鄒亞琪　薛同蓮　李雅麗

摘 要：為了適應(yīng)國家對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求及行業(yè)發(fā)展需求，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能強(qiáng)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力兼?zhèn)涞男滦腿瞬?，在?duì)過去的課程體系改革和優(yōu)化的基礎(chǔ)上，嘗試探索和構(gòu)建開放性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。針對(duì)這三個(gè)方面，采用分級(jí)開放模式，配合時(shí)間開放與資源開放，賦予學(xué)生更多自主權(quán)，提高學(xué)習(xí)效率；對(duì)教學(xué)內(nèi)容、手段、方法改革，有針對(duì)性地授課，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新思維；建立實(shí)踐基地，鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競(jìng)賽，將科研項(xiàng)目引入到實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)書本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，為更好服務(wù)于社會(huì)。

關(guān)鍵詞：分級(jí)開放 虛實(shí)結(jié)合 實(shí)踐性 應(yīng)用性

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0168-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)科技人才的有效手段，其實(shí)際意義已被廣大教育工作者所認(rèn)同。然而，傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程已不能很好地適應(yīng)科技發(fā)展和培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要，盡管實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容一直都在探索中改革，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐中卻面臨著許多問題。本文就物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性三個(gè)方面進(jìn)行改革，為培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能強(qiáng)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力兼?zhèn)涞男滦腿瞬盘岢隽丝煽拷ㄗh。

1 開放性

為了更好地培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展所需人才，將目前國內(nèi)外正在開展的“開放式教學(xué)”模式引入到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是依據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象和教學(xué)目的設(shè)置分層次模塊化的內(nèi)容體系，學(xué)生在規(guī)定的教學(xué)時(shí)段內(nèi)自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的一種全新教學(xué)模式。它的實(shí)現(xiàn)不僅可以循序漸進(jìn)逐項(xiàng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且靈活地賦予學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán)，重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生有更大的學(xué)習(xí)空間。

1.1 分級(jí)開放實(shí)驗(yàn)

文科學(xué)生思維方式不同于理工科學(xué)生，在動(dòng)手操作能力、物理基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度上也有較大差距，如何幫助文科學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒄{(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性、充分發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性？為解決這一系列的問題，分級(jí)逐步開放的管理模式應(yīng)運(yùn)而生。所謂分級(jí)開放，即將全校各專業(yè)學(xué)生按理工科和文科分為兩級(jí)[1]。然后，按實(shí)際能力將學(xué)生分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)，不同級(jí)別的學(xué)生可選做不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。初級(jí)實(shí)驗(yàn)主要為演示實(shí)驗(yàn)，主要是定性實(shí)驗(yàn)，提供相關(guān)圖片和文字資料（包含演示儀器的使用說明和工作原理）。另外，還可為同學(xué)們提供趣味物理展品。將理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來，從而開闊知識(shí)視野。中級(jí)實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解物理規(guī)律，對(duì)之前所學(xué)物理定理、定律有了更加直觀的認(rèn)識(shí)。高級(jí)實(shí)驗(yàn)多為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和研究。對(duì)文理科分級(jí)，既能讓文科學(xué)生得到“手把手”的學(xué)習(xí)，對(duì)理工科學(xué)生也是一個(gè)提高的過程。通過分級(jí)學(xué)習(xí)，從基礎(chǔ)到提高，轉(zhuǎn)變思維方式，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，提高了創(chuàng)新意識(shí)。

1.2 實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放

對(duì)于時(shí)間的開放，采用在一定的時(shí)間內(nèi)自由開放和完全開放兩種方式相結(jié)合[2]。前者指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，要求學(xué)生完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)，但在何時(shí)做、做什么實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自主選擇。完全開放指的學(xué)生可以利用課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，準(zhǔn)備競(jìng)賽項(xiàng)目或研究專業(yè)課題，為培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)場(chǎng)所。這一措施能夠打破課堂時(shí)間限制，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)規(guī)律合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。

1.3 實(shí)驗(yàn)資源的開放

實(shí)驗(yàn)資源開放指實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有實(shí)驗(yàn)資源對(duì)學(xué)生全面開放。通過在實(shí)驗(yàn)室或網(wǎng)上全面展示實(shí)驗(yàn)資源，使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)前充分了解各種儀器的功能、特點(diǎn)及使用方法，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、提高實(shí)驗(yàn)效率，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，又培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

1.4 “大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)管理系統(tǒng)”的開放

建立開放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，提供多方面全方位的物理實(shí)驗(yàn)資源，如：實(shí)驗(yàn)課程、項(xiàng)目設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)預(yù)約和選課、導(dǎo)師介紹、仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核等，具有開放性、共享性和交互性等特點(diǎn)。借助系統(tǒng)，學(xué)生可以在網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、預(yù)約、選題、選導(dǎo)師、查看成績(jī)以及和老師交流[3]。各級(jí)別的學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好、動(dòng)手能力和需要進(jìn)行選擇，使得從中獲得最大收益。

2 創(chuàng)新性

在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生純粹把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)作一項(xiàng)任務(wù)，只是按照老師的要求和示范機(jī)械地重復(fù)操作，被動(dòng)地接受知識(shí)，實(shí)際能力根本得不到鍛煉和提高。所以，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在“提出問題——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——總結(jié)規(guī)律”上，讓學(xué)生自覺動(dòng)手、動(dòng)腦，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，激發(fā)他們的積極性和創(chuàng)造性。

2.1 教學(xué)方法的創(chuàng)新

為打破傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，一方面可以從課程的編排上改進(jìn)，將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容分成不同的層次，使學(xué)生更關(guān)注物理現(xiàn)象的探索和實(shí)驗(yàn)的物理內(nèi)涵。另一方面可以從教師本身出發(fā)，必須不斷改進(jìn)指導(dǎo)方法，提高指導(dǎo)能力，引導(dǎo)學(xué)生自己思考并找到問題的解決方案，改變依葫蘆畫瓢、包辦代替學(xué)生解決問題的習(xí)慣。

2.2 教學(xué)手段的創(chuàng)新

合理地運(yùn)用多媒體技術(shù)是教學(xué)手段改革的一個(gè)重要體現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行創(chuàng)新。主要運(yùn)用在以下方面：（1）用教學(xué)錄像輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，先觀看教學(xué)錄像，再進(jìn)行重點(diǎn)的講解；（2）將計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用在教學(xué)中，發(fā)揮計(jì)算機(jī)界面友好、吸引力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的積極性；（3）自制電子教案，在取眾家之長(zhǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，既能使教學(xué)內(nèi)容一目了然，又能突出對(duì)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2.3 教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新

以往開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多是驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)，單調(diào)而沒有選擇性，且缺乏層次性。從提高學(xué)生綜合分析運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力出發(fā)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用、常見測(cè)量方法及數(shù)據(jù)處理的理論與方法等，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)、基本操作技能；綜合性實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)，學(xué)生利用已學(xué)的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法，通過獨(dú)立分析完成實(shí)驗(yàn)操作。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指在老師引導(dǎo)下，學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、擬定解決辦法、獨(dú)立完成操作，著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。endprint

多層次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系在教學(xué)內(nèi)容上有較大的選擇性，可以有效地激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力以及創(chuàng)新能力。

2.4 建立虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

將真實(shí)實(shí)驗(yàn)與虛擬（仿真）實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，構(gòu)建了虛實(shí)結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育平臺(tái)。仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能營造一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，模擬出整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的過程，并提供多種實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)更為靈活的學(xué)習(xí)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，利用仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可模擬物理實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)儀器或器件、選擇最佳方案和參數(shù)等，為學(xué)生在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)[4]，也為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究探索提供了思路，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造能力。

3 應(yīng)用性

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，根據(jù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，確定相應(yīng)的人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建具有能力培養(yǎng)特征的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。真正做到以學(xué)生為培養(yǎng)主體，增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，為日后更好地服務(wù)于社會(huì)。

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出專業(yè)應(yīng)用性

新的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系應(yīng)該打破傳統(tǒng)的力、熱、光、電和近代物理等相互獨(dú)立的封閉狀態(tài)，通過對(duì)各類實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，加大綜合應(yīng)用性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的力度。同時(shí)，結(jié)合不同專業(yè)的特點(diǎn)開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓物理實(shí)驗(yàn)與專業(yè)課程接軌、與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合。例如，在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的前提下，引入微波技術(shù)、激光技術(shù)、傳感技術(shù)、超導(dǎo)、核磁共振、光纖通信和X射線衍射實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)代化技術(shù)，增加實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、綜合性。同時(shí)，也可以將科研項(xiàng)目帶入課堂，把科研成果或成熟技術(shù)轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和挖掘問題的能力方便所有學(xué)生進(jìn)入探究性研究[5]。這樣不僅豐富了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)，興趣拓寬學(xué)生的知識(shí)面，有利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于工程項(xiàng)目，具有更實(shí)際的意義。

3.2 鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新競(jìng)賽

組織學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新比賽，由學(xué)生找題目，自行設(shè)計(jì)方案，獨(dú)立完成制作。在此過程中，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析歸納，從而找到解決問題的途徑和方法，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，將學(xué)所得到充分實(shí)踐。

3.3 提供實(shí)踐平臺(tái)，建立實(shí)踐基地

除了參加學(xué)科競(jìng)賽，還可以建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地，為研究性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究提供實(shí)踐平臺(tái)。學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立的科研活動(dòng)，無論從查詢資料、收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析，還是從硬件和軟件的應(yīng)用等方面都得到全面的培訓(xùn)。這樣不僅提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，而且有利于擴(kuò)大受益范圍，吸引更多的學(xué)生加入。

4 結(jié)語

通過多年的工作積累和改革構(gòu)思，自主性、開放性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系將在南通大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行嘗試性推廣。首先，將在實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等方面加大投入，以加快開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)程；其次，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效益，讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)獲取更多的知識(shí)；最后，還要使教師擺脫事務(wù)性的工作，把精力集中到課程建設(shè)、教學(xué)改革、新人培養(yǎng)、科研工作中，不斷了解和探索新的實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，只有這樣才能加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程的主動(dòng)性，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使教學(xué)體系的開放性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性改革落實(shí)到實(shí)處。

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