白 靜

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院 江蘇 南京 210000)

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面向多專業(yè)應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革探索

白 靜

(南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院 江蘇 南京 210000)

針對應(yīng)用型本科的辦學(xué)特點以及大學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的重復(fù)性、單一性等問題，以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院大學(xué)物理實驗教學(xué)改革為例，對多專業(yè)應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革進行了思考和探究.

多專業(yè) 應(yīng)用型本科 大學(xué)物理實驗 教學(xué)改革

近幾年(2014年起)我國教育部改革方向明確指出：全國普通本科高等院校1 200所學(xué)校中，將有600多所逐步向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)型的大學(xué)本科院校正好占高?？倲?shù)的50%.應(yīng)用型本科大學(xué)的辦學(xué)特點的關(guān)鍵詞是“應(yīng)用型”，旨在為社會培養(yǎng)和輸送大量應(yīng)用型人才.簡言之，是將學(xué)生培養(yǎng)為走出校門便能夠直接進入社會并為社會服務(wù)的技術(shù)型人才.因此，我國應(yīng)用型本科院校的教育對滿足經(jīng)濟社會的發(fā)展，對高端技術(shù)應(yīng)用型人才的需要以及中國高等教育大眾化進程的推進起了積極的促進作用[1].

1 大學(xué)物理實驗課程的重要性及現(xiàn)狀

大學(xué)物理實驗作為一門基礎(chǔ)性實驗課程，是所有理工科學(xué)生進入校園接觸的第一門重要的基礎(chǔ)實驗課程.旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際操作能力，加強學(xué)生對物理理論知識及實驗原理的理解，同時也為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)其他的專業(yè)知識培養(yǎng)較強的思維模式和科學(xué)素養(yǎng).

隨著全國高校教育技術(shù)的革新和發(fā)展，大學(xué)物理實驗在教學(xué)中的漏洞也在逐漸凸顯.以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院為例，全校所有工科院系以及部分文科專業(yè)在培養(yǎng)方案中都將大學(xué)物理實驗作為本科一年級學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程.然而經(jīng)過幾年的實驗教學(xué)發(fā)現(xiàn)，我校大學(xué)物理實驗課程的現(xiàn)狀為：實驗內(nèi)容一成不變，沒有針對性，大綱制定的實驗順序沒有結(jié)合學(xué)生的專業(yè)情況；實驗講義不是結(jié)合應(yīng)用型本科院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力制定；實驗室教學(xué)管理混亂等等.并且，廣泛調(diào)研顯示，以上提及的不良現(xiàn)狀，廣泛存在于大多數(shù)應(yīng)用型本科院校中.

2 針對教學(xué)現(xiàn)狀的改革探索

在大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中的諸多問題，會影響學(xué)校的教學(xué)安排，阻礙學(xué)校向現(xiàn)代應(yīng)用型大學(xué)的轉(zhuǎn)變進程，不利于學(xué)生在學(xué)校及走入社會后的發(fā)展，因此針對應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革勢在必行.在本文中，以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院為例，提出了3點關(guān)于教學(xué)改革的想法.

2.1 因材施教分層培養(yǎng)

大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革首先應(yīng)該結(jié)合不同專業(yè)的教學(xué)特色與培養(yǎng)方向.大學(xué)物理實驗課作為一門重要的基礎(chǔ)課程，它的目標群體是不同院系多個不同的專業(yè)，不同專業(yè)有不同的專業(yè)特色，這對大學(xué)物理實驗課程提出了不同的專業(yè)需求.大學(xué)物理實驗課程在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和獨立思考能力的過程中，應(yīng)當提供不同的側(cè)重點，以配合不同的專業(yè)培養(yǎng)方向，達到更好的教學(xué)目的.改革后的大學(xué)物理實驗課程應(yīng)使應(yīng)用型本科院校的學(xué)生，在課堂上不僅能獲得基礎(chǔ)能力培養(yǎng)，更能產(chǎn)生對自己專業(yè)課程的啟發(fā)及思考.例如，我校土木工程專業(yè)和機械工程專業(yè)的學(xué)生在培養(yǎng)其動手能力的同時也應(yīng)提高其作圖、處理數(shù)據(jù)的能力，這些能力可以應(yīng)用于其他專業(yè)課程中，以提高學(xué)生對于大學(xué)物理實驗課程的認同感，因此設(shè)置“長度的測量與數(shù)據(jù)處理”、“金屬絲楊氏模量的測定”等實驗較為適合.而汽車工程和計算機專業(yè)的學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中，更需要的是內(nèi)容設(shè)計、邏輯分析能力，因此在安排大學(xué)物理實驗課程的過程中，應(yīng)該更多地設(shè)置一些設(shè)計性實驗，把課堂的時間交給學(xué)生，讓學(xué)生討論設(shè)計實驗步驟，互相合作完成實驗，減少對實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)處理能力的要求，例如“電表的改裝與校準”、“示波器的使用”等實驗.

在改革大學(xué)物理實驗教學(xué)中，為了更有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、探究能力和自主學(xué)習(xí)能力，一定要結(jié)合各專業(yè)特色，因材施教，分層培養(yǎng).具體的實驗內(nèi)容亦需要打破傳統(tǒng)教學(xué)中各個專業(yè)完全相同的桎梏，考慮對不同的院系使用不同的實驗項目組合.例如在第一學(xué)期為土木學(xué)院開設(shè)長度的測量與數(shù)據(jù)處理、金屬楊氏模量的測定、電表的改裝等實驗課程，為通信專業(yè)的學(xué)生開設(shè)示波器的使用、惠斯通電橋、傳感器的使用等實驗課程等.這些大學(xué)物理課程與所學(xué)專業(yè)課程相互呼應(yīng)，互為補充.這樣的培養(yǎng)方式能夠夯實學(xué)生的基礎(chǔ)，為其在學(xué)習(xí)結(jié)束后走入社會做好準備.

實驗項目排列的順序也同樣重要，大部分應(yīng)用型本科大學(xué)按部就班地根據(jù)大綱制定的實驗順序教學(xué)，然而大部分大綱制定的實驗順序是按力學(xué)、 熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等實驗順序編排的[2]，并沒有結(jié)合各專業(yè)實際授課情況.例如，我校實驗項目“示波器的使用”原本安排在第二學(xué)期，而通信專業(yè)學(xué)生在第二學(xué)期專業(yè)課程中需要用示波器觀察并測量信號，因此需要將該實驗項目調(diào)整到第一學(xué)期，保證學(xué)生在對儀器真正了解熟悉之后再應(yīng)用到專業(yè)課程學(xué)習(xí)當中，使學(xué)生能夠真正學(xué)以致用，同樣對專業(yè)課程的推進也有極大的促進作用.

綜上所述，因材施教，分層培養(yǎng)要求大學(xué)物理課程在實驗內(nèi)容的設(shè)置、實驗順序的安排等方面應(yīng)該結(jié)合學(xué)校各專業(yè)的專業(yè)特色、培養(yǎng)方向.多方面統(tǒng)籌兼顧，使大學(xué)物理實驗在學(xué)生心中變成專業(yè)課程的預(yù)習(xí)與實踐課程，提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗課程的認識程度與重視程度，增加其認同感，大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)效果亦會有顯著的提高.

2.2 改革實驗教材

目前大部分的應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗在教學(xué)中的教材或講義采用的都是各大著名高校的教材，并沒有結(jié)合應(yīng)用型本科的辦學(xué)特點和學(xué)生實際情況.全國各個省份高考的模式不完全相同，部分省份對物理考核要求高，而部分省份則較低，因此,即便是同一個專業(yè)的學(xué)生，他們的物理基礎(chǔ)也可能大不相同.這種情況會導(dǎo)致在大學(xué)物理實驗的學(xué)習(xí)中，部分學(xué)生能將物理理論與實驗原理結(jié)合起來，并具有一定的實驗操作基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)分析和處理能力，而部分學(xué)生的物理理論和實驗基礎(chǔ)就相對薄弱.隨著應(yīng)用型本科辦學(xué)規(guī)模的不斷擴大，這種差異也愈發(fā)凸顯，這對實驗教材的編寫提出了較為苛刻的要求[2].

針對目前南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的實際情況，我們對實驗教材的改革提出了以下3點思路.

2.2.1 引導(dǎo)性的課前預(yù)習(xí)講義

大學(xué)物理實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力.學(xué)生在上課前的預(yù)習(xí)工作在教學(xué)中是一個很重要的環(huán)節(jié)，而課前預(yù)習(xí)主要依靠教材或者講義，如果教材中實驗原理的編寫偏難偏怪，不僅直接影響學(xué)生對該實驗項目的第一印象，阻礙學(xué)生對實驗原理的理解，甚至?xí)驌魧W(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對物理實驗的學(xué)習(xí)興趣.因此，一篇能夠引導(dǎo)學(xué)生理解實驗原理，激發(fā)學(xué)生好奇心的課前預(yù)習(xí)講義便尤為重要.在我校教育改革中，課前預(yù)習(xí)講義是與教材結(jié)合在一起的，但講義中課前的預(yù)習(xí)內(nèi)容設(shè)置得相對簡單易懂，更多的是利用圖畫、案例、實物等，使學(xué)生能夠快速地對實驗有一定的了解.例如“示波器的使用”，采用畫圖的形式將示波器的每一個大的元件按其運行的順序連起來，使學(xué)生形象直觀地明白這個實驗是要做什么，同時激起學(xué)生對這個實驗的好奇心.

2.2.2 層次化的實驗要求

應(yīng)用型本科的大學(xué)物理實驗教材應(yīng)結(jié)合應(yīng)用型本科學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力、物理知識的理解能力等，教材的制定應(yīng)當簡單化、直觀化、易懂化.例如“三線扭擺法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量”，講解其實驗原理時為了避免繁雜的大堆文字，可用直觀的“流程”圖形代替，用簡單易懂的文字注解，用較為貼合學(xué)生專業(yè)的實例來類比講解，這樣利于學(xué)生對實驗原理的理解，同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其愿意主動動腦筋去思考實驗更深層次的知識，然后再在課堂實驗操作中實踐，這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生較強的思考能力.對于一些較復(fù)雜的實驗原理編寫可采用先易后難的方式，先以容易理解的文字和圖片做簡單的敘述，讓學(xué)生對實驗有一個大致的了解，再對實驗項目做具體詳細的解釋.在實驗項目的最后可列出和每個實驗項目相匹配的學(xué)習(xí)網(wǎng)站或文章，這樣不僅可以加強學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，而且可以加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，同時還可以有效地提高學(xué)生的探索能力和思維能力.

教材的制定還應(yīng)考慮各專業(yè)學(xué)生的接受能力.由于應(yīng)用型本科大學(xué)各專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)不盡相同，在各個實驗學(xué)習(xí)過程中的接受能力也參差不齊，因此在實驗要求方面應(yīng)該有層次化.較低的實驗要求猶如較低的門檻，使基礎(chǔ)較差的學(xué)生也能夠從實驗中獲得成就感，在實驗完成后有所得；較高的實驗要求猶如陡峭的山峰，使能力較高的學(xué)生在“攀爬”求索中更加明白科學(xué)的樂趣，體驗努力與收獲的興奮.在我校教改實踐中，我們采用多層次實驗要求的方式，例如在“示波器的使用”中，初級的實驗要求為“熟練使用示波器并掌握各個按鍵、旋鈕的功能”，若學(xué)生提前完成實驗要求，便可以進行更高層次的實驗要求，對于喜歡探索的學(xué)生，實驗教師可適當給予鼓勵.

2.2.3 詳細的課后講解與豐富的課余生活

學(xué)生在課后的時間主要是完成實驗數(shù)據(jù)的處理與實驗報告，他們通過整堂實驗課程的學(xué)習(xí)，必然有許多疑問，所以，在教材的定制過程中，應(yīng)該對實驗原理做詳細地說明講解，便于學(xué)生在課后研究翻閱.在學(xué)生更多的課余時間內(nèi)，為了服務(wù)于對物理感興趣的學(xué)生，我們增設(shè)了許多選做探究實驗，這些實驗的實用性和趣味性較強，方便學(xué)生自主探究，豐富學(xué)生的課余生活，增加他們對物理的了解.另外，我校擬通過開設(shè)“求索”物理實驗社團，舉辦趣味物理實驗論文小競賽等活動，建立一個輕松活躍的實驗環(huán)境，來提高那些基礎(chǔ)較弱學(xué)生對物理實驗學(xué)習(xí)的興趣.

以上3點教改思路貫徹學(xué)生學(xué)習(xí)的整個過程，能夠全方位、立體地為學(xué)生考慮，從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、理解能力出發(fā)，提高學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、獨立思考的能力，更為學(xué)生打造了一個輕松愉快積極的學(xué)習(xí)氛圍.在教材的定制方面，需要貼合各專業(yè)的特色，考慮不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，對課程內(nèi)容進行引導(dǎo)與詳細講解，圖文并茂，附加豐富的拓展內(nèi)容，便于學(xué)生自主探究，提升自我.優(yōu)秀的實驗教材是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，對于應(yīng)用型本科大學(xué)物理教學(xué)的建設(shè)，這一點尤為重要.

3 管理制度革新

應(yīng)用型本科院校由于其獨特性，大部分院校并沒有完善的全職師資條件，目前較多應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實驗課程由兼任物理理論課程的教師或外聘兼職教師擔(dān)任[3]，然而大部分物理理論教師沒有經(jīng)過正規(guī)、系統(tǒng)的實踐操作培訓(xùn)，這樣必然影響教學(xué)效果.因此，師資隊伍的建設(shè)和實驗室教學(xué)管理亦是教育改革需要關(guān)注的重點.

目前大學(xué)物理實驗師資教學(xué)現(xiàn)狀為：(1)部分專職實驗員由于實驗室的薪酬、管理等問題對從事實驗教學(xué)工作有所排斥；(2)部分外聘教師對于大學(xué)物理實驗沒有充分的教學(xué)經(jīng)驗；(3)實驗室管理制度不夠完善，存在制度盲點.

要加強實驗師資隊伍的建設(shè)，可以通過制定相關(guān)政策的方式來實施.在南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的大學(xué)物理實驗課程教學(xué)改革中，規(guī)定到崗實驗教師必須要經(jīng)過實質(zhì)性的訓(xùn)練，對每一個實驗項目以及實驗儀器熟練精通，能夠在現(xiàn)有實驗儀器、實驗項目的基礎(chǔ)上設(shè)計出更多的實驗項目，并能夠帶領(lǐng)學(xué)生共同創(chuàng)新.學(xué)校為教師提供培訓(xùn)、出國進修等學(xué)習(xí)機會，鼓勵物理教師發(fā)自內(nèi)心、認真、負責(zé)地從事物理實驗教學(xué).這種“獎培”并重的方式能夠使大學(xué)物理實驗教師重新認識大學(xué)物理實驗教學(xué)，對于教學(xué)任務(wù)不排斥，更加積極地投入到教學(xué)改革中.對于外聘教師的培訓(xùn)，學(xué)校提出的要求與專職教師完全相同，外聘教師必須具有足夠的大學(xué)物理實驗教學(xué)經(jīng)驗.教師必須對學(xué)生負責(zé)，有能力解決學(xué)生提出的問題，對大學(xué)物理實驗教學(xué)有自己的理解，才能勝任兼職教師的工作.在外聘教師招聘制度上要求嚴格，既是對學(xué)生負責(zé)，也是對學(xué)校的名譽負責(zé).

其次，加強實驗室建設(shè)和管理.大學(xué)物理實驗室是各大學(xué)校教學(xué)、科研和社會服務(wù)的基礎(chǔ)和支撐，實驗室的建設(shè)和管理更是評判一個學(xué)校辦學(xué)條件、教學(xué)水平的重要標志之一[4].然而，目前大部分的應(yīng)用型本科院校為了加強各學(xué)院的專業(yè)建設(shè)而忽視了對大學(xué)物理基礎(chǔ)實驗室的建設(shè)，使得物理實驗室僅能開設(shè)大綱中制定的幾個實驗項目，而且不能夠為全體學(xué)生定時開放，并沒有做到物盡其能，實現(xiàn)其應(yīng)有的價值，因此加強實驗室的建設(shè)和管理非常重要.

在實驗室建設(shè)過程中，學(xué)校應(yīng)表現(xiàn)出極大的重視，愿意投入經(jīng)費，并增設(shè)對外開放興趣型演示及設(shè)計型物理實驗室.此外，大學(xué)物理實驗教研室亦可搜集并打印著名物理學(xué)家們的成名史及軼聞趣事的小冊子，讓更多的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時能夠了解知識創(chuàng)始的緣由，提高學(xué)生對物理實驗的興趣.在課余時間中，通過開辦物理社團定期舉辦有趣的物理實驗小活動，讓物理知識融入到學(xué)生的日常生活中.實驗室管理制度的完善也很重要，包括具體的實驗教學(xué)人員、實驗工作人員崗位職責(zé)，實驗人員考核、培訓(xùn)等；儀器設(shè)備維護與管理制度，實驗室基本信息收集制度等.這些制度的完善猶如精密的齒輪，使大學(xué)物理實驗課程教學(xué)能夠穩(wěn)定地“運轉(zhuǎn)”.

教學(xué)改革中，完善的師資教學(xué)管理制度是其得以實施的動力.一個優(yōu)秀的師資團隊能夠盡職盡責(zé)地完成教學(xué)任務(wù)，也能夠積極投入到教學(xué)改革之中，與完善的實驗室管理制度相配合，能夠?qū)⒏母镄首畲蠡?，使實際教學(xué)改革效果更加突出.

4 結(jié)束語

應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)必須依據(jù)應(yīng)用型本科院校的實際辦學(xué)特點進行改革，本文針對南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的教學(xué)改革方式，從3大層面進行了探究：

(1)應(yīng)結(jié)合各專業(yè)的專業(yè)特色因材施教、分層培養(yǎng)；

(2)改革制定和應(yīng)用型本科學(xué)生能力相適應(yīng)的實驗教材；

(3)加強師資隊伍以及實驗室的建設(shè)和管理.

應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革是一條漫長的路，需要每位教師在教學(xué)細節(jié)中摸索.應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)必須以“應(yīng)用”為主旨，要求符合新世紀社會及企業(yè)對人才提出的各種要求，全方位改革教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置及教學(xué)模式，配合應(yīng)用型本科院校各專業(yè)課程要求及培養(yǎng)方向，在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮卓越的筑基作用.

1 潘懋元，周群英.從高校分類的視角看應(yīng)用型本科課程建設(shè).中國大學(xué)教學(xué)，2009(3)：4～7

2 宗波，趙大田.應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實驗教學(xué)改革初探.佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2015(02):249～250

3 鐘家富，劉麗，何志偉.應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的思考.物理通報，2015(04)：10～12

4 楊黨強.加強基礎(chǔ)物理實驗教學(xué)培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才.大學(xué)物理實驗，2011(01):104

Exploration on the Teaching Reform of Physics Experiment Facing Multiprofessional Application Oriented University

Bai Jing

(Nanjing Teacher University Pujiang Instiute, Nanjing, Jiangsu 210000)

Concerning the school characteristics of application oriented university and the problems of repeatability and monotonicity in the college physics experiment teaching, based on the teaching reform of college physics experiments in Pujiang Institute, Nanjing Tech University, this paper explores and discusses the teaching reform physics experiment in multiprofessional application oriented university.

multiprofessional; application oriented university; college physics experiment; the teaching reform

2016-06-05)