李建新，竇立璇

（安陽工學(xué)院，河南安陽 455000）

論開放式普通物理實驗教學(xué)

李建新，竇立璇

（安陽工學(xué)院，河南安陽 455000）

“開放式普通物理實驗”教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)習(xí)的能動性有著積極的意義，因此根據(jù)開放式普通物理實驗在特點和條件，討論了開放式普通物理實驗的一些問題。

開放式實驗教學(xué)；普通物理實驗

在高等工科院校的教學(xué)工作中，實驗教學(xué)占有舉足輕重的地位，而普通物理實驗作為學(xué)生入校以來最先接觸到的基礎(chǔ)實驗課［1］，無疑對其以后的學(xué)習(xí)和實踐有著重要的意義和影響。但是以實驗室為環(huán)境，以教師為中心，以現(xiàn)成的教材為工具的傳統(tǒng)物理實驗教學(xué)模式在某種程度上限制了學(xué)生的想象力和創(chuàng)新意識，同時學(xué)生實驗時間固定、實驗場地局限、實驗效率低下和實驗效果較差的現(xiàn)象也限制了學(xué)生對實驗本身的積極性和主動性，不適于現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，因此必須加強(qiáng)物理實驗教學(xué)的改革、創(chuàng)新和發(fā)展，改革物理實驗教學(xué)模式，創(chuàng)新物理實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，使學(xué)生得到有效的訓(xùn)練，利用物理實驗的特殊性質(zhì)和條件更好的培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力［2］。而開放式普通物理實驗教學(xué)對達(dá)到這樣的目的是有益的。

1 開放式普通物理實驗教學(xué)的特點

開放式普通物理實驗教學(xué)不同于傳統(tǒng)的普通物理實驗教學(xué)，它應(yīng)該是一種有序但不僵化的、靈活而不散漫的、具有一整套完整教學(xué)過程和評價體系的、對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維有促進(jìn)作用的實驗教學(xué)模式［3］。它應(yīng)該具有以下特點：

1.1 學(xué)生成為物理實驗的主體

傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)模式是一個以“教師”為教學(xué)主體的實驗教學(xué)模式，過分強(qiáng)調(diào)對基本知識和技能的傳授，強(qiáng)調(diào)對物理理論教學(xué)的輔助和驗證作用，注重對傳統(tǒng)知識的學(xué)習(xí)和繼承作用，開放式物理實驗教學(xué)就從根本上采用以“學(xué)生”為中心的實驗教學(xué)模式，學(xué)生可以自主選擇實驗內(nèi)容，制定實驗課題，確定實驗儀器，安排實驗步驟，完成實驗測量，處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，寫出實驗報告等等，甚至可以自主地選擇實驗時間和合作實驗對象。而實驗教師更多的是提供實驗資料、探討實驗方案、解答疑難問題、提出注意事項、維護(hù)實驗器材等圍繞學(xué)生主體的服務(wù)工作，以確保學(xué)生能夠把實驗順利地自主地完成。這樣學(xué)生真正地成為實驗的主體，不得不去思考整個實驗的過程，而不是被動的按照安排好的套路去完成實驗，因此客觀上是學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高和培養(yǎng)。

1.2 因人施教，因材施教得以體現(xiàn)

以學(xué)生為主體的開放式物理實驗卻能夠充分利用學(xué)生的能動性，使之能夠極大限度的提高自身在物理實驗中的主動性，根據(jù)自己的需求、能力、專業(yè)選擇自己與要完成的實驗，并根據(jù)自己對實驗的準(zhǔn)備情況調(diào)整實驗時間，而實驗教師可以根據(jù)每個學(xué)生的不同要求和特點對其進(jìn)行不同的指導(dǎo)和服務(wù)，對學(xué)生和教師來說，效果上起到了因人施教因材施教的作用［5－7］。

2 開放式普通物理教學(xué)應(yīng)具備的條件

開放式普通物理實驗教學(xué)不同于傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)，因此在硬件和軟件上都需要具備一定的條件。

2.1 硬件條件

首先要有足夠的實驗設(shè)備供學(xué)生使用，不僅體現(xiàn)在每種實驗設(shè)備的數(shù)量上，而且要提供足夠多的實驗項目供學(xué)生進(jìn)行選擇。其次校園網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)成為開放式物理實驗的必要的支撐。另外，應(yīng)該在校園網(wǎng)絡(luò)上建立起實驗教師進(jìn)行答疑解惑，指導(dǎo)學(xué)生的平臺，以及對開放式物理實驗進(jìn)行管理的平臺。

2.2 軟件條件

要在制度上規(guī)范和鼓勵開放式物理實驗教學(xué)工作，建立完善的規(guī)章制度，為開放式物理實驗教學(xué)提供一個寬松的環(huán)境。在思想上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的物理實驗的教學(xué)模式，根據(jù)實驗教師的主導(dǎo)地位的性質(zhì)，在教學(xué)過程中更多的采用啟發(fā)式、討論式、研討式的教學(xué)方法，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。在工作中開拓新的教學(xué)手段，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。在教材建設(shè)上要完善實驗指導(dǎo)書，根據(jù)學(xué)校的設(shè)備對實驗內(nèi)容進(jìn)行充實、改造和篩選，如引入國際通用的不確定度概念進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，增加必要的設(shè)計性試驗和綜合性實驗內(nèi)容等。

3 開放式普通物理實驗教學(xué)的幾個要說明的問題

3.1 開放式普通物理實驗不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)設(shè)計性和綜合性

開放式物理實驗教學(xué)過程要符合教育規(guī)律。物理實驗作為學(xué)生入校以來最早接觸的實驗課程，對于在中學(xué)很少接觸實驗的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)物理實驗的基本知識、基本方法和基本實驗技能還是很必要的，過分強(qiáng)調(diào)減少驗證性實驗是不現(xiàn)實的，一些基本儀器的使用和基本的驗證實驗，無論對以后的物理實驗還是其它學(xué)科的實驗都是有幫助的，也有助于理解物理學(xué)的基本概念。

3.2 開放式普通物理實驗教學(xué)和實驗秩序應(yīng)是一致的

開放式物理實驗教學(xué)鼓勵學(xué)生自由的選擇實驗項目、實驗時間和實驗頻次，并不是說學(xué)生可以隨意的進(jìn)行實驗，有些可以是設(shè)計性的，這種自由選擇是在一定的范圍內(nèi)的。一般說來，對于一些預(yù)備性實驗和基本實驗是要求必做的，有些是可以選做的。選做實驗和設(shè)計性實驗可以更具自己的需要進(jìn)行選擇，但必做實驗必須完成。整個實驗的過程必須是由簡到難、由局部到綜合的有序的實驗過程。只有好的實驗教學(xué)秩序，才能保障開放式物理實驗教學(xué)的效率和順利進(jìn)行。學(xué)生自由選擇實驗時間也是相對的，簡單的基礎(chǔ)的實驗必然在較早輪次開設(shè)，而復(fù)雜一些的實驗必然在靠后一些的輪次開設(shè)，涉及性和綜合性實驗往往是在最后的一兩個輪次開設(shè)。一次選擇實驗時間也必須在相應(yīng)的輪次內(nèi)進(jìn)行選擇，才能保證整個實驗的有序進(jìn)行。

3.3 開放式普通物理實驗中的設(shè)計性實驗要簡單

普通物理實驗的課程性質(zhì)和開設(shè)時間決定了其在實驗項目設(shè)定時應(yīng)該是大部分以驗證性實驗為主，輔之以少量的設(shè)計性實驗和綜合性實驗，幾乎沒有創(chuàng)造性實驗和開發(fā)性實驗的特征。同時，設(shè)計性實驗應(yīng)以簡單的設(shè)計性實驗為宜，所用之適應(yīng)在學(xué)生掌握的知識范圍內(nèi)，使學(xué)生能夠很容易的理解試驗的目的，然后能夠充分的發(fā)揮自己的能動性，而可以進(jìn)行推敲和設(shè)計，制定出詳細(xì)的實驗方案，而是用的儀器也一般是以前使用過或很容易使用的。

3.4 開放式普通物理實驗要加強(qiáng)實驗前的預(yù)習(xí)

開放式普通物理實驗的教學(xué)工作的主體是學(xué)生，實驗教師圍繞學(xué)生做主導(dǎo)性質(zhì)的服務(wù)和保障工作，因此這樣的教學(xué)模式就要求學(xué)生要充分做好實驗的預(yù)習(xí)工作，在進(jìn)行開放式物理實驗時，學(xué)生對實驗設(shè)備的使用方法的掌握和對實驗內(nèi)容的掌握具有同等重要的地位，為此我們在實際的教學(xué)過程中充分利用了多媒體網(wǎng)絡(luò)和CAI課件的作用，在課件中，將每一種要使用的儀器通過攝像機(jī)拍攝下來，詳細(xì)介紹其各部分的位置及作用，同時將儀器具體使用的方法和注意事項只做成錄像片，而且詳細(xì)介紹實驗時可能看到的直觀實驗現(xiàn)象和讀取數(shù)據(jù)的方法，將這些可見放到校園網(wǎng)上供學(xué)生在預(yù)習(xí)時使用，使得學(xué)生能夠在實驗的過程中對實驗的內(nèi)容及目的更多的關(guān)注，而不是將大部分時間放在研究儀器的使用上，大大的提高了實驗效率，同時也是的學(xué)生真正的在開放式普通物理實驗中體會到了實驗的意義所在。另外在學(xué)生進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)時，利用各種形式和實驗教師進(jìn)行溝通交流也會促進(jìn)學(xué)生的預(yù)習(xí)效果的提高，同時我們還鼓勵學(xué)生在預(yù)習(xí)實驗時進(jìn)行探討，以使實驗?zāi)軌蚱鸬綉?yīng)有的效果。

3.5 要加強(qiáng)開放式普通物理實驗教學(xué)的規(guī)范管理

開放式普通物理實驗教學(xué)模式是一種新型的教學(xué)模式，為保證實驗的順利進(jìn)行，除了在教學(xué)內(nèi)容上更新和教學(xué)主體上變化外，更加規(guī)范的實驗室管理制度也是開放式普通物理實驗教學(xué)所要求的必要的配套措施。同時應(yīng)該建立起對學(xué)生的有效的監(jiān)督體系，實驗過程中要求嚴(yán)格使用本組的儀器設(shè)備，不得在不同組間進(jìn)行調(diào)換，實驗中遇到問題，特別是設(shè)備問題應(yīng)及時報告，實驗完畢后，應(yīng)整理好儀器設(shè)備，經(jīng)同意后才能離開。這要就保證了整個實驗過程中設(shè)備的完好率能搞保持在一個較高水平，同時還應(yīng)該建立及時維護(hù)和維修設(shè)備的機(jī)制等。建立和加強(qiáng)實驗室的規(guī)范管理為開放式實驗教學(xué)提供了物質(zhì)安全的保障。

3.6 要改革開放式普通物理實驗教學(xué)的評價體系

開放式普通物理實驗教學(xué)中的評價體系應(yīng)該包括至少兩個方面：其一是對實驗教師的教學(xué)效果評價，其二是對學(xué)生的實驗效果評價。當(dāng)然，要想全面地對實驗教學(xué)進(jìn)行一個合理的評價，還需要對現(xiàn)有的實驗教學(xué)體系評價進(jìn)行不斷的改革。

4 結(jié) 論

開放式普通物理實驗教學(xué)對實驗教師和學(xué)生都是一個全新的實驗教學(xué)模式，需要在觀念上提高認(rèn)識，在制度上規(guī)范管理，在硬件上加強(qiáng)建設(shè)，在資金上予以保證，同時加強(qiáng)教學(xué)能力提高教學(xué)水平，完善教材教法，更新實驗內(nèi)容，利用網(wǎng)絡(luò)資源，開發(fā)計算機(jī)輔助軟件，建立合理的評價溝通體系，因地制宜，循序漸進(jìn)，而且要符合教育的規(guī)律。這樣才能更好的培養(yǎng)符合社會需求的、具有創(chuàng)新探索精神的人才。

［1］ 梁為民，李建新，熊維德.大學(xué)物理實驗［M］.北京：航空工業(yè)出版社，2001：137-148.

［2］ 金恩培.淺談美國、加拿大幾所大學(xué)物理實驗教學(xué)情況［J］.物理實驗，2002，22（1）：45-48.

［3］ 周嵐，王偉，朱蜀梅.物理實驗開放式教學(xué)的探索與實踐［J］.大學(xué)物理，2002，21（10）：43-46.

［4］ 鄭志民.論高職開放式實驗教學(xué)［J］.中國實用醫(yī)藥，2006，1（9）：99-100.

［5］ 王秋芬.設(shè)計性、研究性實驗對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.大學(xué)物理實驗，2006，19（3）：88-91.

［6］ 徐晶，胡賓.開放式創(chuàng)新型實驗教學(xué)改革初探［J］.實驗室研究與探索，2002，21（5）：21-22，36.

［7］ 鄭鶴松.大學(xué)物理設(shè)計性實驗的教改實踐與思考［J］.實驗技術(shù)與管理，2004，21（5）：101-104，107.

On Opening Teaching in General Physics Experiment

LI Jian-xin，DOU Li-xuan

（Anyang Institute of Technology，Henan Anyang 455000）

Opening teaching in general physics experiment is instructive in developing students’creativity and initiative to learn.Therefore，it is based on the characteristics and conditions of general physics experiment，discusses some problems that may occur during opening teaching in general physics experiment.

opening experiment teaching；general physics experiment

O4-33

A

1007-2934（2011）05-0108-03

2011-01-25

本項目是2009年度河南省高等教育教學(xué)改革研究立項項目（2009SJGLX291）