蔣治國 樊洋

【摘要】物理實驗是工科院校一門公共基礎課程，在實際的教學中依然存在許多問題，建立“開放-自主式”教學模式是解決問題的有效方法。

【關鍵詞】物理實驗 教學改革 開放-自主式 教學模式

【中圖分類號】O4-33 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0180-02

一、引言

實驗教學是工科院校現(xiàn)代化教學過程中的重要教學手段，也是加快學生素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育所依托的一種重要的教學模式，在對學生多層面、多角度、全方位的綜合素質(zhì)培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用。如何充分利用實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，成為當前物理實驗教學中面臨的挑戰(zhàn)之一。

二、物理實驗教學中存在的問題

1.地位不高，重視不夠

馬克思說：“理論來源于實踐，實踐是檢驗真理的唯一標準”。說的就是物理理論知識來源于實驗，實驗又用來檢驗物理理論知識?？梢姡瑢嶒灲虒W和理論教學在院校教學中應該處于同樣重要的地位，它們相互轉(zhuǎn)化，互為基礎，相互依存，具有很強的相關性。但是事實上，由于受傳統(tǒng)教學觀念的影響，在許多院校實驗教學一直處于輔助教學的地位，甚至狹隘地把實驗教學局限于驗證某些理論。

實驗教學的地位沒有得到應有的重視，實驗教學條件比較差，實驗教員的作用得不到尊重，實驗教員始終處于教學輔助的地位。受這些因素的影響，院校實驗教學改革相對滯后，不能突出在培養(yǎng)創(chuàng)新人才中的作用，限制了學員走進實驗室的熱情和主動性，也使參與實驗教學的教職工的主動性和創(chuàng)造性受到打擊，達不到預期的實驗效果。實驗教學已不能完全滿足院?！芭囵B(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的專門人才”的根本要求[1]。

2.教師重科研，輕教學

高等院校作為教育機構(gòu)，其主要任務是育人，是培養(yǎng)學生，教學應該是所有工作的中心和重心，實驗教學也包括在內(nèi)。然而，當前大部分高校的政策導向和考評機制的重心卻主要在科研上，科研成果比教學能力更重要，例如在關系到教師切身利益的評職稱、定崗位、聘任等方面強調(diào)的幾乎都是科研成績和論文數(shù)量。這種評價體制導致高校教師們越來越偏重科研，而很少潛心教學，甚至許多教師把教學當做一種負擔而應付了事。這些教師一心想著申請科研項目和發(fā)表論文，不重視教學基本功的訓練，缺乏動手實踐能力，不善鉆研教學改革，上課只會照本宣科，對教學內(nèi)容一知半解，實驗儀器也不能規(guī)范操作。這些客觀上都助長了實驗教學日益邊緣化和形式化的傾向。

3.教學資源建設多，利用率低

目前，許多工科院校為了發(fā)展壯大，不斷加大對教學硬件建設的投資，這其中就包括實驗室的建設。大量的投資為實驗室修建了豪華寬敞的教學大樓，購置了許多高科技實驗設備，這些本應該會大大促進實驗教學水平的提升，但是事實上卻并非如此。由于這些院校的實驗教學缺乏促使學生在實踐能力的培養(yǎng)上獲得同步增長的教育機制，缺乏促使教師推進其科研成果轉(zhuǎn)化為教學生產(chǎn)力的獎勵機制，甚至為了方便管理和降低維護修理實驗設備費用，許多實驗室沒有真正對學生全方位開放。這些因素就導致學生進入實驗室的時間和機會少，實驗設備的利用率很低，很多昂貴的實驗設備基本沒怎么使用。因此，雖然教學資源建設多，但是實驗的實際教學水平和學生的動手實踐能力并沒有得到相應的提高。

4.課程內(nèi)容單一，學生學習興趣不高。

多年來，由于受到高考的指揮棒作用的影響，受到教學條件、教學環(huán)境和師資水平的限制，許多工科院校的物理實驗教學總體上仍然還是以傳統(tǒng)方式為主。這些院校的教學體系陳舊落后，教學模式與教學方法傳統(tǒng)單一，教學內(nèi)容設計缺乏科學性（比如，驗證性實驗多，設計性和研究性少），實驗儀器也日益智能化。這些因素很大程度上造成了學生對物理實驗課興趣的下降，也不利于學生動手創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實驗教學應有的教育功能正在逐步減弱。另外，由于缺乏有效的激勵機制、評價機制以及受到社會環(huán)境的影響，許多學生的求學動機和目的不端正，不能樹立遠大理想，讀大學混文憑找工作的觀念比較流行。這些學生進入實驗室后，抄襲數(shù)據(jù)和報告現(xiàn)象比較嚴重。

物理實驗教學中存在的這些問題如果不能及時有效地得到解決，后果將是十分嚴重的，那么具體該如何解決這些問題呢？通過多年的實際教學，本人認為建立“開放式-自主式”實驗教學平臺是當前最有效的措施之一。

三、“開放-自主式”實驗教學平臺的建設

“開放-自主式”實驗教學平臺是一種全新的教學模式，這個平臺的建設主要包括下面幾個方面：

1.改革教學方法，改變教學模式

在實驗教學中，很多院校依然采用傳統(tǒng)的教學方法——教師講學生聽，具體教學模式是：首先教師花大量時間講解，從實驗原理講到步驟，要測量哪些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)如何處理，應得到什么樣的結(jié)論，實驗過程中的注意事項，并詳細介紹實驗儀器。這種教學模式所帶來的弊端是學生不需要動腦筋，重復教師的演示就可以完成實驗。而且只追求測量結(jié)果的正確性，忽略實驗過程本身的意義，學生的主動性沒有得到發(fā)揮，實際動手能力得不到有效提高[2]。傳統(tǒng)的教學方法可以改變?yōu)橐詫W生為主體教師為主導，重心在學生的新方法。具體模式為：首先教師提出問題引導學生課前預習，課堂上教師抽點學生們講解實驗原理，教師可適當提出一些問題鼓勵學生自由爭辯與討論，讓學生提出最佳實驗方案，最后教師做總結(jié)并強調(diào)重點注意事項。實驗過程中，完全以學生為主體，學生如碰到問題，教師應該引導學生認真分析問題，查閱教輔系統(tǒng)上的資料，自己動手解決問題。

2.更新教學內(nèi)容，開設研究性課程，開展創(chuàng)新實踐活動

教學內(nèi)容是一門課程的核心部分，物理實驗的教學內(nèi)容要以鞏固基礎技能訓練、強化綜合知識應用、營造智力發(fā)展環(huán)境、培養(yǎng)開拓創(chuàng)新能力為教學目的。借鑒國外工科院校物理實驗的教學特色[3]，可將整個物理實驗課程分為四個層次，即：基礎型物理實驗、基本型物理實驗、研究型物理實驗、創(chuàng)新實踐活動。實驗內(nèi)容由低到高，可分別設置為：實驗理論基礎、半定量實驗、演示實驗、技術基礎實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、自主型實驗、虛擬實驗、研究型實驗、創(chuàng)新實踐活動。

其中，研究型物理實驗和創(chuàng)新實踐活動是物理實驗教學的最高層次。在研究型物理實驗中，教師布置一些與專業(yè)結(jié)合密切的專題實驗供學生選擇，由學生在指定的時間內(nèi)進行實驗方案的設計、儀器的選配、結(jié)果的分析和對實驗問題的進一步研究。學生也可以小組的形式進行這一實驗，這有利于提高學生的團隊協(xié)作意識。對于動手創(chuàng)新能力較強學生可以進一步給予各方面的幫助與指導，引導其設計開發(fā)出創(chuàng)新作品，并推薦參加全省、全國等各類創(chuàng)新競賽活動。

4.加大實驗室開放力度，提高教學資源利用率

實驗儀器數(shù)量越來越多，越來越先進，固然是好事，但是如果不能充分利用，而僅僅成為擺設的話，那就失去了實際意義。要想提高實驗設備的利用率，實現(xiàn)學生實驗動手能力的同步提高，除了要建立教學的優(yōu)先投入保障和資源充分利用體制以外，最重要的具體措施是加大實驗室開放力度。

促使實驗室真正全方位開放，關鍵是要建立一種能推動“教師為學生進實驗室進行主動設計”的運行機制，這種機制要充分保障學生的自主選擇和教師的主動設計。學生的自主選擇體主要現(xiàn)在：（1）課程層次：構(gòu)建多層次的課程體系以滿足不同學生的需要。（2）實驗項目和內(nèi)容：學生可以根據(jù)自己的具體情況進行選擇。（3）實驗方案、儀器和操作時間：學生可以主動設計方案并選擇儀器和實驗時間。教師的主動設計主要體現(xiàn)在課程設計、教學環(huán)節(jié)的安排、項目、方案、路線、手段和配置的設定等方面。全方位的實驗室開放主要包括下面幾個方面的開放：時間、空間、課程、項目、儀器設備、指導模式、現(xiàn)代管理手段（門禁系統(tǒng)）等，以滿足學生自主學習的要求。實驗教學管理改革的關鍵是將實驗室開放管理，方便教師和學生進入實驗室，促進其精力投入到實驗的教與學中。

5.改革實驗考核模式，實驗過程與結(jié)果并重

傳統(tǒng)的實驗考核方式過于注重實驗結(jié)果而忽視實驗的過程，對學生的主動創(chuàng)新能力也沒有進行科學、有效的評估。結(jié)合我們實驗教學不斷發(fā)展的特點，必須改革傳統(tǒng)的考核方式。新的考核模式將以平時各個實驗項目考核為主，基礎理論考試、課程總結(jié)和課程小論文為輔，考試總成績由平時總成績和期末考核成績兩部分組成，平時總成績采用各實驗項目平均成績與所做實驗項目數(shù)加權平均方式進行評定，考核成績的評定可采用理論測試、口試和操作性考核相結(jié)合的方式進行，注重實驗操作過程中的科學性和規(guī)范性，加大考試題目中自主設計題型所占比重。此外，鼓勵學生參加各種科技創(chuàng)新活動并納入平時成績，以激發(fā)學生的積極性和主動性。

另外，實驗室可以通過開設演示實驗、建設學術走廊、舉辦物理文化節(jié)等活動營造學習的外在氛圍，激發(fā)學生的學習興趣。各級管理部門要改變觀念、提高實驗人員地位與待遇，以提高實驗教學的地位，加強對實驗人員的培養(yǎng)，并組織定期考核，以加強實驗教學隊伍的建設。

參考文獻：

[1]柳景超，宋勝鋒.深化實驗教學改革培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].海軍院校教育，2009，12： 71-72.

[2]李霞，杜華月，陳磊.大學物理實驗教學的探討[J].海軍院校教育，2012，02 145-147.

[3]陳冬穎 任紅 袁玲析.發(fā)達國家工科大學物理實驗教學特色研究[A].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2008，22（6）：129-132.

作者簡介：

蔣治國，1977年6月10日，男，漢族，湖南永州人，文職5級，講師，在讀博士，主要從事《大學物理》、《大學物理實驗》教學工作。