孔維姝 唐延林 胡 林

（貴州大學(xué)理學(xué)院 貴州光電子技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

面對困難，立足教改

孔維姝 唐延林 胡 林

（貴州大學(xué)理學(xué)院 貴州光電子技術(shù)與應(yīng)用重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

面對困難，以《基本要求》為指南，從教學(xué)管理系統(tǒng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程以及考核方式等教學(xué)環(huán)節(jié)探討提高實驗教學(xué)質(zhì)量的途徑.建立了教學(xué)管理系統(tǒng)；重新設(shè)計了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程，提出了卡片加三四制教學(xué)方案；制定了操作過程評分細(xì)則.

大學(xué)物理實驗；基本要求；教學(xué)改革

2004年12月教育部物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會制定了《非物理類理工科大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》（以下簡稱《基本要求》），對大學(xué)物理實驗課程的任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)能力、分層次教學(xué)等提出了基本要求，并對相應(yīng)的實施給出了具體的指導(dǎo)［1］.《基本要求》的主要特點是：（1）融知識、能力、素質(zhì)為一體；（2）推行開放實驗室，突出分層次教學(xué)；（3）重視教學(xué)過程；（4）重視教學(xué)保障硬件體系的作用［2，3］.其中明確規(guī)定實現(xiàn)基本要求的基本保證學(xué)時＞54，并且學(xué)校應(yīng)保障應(yīng)有的教學(xué)設(shè)備等硬件體系.

然而，我校農(nóng)林、生物類專業(yè)實施基本要求面臨如下困難：（1）學(xué)時數(shù)少.目前我們的總學(xué)時數(shù)為27，僅占基本要求底限的一半；（2）學(xué)生基礎(chǔ)差.我們的學(xué)生大多數(shù)是從大山里走出來的孩子，很多根本就沒有進過實驗室；（3）實驗室小、資金短缺、設(shè)備落后.雖然我校合并后成立了實驗中心，但就農(nóng)林生物類專業(yè)這塊的教學(xué)由于地理條件的限制，教室還是那幾間小教室；（4）教師少.現(xiàn)在面對我校農(nóng)林、生物類專業(yè)的實驗教師只有4名兼職教師.

面對這些困難，如何提高教學(xué)質(zhì)量，是我們每個教師應(yīng)潛心研究的問題.雖然我們的條件差，不利于進行分層次教學(xué)；不能引進具有時代氣息的設(shè)備；不能一間教室配備一位指導(dǎo)老師，但是，我們同樣可以以《基本要求》為指南，在融知識、能力、素質(zhì)為一體，重視教學(xué)過程等方面探索提高教學(xué)質(zhì)量的途徑.

1 建立教學(xué)管理系統(tǒng)

《基本要求》中提出，各學(xué)校要積極創(chuàng)造條件營造多元化的教學(xué)模式并加強現(xiàn)代化教學(xué)信息管理，以豐富教學(xué)資源、拓展實驗教學(xué)的時間和空間、滿足個性化教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要、提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和師生交流平臺.上學(xué)期，在我校理學(xué)院實驗中心的統(tǒng)一指導(dǎo)下，我們建立了大學(xué)物理實驗管理系統(tǒng)，試行了實驗管理系統(tǒng)下的教學(xué)，實現(xiàn)了學(xué)生在網(wǎng)上自主選課，開設(shè)了網(wǎng)上互動窗口，建立了教師和教師間，教師和學(xué)生間的交流平臺，為營造多元化教學(xué)模式和現(xiàn)代化教學(xué)信息管理邁出了堅實的一步.

2 重新設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

同樣的實驗項目不同的內(nèi)容要求可以收到不同的效果.我們以“融知識、能力、素質(zhì)為一體”的基本要求［4］為原則重新設(shè)計實驗內(nèi)容，盡量將過去測量基本物理量的實驗改為具有設(shè)計性、研究性或與生物相關(guān)的實驗，將過去的傻瓜儀器改為自行組裝的儀器.表1是部分實驗內(nèi)容調(diào)整前后對比.調(diào)整后的內(nèi)容更有利于學(xué)生掌握儀器的性能和操作的技術(shù)；有利于學(xué)生學(xué)習(xí)基本的研究方法和創(chuàng)新思想；有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力及學(xué)習(xí)興趣.

表1 部分實驗教學(xué)方案調(diào)整前后對比

3 實行卡片加三四制教學(xué)方案

對于大學(xué)物理實驗教學(xué)，為了培養(yǎng)學(xué)生獨立操作的能力，《基本要求》明確規(guī)定每臺設(shè)備1～2人，這對于小實驗室來說，如果一位老師只面對一個小實驗室，顯然教師工作效率太低，不符合當(dāng)今時代的節(jié)奏.雖然一位教師指導(dǎo)多個實驗，可以提高教師工作效率，但有些實驗室教師空缺又可能導(dǎo)致指導(dǎo)不周，教學(xué)效果下降.為了既提高教師的工作效率，又提高教學(xué)效果，我們提出了卡片加三四制實驗教學(xué)方案.

我們將每個工作臺上配以助教卡片.制作卡片從內(nèi)容、分類、格式等方面都提出了要求，卡片內(nèi)容主要包括注意事項以及有利于學(xué)生掌握實驗基本方法應(yīng)注意的問題，卡片內(nèi)容的分類以及卡片的格式都以便于學(xué)生快速查閱進行設(shè)計.表2是用混合法測量金屬比熱實驗的卡片.

表2 用混合法測量金屬比熱實驗的卡片

三四制教學(xué)方案是指每位老師指導(dǎo)3類實驗，教學(xué)過程分4個循環(huán)完成.3類實驗分別為獨立性實驗、半指導(dǎo)性實驗和指導(dǎo)性實驗（每個實驗室布置1類實驗，1類實驗有8套相同設(shè)備，每名學(xué)生1臺設(shè)備），表3列出了3類實驗的項目，其中1～3類實驗的指導(dǎo)時間按1∶4∶8的比例分配.四個循環(huán)的方案設(shè)計如下：第一個循環(huán)，用時20分鐘左右，主要教學(xué)任務(wù)是：檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況，同時，注意指導(dǎo)學(xué)生如何有效地進行預(yù)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生獨立分析和解決問題的能力.對第二輪指導(dǎo)，用時80分鐘左右，在這一輪循環(huán)中，主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題的能力及動手能力.具體操作是，在巡視學(xué)生的操作中，注意觀察發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作中的典型問題.典型問題主要包括：（1）儀器使用方法問題；（2）影響測量精度問題.一旦發(fā)現(xiàn)典型問題，及時組織所有本實驗項目學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)和解決這些問題，在這一環(huán)節(jié)中，特別注意培養(yǎng)學(xué)生用基本實驗方法，快速調(diào)節(jié)儀器、快速讀取數(shù)據(jù)以及提高測量精度等能力.表4列出了我們總結(jié)的快速調(diào)節(jié)、快速讀數(shù)及提高精度的部分方法.在這一環(huán)節(jié)中如果教師指導(dǎo)得好，不僅有利于學(xué)生掌握《基本要求》中的教學(xué)內(nèi)容，而且能夠使學(xué)生在老師的引導(dǎo)、啟發(fā)和鼓勵下，仔細(xì)操作、觀察；認(rèn)真思考、分析；大膽提問、答疑；積極動手、動腦，使課堂氣氛既緊張，又活躍，改變學(xué)生過去那種應(yīng)付差事的態(tài)度，真正體現(xiàn)學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)方法，有利于達到《基本要求》中能力培養(yǎng)的要求.第三輪循環(huán)的主要任務(wù)是進行數(shù)據(jù)可靠性分析（用時25分鐘左右），在這一循環(huán)中，注意發(fā)現(xiàn)典型的數(shù)據(jù)不可靠的問題，并及時指導(dǎo)學(xué)生討論，找出數(shù)據(jù)不可靠的原因.對不可靠的數(shù)據(jù)，一律要求學(xué)生重做，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的實驗態(tài)度.在第四輪循環(huán)中（用時25分鐘左右），對基本工具性實驗及基本實驗方法訓(xùn)練的實驗，檢查操作技能正確與否以及熟練程度.具體操作是，在老師統(tǒng)一指揮下，同時測量同一個量，并對同步操作的結(jié)果進行比較評價，這樣既省時又可提高學(xué)生的競爭意識；對組裝性實驗，檢查其是否能正常工作；對測量基本物理量的實驗進行小結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生歸納總結(jié)問題的能力.具體操作是，總結(jié)測量的難點、解決的方法及應(yīng)解決的關(guān)鍵問題等.通過這樣一些具有研究性、創(chuàng)意性的問題小結(jié)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.表5列出了部分實驗小結(jié)的主要內(nèi)容.

表3 1～3類實驗項目

表4 快速調(diào)節(jié)、快速讀數(shù)及提高精度的部分方法

表5 部分實驗小結(jié)的主要內(nèi)容

4 制定操作過程考核細(xì)則

《基本要求》中明確指出：考核是實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是教學(xué)方法和教學(xué)過程的重要組成部分.對實驗成績的評估，我們實行了預(yù)習(xí)報告、實驗過程和實驗報告3項成績綜合評估.為了強調(diào)《基本要求》中重視教學(xué)過程的特點，加大了操作過程成績的權(quán)重，3項成績分?jǐn)?shù)的比例為2∶5∶3，預(yù)習(xí)報告的成績根據(jù)報告內(nèi)容（包括目的、儀器、原理、內(nèi)容及步驟）的概述、報告格式、報告的整潔度等進行評定.通過對實驗原理、內(nèi)容等的總結(jié)概括，一方面可提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力，另一方面可有效避免學(xué)生盲目地走進實驗室，胡亂應(yīng)付實驗的現(xiàn)象.操作成績往往是最難評價的，如果通過對學(xué)生一一提問進行評分，一方面會耗掉教師大量的時間，另一方面，單一的模式，也不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.我們試行了操作的高分和低分在整個實驗過程中體現(xiàn)的評分機制，對于完成實驗任務(wù)的給一個基礎(chǔ)分（70分），在此基礎(chǔ)上，根據(jù)操作過程中得到的加分和扣分點升降分?jǐn)?shù)，加分點主要包括：能夠發(fā)現(xiàn)、提出、解決以及積極回答問題；對于常見的實驗系統(tǒng)故障能進行分析、判斷和排除；實驗方法科學(xué)以及操作熟練.所加分?jǐn)?shù)按得分點的多少以及是否有創(chuàng)新性決定，1個普通得分點加5分，一個有創(chuàng)新性的得分點加10～25分.所扣分?jǐn)?shù)按扣分點的多少和損壞儀器的情況評估，1個普通扣分點扣5分，對于不愛護公共財產(chǎn)的嚴(yán)重不良行為扣除所有基礎(chǔ)分.由此評價的操作分?jǐn)?shù)，可提高學(xué)生愛護公共財產(chǎn)的意識，較真實地反映了學(xué)生的能力，使學(xué)生能在相互比較中了解自身長處和不足，增加學(xué)生的競爭意識和創(chuàng)新意識，引領(lǐng)學(xué)生朝著有利于自身充分發(fā)展的方向努力，符合《基本要求》中強化對學(xué)生能力和實驗技能考核，重視教學(xué)過程的要求，受到學(xué)生的普遍認(rèn)可.實驗報告的分?jǐn)?shù)，主要決定于實驗數(shù)據(jù)的處理（包括實驗結(jié)果、不確定度分析）、實驗結(jié)果的討論以及思考題的解答，三者的分?jǐn)?shù)比例為：80∶10∶10，著重于訓(xùn)練學(xué)生實驗數(shù)據(jù)處理方法以及對實驗結(jié)果的分析，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.

我們知道我們與大多數(shù)重點大學(xué)的差距還很大，正因為如此，我們意識到必須立足教改.我們相信只要不斷地努力，以《基本要求》為指南，再通過網(wǎng)絡(luò)的交流平臺以及走出去參加相關(guān)會議，向兄弟院校學(xué)習(xí)，我們一定能夠不斷地提高教學(xué)質(zhì)量.

［1］ 李相銀，王志興，崔驥，裴曉.落實《大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》，加強大學(xué)生物理實驗?zāi)芰蛯嶒瀯?chuàng)新意識的培養(yǎng)、訓(xùn)練［J］.物理與工程，2007，17（2）：3～5

［2］ 霍劍青.大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求的指導(dǎo)思想和內(nèi)容解讀［J］.物理與工程，2007，17（1）：5～9

［3］ 唐海燕，陶純匡.認(rèn)真學(xué)習(xí)《非物理類理工科大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》全面提高大學(xué)物理實驗課程教學(xué)質(zhì)量［J］.物理與工程，2007，17（3）：12～13

［4］ 韓忠，陶純匡.深刻領(lǐng)會《非物理類理工科大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》的精神，深化改革，建設(shè)精品課程［J］.物理與工程，2007，17（2）：21～22

［5］ 孔維姝，唐延林，胡林.楊氏模量實驗儀器調(diào)節(jié)的一種優(yōu)化方法及實施方案［J］.大學(xué)物理 已錄用

［6］ 黃英群，李寶河，耿愛叢.分光計調(diào)整實驗中望遠鏡光軸的一種極限調(diào)節(jié)法［J］.大學(xué)物理實驗，2008，21（4）：36～41

2011－03－11）

教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會項目（2009），貴州省基金（20062003）（由孔維姝主持）.教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會項目（2008.）（由唐延林主持）

孔維姝（1958年出生），女，河北武安，教授，學(xué)士.凝聚態(tài)物理.