周庭艷，賈維海，李 平，黃海深，吳 波

（遵義師范學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州 遵義 563006）

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的背景和意義

“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，實(shí)驗(yàn)是普通高等院校基礎(chǔ)和專業(yè)課程的重要部分，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)學(xué)生對理論知識的理解和將抽象的理論知識形象化的具體形式，是理論與實(shí)踐的有機(jī)融合，更是培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生動手操作能力的關(guān)鍵課程[1，2]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是普通高等學(xué)校理工科專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，開課年級較低，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱[3]。通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)行為習(xí)慣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手操作能力，加強(qiáng)學(xué)生對自然科學(xué)基礎(chǔ)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生對自然科學(xué)的熱愛和積極端正的科學(xué)作風(fēng)，為后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程奠定基礎(chǔ)[4-6]。然而，傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在不少弊端。

以遵義師范學(xué)院為例，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)以前在很長一段時(shí)間內(nèi)一直采用以教師講授為主的教學(xué)模式，導(dǎo)致很多學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的意義存在誤解，認(rèn)為這門課程學(xué)習(xí)“毫無意義”。在過去的教學(xué)中，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程由于實(shí)驗(yàn)儀器“老、舊、少”，將50人的教學(xué)班級分為四個(gè)組，每組12人左右，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，老師要講授四次，傳統(tǒng)的教學(xué)模式，需要老師講解和指導(dǎo)更詳細(xì)，才能完成一個(gè)班的教學(xué)任務(wù)。新校區(qū)綜合實(shí)驗(yàn)樓的建成，新儀器新設(shè)備的增加，教室的擴(kuò)大，同為50人的班級，只分成兩個(gè)組，每組人數(shù)增加一倍，課時(shí)減少一半，教師依舊采用“教師講授、演示，學(xué)生被動操作”的模式已經(jīng)行不通。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對課程進(jìn)行改革，提出了“分級管理，四維評價(jià)”的教學(xué)改革方案。在規(guī)范的管理制度，完善的教學(xué)大綱，有效的組織形式，合理的課程安排下，經(jīng)過三輪的教學(xué)運(yùn)行，按平時(shí)評價(jià)60%(課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)入10%，課中實(shí)驗(yàn)操作50%，課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%)和期末綜合測評40%的多元評價(jià)機(jī)制，學(xué)生綜合成績很好地符合正態(tài)分布，課程目標(biāo)可計(jì)算達(dá)成度85%，學(xué)生到課率99%，期末掛科率為0，合格率達(dá)到 100%。在 2020年的科學(xué)教育師范專業(yè)評估中，作為專家評估課程，我們的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革模式得到了專家的一致認(rèn)可，目前已在全校理工科十幾個(gè)專業(yè)，三十幾個(gè)班全面推廣，均取得不錯的教學(xué)效果，基本滿足了遵義師范學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)和課程發(fā)展的需要，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了一定的參考。

2 傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及弊端

隨著教育改革的深入和素質(zhì)教育的實(shí)施,國內(nèi)高等學(xué)校的人才培養(yǎng)模式有了很大的改變[7，8]，由知識型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰π腿瞬排囵B(yǎng)模式。然而，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過去以“教師講解實(shí)驗(yàn)原理、目的、儀器，演示實(shí)驗(yàn)操作過程”的模式為主，學(xué)生“依葫蘆畫瓢”地被動開展實(shí)驗(yàn)。其主要弊端如下。

2.1 教師包攬全程，學(xué)生陪同性學(xué)習(xí)

學(xué)生課前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理沒有提前預(yù)習(xí)，在課堂上，教師花大量時(shí)間講解原理和儀器，演示實(shí)驗(yàn)操作過程，教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生被動聽取教師所授內(nèi)容，按照演示的過程完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，課后根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模版完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少而簡單，缺乏綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多年不變，且多為驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，綜合性和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生沒有創(chuàng)新的空間和機(jī)會，按部就班地完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)枯燥乏味，加上學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱，實(shí)驗(yàn)操作被動，最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和報(bào)告內(nèi)容千篇一律。

2.3 實(shí)驗(yàn)評價(jià)不合理，過程性評價(jià)不受重視

“實(shí)驗(yàn)操作”是實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系的核心，但是在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，實(shí)驗(yàn)評價(jià)體系不合理，對實(shí)驗(yàn)過程性評價(jià)不注重，實(shí)驗(yàn)成績幾乎來源于實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績由單一的一張實(shí)驗(yàn)報(bào)告來評定，缺乏預(yù)習(xí)、實(shí)操、小組協(xié)作等實(shí)驗(yàn)過程環(huán)節(jié)的評價(jià)。

當(dāng)然，以前這些問題的存在，主要源于時(shí)代局限。首先，早些年網(wǎng)絡(luò)通訊不發(fā)達(dá)，學(xué)生只能依賴書本和老師講解，不能通過互聯(lián)網(wǎng)等平臺搜集和查詢資料；其次，對實(shí)驗(yàn)的教學(xué)重視不夠，實(shí)驗(yàn)儀器“老、舊、少”，不具備學(xué)生創(chuàng)新和綜合實(shí)驗(yàn)的開展，教師在學(xué)生人數(shù)較少的情況下，以實(shí)驗(yàn)演示法完成教學(xué)。然而，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)平臺多樣化，國家對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入加大，儀器設(shè)備完善，學(xué)生人數(shù)增多，課時(shí)數(shù)量壓縮，教師依舊采取傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足大多數(shù)學(xué)生的求知欲，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革必須進(jìn)行。

3 “分級管理，四維一體”的教學(xué)模式改革

3.1 教學(xué)目標(biāo)改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對象為理工科一年級、二年級學(xué)生，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)還停留在高中時(shí)期的“聽、說”狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和技能較為薄弱，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度是本課程所要達(dá)到的基本目的，也為后續(xù)專業(yè)知識的理解和專業(yè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[9]。本課程打破傳統(tǒng)單一的“教師教，學(xué)生學(xué)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，遵循以“學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心，教師的教學(xué)為主導(dǎo)”的教學(xué)理念[10]，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行“分級管理，四維評價(jià)”模式的改革，通過教學(xué)大綱，教學(xué)過程規(guī)范化建設(shè)，“必做+選做”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革，以及“過程”為主體的教學(xué)評價(jià)體系構(gòu)建，切實(shí)提高學(xué)生動手操作能力和創(chuàng)新能力，達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)。

3.2 教學(xué)改革的內(nèi)容

3.2.1 教學(xué)大綱的重新編訂

教學(xué)大綱，是教學(xué)改革的根基和靈魂。2019年，物電學(xué)院組織對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱重新進(jìn)行了嚴(yán)格的修訂，從教學(xué)目標(biāo)設(shè)定，人才培養(yǎng)方案的編寫，教材的選取，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選定（必做+選做，基礎(chǔ)+綜合+設(shè)計(jì)），課時(shí)和課程的設(shè)置都進(jìn)行了全方位的編寫和審核，再根據(jù)具體的專業(yè)和方向，給出不同的教學(xué)方法和思路。其中，最具創(chuàng)新特色的是以“過程”考核為核心的教學(xué)評價(jià)體系改革，將教學(xué)目標(biāo)分為幾個(gè)過程，課程要素、評價(jià)模式按百分比數(shù)值化，通過計(jì)算達(dá)成度計(jì)算出課程每個(gè)環(huán)節(jié)是否達(dá)到課程總目標(biāo)。達(dá)成度的計(jì)算，是教學(xué)大綱中的核心所在，也是本輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)模式改革的關(guān)鍵。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)室的分級管理

“無規(guī)矩，不成方圓”，實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的平臺，實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范管理，是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的首要條件。首先根據(jù)教學(xué)大綱，將實(shí)驗(yàn)室按“必做+選做，基礎(chǔ)+綜合+設(shè)計(jì)”所占比例的多少，分為四個(gè)等級，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)屬于“二級”實(shí)驗(yàn)室，“必做”和“選做”實(shí)驗(yàn)所占比例為3:16，學(xué)生可選擇性實(shí)驗(yàn)占必做實(shí)驗(yàn)的五倍之多；基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比例為6:13，綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的兩倍多，實(shí)驗(yàn)室配有專職實(shí)驗(yàn)教師管理，保證實(shí)驗(yàn)儀器能夠正常使用。

3.2.3 有效的“四維評價(jià)”教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)課程的核心是學(xué)生“動起手來”，如何讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中多動手，能動手，敢動手，以“學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，教師教學(xué)為主導(dǎo)”的新型教學(xué)理念，“四維評價(jià)”（即課前預(yù)習(xí)提問，課中實(shí)驗(yàn)操作，課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析，期末實(shí)驗(yàn)考核）教學(xué)體系打破了傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式。第一，“課前預(yù)習(xí)提問”使得學(xué)生能夠通過網(wǎng)絡(luò)平臺，教材，教輔資料，查閱跟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的資料，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行提前學(xué)習(xí)，拓寬知識面，加強(qiáng)對理論知識的理解。第二，“課中實(shí)驗(yàn)操作”鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、數(shù)據(jù)的記錄、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。第三，“課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的分析和撰寫，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有明確的認(rèn)識和分析。第四，“期末綜合測評”的方式多樣化，學(xué)生可以選擇抽考實(shí)驗(yàn)，選擇設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等完成，考核方式靈活多樣。

3.3 教學(xué)改革的可行性分析

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，離不開規(guī)范的管理制度，完善的教學(xué)大綱，有效的組織形式，合理的課程安排，強(qiáng)大的師資團(tuán)隊(duì)，本課程能夠得到實(shí)施和推廣，具備以下可行性條件。

3.3.1 制度和經(jīng)費(fèi)的保障

領(lǐng)導(dǎo)班子極其重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，從教學(xué)大綱的制定，培養(yǎng)方案的編寫，課程的合理設(shè)置等都是經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)班子多次牽頭討論，多次實(shí)施推進(jìn)，得到最有效的制度保障，例如：“院發(fā)〔2020〕10號實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”文件，給出具體的實(shí)驗(yàn)改革方向和方案，是實(shí)驗(yàn)課程改革最強(qiáng)大的制度保障；此外，實(shí)驗(yàn)室的儀器不斷更新，實(shí)驗(yàn)耗材的及時(shí)補(bǔ)給，由實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一調(diào)配，保障了課程的順利運(yùn)行。

3.3.2 實(shí)驗(yàn)平臺的供給

學(xué)院共有實(shí)驗(yàn)室五十多間，其中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室包含力、熱、電、光四個(gè)版塊，實(shí)驗(yàn)室八間，每個(gè)版塊至少兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室至少三十余萬元的儀器設(shè)備，且根據(jù)每年學(xué)生人數(shù)及開課數(shù)量多少，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量，能夠保證全校十幾個(gè)專業(yè)，三十幾個(gè)班大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開設(shè)。

3.3.3 實(shí)驗(yàn)儀器的匹配

每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按每組“12套+3套”的方案匹配儀器，保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能夠有效地開展，其中12套（24人次每組）是最基本配套，3套是備用替補(bǔ)實(shí)驗(yàn)儀器；力、熱、電、光實(shí)驗(yàn)室的“必做”實(shí)驗(yàn)和“選做”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到38項(xiàng)之多，學(xué)生的可選擇性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)儀器是課程改革可行性的最根本的保障。

3.3.4 強(qiáng)大的師資隊(duì)伍

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有專職實(shí)驗(yàn)教師8人，其中正高級1人，副高級3人，中級4人；兼職實(shí)驗(yàn)教師12人，其中正高級3人，副高級9人，能夠有效地保障實(shí)驗(yàn)課程的順利開展。

3.4 教學(xué)改革預(yù)期成效

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建設(shè)和推廣，為提高應(yīng)用型技術(shù)人才動手能力奠定基礎(chǔ)，使得教學(xué)方法、教學(xué)資源、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)平臺、人才培養(yǎng)和社會聲譽(yù)等方面得到了全面提升，最終建立了有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)體系，為全校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供參考和奠定基礎(chǔ)[11]。

4 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革之路任重而道遠(yuǎn)，許多問題需要不斷地探索和改進(jìn)，尤其是學(xué)生和教師角色的變換，不僅是對學(xué)生的考驗(yàn)，也對教師職業(yè)技能和教師素養(yǎng)提出了更高的要求。首先，教師要緊跟時(shí)代的步伐，不斷更新知識和教學(xué)理念，加強(qiáng)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，課前備好課，將科技前沿，思想政治教育有機(jī)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。其次，學(xué)生要轉(zhuǎn)變觀念，自己才是課堂的主角，課前做好充足的預(yù)習(xí)，帶著問題走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，通過實(shí)踐、發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題，學(xué)會溝通和協(xié)作，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)和科學(xué)的態(tài)度。最后，完善的制度保障，規(guī)范的教學(xué)管理，充裕的儀器設(shè)備，強(qiáng)大的師資隊(duì)伍等都是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的后勤保障。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要得到學(xué)校、各教學(xué)單位的大力支持和幫助，才能使實(shí)驗(yàn)改革走上一個(gè)新臺階。