo)），學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（教師適當(dāng)輔導(dǎo)），教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目點(diǎn)評(píng)并拓展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后學(xué)生在教師的指導(dǎo)下繼續(xù)完成后續(xù)課題，最后將項(xiàng)目成果應(yīng)用于工程領(lǐng)域。

（3）虛實(shí)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。基于互聯(lián)網(wǎng)（5G 技術(shù)）和信息技術(shù)下的多媒體混合式教學(xué)的一種模式，如云課堂、雨課堂、中國(guó)大學(xué)生MOOC、iLab 智慧實(shí)驗(yàn)室等平臺(tái)［16］，通過翻轉(zhuǎn)課堂、模擬實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)、PPT課件、微課和小視頻等手段進(jìn)行線上線下相結(jié)合的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，是一種不受時(shí)間和空間的限制，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)媒體的作用，沖破學(xué)校圍墻的束縛，實(shí)現(xiàn)開放式、個(gè)性化的線上線下的課程互動(dòng)式的教學(xué)方式。

3.4 創(chuàng)新思維模式，構(gòu)建多樣化的教學(xué)方法和方式

目前國(guó)內(nèi)大部分高校采用的是以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，即：“講授——演示——模仿”的3段式教學(xué)流程，教學(xué)方法固定單一，教學(xué)效果不佳，學(xué)生只能被動(dòng)式接受課程內(nèi)容，特別不利于學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［17］。因此，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程性思維、創(chuàng)造性思維和實(shí)踐動(dòng)手能力，教師就必須拋棄傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)型教學(xué)方式，采取以學(xué)生為主體的教學(xué)方法。

（1）集中授課法。指以教師為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)接受，采取課堂整體講授的一種教學(xué)方法，集中授課保證了全體學(xué)生掌握基本方法、基本技能、基本理論，個(gè)別指導(dǎo)有助于學(xué)生個(gè)性發(fā)展，主要在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中多使用該方法。

（2）同伴教學(xué)法［18］。指教師在實(shí)驗(yàn)中巧設(shè)疑問引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維、求異思維，多方位、多角度思考和參與討論問題，增加學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與。教師利用這種多向交流的教學(xué)方法以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，收到事半功倍的效果，不但激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，又培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。主要在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)中使用該方法。

（3）自主實(shí)驗(yàn)法［19］。指實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程自主探索、啟發(fā)、引導(dǎo)、學(xué)習(xí)、研究的過程。在這個(gè)過程中教師要注意創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境和氛圍，激發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的動(dòng)機(jī)，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)的積極性，讓學(xué)生主動(dòng)地去研究、去實(shí)驗(yàn)、去探索。主要在研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和科技探索性實(shí)驗(yàn)中使用該方法。

3.5 創(chuàng)設(shè)問題情景，構(gòu)建全方位評(píng)價(jià)體系

通過調(diào)研國(guó)內(nèi)大部分高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)采取平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)兩部分來考評(píng)，其中平時(shí)成績(jī)又分為考勤+預(yù)習(xí)報(bào)告兩部分組成，實(shí)驗(yàn)成績(jī)則為實(shí)驗(yàn)操作+數(shù)據(jù)測(cè)量+實(shí)驗(yàn)報(bào)告3 部分組成。這樣的考評(píng)方式與“新工科”建設(shè)要求體現(xiàn)“教育新理念”的思想相違背，并不能充分反映學(xué)生的真實(shí)水平，也無法體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和探究能力等。因此，通過多方調(diào)研+問卷調(diào)查的方式，最后采取課堂實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)［20］+過程性評(píng)價(jià)［21］+素質(zhì)教育三者相結(jié)合的多元化考核評(píng)鑒標(biāo)準(zhǔn)，其中課堂實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注學(xué)生課堂參與度（如動(dòng)手能力、提出問題的能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、討論研究能力等）；過程性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生閱讀教材和查閱資料的能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力等；素質(zhì)教育考核學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)驗(yàn)室5S管理執(zhí)行力等。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著高等教育改革的不斷推進(jìn)，新工科背景下的工科專業(yè)必將快速發(fā)展，工程化教育理念下的人才培養(yǎng)模式必將成為高等教育改革的主流，而作為自然科學(xué)基礎(chǔ)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在新工科人才培養(yǎng)過程中具有責(zé)無旁貸的作用，結(jié)合我院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題，提出了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路與措施，構(gòu)建了以學(xué)生為主體，以工程理論與工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工程思維能力為要求的多層次實(shí)踐教學(xué)體系，采取多元化的教學(xué)模式和多樣化的教學(xué)方法以及全方位的評(píng)價(jià)體系，最大限度地激發(fā)了學(xué)生的活力，使學(xué)生從被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的科學(xué)思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和工程思維能力，從而為提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果提供了保證。