李 勇，孫文斌，劉 義，汪文明

（安徽工業(yè)大學(xué) 數(shù)理學(xué)院，安徽 馬鞍山243002）

我校為教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）的第二批試點(diǎn)高校之一，冶金工程、化學(xué)工程與工藝、過程裝備與控制工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、材料成型及控制工程、材料科學(xué)與工程、能源與動(dòng)力工程等7個(gè)專業(yè)陸續(xù)入選“卓越計(jì)劃”。各專業(yè)按照國(guó)家“卓越計(jì)劃”要求制定了相應(yīng)的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施方案。我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為適應(yīng)“卓越計(jì)劃”需要，積極推進(jìn)教學(xué)改革。

一、物理實(shí)驗(yàn)在“卓越計(jì)劃”中作用

實(shí)驗(yàn)課程在“卓越計(jì)劃”中占有很重要的地位。對(duì)我校理工科專業(yè)的大學(xué)生而言，物理實(shí)驗(yàn)是他們進(jìn)入高校后的第一門自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生受到嚴(yán)格、系統(tǒng)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，分析問題、解決問題的能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力，以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法和創(chuàng)新精神。這些目標(biāo)也是一名卓越的工程技術(shù)人才所應(yīng)該具有的素質(zhì)。

我校物理實(shí)驗(yàn)中心擔(dān)負(fù)著全校理工科類專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)任務(wù)，同時(shí)也是學(xué)生科技創(chuàng)新及實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)基地。目前，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)幾經(jīng)改革和發(fā)展，在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力等實(shí)驗(yàn)技能方面取得顯著成效。如何針對(duì)新時(shí)期新的教學(xué)理念和培養(yǎng)目標(biāo)，如何通過自身建設(shè)，更好地為全校相關(guān)專業(yè)實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”服務(wù)，是物理實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的目標(biāo)和要求，也是以物理實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的目的。從以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)來看，存在部分學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不夠，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程不重視，教師教學(xué)方式、手段單一等情況。針對(duì)這些問題，我們提出以“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，以物理實(shí)驗(yàn)課程的卓越工程師班教學(xué)為切入點(diǎn)，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和教學(xué)模式。繼續(xù)加大開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度，加強(qiáng)開放項(xiàng)目教學(xué)平臺(tái)建設(shè)。完善實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新競(jìng)賽系統(tǒng)，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。使學(xué)生得到全方位的鍛煉，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

“卓越計(jì)劃”的核心目標(biāo)就是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。針對(duì)這一培養(yǎng)目標(biāo)，物理實(shí)驗(yàn)除了培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)基本實(shí)驗(yàn)知識(shí)、掌握基本實(shí)驗(yàn)方法，形成基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)觀，為以后的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)外，還要幫助大學(xué)生加深對(duì)物理概念的理解、提高觀察能力和動(dòng)手操作能力，增強(qiáng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維。

二、建立以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其最終目標(biāo)不僅僅在于傳授知識(shí)，而是以培養(yǎng)創(chuàng)新型思維為目的。探究式教學(xué)著重于學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)，除傳授知識(shí)外，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生價(jià)值觀、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力方面的培養(yǎng)，其優(yōu)勢(shì)在于始終使學(xué)生主動(dòng)活動(dòng)，積極思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且這種積極的以調(diào)查、探究為基礎(chǔ)的教與學(xué)所產(chǎn)生的知識(shí)技能和逐漸形成的價(jià)值觀，當(dāng)然也就最容易讓學(xué)生記住并運(yùn)用?；谔骄渴浇虒W(xué)的這些特點(diǎn)和為體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，我們必須擺脫單一的教學(xué)模式，針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采用不同的教學(xué)組織形式，凸顯學(xué)生的主體地位，使學(xué)生得到全方位的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如在超聲聲速測(cè)量這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，以往的教學(xué)往往平鋪直敘，先從聲音在空氣中的傳播講起，講清楚超聲波的發(fā)射和接受，在利用駐波共振法來測(cè)量超聲聲速。這樣的講解過程雖然講清了本實(shí)驗(yàn)的原理部分，但在激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考提出問題等方面，卻毫無新意。教師在教學(xué)過程中要善于設(shè)疑引導(dǎo)，而不能和盤托出。只有把學(xué)生置于“問題”的情景之中，才能使學(xué)生在對(duì)“問題”的執(zhí)著追求中積極思考，激發(fā)興趣。教學(xué)方法要力爭(zhēng)注重啟發(fā)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，不斷提出問題。比如，在本實(shí)驗(yàn)講解過程中，直觀地提出兩個(gè)問題：超聲波怎么產(chǎn)生？如何接受？很自然地就引起學(xué)生對(duì)此問題的興趣，這個(gè)時(shí)候再講解壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)就很自然順暢了，學(xué)生也很容易接受。在此之后接著設(shè)置另一個(gè)問題：如何利用聲波傳播速度與聲波頻率和波長(zhǎng)之間的關(guān)系來進(jìn)行聲速測(cè)量？如何確定聲波頻率和波長(zhǎng)呢？然后在根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置講解共振頻率的獲得和駐波共振法的測(cè)量原理，這樣的講解過程水到渠成，事半功倍。在學(xué)生做完空氣中聲速測(cè)量的時(shí)候又可進(jìn)一步設(shè)疑，除駐波共振法測(cè)量超聲聲速，有沒有其他方法？超聲波在水中的聲速如何去測(cè)量？能不能采取同樣的方法？聲波速度怎么變化？在三個(gè)不同長(zhǎng)度的同種材質(zhì)的固體中超聲波的聲速如何去測(cè)量？這樣，一堂實(shí)驗(yàn)課就被每一個(gè)過程一環(huán)套一環(huán)的問題緊緊相扣，學(xué)生進(jìn)行有的放矢的探究，并根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行分析得出正確的實(shí)驗(yàn)方案。因此，探究式教學(xué)有利于讓學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，分析問題和解決問題，這樣不僅能激勵(lì)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)的需要，促進(jìn)教學(xué)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，而且也有利于全面提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新素質(zhì)。經(jīng)過短時(shí)間的實(shí)踐，這種教學(xué)組織方式在“卓越工程師班”的學(xué)生中深受歡迎，收到良好的教學(xué)效果。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目相結(jié)合

根據(jù)《教育部關(guān)于批準(zhǔn)實(shí)施“十二五”期間“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”2012年建設(shè)項(xiàng)目的通知》要求，各高校在十二五期間大力實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃。該計(jì)劃將大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目分為三種類型：創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目。其中創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、研究的過程；創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)對(duì)項(xiàng)目商業(yè)可行性計(jì)劃的研究和經(jīng)營(yíng)模式的研究；而創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)真正的企業(yè)運(yùn)行和市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)管理。這三種項(xiàng)目的共同特點(diǎn)都是學(xué)生自主參與、在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成。通過實(shí)施該計(jì)劃，促進(jìn)高校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

考慮到本校物理實(shí)驗(yàn)課程基本在大一下學(xué)期或大二上學(xué)期開設(shè)，物理實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目相結(jié)合主要基于以下指導(dǎo)思想：以宣傳和吸引為主，使優(yōu)秀學(xué)生有機(jī)會(huì)參與到具體科研課題和工程實(shí)踐中去。通過整合實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容，初步建立物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)與校SRTP項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)基金、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目和物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)競(jìng)賽相結(jié)合的教學(xué)模式。在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，嘗試將課程內(nèi)容延伸與拓展，使優(yōu)異的學(xué)生能夠有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，使學(xué)生更早接觸和參與到教師的科研課題研究工作中，發(fā)揮教師各自的優(yōu)勢(shì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)、課題研究、工程實(shí)踐和職業(yè)生涯發(fā)展規(guī)劃方面的指導(dǎo)，使學(xué)生能夠參與到科研課題和工程實(shí)踐方案的設(shè)計(jì)、審查、選擇等過程中，做到與相關(guān)創(chuàng)新類項(xiàng)目的有機(jī)結(jié)合，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，促進(jìn)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

四、加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

長(zhǎng)期以來，學(xué)校十分重視物理實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)，取得了良好的成效。面對(duì)形勢(shì)發(fā)展要求，仍存在師資力量不足，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員缺乏等問題。因此，在加強(qiáng)課程建設(shè)和改革的同時(shí)，必須不斷加強(qiáng)自身的師資隊(duì)伍建設(shè)，提高師資隊(duì)伍的水平。面向“卓越計(jì)劃”的物理實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)主要從以下兩個(gè)方面入手：

一是提高師資的數(shù)量和素質(zhì)。加大引進(jìn)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)人才的力度，提高物理實(shí)驗(yàn)授課老師的數(shù)量，這是提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和滿足教學(xué)需要的客觀要求。吸收青年教師和具有博士學(xué)位的教師從事物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，并從行業(yè)、企業(yè)等聘請(qǐng)一些具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相當(dāng)理論水平的技術(shù)人員擔(dān)任培訓(xùn)教師。鼓勵(lì)中青年教師去企業(yè)鍛煉，積累工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)又能夠在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題，并轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目和科研類項(xiàng)目，應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。提高專業(yè)課教師中具備在企業(yè)工作經(jīng)歷的比例，使教師能夠適應(yīng)卓越工程人才培養(yǎng)的需要。

二是建立結(jié)構(gòu)合理的師資梯隊(duì)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革要形成特色，師資隊(duì)伍必須要有特色。因此，必須下大力氣建立一支有特色的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)是當(dāng)前師資隊(duì)伍建設(shè)的重中之重。要調(diào)整師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，鼓勵(lì)具有高學(xué)歷、高職稱的教師擔(dān)任實(shí)踐課程教師或?qū)Τ袚?dān)實(shí)踐教學(xué)課程的中青年教師提供優(yōu)先深造的機(jī)會(huì)，使理論課和實(shí)踐課教師的學(xué)歷和職稱比例趨于合理。專業(yè)教師要加強(qiáng)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合。

“卓越計(jì)劃”是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)的工程，是高校面臨的一個(gè)重要課題和長(zhǎng)期任務(wù)。物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)通過以上幾方面的改革和實(shí)踐，獲得了一些行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果都有了很大的提高。

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