[摘要]通過(guò)對(duì)大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)條件等現(xiàn)狀的分析，介紹我校在對(duì)大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)正確定位、改革教學(xué)方法、尋找更好的發(fā)揮大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中作用的改革與實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn) 課程現(xiàn)狀 改革實(shí)踐

一、引言

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)是面向低年級(jí)本科生的重要基礎(chǔ)課，課程要學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)與技能，增強(qiáng)物理理論源于科學(xué)實(shí)踐的觀念，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法論的初步培養(yǎng)與訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)探索，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神。 在國(guó)內(nèi)高校紛紛擴(kuò)大招生規(guī)模的情況下，如何對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程定位，進(jìn)行教學(xué)改革，對(duì)于加強(qiáng)本科學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的重要作用，有著舉足輕重的作用。南開(kāi)大學(xué)在認(rèn)真研究了當(dāng)前高等教育改革的趨勢(shì)以及教學(xué)方法等方面存在的弊端的基礎(chǔ)上，對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了系統(tǒng)的改革，并取得了初步成果。

二、轉(zhuǎn)變觀念，提高認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用

在高等學(xué)校的教學(xué)體系中，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是同等重要的兩個(gè)部分，兩者是相對(duì)獨(dú)立又相互依存、相輔相成的教學(xué)體系，好比鳥(niǎo)之雙翅，車之雙輪。然而，長(zhǎng)期以來(lái)存在對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的偏見(jiàn)，主要是重教學(xué)、輕實(shí)驗(yàn)的思想在一些學(xué)校的辦學(xué)理念上積重難返。

針對(duì)這一現(xiàn)象，2005年南開(kāi)大學(xué)教學(xué)工作會(huì)議通過(guò)《南開(kāi)大學(xué)關(guān)于突出創(chuàng)新，深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量的若干措施》的報(bào)告，強(qiáng)調(diào)教學(xué)的重要性。2008年，學(xué)校又召開(kāi)了專門研究本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的會(huì)議，進(jìn)一步指出要轉(zhuǎn)變觀念，提高認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用。

但是，有部分教師和學(xué)生認(rèn)為基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)只包括幾個(gè)簡(jiǎn)單的題目，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的作用不大，而忽略其重要性。其實(shí)，一方面，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)突出的就是基礎(chǔ)性，是對(duì)低年級(jí)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和方法的訓(xùn)練，學(xué)生只有掌握了這些基本的技能和方法，才有可能具備較高的綜合能力。

另一方面，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，既可以在單獨(dú)開(kāi)設(shè)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，也能夠在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，重點(diǎn)要看教師自己如何對(duì)課程定位，如何引導(dǎo)學(xué)生。在我校開(kāi)設(shè)的百項(xiàng)工程創(chuàng)新活動(dòng)中，就有許多學(xué)生在教師的指導(dǎo)下針對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行了創(chuàng)新性研究，取得了很好的成果。

三、深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，構(gòu)建有特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

南開(kāi)大學(xué)物理學(xué)的創(chuàng)始人饒毓泰先生曾教誨：“物理學(xué)教育一定要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)”。在這一思想的指引下，經(jīng)過(guò)幾代人的努力，南開(kāi)大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中心形成了“自制、自擬、自組、開(kāi)放”的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方針和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，建立了“重基礎(chǔ)，重素質(zhì)，重能力，重創(chuàng)新”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

在具體操作上，我們首先根據(jù)“淘汰落后、改進(jìn)技術(shù)、充實(shí)現(xiàn)代”的原則進(jìn)行調(diào)整和整合，進(jìn)一步優(yōu)化了基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的選題，既保持了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)性和物理內(nèi)涵，同時(shí)又加強(qiáng)了設(shè)計(jì)性、研究性、綜合性實(shí)驗(yàn)方面的選題，保證了實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性。例如，淘汰了“墻式檢流計(jì)”、“棱鏡攝譜儀”等內(nèi)容陳舊落后的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)重新設(shè)計(jì)了“金屬線脹系數(shù)的測(cè)定”等實(shí)驗(yàn)；充實(shí)了“用微機(jī)控制的單色儀實(shí)驗(yàn)”等；此外，把表征現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的“虛擬儀器”引入到綜合實(shí)驗(yàn)中。同時(shí)，我們將一部分綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)融合到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，如由我們自行設(shè)計(jì)的新型“金屬線脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”與原來(lái)的老實(shí)驗(yàn)一塊做，讓學(xué)生們自己體會(huì)什么是綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；另一部分綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則可根據(jù)同學(xué)的興趣選修，如在“物理虛擬儀器實(shí)驗(yàn)”中開(kāi)設(shè)“利用圓柱電容測(cè)量液位”等實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自由選擇。經(jīng)過(guò)調(diào)整，使得物理實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)接軌，將現(xiàn)代科技成果滲透到傳統(tǒng)的經(jīng)典課程內(nèi)容之中，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

同時(shí)，我們注意教法的改革，突出以學(xué)生為本，激勵(lì)學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。教師在教學(xué)中，一般要講解儀器的使用方法、注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)要求，采取問(wèn)答的方式提問(wèn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理和步驟，然后教師做小結(jié)，并在實(shí)驗(yàn)前布置思考題，以問(wèn)題為切入點(diǎn)，設(shè)置懸疑點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)獨(dú)立探索、相互協(xié)商討論，這樣既避免學(xué)生不深入預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)付了事，同時(shí)使學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，打造高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)室是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要依托，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保障條件之一。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)層次直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平，影響整個(gè)本科教學(xué)的質(zhì)量。因此，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的前提和基礎(chǔ)。其中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新是課程改革的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中心一方面多方申請(qǐng)資金為基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程配置現(xiàn)代化的儀器設(shè)備，另一方面積極改進(jìn)、自制儀器設(shè)備達(dá)到200余套件，其中“氣墊轉(zhuǎn)盤”、“粘滯系數(shù)的測(cè)定”、“循環(huán)水裝置”等曾分別獲得國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教學(xué)儀器獎(jiǎng)和國(guó)家專利。中心改進(jìn)、自制的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備特色鮮明，改變了實(shí)驗(yàn)儀器單一化模式同時(shí)也改變了把實(shí)驗(yàn)儀器做成自動(dòng)化操作的“黑匣子”傾向，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

五、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系

教學(xué)質(zhì)量是基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的核心和生命線。中心建立了“規(guī)范、指導(dǎo)、評(píng)教、督導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量保證體系，即在“南開(kāi)大學(xué)本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)范”的統(tǒng)領(lǐng)下，由學(xué)院和中心組成的教學(xué)指導(dǎo)組對(duì)實(shí)驗(yàn)中心各項(xiàng)工作進(jìn)行指導(dǎo)，發(fā)動(dòng)廣大學(xué)生參加對(duì)實(shí)驗(yàn)教師的評(píng)教活動(dòng)，由學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行不定期評(píng)估。實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量保證體系的出現(xiàn)有力地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，多方面的監(jiān)督和約束，首先大大地提高了教師的責(zé)任感，其次加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和積極性，從而在大多數(shù)學(xué)生中產(chǎn)生了良好的效果。

六、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展多層次學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為本科生開(kāi)展科技創(chuàng)新活動(dòng)提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究與發(fā)明創(chuàng)造的訓(xùn)練，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。目前我校已經(jīng)構(gòu)建了旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、百項(xiàng)工程和國(guó)家創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃等三級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新平臺(tái)體系。其中，雖然基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，但是學(xué)生仍在此作了大量創(chuàng)新工作，例如學(xué)生對(duì)閃光法測(cè)量物體導(dǎo)熱系數(shù)和弦振動(dòng)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的改造都取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

七、小結(jié)

大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)理工科學(xué)生進(jìn)行科研技能訓(xùn)練的第一步。在高中新課程改革的春天到來(lái)之際，要使學(xué)生在知識(shí)上“更上一層樓”，大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)也必須進(jìn)行改革。只有這樣，才能保證教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生掌握更多的知識(shí)，為國(guó)家培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型人才。

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(作者單位：南開(kāi)大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院）