袁斯偉　王景聚

普通物理實驗是大學(xué)理工科學(xué)生開設(shè)的一門基礎(chǔ)課，是接受系統(tǒng)實驗方法、進(jìn)行實驗技巧訓(xùn)練的必修課。實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。如何改革實驗教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有較強社會適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力的人才，已成為高校實驗教學(xué)研究的重要課題。從2003級開始，我系修訂了普通物理實驗教學(xué)大綱，打破了普通物理實驗按照傳統(tǒng)的力學(xué)實驗、熱學(xué)實驗、電磁學(xué)實驗和光學(xué)實驗開設(shè)的模式，建立了基于能力培養(yǎng)的普通物理實驗分層次教學(xué)體系。

一、普通物理實驗分層次教學(xué)體系

為了培養(yǎng)高素質(zhì)的人才，特別是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實踐能力，我們對不適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了深層次的改革。將普通物理實驗內(nèi)容分成二年級的必修課和四年級的選修課來完成。我們提出了物理實驗分層次教學(xué)的課程建設(shè)整體方案及其教學(xué)實驗室建設(shè)規(guī)劃。必修課按理論性、設(shè)計性和綜合性實驗開設(shè)，而選修課則主要是開設(shè)設(shè)計性和綜合性實驗?；趯嶒灮A(chǔ)性，注重物理實驗項目的共性和個性特征，同時根據(jù)分層次課程內(nèi)容教學(xué)需要，提出了的實驗設(shè)備優(yōu)化原則，提高教學(xué)內(nèi)容和實驗技術(shù)可拓展性。教學(xué)實踐顯示，通過分層次物理實驗教學(xué)平臺，既為“通才”教育提供實驗技能訓(xùn)練和科學(xué)實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)技術(shù)環(huán)境，也為物理“專才”培養(yǎng)提供了科技創(chuàng)新的技術(shù)空間，滿足不同層次學(xué)生的教學(xué)需要。

二、普通物理實驗分層次教學(xué)課程建設(shè)

能力培養(yǎng)型普通物理實驗培養(yǎng)方案，以物理實驗課程內(nèi)容改革為切入點，實施物理實驗分層次教學(xué)平臺建設(shè)?！捌胀ㄎ锢韺嶒灐闭n程整體依照由淺入深的認(rèn)識規(guī)律按內(nèi)容層次分三個教學(xué)階段授課。第一層次基礎(chǔ)性實驗，注重基本實驗技能培養(yǎng)，學(xué)習(xí)基本物理量的觀測技術(shù)方法，及其正確的實驗數(shù)據(jù)記錄、分析處理、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確描述和規(guī)范實驗報告。第二層次綜合性實驗，充分體現(xiàn)物理研究實際過程，注重實驗方法的綜合運用，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和科技創(chuàng)新能力。第三層次設(shè)計性實驗，注重基本物理現(xiàn)象的觀測及研究方法，學(xué)習(xí)實驗設(shè)計方法。應(yīng)該說，第一層次強調(diào)基本技能訓(xùn)練，第二層次突出實驗綜合能力的培養(yǎng)，其教學(xué)過程更專注于實驗的物理內(nèi)涵和物理現(xiàn)象的探索，第三層次培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實驗的能力。為了達(dá)到普通物理實驗課程分層次教學(xué)目標(biāo)，我們對普通物理實驗項目進(jìn)行了整合，進(jìn)行了課程內(nèi)容改革和實驗室建設(shè)規(guī)劃。使實驗項目安排分別注重實驗原理和實驗技術(shù)兩方面，注重物理研究的內(nèi)在聯(lián)系。如開出示波器系列實驗、分光計系列實驗和電位差計系列實驗等。實驗相關(guān)項目構(gòu)成課程的單元，由這些實驗單元組合成普通物理實驗課程整體，使整個實驗課程一體化。進(jìn)一步根據(jù)課程整體教學(xué)要求，對實驗相關(guān)子集中每一項目的教學(xué)重點進(jìn)行調(diào)整，使實驗教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)。在物理實驗分層次教學(xué)實施過程中，第一層次和第二層次實驗項目的教學(xué)內(nèi)容面向所有學(xué)習(xí)物理實驗的學(xué)生，第三層次項目內(nèi)容則進(jìn)一步分“通才”要求和“專才”要求來設(shè)置。前者定位于滿足所有本科學(xué)生教學(xué)需要，但在傳統(tǒng)的實驗方法上有所提高，有所創(chuàng)新，也有自己的教學(xué)特色；后者體現(xiàn)了綜合創(chuàng)新及使用現(xiàn)代化測量手段，它面向?qū)W有余力的優(yōu)良和優(yōu)秀學(xué)生，滿足“優(yōu)生優(yōu)培”的教學(xué)需要。

三、物理實驗分層次教學(xué)實踐

在物理實驗分層次教學(xué)實踐中，我們既要實現(xiàn)物理實驗分層次的教學(xué)目標(biāo)，又要兼顧實驗設(shè)備資源的合理配置。傳統(tǒng)實驗教學(xué)以實驗項目為獨立單元，根據(jù)實驗項目各自的教學(xué)目的、內(nèi)容和技術(shù)方法，提出儀器設(shè)備建設(shè)要求。由于忽視明確的課程整體教學(xué)定位以及單個實驗項目在課程整體內(nèi)部的層次化教學(xué)分工，更缺乏項目之間的物理原理或?qū)嶒灱夹g(shù)關(guān)聯(lián)，從而導(dǎo)致部分設(shè)備資源重復(fù)建設(shè)。因此，基于單元中每一個項目所需的儀器設(shè)備在子集中的教學(xué)層次定位，測量儀器和實驗主體設(shè)備均存在于個性和共性之中。進(jìn)一步根據(jù)層次化課程內(nèi)容的教學(xué)要求，合理利用和配置實驗設(shè)備，提高教學(xué)內(nèi)容和實驗技術(shù)可拓展性。譬如，聲速測量、RLC串聯(lián)諧振等實驗在具有可擴展性的主平臺上，通過不同的實驗配件組合，展開一系列的實驗教學(xué)內(nèi)容。這一建設(shè)思想，不僅節(jié)省教學(xué)費用，而且充分利用教學(xué)資源，更重要的是使學(xué)生通過具體的實驗對象理解物理研究的內(nèi)在聯(lián)系，提高科技創(chuàng)新能力?；谖锢矸謱哟螌嶒灲虒W(xué)要求，在實驗技術(shù)配置上，針對不同學(xué)習(xí)需要的學(xué)生，提供不同層次的實驗技術(shù)環(huán)境，真正達(dá)到“優(yōu)生優(yōu)培”的目的。如關(guān)于示波器的教學(xué)，我們首先介紹模擬示波器，在學(xué)生掌握了示波器的若干個實驗以后，再進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)字示波器，由淺入深，循序漸進(jìn)，學(xué)習(xí)示波器應(yīng)用的系列實驗。在實驗方法上，我們也進(jìn)行了相應(yīng)的改革。如關(guān)于楊氏模量的測量，我們首先介紹拉伸法，然后介紹動態(tài)法和霍耳位移傳感器法，新舊實驗方法對比，學(xué)生從中可以體會到現(xiàn)代實驗技術(shù)的進(jìn)步。

四、結(jié)論

物理實驗分層次教學(xué)，既優(yōu)化教學(xué)技術(shù)手段又提高了實驗教學(xué)設(shè)備的使用效率，更重要的是，在相同資金條件下，實現(xiàn)采用與實際應(yīng)用接軌的精密測量儀器或?qū)嶒灉y量技術(shù)多樣化的教學(xué)技術(shù)安排。根據(jù)“厚基礎(chǔ)，強能力，高素質(zhì)”的培養(yǎng)模式和學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)及各專業(yè)的要求，依據(jù)所設(shè)計的實驗項目決定將要配置的實驗器材，要求這些儀器既有經(jīng)典的又有現(xiàn)代的；既有自動的又有手動的；既有模擬的又有數(shù)字的。概括起來就是傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的、基礎(chǔ)的和先進(jìn)的二者兼顧。開出的實驗項目要傳統(tǒng)與現(xiàn)代內(nèi)容并存；基本方法、基本技能訓(xùn)練與獨立設(shè)計結(jié)合。給不同智力、不同需求的學(xué)生以充分選擇的余地。這樣可以改變按傳統(tǒng)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)開設(shè)的拼盤式的舊體制實驗，代之以“理論性（基礎(chǔ)性）”、“設(shè)計性”和“綜合性”實驗的新的教學(xué)體制，使實驗內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn)，達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)能力的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李潮銳.層次化物理實驗教學(xué)平臺建設(shè)[J].實驗室研究與探索，2005，（5）.

[2] 袁斯偉，王景聚.構(gòu)建新型實驗教學(xué)體系培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才[J].教書育人，2006，（4）.