洪煒寧，錢(qián)良存，劉家菊，黎 珉，郭守月

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，安徽 合肥 230036）

1 引言

教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)（高教[2012]4號(hào)）提出，創(chuàng)新能力是人才素質(zhì)的核心，要求高等院校培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的卓越人才.物理實(shí)驗(yàn)是理、工、農(nóng)等各專(zhuān)業(yè)必修的基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，系統(tǒng)接受科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技能訓(xùn)練的開(kāi)端.物理實(shí)驗(yàn)課程覆蓋了廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，有著豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法和手段，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要課程.因此，發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維的引導(dǎo)，意義尤為重大.

開(kāi)放教學(xué)模式在高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)揮的作用已倍受關(guān)注，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課程已成為開(kāi)放課程的一個(gè)研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的永恒主題.鑒于麻省理工大學(xué)課程開(kāi)放辦法,網(wǎng)絡(luò)課程可突破時(shí)間和空間障礙，課程體系和管理模式等關(guān)系到創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，人才的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu).安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心已精心構(gòu)建了我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程，提高了實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)放質(zhì)量和開(kāi)放層次，并付諸實(shí)踐.

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程的構(gòu)建思路

首先，以物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放教學(xué)內(nèi)容與農(nóng)林專(zhuān)業(yè)課程結(jié)合，并將教師的科研成果和現(xiàn)代科技成果納入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中，構(gòu)建從基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性到自主研究性的逐層提高的物理實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)放體系.在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中，確保學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)方法和技能得到有效訓(xùn)練.在綜合性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)科之間有一定的交叉，訓(xùn)練學(xué)生較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)技能.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自選題目，自己查閱文獻(xiàn)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確保綜合素質(zhì)的訓(xùn)練得到加強(qiáng).自主研究性實(shí)驗(yàn)是以創(chuàng)新基金、各類(lèi)競(jìng)賽和科研課題為主，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人格，培育卓越人才.

其次，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程助學(xué)、助教和助管的功能，將教務(wù)信息、選課系統(tǒng)、虛擬資源等納入網(wǎng)絡(luò)課程中，以網(wǎng)頁(yè)和四級(jí)目錄方式，構(gòu)建了物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程.

最后，將網(wǎng)絡(luò)課程和實(shí)體實(shí)驗(yàn)課程資源結(jié)合，構(gòu)建了農(nóng)林特色的逐層提高的物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程，讓學(xué)生擁有更多可供選擇的學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)虛擬資源網(wǎng)絡(luò)共享和實(shí)體資源的全校師生共享，學(xué)生可根據(jù)自身需求選擇實(shí)驗(yàn)資源，達(dá)到自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

3 建立了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程

3.1 整合實(shí)體資源，形成逐層提高的開(kāi)放課程體系

物理實(shí)驗(yàn)中心將物理實(shí)驗(yàn)實(shí)體資源分類(lèi)整合.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容依據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町?，從?chuàng)新能力培養(yǎng)的規(guī)律出發(fā)，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的封閉模式，即打破物理實(shí)驗(yàn)中力、熱、聲、光、電磁學(xué)的界限，在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上改造了一批新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成結(jié)構(gòu)合理、逐層開(kāi)放的4個(gè)教學(xué)模塊的教學(xué)體系，即基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性和自主研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系.一是在力、熱、聲、光、電學(xué)中挑出最有代表性實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn).二是對(duì)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方案、內(nèi)容、儀器加以改造，使之加載多種實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，成為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.如，交流電橋法設(shè)計(jì)測(cè)定木材等天然高分子材料介電常數(shù)和含水率，設(shè)計(jì)多種方法測(cè)量微絲直徑等.三是添加實(shí)驗(yàn)儀器和引入科學(xué)研究手段，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)提升為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.如，在光電效應(yīng)物理量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，采用多元統(tǒng)計(jì)方法和DPS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)分析處理，構(gòu)成學(xué)科間綜合；添加了超聲光柵聲速儀，對(duì)現(xiàn)有的光源和分光計(jì)改造，測(cè)定聲速，構(gòu)成學(xué)科內(nèi)綜合.四是將科研成果轉(zhuǎn)化為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如，山核桃和木材的楊氏模量測(cè)定等.五是采用立項(xiàng)方式支持研究性實(shí)驗(yàn)，利用學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新基金、學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目和老師科研項(xiàng)目.如，電子門(mén)鈴制作，楊氏彈性模量?jī)x改造，分光計(jì)對(duì)食品中無(wú)機(jī)鹽光譜分析等.構(gòu)建了與生命科學(xué)、林學(xué)等專(zhuān)業(yè)聯(lián)系的農(nóng)業(yè)特色的綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，拓展了學(xué)生的知識(shí)面和跨學(xué)科創(chuàng)新思維，提升了學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力.

3.2 通過(guò)四級(jí)目錄建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教師整合了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程資源，建成了我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程，將教務(wù)系統(tǒng)、課程資源、仿真實(shí)驗(yàn)等套嵌于頁(yè)面中，形成四級(jí)目錄的網(wǎng)絡(luò)課程，其網(wǎng)址http://dxwlsy.ahau.edu.cn.物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程框架如圖1所示，一級(jí)目錄包括7個(gè)欄目：通知公告、實(shí)驗(yàn)室分布、課程資源和教務(wù)系統(tǒng)等.二級(jí)目錄包括8個(gè)子欄目：預(yù)習(xí)導(dǎo)航、教學(xué)視頻庫(kù)、演示實(shí)驗(yàn)庫(kù)、課程目錄、選課系統(tǒng)和成績(jī)管理等.三級(jí)目錄按實(shí)體實(shí)驗(yàn)逐層提高模式，安排4個(gè)層次課程目錄，對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.四級(jí)目錄的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：預(yù)習(xí)要求、實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)課件、仿真實(shí)驗(yàn)和在線(xiàn)測(cè)試等模塊.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程一級(jí)目錄中內(nèi)容，利用通知公告、交流平臺(tái)和教務(wù)系統(tǒng)等欄目，及時(shí)發(fā)布教學(xué)信息、教學(xué)心得等，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程助教和助管的功能.教務(wù)系統(tǒng)并拓展到二級(jí)目錄選課系統(tǒng)和成績(jī)管理中，可實(shí)現(xiàn)選修和必修實(shí)驗(yàn)課程選課和管理.二級(jí)目錄課程資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程助學(xué)的優(yōu)勢(shì)，按照學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，設(shè)置預(yù)習(xí)導(dǎo)航，有目的引導(dǎo)學(xué)生，把握實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)；推薦資源網(wǎng)提供國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程和優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站；教學(xué)視頻庫(kù)和演示實(shí)驗(yàn)庫(kù)等結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，幫助學(xué)生掌握儀器操作技能.三級(jí)目錄中，遵從學(xué)生能力培養(yǎng)的漸進(jìn)性原則，將課程資源規(guī)劃成基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性和自主研究性實(shí)驗(yàn)的逐層提高的教學(xué)體系.四級(jí)目錄中，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程助學(xué)和助教的優(yōu)勢(shì)，設(shè)置了預(yù)習(xí)要求、實(shí)驗(yàn)課件、在線(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)、在線(xiàn)測(cè)試等資源，幫助學(xué)生解決了在線(xiàn)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、復(fù)習(xí)和測(cè)試等難題.在實(shí)驗(yàn)課件和仿真實(shí)驗(yàn)中，提供了交互式界面，學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)上操作，掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧；在實(shí)驗(yàn)課件中還詳述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)背景資料，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維；預(yù)習(xí)要求中提供資料檢索工具，要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前，在校圖書(shū)館文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相應(yīng)的國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)，通過(guò)文獻(xiàn)的查找，了解國(guó)內(nèi)外的研究前沿，拓展學(xué)生創(chuàng)新思維.

圖1 實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程框架圖

4 網(wǎng)絡(luò)課程和實(shí)體實(shí)驗(yàn)結(jié)合的物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程的實(shí)踐

4.1 物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程中多種方法綜合應(yīng)用

逐層開(kāi)放教學(xué)中，采用指導(dǎo)教師逐層跟蹤分類(lèi)指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)教師的啟發(fā)和引導(dǎo)作用，將網(wǎng)絡(luò)課程和實(shí)體實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空限制，全面系統(tǒng)地引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維活動(dòng)和培育創(chuàng)新能力.在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中教師指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)，夯實(shí)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能.在綜合性實(shí)驗(yàn)中教師引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，倡導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué).在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，以學(xué)生為教學(xué)中心，全部由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式比較開(kāi)放，出現(xiàn)許多難以控制的因素，教師只提出指導(dǎo)性意見(jiàn)，并對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案、內(nèi)容、過(guò)程和創(chuàng)新能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生多向思維創(chuàng)新.如表面張力系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模喾N實(shí)驗(yàn)方案.讓學(xué)生有更大的選擇空間，可運(yùn)用對(duì)比學(xué)習(xí)法，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，從不同角度分析實(shí)驗(yàn)參數(shù)，利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力.自主研究性實(shí)驗(yàn)中，發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位，引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)和課題自主挖掘，以大學(xué)生開(kāi)放基金和老師的科研課題為導(dǎo)向，確定自主研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目范圍，學(xué)生分成小課題組，采用討論式教學(xué).通過(guò)開(kāi)放教學(xué)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、觀察能力、分析能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)精神的全面訓(xùn)練.在逐層開(kāi)放體系中落實(shí)了兩個(gè)轉(zhuǎn)變：一是落實(shí)教育方式的轉(zhuǎn)變，即從傳授知識(shí)轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)創(chuàng)造的能力；二是落實(shí)教育中心的轉(zhuǎn)變，教學(xué)中心從教師轉(zhuǎn)為學(xué)生，在教學(xué)中要充分發(fā)揮教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的作用，提高學(xué)生的自主權(quán)，使學(xué)生主動(dòng)投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，支持學(xué)生投入到科研活動(dòng)和科研課題，培養(yǎng)他們創(chuàng)新心理素質(zhì)和獨(dú)立的創(chuàng)新人格，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí).

4.2 實(shí)踐了“必修+選修+自主研究”的開(kāi)放教學(xué)模式

開(kāi)放課程在時(shí)間、內(nèi)容、儀器設(shè)備上開(kāi)放，做好開(kāi)放課程的管理至關(guān)重要.爭(zhēng)取學(xué)生輔導(dǎo)員的支持，由輔導(dǎo)員和教師共同引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).采用“必修+選修+自主研究”的教學(xué)模式，運(yùn)行方式逐層推進(jìn).運(yùn)用教務(wù)選課系統(tǒng)選課，必修項(xiàng)目主要由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)組成，由實(shí)驗(yàn)中心訂單式服務(wù)；選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要由綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)組成，由中心給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目菜單，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)需要，學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等；自主研究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)自課題.“必修+選修”采用小循環(huán)方式實(shí)施教學(xué)計(jì)劃，由老師對(duì)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)課程測(cè)試和實(shí)體實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)定，給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī).自主研究性實(shí)驗(yàn)?zāi)K建立導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)和結(jié)題.

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)幾年來(lái)實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)課程的積極性有了很大的提高，學(xué)生直接參與的發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)多項(xiàng)，學(xué)生參與發(fā)表的物理實(shí)驗(yàn)論文多篇，學(xué)生獲得安徽省首屆“大學(xué)生物理技能競(jìng)賽”和安徽省大學(xué)生“煒煌杯”電子大賽多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng).本中心建設(shè)的“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程”獲得省級(jí)教學(xué)成果三等獎(jiǎng)，物理實(shí)驗(yàn)多媒體課件獲得省級(jí)三等獎(jiǎng).這些成果的獲得均與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放課程教學(xué)模式密不可分，實(shí)踐證明，這種開(kāi)放課程教學(xué)模式是培養(yǎng)卓越人才的有效途徑.

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