張美茹 吳福根 衛(wèi)小波 周譽(yù)昌 徐小明

廣東工業(yè)大學(xué) 廣東廣州 510006

構(gòu)建以學(xué)生為中心的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程自選教學(xué)體系

張美茹 吳福根 衛(wèi)小波 周譽(yù)昌 徐小明

廣東工業(yè)大學(xué) 廣東廣州 510006

以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，建立了以學(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。不斷地優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備、構(gòu)建多層次的自選實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、實(shí)施多層次的考核方式等。全方位對(duì)學(xué)生進(jìn)行初步的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；自選課程；教學(xué)體系

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后受到系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，是對(duì)理工科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門(mén)必修基礎(chǔ)課程，它不僅會(huì)影響學(xué)生后續(xù)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，而且在某種程度上將影響到他們今后一生的專業(yè)生涯。目前，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系改革不夠深入，尤其是對(duì)工科各專業(yè)，其教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)今飛速發(fā)展的前沿科學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)，教學(xué)模式單一，具有以教師為主體、學(xué)生為客體的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置大多是為了驗(yàn)證物理理論上的一些原理、現(xiàn)象，其中驗(yàn)證性的經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)偏多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不足，無(wú)研究性實(shí)驗(yàn)，物理學(xué)的新發(fā)展與新應(yīng)用更是反映的較少。在實(shí)際教學(xué)中的模式是：先由教師講解實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等，學(xué)生完全按老師的要求“依葫蘆畫(huà)瓢”完成實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生缺乏個(gè)性，使部分學(xué)生不重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)只不過(guò)是重復(fù)前人作過(guò)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證書(shū)本上所學(xué)的理論知識(shí)，他們對(duì)待大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度是敷衍了事、得過(guò)且過(guò)，甚至互相抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告。雖然現(xiàn)行的教學(xué)體系，可使學(xué)生在模仿、重復(fù)前人的實(shí)驗(yàn)中受到一定的訓(xùn)練，但這種模式不利于發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造性。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式的改革已引起各個(gè)高校的重視，本文就我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和課程自選教學(xué)模式的改革進(jìn)行探討和實(shí)踐。

一、建立可供學(xué)生自主選擇的模塊化的課程體系

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最大弊端就是開(kāi)設(shè)大量?jī)H為理論教學(xué)服務(wù)的演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，起不到培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題能力的作用，達(dá)不到開(kāi)發(fā)學(xué)生智力和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)研究能力的目的，體現(xiàn)不了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的主體地位，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

針對(duì)上述弊端，結(jié)合各個(gè)學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行總體優(yōu)化設(shè)計(jì)，4年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)一考慮，實(shí)驗(yàn)教學(xué)4年不斷線，努力把培養(yǎng)學(xué)生能力結(jié)構(gòu)的總體目標(biāo)分解到不同階段，采取不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，建立知識(shí)和能力并重的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。時(shí)間上新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系仍然根據(jù)教學(xué)年安排，知識(shí)結(jié)構(gòu)上按照專業(yè)教學(xué)的基本規(guī)律設(shè)置，但我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分解為3個(gè)層面和3個(gè)階段，3個(gè)層面——基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)、研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，3個(gè)階段——大學(xué)一二年級(jí)、三年級(jí)、四年級(jí)。

1.基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

本層面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)針對(duì)低年級(jí)學(xué)生,一是讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)儀器原理,掌握操作方法；二是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)方法。通過(guò)這一層面的實(shí)驗(yàn)基本技能和實(shí)際操作能力的訓(xùn)練,幫助學(xué)生驗(yàn)證一些有價(jià)值的定理,觀察一些特殊的現(xiàn)象,掌握專業(yè)實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備的操作,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣和敬業(yè)精神。

2.設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)

本層面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí),觀察、分析一些典型的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生積極思維、勇于創(chuàng)新,接受科研試驗(yàn)方法的初步訓(xùn)練,為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),我們開(kāi)設(shè)一些結(jié)合專業(yè)的自選實(shí)驗(yàn)課程,這些實(shí)驗(yàn)課程都具有專業(yè)的綜合性和設(shè)計(jì)性,由學(xué)生針對(duì)自己的專業(yè)進(jìn)行選擇。從題目的選擇,到實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),再到數(shù)據(jù)的采集和分析,最后形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和技術(shù)總結(jié)。通過(guò)這一層面的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,學(xué)生的學(xué)習(xí)比較接近實(shí)際工程和研究,學(xué)會(huì)了解決一些實(shí)際工程中的基本問(wèn)題,具有初步的綜合創(chuàng)新能力,畢業(yè)后能很快勝任工作。

3.研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

本層面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了讓學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)，對(duì)于提高整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量以及檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有重要作用。結(jié)合學(xué)科的一些前沿科研項(xiàng)目，由學(xué)生自己提出實(shí)驗(yàn)課題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、安裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置，自己完成試驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)處理，加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和能力的培養(yǎng)。通過(guò)研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，學(xué)生能盡早參與科研工作，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題，具有全面的綜合創(chuàng)新能力。研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)四年級(jí)學(xué)生，學(xué)生結(jié)合專業(yè)課的學(xué)習(xí)，選擇研究性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課題，向系和學(xué)院教學(xué)管理部門(mén)申請(qǐng)指導(dǎo)教師和專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助，審批后由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和技術(shù)總結(jié)，系專業(yè)委員會(huì)組織驗(yàn)收和答辯，對(duì)有較高價(jià)值的成果，經(jīng)過(guò)系專業(yè)委員會(huì)推薦向?qū)W院申請(qǐng)科研獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)生也可以申請(qǐng)參與教師的科研課題，完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，經(jīng)指導(dǎo)教師考核，申請(qǐng)創(chuàng)新教學(xué)學(xué)分或其他實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分。

二、實(shí)驗(yàn)考試的改革

對(duì)于實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核則采取不同階段采用不同細(xì)則的辦法。對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告制定了統(tǒng)一的批改標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行，以杜絕抄襲行為的發(fā)生，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生就實(shí)驗(yàn)中的一些異?，F(xiàn)象在報(bào)告中發(fā)表自己的見(jiàn)解。要求學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小論文的形式出現(xiàn)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

1.嚴(yán)把實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量關(guān)

教師要做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢查工作，嚴(yán)格要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，詳細(xì)批改。在大循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)老師檢查簽字后方可離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，這樣保證了學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，避免部分學(xué)生編造數(shù)據(jù)。此外，嚴(yán)格規(guī)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)格式。一篇完整的物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)使用的儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論。特別應(yīng)該注重對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、分析和討論。我們要求學(xué)生改變過(guò)去抄寫(xiě)教材內(nèi)容模式，以小論文形式書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，把報(bào)告的重點(diǎn)放在結(jié)果與討論方面。

2.確立嚴(yán)格科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程考試方法

實(shí)驗(yàn)考試是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是促進(jìn)和檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種手段。針對(duì)基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)階段，采用平時(shí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)技能考試相結(jié)合的辦法，通過(guò)了這一階段的考試，才可進(jìn)行第二階段設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。針對(duì)設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)的考核，則采用資料收集情況，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性，實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展情況以及對(duì)結(jié)果的分析總結(jié)等相結(jié)合，進(jìn)行綜合考察。第三階段設(shè)計(jì)性綜合實(shí)驗(yàn)是針對(duì)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)有濃厚興趣并有獨(dú)特見(jiàn)解和能力的學(xué)生而開(kāi)設(shè)的，其考核采用論文或成果評(píng)價(jià)的方法。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)考試改革的嘗試，學(xué)生平時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的主動(dòng)性有了明顯的提高，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是包括課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理等各方面的全面改革，教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，在改革實(shí)施的過(guò)程中會(huì)遇到許多的問(wèn)題，需要不斷地研究和探索。只要把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革作為學(xué)校辦學(xué)水平和辦學(xué)特色的重要標(biāo)志來(lái)抓，就一定能夠大大提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)代要求的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才的目的。

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[3]李文娜，袁媛，魏國(guó)強(qiáng).物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與實(shí)踐探索[J].教育探索，2009，7：31～32

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Building up an optional course system in physical experiment based on students as principal parts

Zhang Meiru, Wu Fugen, Wei Xiaobo, Zhou Yuchang, Xu Xiaoming
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

Aiming at developing innovative ability of students, a new teaching system in physical chemistry experiment has been set up based on students as principal parts and teachers playing leading roles. By optimizing the content, updating the equipment, building up the optional course system, innovating the teaching method, practicing the multi-examine, the students abilities of scientific research and innovative practice have been evidently improved.

physical experiment; optional course; teaching system

2010-01-05

張美茹，本科，館員。