許永紅，葛立新，劉曉偉，傅院霞

（蚌埠學(xué)院 數(shù)理系，安徽 蚌埠 233030）

胡錦濤同志在中國(guó)科學(xué)院第十四次院士大會(huì)和中國(guó)工程院第九次院士大會(huì)上的講話中指出“要把教育擺在優(yōu)先發(fā)展的地位，更新教育觀念，深化教育改革創(chuàng)新，全面推進(jìn)素質(zhì)教育，調(diào)整學(xué)科和專業(yè)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”.“工程化”教育就是建立在實(shí)踐、創(chuàng)新層面上的.怎樣縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距，培養(yǎng)大批高級(jí)工程技術(shù)人才，成為高等工程教育的重要任務(wù).

高等教育的“工程化”核心問題就是實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練.所謂實(shí)踐能力可以說是在實(shí)際工作中克服困難解決問題的能力，而創(chuàng)新能力就是綜合應(yīng)用你的各種知識(shí)，包括科技的、美學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的等各種知識(shí)，創(chuàng)造出有新意的，高附加值的，深受市場(chǎng)歡迎的產(chǎn)品的能力.實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力密不可分，創(chuàng)造性地運(yùn)用各種學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的能力是工程師培養(yǎng)的根本所在[1].工程科學(xué)的許多知識(shí)和技能都必須在動(dòng)手實(shí)踐的過程中才能掌握，才能融會(huì)貫通，才能發(fā)揮出創(chuàng)新的意識(shí).面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的工程實(shí)踐環(huán)境，工程教育只有在各種學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中強(qiáng)調(diào)實(shí)踐學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中培養(yǎng)工程人才多方面的綜合素質(zhì)，才能培養(yǎng)出合格的工程人才[2].因此要把高等教育的各個(gè)環(huán)節(jié)都放到“工程化”教育背景下去思考，去實(shí)踐.

著名物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授曾經(jīng)說過：“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)”.物理學(xué)本身就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),物理學(xué)實(shí)驗(yàn)既為了物理學(xué)發(fā)展創(chuàng)造條件,也為了現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研究打下了物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也在許多新興科技領(lǐng)域也起著重要作用.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的重要性還在于它是理工科學(xué)生進(jìn)校后的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程.它以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題、動(dòng)手和創(chuàng)新能力為目的，強(qiáng)化學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀，為后繼學(xué)習(xí)專業(yè)課奠定必要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).怎樣把“工程化”教育背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)成一個(gè)工程化教育的平臺(tái)，我認(rèn)為可以從教學(xué)對(duì)象、教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)備、教學(xué)管理等多方面入手[3].

1 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次化

工程人才需要在復(fù)雜多樣的實(shí)踐環(huán)境中解決問題，因此，我們培養(yǎng)的學(xué)生，不僅要有實(shí)踐操作的能力，而且要有解決問題的創(chuàng)新能力.結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)，因材施教，物理實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置應(yīng)層次化，不僅要有驗(yàn)證基本理論的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，而且需要開設(shè)部分開放性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，另外還可以真正開放物理實(shí)驗(yàn)室，供學(xué)生研究課題.

針對(duì)不同程度的學(xué)生,可以作不同的要求,好的學(xué)生可以自己完成實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，訓(xùn)練自己的操作能力.對(duì)學(xué)習(xí)較差的學(xué)生，可以補(bǔ)做一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)理論的理解.

錢臨照教授曾說過：“在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生能自已設(shè)計(jì)一個(gè)新方法來闡明這個(gè)實(shí)驗(yàn)的物理概念，一個(gè)新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，不管如何粗糙，亦應(yīng)當(dāng)受到鼓勵(lì)，因?yàn)槠渲杏行滤枷朐诶锩?，表現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)新的積極性”.由于學(xué)生在具備了一定的基本理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在教學(xué)計(jì)劃中安排有綜合提高實(shí)驗(yàn)是有必要的,除此以外，還應(yīng)開設(shè)一些開放性、設(shè)計(jì)性，探討性實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)只提供問題和基本原理，學(xué)生需要自己選擇實(shí)驗(yàn)儀器、制定實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，最終對(duì)結(jié)論進(jìn)行必要的分析.在開放性實(shí)驗(yàn)的全過程中真正培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，尤其是創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要有一定的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)方案才能實(shí)施，一個(gè)實(shí)驗(yàn)也往往有多種不同的實(shí)驗(yàn)方法.例如:測(cè)定楊氏模量的方法就有金屬絲的伸長(zhǎng)法(用光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化)，梁的彎曲法.增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，鼓勵(lì)學(xué)生求新、求異是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑.

教學(xué)的多層次化為培養(yǎng)“工程化”人才提供教育教學(xué)平臺(tái).

2 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法多樣化

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須以學(xué)生為本，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，注重啟發(fā)式教學(xué)，切忌注入式教學(xué)，切實(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性.

啟發(fā)性教學(xué)關(guān)鍵在合理設(shè)問，認(rèn)清教與學(xué)的關(guān)系，教為主導(dǎo)，學(xué)為主體，教師為學(xué)生服務(wù).講解過程中設(shè)問要做到：在知識(shí)關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)問，在教學(xué)難易適當(dāng)時(shí)間設(shè)問，在學(xué)生需要時(shí)設(shè)問.

物理實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)節(jié)儀器.在實(shí)驗(yàn)課中盡可能安排一些儀器的性能調(diào)試，在儀器發(fā)生故障時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自己維修，甚至讓學(xué)生自制儀器完成部分實(shí)驗(yàn).

充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，營(yíng)造一個(gè)寬松、活躍的教學(xué)氛圍.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都給學(xué)生流出足夠的空間，尤其是在開放性實(shí)驗(yàn)和科研，讓學(xué)生自己提問，自己回答問題，自己探索問題，自己動(dòng)手解決問題.

同時(shí)，還要給學(xué)生以講座的形式介紹物理學(xué)發(fā)展的最新成果和科研動(dòng)態(tài)，開闊學(xué)生的眼界，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣和愛好.

靈活多樣的教學(xué)方法培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，又激發(fā)了學(xué)生積極探索、銳意進(jìn)取的精神，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到很好的培養(yǎng).

教學(xué)方法多樣化為培養(yǎng)“工程化”人才提供教育方式平臺(tái).

3 物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施現(xiàn)代化

陳舊的實(shí)驗(yàn)手段，落后的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，呆板的實(shí)驗(yàn)方法與現(xiàn)在的快速發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)極不協(xié)調(diào)，也抑制了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣以及對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)追求的欲望.物理實(shí)驗(yàn)室在不斷加大實(shí)驗(yàn)儀器的購(gòu)置的基礎(chǔ)上，可以引進(jìn)現(xiàn)代技術(shù)的仿真技術(shù)，設(shè)置計(jì)算機(jī)物理仿真實(shí)驗(yàn)室，這樣既可以使學(xué)生對(duì)先進(jìn)的儀器和相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)手段產(chǎn)生濃厚的興趣，又能讓學(xué)生使用先進(jìn)的儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得更多的感性知識(shí)，而且現(xiàn)代化儀器設(shè)備結(jié)合了多種學(xué)科知識(shí)，操作設(shè)備除了需要專業(yè)知識(shí)外，還需要有一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)，這樣大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性.在自發(fā)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，不斷提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，這也適應(yīng)了現(xiàn)代素質(zhì)教育的要求.

教學(xué)儀器現(xiàn)代化為培養(yǎng)“工程化”人才提供教育設(shè)備平臺(tái).

4 物理實(shí)驗(yàn)室管理開放化

要把實(shí)驗(yàn)室封閉式管理改為開放式管理.過去，只有在做學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生才可走進(jìn)實(shí)驗(yàn)實(shí)，而且學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本上是按照教材的設(shè)計(jì)而進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，新課程則要求學(xué)生以實(shí)驗(yàn)室的活動(dòng)為手段，通過探究，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇儀器，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)規(guī)律.過去的實(shí)驗(yàn)只限于教材規(guī)定的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，新課程則要求根據(jù)探究活動(dòng)的需要，讓學(xué)生盡可能多地在實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)，不再局限于教材.物理實(shí)驗(yàn)室的各種儀器、設(shè)備、模型都是寶貴的課程資源，尚未得到充分的開發(fā)利用，為此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究創(chuàng)設(shè)條件，向?qū)W生開放，讓學(xué)生接觸并熟悉各種實(shí)驗(yàn)儀器，選擇儀器進(jìn)行科學(xué)探究.

實(shí)驗(yàn)室的開放要以班或者以興趣小組、探究小組為單位，采取實(shí)驗(yàn)專人負(fù)責(zé)制，讓學(xué)生根據(jù)自己的具體情況獨(dú)立思考，自己動(dòng)手.開放時(shí)間可選在自修課或課外活動(dòng)時(shí)間.教師要為學(xué)生提供開放的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)，在開放的實(shí)驗(yàn)室中，既要鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、自我發(fā)揮，鼓勵(lì)學(xué)生提出不同的設(shè)想，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行探究，也要為學(xué)生提供必要的理論指導(dǎo)和“維護(hù)型”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，避免學(xué)生走過太多彎路，也要保證實(shí)驗(yàn)的安全.

要把實(shí)驗(yàn)室改為開放式管理，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室管理體制也需要改革.新的管理體制應(yīng)體現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生的集體參與特點(diǎn).只有充分調(diào)動(dòng)所有成員的積極性，教學(xué)改革才有保障.實(shí)驗(yàn)管理人員的積極性和行之有效的制度，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)改革提供強(qiáng)有力的支持，教師和學(xué)生的積極參與又是改革成功與否的關(guān)鍵.新的體制首先在學(xué)習(xí)時(shí)間上給予保證，其次提供良好的寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，真正使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變主動(dòng).教師的積極參與更有利于良好教學(xué)氛圍的形成.

實(shí)驗(yàn)室管理開放化為培養(yǎng)“工程化”人才提供教育創(chuàng)新平臺(tái).

5 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息化

隨著物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次化，多樣化，開放化等措施的出臺(tái)和實(shí)施，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的安排，時(shí)間的安排，學(xué)生的選課，實(shí)驗(yàn)教師的安排，考試的安排等等工作千頭萬緒，都給教學(xué)管理增添了極大的困難，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,以及網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)管理中的應(yīng)用,可以大幅度地提高管理者的工作效率,提供先進(jìn)的管理方式.利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的排課系統(tǒng)、選課系統(tǒng)非常有效的安排物理實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容、時(shí)間、地點(diǎn).學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行選課,查詢自己的課表,查詢成績(jī)及打印輸出等操作.利用物理實(shí)驗(yàn)精品課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，收集網(wǎng)上的各種大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)工程化教學(xué)資源，提供第二課堂教學(xué)信息，建立學(xué)生與教師的交流平臺(tái)、自我檢測(cè)平臺(tái)等等.利用好計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)，使教學(xué)管理井然有序，進(jìn)一步發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、自主性和創(chuàng)造性.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息化為培養(yǎng)“工程化”人才提供教育信息管理和交流平臺(tái).

總之,“工程化”教育背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的道路是艱辛和漫長(zhǎng)的，一定要堅(jiān)持教學(xué)方法要有層次,要靈活多樣、實(shí)驗(yàn)設(shè)備要現(xiàn)代化、實(shí)驗(yàn)觀念要更新、管理要更新，只有這樣才可以創(chuàng)新大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).才能把物理實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)成一個(gè)工程化的教育平臺(tái).

〔1〕李正，林鳳.從工程的本質(zhì)看工程教育的發(fā)展趨勢(shì)[J].高等工程教育研究,2007(2):19-25.

〔2〕楊博,孫海濤,楊柳,余旱雨.工程化教育背景下土木工程專業(yè)力學(xué)課程體系改革的探討[J].教育與教學(xué)研究,2010(5):63-64.

〔3〕崔杰軍,于洛生,符建華.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革嘗試與探索[J].河南教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,14(4):23-24.

〔4〕唐武生，高洪，姚春景.實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化管理系統(tǒng)的研究[J].《長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)》，2004,(6):56-58.