蔣治國(guó) 樊洋

【摘要】物理實(shí)驗(yàn)是工科院校一門公共基礎(chǔ)課程，在實(shí)際的教學(xué)中依然存在許多問(wèn)題，建立“開(kāi)放-自主式”教學(xué)模式是解決問(wèn)題的有效方法。

【關(guān)鍵詞】物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 開(kāi)放-自主式 教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】O4-33 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）06-0180-02

一、引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是工科院校現(xiàn)代化教學(xué)過(guò)程中的重要教學(xué)手段，也是加快學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育所依托的一種重要的教學(xué)模式，在對(duì)學(xué)生多層面、多角度、全方位的綜合素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。如何充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，成為當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)之一。

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.地位不高，重視不夠

馬克思說(shuō)：“理論來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。說(shuō)的就是物理理論知識(shí)來(lái)源于實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)又用來(lái)檢驗(yàn)物理理論知識(shí)?？梢?jiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)在院校教學(xué)中應(yīng)該處于同樣重要的地位，它們相互轉(zhuǎn)化，互為基礎(chǔ)，相互依存，具有很強(qiáng)的相關(guān)性。但是事實(shí)上，由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，在許多院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于輔助教學(xué)的地位，甚至狹隘地把實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限于驗(yàn)證某些理論。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位沒(méi)有得到應(yīng)有的重視，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件比較差，實(shí)驗(yàn)教員的作用得不到尊重，實(shí)驗(yàn)教員始終處于教學(xué)輔助的地位。受這些因素的影響，院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革相對(duì)滯后，不能突出在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的作用，限制了學(xué)員走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的熱情和主動(dòng)性，也使參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教職工的主動(dòng)性和創(chuàng)造性受到打擊，達(dá)不到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能完全滿足院?！芭囵B(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專門人才”的根本要求[1]。

2.教師重科研，輕教學(xué)

高等院校作為教育機(jī)構(gòu)，其主要任務(wù)是育人，是培養(yǎng)學(xué)生，教學(xué)應(yīng)該是所有工作的中心和重心，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也包括在內(nèi)。然而，當(dāng)前大部分高校的政策導(dǎo)向和考評(píng)機(jī)制的重心卻主要在科研上，科研成果比教學(xué)能力更重要，例如在關(guān)系到教師切身利益的評(píng)職稱、定崗位、聘任等方面強(qiáng)調(diào)的幾乎都是科研成績(jī)和論文數(shù)量。這種評(píng)價(jià)體制導(dǎo)致高校教師們?cè)絹?lái)越偏重科研，而很少潛心教學(xué)，甚至許多教師把教學(xué)當(dāng)做一種負(fù)擔(dān)而應(yīng)付了事。這些教師一心想著申請(qǐng)科研項(xiàng)目和發(fā)表論文，不重視教學(xué)基本功的訓(xùn)練，缺乏動(dòng)手實(shí)踐能力，不善鉆研教學(xué)改革，上課只會(huì)照本宣科，對(duì)教學(xué)內(nèi)容一知半解，實(shí)驗(yàn)儀器也不能規(guī)范操作。這些客觀上都助長(zhǎng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)日益邊緣化和形式化的傾向。

3.教學(xué)資源建設(shè)多，利用率低

目前，許多工科院校為了發(fā)展壯大，不斷加大對(duì)教學(xué)硬件建設(shè)的投資，這其中就包括實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。大量的投資為實(shí)驗(yàn)室修建了豪華寬敞的教學(xué)大樓，購(gòu)置了許多高科技實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這些本應(yīng)該會(huì)大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提升，但是事實(shí)上卻并非如此。由于這些院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏促使學(xué)生在實(shí)踐能力的培養(yǎng)上獲得同步增長(zhǎng)的教育機(jī)制，缺乏促使教師推進(jìn)其科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)生產(chǎn)力的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，甚至為了方便管理和降低維護(hù)修理實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用，許多實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有真正對(duì)學(xué)生全方位開(kāi)放。這些因素就導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間和機(jī)會(huì)少，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率很低，很多昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基本沒(méi)怎么使用。因此，雖然教學(xué)資源建設(shè)多，但是實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)水平和學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力并沒(méi)有得到相應(yīng)的提高。

4.課程內(nèi)容單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。

多年來(lái)，由于受到高考的指揮棒作用的影響，受到教學(xué)條件、教學(xué)環(huán)境和師資水平的限制，許多工科院校的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)總體上仍然還是以傳統(tǒng)方式為主。這些院校的教學(xué)體系陳舊落后，教學(xué)模式與教學(xué)方法傳統(tǒng)單一，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性（比如，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)性和研究性少），實(shí)驗(yàn)儀器也日益智能化。這些因素很大程度上造成了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課興趣的下降，也不利于學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的教育功能正在逐步減弱。另外，由于缺乏有效的激勵(lì)機(jī)制、評(píng)價(jià)機(jī)制以及受到社會(huì)環(huán)境的影響，許多學(xué)生的求學(xué)動(dòng)機(jī)和目的不端正，不能樹(shù)立遠(yuǎn)大理想，讀大學(xué)混文憑找工作的觀念比較流行。這些學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，抄襲數(shù)據(jù)和報(bào)告現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的這些問(wèn)題如果不能及時(shí)有效地得到解決，后果將是十分嚴(yán)重的，那么具體該如何解決這些問(wèn)題呢？通過(guò)多年的實(shí)際教學(xué)，本人認(rèn)為建立“開(kāi)放式-自主式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是當(dāng)前最有效的措施之一。

三、“開(kāi)放-自主式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

“開(kāi)放-自主式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是一種全新的教學(xué)模式，這個(gè)平臺(tái)的建設(shè)主要包括下面幾個(gè)方面：

1.改革教學(xué)方法，改變教學(xué)模式

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多院校依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法——教師講學(xué)生聽(tīng)，具體教學(xué)模式是：首先教師花大量時(shí)間講解，從實(shí)驗(yàn)原理講到步驟，要測(cè)量哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如何處理，應(yīng)得到什么樣的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，并詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)儀器。這種教學(xué)模式所帶來(lái)的弊端是學(xué)生不需要?jiǎng)幽X筋，重復(fù)教師的演示就可以完成實(shí)驗(yàn)。而且只追求測(cè)量結(jié)果的正確性，忽略實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身的意義，學(xué)生的主動(dòng)性沒(méi)有得到發(fā)揮，實(shí)際動(dòng)手能力得不到有效提高[2]。傳統(tǒng)的教學(xué)方法可以改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體教師為主導(dǎo)，重心在學(xué)生的新方法。具體模式為：首先教師提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課堂上教師抽點(diǎn)學(xué)生們講解實(shí)驗(yàn)原理，教師可適當(dāng)提出一些問(wèn)題鼓勵(lì)學(xué)生自由爭(zhēng)辯與討論，讓學(xué)生提出最佳實(shí)驗(yàn)方案，最后教師做總結(jié)并強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，完全以學(xué)生為主體，學(xué)生如碰到問(wèn)題，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析問(wèn)題，查閱教輔系統(tǒng)上的資料，自己動(dòng)手解決問(wèn)題。

2.更新教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)設(shè)研究性課程，開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

教學(xué)內(nèi)容是一門課程的核心部分，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容要以鞏固基礎(chǔ)技能訓(xùn)練、強(qiáng)化綜合知識(shí)應(yīng)用、營(yíng)造智力發(fā)展環(huán)境、培養(yǎng)開(kāi)拓創(chuàng)新能力為教學(xué)目的。借鑒國(guó)外工科院校物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)特色[3]，可將整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)課程分為四個(gè)層次，即：基礎(chǔ)型物理實(shí)驗(yàn)、基本型物理實(shí)驗(yàn)、研究型物理實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由低到高，可分別設(shè)置為：實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)、半定量實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、自主型實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)、研究型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

其中，研究型物理實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最高層次。在研究型物理實(shí)驗(yàn)中，教師布置一些與專業(yè)結(jié)合密切的專題實(shí)驗(yàn)供學(xué)生選擇，由學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、儀器的選配、結(jié)果的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的進(jìn)一步研究。學(xué)生也可以小組的形式進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)，這有利于提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。對(duì)于動(dòng)手創(chuàng)新能力較強(qiáng)學(xué)生可以進(jìn)一步給予各方面的幫助與指導(dǎo)，引導(dǎo)其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新作品，并推薦參加全省、全國(guó)等各類創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)。

4.加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，提高教學(xué)資源利用率

實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量越來(lái)越多，越來(lái)越先進(jìn)，固然是好事，但是如果不能充分利用，而僅僅成為擺設(shè)的話，那就失去了實(shí)際意義。要想提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的同步提高，除了要建立教學(xué)的優(yōu)先投入保障和資源充分利用體制以外，最重要的具體措施是加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度。

促使實(shí)驗(yàn)室真正全方位開(kāi)放，關(guān)鍵是要建立一種能推動(dòng)“教師為學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行主動(dòng)設(shè)計(jì)”的運(yùn)行機(jī)制，這種機(jī)制要充分保障學(xué)生的自主選擇和教師的主動(dòng)設(shè)計(jì)。學(xué)生的自主選擇體主要現(xiàn)在：（1）課程層次：構(gòu)建多層次的課程體系以滿足不同學(xué)生的需要。（2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容：學(xué)生可以根據(jù)自己的具體情況進(jìn)行選擇。（3）實(shí)驗(yàn)方案、儀器和操作時(shí)間：學(xué)生可以主動(dòng)設(shè)計(jì)方案并選擇儀器和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。教師的主動(dòng)設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)節(jié)的安排、項(xiàng)目、方案、路線、手段和配置的設(shè)定等方面。全方位的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放主要包括下面幾個(gè)方面的開(kāi)放：時(shí)間、空間、課程、項(xiàng)目、儀器設(shè)備、指導(dǎo)模式、現(xiàn)代管理手段（門禁系統(tǒng)）等，以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理改革的關(guān)鍵是將實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理，方便教師和學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，促進(jìn)其精力投入到實(shí)驗(yàn)的教與學(xué)中。

5.改革實(shí)驗(yàn)考核模式，實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果并重

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式過(guò)于注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果而忽視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，對(duì)學(xué)生的主動(dòng)創(chuàng)新能力也沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)、有效的評(píng)估。結(jié)合我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)不斷發(fā)展的特點(diǎn)，必須改革傳統(tǒng)的考核方式。新的考核模式將以平時(shí)各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核為主，基礎(chǔ)理論考試、課程總結(jié)和課程小論文為輔，考試總成績(jī)由平時(shí)總成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分組成，平時(shí)總成績(jī)采用各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目平均成績(jī)與所做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)加權(quán)平均方式進(jìn)行評(píng)定，考核成績(jī)的評(píng)定可采用理論測(cè)試、口試和操作性考核相結(jié)合的方式進(jìn)行，注重實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的科學(xué)性和規(guī)范性，加大考試題目中自主設(shè)計(jì)題型所占比重。此外，鼓勵(lì)學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新活動(dòng)并納入平時(shí)成績(jī)，以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

另外，實(shí)驗(yàn)室可以通過(guò)開(kāi)設(shè)演示實(shí)驗(yàn)、建設(shè)學(xué)術(shù)走廊、舉辦物理文化節(jié)等活動(dòng)營(yíng)造學(xué)習(xí)的外在氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。各級(jí)管理部門要改變觀念、提高實(shí)驗(yàn)人員地位與待遇，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的培養(yǎng)，并組織定期考核，以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)。

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作者簡(jiǎn)介：

蔣治國(guó)，1977年6月10日，男，漢族，湖南永州人，文職5級(jí)，講師，在讀博士，主要從事《大學(xué)物理》、《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)工作。