孫寶光，唐海燕，王全武

淺談大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的建設(shè)

孫寶光，唐海燕，王全武

結(jié)合大學(xué)物理實驗教學(xué)的目的，鑒于學(xué)生的個體差異，遵循因材施教的原則，按照分層次教學(xué)的要求，提出了大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的基本結(jié)構(gòu)。認(rèn)為堅持平臺的綜合性建設(shè)、開放性運行，才能充分發(fā)揮大學(xué)物理實驗教學(xué)在學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)中的作用。

大學(xué)物理實驗；教學(xué)平臺建設(shè)；實踐能力；創(chuàng)新能力

物理實驗課是高等理工科院校對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是本科生接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端［1］。大學(xué)物理實驗課程教學(xué)面向全校理工科學(xué)生，在素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育中有著其他課程無法替代的作用和優(yōu)勢。隨著高等教育進(jìn)入了大眾化階段，教育資源日益緊張，而社會和科技水平的發(fā)展對人才的要求不斷提高，這就要求高校積極探索人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。大學(xué)新生來自全國各地，個體差異較大，實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要一個過渡性平臺。建設(shè)綜合性、開放式的大學(xué)物理實驗平臺，正是適應(yīng)這種需求的舉措。

一、大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的建設(shè)

（一）平臺建設(shè)指導(dǎo)思想

平臺建設(shè)要充分考慮學(xué)生的個體差異，實驗項目的設(shè)置既要充分體現(xiàn)物理實驗作為大多數(shù)科學(xué)實驗基礎(chǔ)的共性，又要重視物理實驗對理工科專業(yè)的支撐性，既要考慮訓(xùn)練學(xué)生的動手能力、數(shù)據(jù)分析能力，又要考慮有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，通過大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺建設(shè)，要建立“分層次、模塊化、開放式”教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)實驗技能，提高學(xué)生的科學(xué)實驗基本素質(zhì)。為此，將實驗教學(xué)內(nèi)容分為四個層次：（1）預(yù)備性實驗；（2）基礎(chǔ)性實驗；（3）綜合性和設(shè)計性實驗；（4）提高性、研究性和探索性實驗。注重實驗室硬件和實驗項目等“實”體建設(shè)的同時，不忘建設(shè)實驗“虛”的部分，即利用計算機技術(shù)、虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，結(jié)合物理模型和物理圖象進(jìn)行理論設(shè)計和模擬構(gòu)建［2］。

（二）平臺的結(jié)構(gòu)及說明

建設(shè)的大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺，分為預(yù)備性實驗室、課程平臺、創(chuàng)新平臺和網(wǎng)絡(luò)平臺四個部分。

預(yù)備性實驗室主要針對一些高中階段實驗基礎(chǔ)較為薄弱的同學(xué)開放，以基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技能和基本測量方法鍛煉為主，為學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)起到橋梁作用。

課程平臺包括基礎(chǔ)性實驗、綜合性和設(shè)計性實驗，著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，是大學(xué)物理實驗課程的主要部分?；A(chǔ)性實驗，項目設(shè)置以驗證性實驗為基礎(chǔ)，注意與大學(xué)物理理論學(xué)習(xí)的聯(lián)系，重視實驗測量方法、主要儀器設(shè)備的使用、常用物理量的測量等方面的訓(xùn)練，掌握常用的實驗操作技術(shù)。綜合性和設(shè)計性實驗，主要體現(xiàn)物理實驗對具體理工科專業(yè)的支撐性，實驗項目設(shè)置上進(jìn)行“模塊化”，針對不同專業(yè)要求開設(shè)選修內(nèi)容。如對石油、化工等專業(yè)，增設(shè)“液體表面張力系數(shù)特性的研究”、“變溫液體粘度的測量”等項目；對冶金等專業(yè)增設(shè)“金屬線膨脹系數(shù)的測量”、“固體導(dǎo)熱系數(shù)特性的研究”等項目；對電子等專業(yè)增設(shè) “傳感器的使用”、“光敏電阻特性研究”等項目。使學(xué)生的實驗技能、實驗素質(zhì)和分析解決問題的能力得到進(jìn)一步提高。

學(xué)生創(chuàng)新平臺包括提高和研究性實驗、演示與探索性實驗，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［3］。提高和研究性實驗的項目設(shè)置在考慮難度、綜合性程度的同時，也考慮新技術(shù)、研究性方面的擴展，如設(shè)置“光學(xué)信息處理系統(tǒng)”、“單縫衍射模型在現(xiàn)代檢測中的應(yīng)用”、“液晶電光效應(yīng)綜合實驗”、“核磁共振”、“混沌通信實驗”、“微波參數(shù)測試實驗”等項目。演示與探索性實驗，涉及力熱、振動與波動、電磁學(xué)、光學(xué)及其應(yīng)用，輔以“計算機導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)”，通過大量的視頻、圖像、動畫、文字等資料，引導(dǎo)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

網(wǎng)絡(luò)平臺部分包括大學(xué)物理仿真實驗室，學(xué)生可在這個環(huán)境中自行設(shè)計實驗方案、擬定實驗參數(shù)、操作儀器，模擬真實的實驗過程。營造了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，在大面積開設(shè)開放性、設(shè)計性、研究性實驗教學(xué)中發(fā)揮著重要的輔助補充作用。其中的實時交互系統(tǒng)，集音頻視頻交互、電子白板、文檔演示、桌面共享、文字交互、課程錄像及點播、文件下載、論壇交流等功能于一體，提供遠(yuǎn)程實時交互的信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，具有視頻答疑、課程點播等遠(yuǎn)程實驗教學(xué)功能?？梢杂糜谡n后答疑和課后討論，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離交流，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享。其中的考試系統(tǒng)，同學(xué)可以通過計算機終端進(jìn)入系統(tǒng)平臺，選擇試題，進(jìn)行網(wǎng)上考試。

二、大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的開放

大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的開放，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，鍛煉提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、增強創(chuàng)新意識和實際動手能力。上述大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺本身是一個開放性的教學(xué)平臺，其中的學(xué)生創(chuàng)新平臺主要針對學(xué)習(xí)興趣濃厚、探索和創(chuàng)新欲望強烈的學(xué)生，以個體或團(tuán)隊形式進(jìn)行探索研究性實驗，如參加全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、完成論文和畢業(yè)設(shè)計等。網(wǎng)絡(luò)平臺是利用信息化技術(shù)手段，營造師生互動、學(xué)生互動、協(xié)作學(xué)習(xí)的探究型學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的求知欲與創(chuàng)新欲，使他們自覺主動地學(xué)習(xí)，實現(xiàn)教學(xué)模式從單一知識傳授向知識傳授與探索研究相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供強有力的支持。不僅可以為本校學(xué)生開放，還可以為鄰近各高校共享。

三、結(jié)語

大學(xué)物理實驗教學(xué)面向全體理工科學(xué)生，是本科生接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端，有著其他實踐課程不可替代的優(yōu)勢，因此也更顯得責(zé)任重大。教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，就要搞好大學(xué)物理實驗教學(xué)平臺的建設(shè)和開放工作，堅持綜合性建設(shè)，堅持開放性運行，才能充分發(fā)揮大學(xué)物理實驗教學(xué)在學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)中的作用。

[1]教育部.非物理類理工學(xué)科大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求[S]，2004.

[2]柳聞鵑，等.物理實驗平臺的研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2008（12）.

G642.4

A

1673-1999（2012）07-0185-02

孫寶光（1979-），男，山東臨沂人，碩士，重慶科技學(xué)院數(shù)理學(xué)院講師，研究方向為高能天體物理。

2012-02-09