郝世明 李立本 鞏曉陽 李新忠 陳慶東 杜凱 閆海濤

摘 要：要在教學(xué)體系、教學(xué)模式方面，深化物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。物理實(shí)驗(yàn)可以豐富學(xué)生的物理思想，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新教育；人才培養(yǎng)

高校是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的重要陣地，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其主要渠道之一?，F(xiàn)代教育理論認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)和發(fā)展具有促進(jìn)的功能。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。

“普通物理實(shí)驗(yàn)”和“近代物理實(shí)驗(yàn)”是面向物理專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。本課程涉及較廣的物理知識(shí)面，具有非常強(qiáng)的綜合性和技術(shù)性。通過不同類型的物理實(shí)驗(yàn)豐富和活躍學(xué)生的物理思想，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察和分析能力，培養(yǎng)優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，獲得用實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)研究物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的獨(dú)立工作能力。

一、研究思路

①以“注重基礎(chǔ)、因材施教、強(qiáng)調(diào)能力、激勵(lì)創(chuàng)新”為教學(xué)理念。②構(gòu)建一體二翼的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以物理實(shí)驗(yàn)課程體系作為主體，以實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新、學(xué)科平臺(tái)擴(kuò)展作為二翼。1）以“注重基礎(chǔ)、加強(qiáng)設(shè)計(jì)、鼓勵(lì)創(chuàng)新”為指導(dǎo)思想，構(gòu)建科學(xué)的“實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系”。2）從教學(xué)模式與評(píng)價(jià)上引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。3）結(jié)合物理學(xué)科及重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，建立物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（1）以物理學(xué)科建設(shè)為支撐，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，搭建物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。2011年起，采取利用學(xué)科建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)和自主開發(fā)相結(jié)合的方式，以凝聚態(tài)物理、材料物理和光電技術(shù)為學(xué)科支撐，拓展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，由原來的24個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)展為58個(gè)種類齊全、層次分明的實(shí)驗(yàn)。

（2）構(gòu)建科學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。以“夯實(shí)基礎(chǔ)、加強(qiáng)設(shè)計(jì)、著重創(chuàng)新”為指導(dǎo)思想，以逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，加強(qiáng)綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容，建立分層次的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系。將實(shí)驗(yàn)分為專業(yè)基礎(chǔ)、綜合設(shè)計(jì)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次：①專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。在教師的指導(dǎo)下，依據(jù)實(shí)驗(yàn)講義在課程時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中包含的物理規(guī)律。學(xué)會(huì)儀器的使用，熟悉記錄、處理數(shù)據(jù)，培養(yǎng)觀察、分析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。②綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案，力爭獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論。通過系統(tǒng)的工作熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，鼓勵(lì)通過小論文的形式寫出實(shí)驗(yàn)感受或儀器使用的認(rèn)識(shí)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果分析。這不但加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)和理解，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，更為重要的是，可以為研究型實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。③研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。主要由課題型實(shí)驗(yàn)和教師的科研項(xiàng)目課題組成。旨在逐漸培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力、以后獨(dú)立從事科研的能力，教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中只作為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的協(xié)助者。

（3）拓寬物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)的開放形式，在教學(xué)方式上實(shí)行開放性教學(xué)。實(shí)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要從兩個(gè)方面著手。首先，在時(shí)間上實(shí)行開放，提供給學(xué)生足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)去“了解、消化、完成”實(shí)驗(yàn)。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)分為六階段：第1階段：預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)。第2階段：通過提問檢驗(yàn)預(yù)習(xí)效果。第3階段：講解思考題及實(shí)驗(yàn)原理。第4階段：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，討論分析和實(shí)驗(yàn)可行性。第5階段：關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技巧指導(dǎo)，具體實(shí)驗(yàn)操作。第6階段：實(shí)驗(yàn)記錄，結(jié)果與分析。其次，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容開放， 學(xué)生根據(jù)自己的興趣選實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索研究，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生從被動(dòng)、封閉變成主動(dòng)、開放的狀態(tài)， 真正成為實(shí)施實(shí)驗(yàn)的主人。

（4）運(yùn)用現(xiàn)代教育思維和現(xiàn)代教育手段，形成利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段。①建立并使用物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課件，通過網(wǎng)絡(luò)提前預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)，減少學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后的盲目性，做到有備而來。②建立并使用仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。物理仿真實(shí)驗(yàn)使用中國科技大學(xué)開發(fā)的“大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)”。這可以解決學(xué)校儀器不足的問題，拓寬學(xué)習(xí)內(nèi)容。由于條件所限無法開設(shè)的實(shí)驗(yàn)，可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。③充分利用演示實(shí)驗(yàn)、演示教具進(jìn)行輔助教學(xué)。學(xué)院通過引進(jìn)和自主獨(dú)立開發(fā)相結(jié)合的方式建立了物理演示實(shí)驗(yàn)室，其中包含引進(jìn)項(xiàng)目116項(xiàng)，還自制了50余項(xiàng)演示項(xiàng)目。④建立靈活的考核評(píng)價(jià)體系，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的新現(xiàn)象進(jìn)行深入研究。首先，融質(zhì)量觀念于實(shí)驗(yàn)的全過程。嚴(yán)格要求預(yù)習(xí)質(zhì)量， 保證學(xué)生處于主動(dòng)地位，避免實(shí)驗(yàn)的盲目性，提高實(shí)驗(yàn)的效率， 減少儀器的損壞率。對(duì)學(xué)生的思考提問， 可以加深理解。教學(xué)過程中采用教師與學(xué)生一起討論、交流的方式，探索切實(shí)可行的方案，盡可能讓學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，不包辦代替。融質(zhì)量觀念于實(shí)驗(yàn)的全過程，是提高質(zhì)量的關(guān)鍵。其次，課程考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果的一種重要手段。我們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)成績評(píng)定辦法：平時(shí)考核注重預(yù)習(xí)效果、課前思考題回答、問答檢查、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課后思考題回答、問題討論等部分。綜合、設(shè)計(jì)、研究型實(shí)驗(yàn)，在平時(shí)考核的基礎(chǔ)上以論文報(bào)告為主。學(xué)生每學(xué)年完成多篇有學(xué)術(shù)價(jià)值的研究論文，每學(xué)年精選30篇左右匯總成冊，現(xiàn)多篇已正式出版。

結(jié)束語：本改革力求改變傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及模式，探索全新的注重創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。結(jié)果證明，該改革可促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)獨(dú)立地探索學(xué)習(xí)，積極參加科學(xué)問題的研究和思考，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)和實(shí)踐創(chuàng)造能力，教學(xué)質(zhì)量大幅提高。實(shí)踐證明，大膽改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)程序，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序與教學(xué)模式方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力的有效手段。當(dāng)然，物理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工作，要完成好這項(xiàng)工作，還需要廣大教學(xué)工作者投入更多的精力和時(shí)間，在長期的改革實(shí)踐中不斷地改進(jìn)和完善。

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