梅山孩??

摘要：隨著高等教育大眾化，以高級(jí)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的課程改革成為普通高等院校必然選擇。本文簡要地介紹了我校采用“能力·應(yīng)用模塊”課程模式，實(shí)施大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的方法與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才培養(yǎng)；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；課程改革

引言

眾所周知，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力等方面有著不可替代的作用。相當(dāng)多院校的物理實(shí)驗(yàn)教材在編寫時(shí)更注重物理學(xué)科內(nèi)在知識(shí)體系的系統(tǒng)性和完整性，忽視學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)。導(dǎo)致培養(yǎng)的學(xué)生與社會(huì)產(chǎn)業(yè)或職業(yè)相脫節(jié)。基于這種認(rèn)識(shí)，并結(jié)合我校專業(yè)課程設(shè)置需要以及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀，探索“能力·應(yīng)用模塊”課程新模式。

一、 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)“能力·應(yīng)用模塊”課程模式建構(gòu)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)“能力·應(yīng)用模塊”的核心是以能力為課程體系綱，應(yīng)用為課程體系線。將知識(shí)按照能力目標(biāo)構(gòu)建課程模塊，不同模塊最終目的是實(shí)現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用性能力和創(chuàng)新能力提升。

（一） 基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

由于物理實(shí)驗(yàn)作為大學(xué)專業(yè)附屬基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，著重要培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓP(guān)鍵在于要掌握包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法等，從而提高基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＴ摬糠终n程包括實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)兩大模塊。

1. 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)模塊要實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)在于：要學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)的基本程序和實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，掌握常規(guī)儀器使用方法，常用實(shí)驗(yàn)基本操作技能，掌握測(cè)量、誤差分析以及數(shù)據(jù)處理的基本理論，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、結(jié)果的表達(dá)和分析、總結(jié)等。

2. 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K打破力、熱、光、電磁、近代物理等知識(shí)順序，選取物理學(xué)歷史上具有代表性、經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)。為了顧及學(xué)生由于中學(xué)物理選修模塊不同導(dǎo)致基礎(chǔ)差異，也少量選取了中學(xué)已經(jīng)涉及的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包括：單擺法測(cè)定重力加速度，動(dòng)量及守衡定律研究，均勻弦振動(dòng)研究，剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定，惠斯通電橋測(cè)電阻，電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻輸出功率研究，光的干涉——牛頓環(huán)，邁克爾遜干涉儀，示波器應(yīng)用，霍爾效應(yīng)等。為體現(xiàn)大學(xué)物理新知識(shí)學(xué)習(xí)，尤其選取近現(xiàn)代經(jīng)典新方法的物理實(shí)驗(yàn)，如惠斯通電橋測(cè)電阻，霍爾效應(yīng)法測(cè)定螺線管磁感強(qiáng)度，邁克爾遜干涉儀，超聲聲速的測(cè)量，示波器應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)。此外，也選取一些使用新的技術(shù)手段（如計(jì)算機(jī)技術(shù)）和新方法對(duì)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)改造多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如動(dòng)量及守衡定律研究實(shí)驗(yàn)在介紹傳統(tǒng)的氣墊導(dǎo)軌法后，還介紹用基于MATLAB的數(shù)字仿真方法，達(dá)到掌握新技術(shù)和新方法，開拓新知識(shí)和方法目的。

（二） 探索創(chuàng)新應(yīng)用能力

通過物理實(shí)驗(yàn)既要掌握物理知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和技能，更重要在于要在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、新方法，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，進(jìn)而提出新觀點(diǎn)或新理論。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程雖然是專業(yè)基礎(chǔ)性課程，但通過課程學(xué)習(xí)，更重要的目標(biāo)卻是圍繞著“探索”和“創(chuàng)新”，最終達(dá)到應(yīng)用目的。因而，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)課程模塊是課程框架最重要組成部分之一。該部分課程由“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)”和“拓展性實(shí)驗(yàn)”組成。

1. 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)流程包括教師依據(jù)能力和學(xué)科學(xué)習(xí)需要，設(shè)定實(shí)驗(yàn)知識(shí)和能力以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不確定度要求，學(xué)生以個(gè)人或小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)不確定度要求，選擇儀器，實(shí)驗(yàn)操作獲取數(shù)據(jù)，合理表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K目標(biāo)重在要學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)流程規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)儀器合理選擇，其中還包括文獻(xiàn)及技術(shù)資料查詢、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程條件控制、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和分析等。課程的主要內(nèi)容包括：用熱敏電阻改裝溫度計(jì)，測(cè)量小燈泡伏安特性曲線，非平衡電橋與應(yīng)用，用邁克爾遜干涉儀測(cè)玻璃片折射率，數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與制作，內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的組裝及放大倍率的測(cè)定。

2. 應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)包括物理學(xué)在工程中應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)，還包括物理學(xué)在學(xué)生專業(yè)整合類實(shí)驗(yàn)。既要選擇在工程中有普遍應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又要顧及專業(yè)基礎(chǔ)需要與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)并有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如楊氏模量的測(cè)定，液體粘滯系數(shù)測(cè)定，超聲測(cè)厚，傳感器實(shí)驗(yàn)，光纖通訊等。通過應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)解決工程或?qū)W科專業(yè)實(shí)際應(yīng)用問題的能力。

3. 拓展性實(shí)驗(yàn)

拓展性實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)定位于培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知——發(fā)現(xiàn)能力、創(chuàng)新——?jiǎng)?chuàng)造能力、探索——研究能力。所以無論在知識(shí)體系、實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)分析等方面都要求有較大的提升。課題可以來源于教師的研究項(xiàng)目的分解，也可以是學(xué)生基于課程新認(rèn)知產(chǎn)生的新項(xiàng)目。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，按照課題一般的研究流程完成實(shí)驗(yàn)。如開題、實(shí)驗(yàn)、小組討論、撰寫研究報(bào)告、發(fā)布研究成果等。開設(shè)與材料相關(guān)的課題：真空的獲得與真空鍍膜，微波等離子體化學(xué)氣相沉積制備金剛石薄膜，微波等離子體刻蝕加工實(shí)驗(yàn)，金剛石的形核，超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)量。

4. 計(jì)算機(jī)整合實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)作為信息技術(shù)社會(huì)的重要技術(shù)和傳播載體，在課程與教學(xué)方面發(fā)揮越來越重要的重要。而計(jì)算機(jī)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合，無疑大大提高實(shí)驗(yàn)的技術(shù)創(chuàng)新手段。表現(xiàn)在運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的高頻采集和分析，運(yùn)用軟件平臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。目前，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)整合物理實(shí)驗(yàn)的方式主要有：計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)、基于計(jì)算機(jī)數(shù)字化采集實(shí)驗(yàn)、基于計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)的虛擬實(shí)驗(yàn)等。因而，將計(jì)算機(jī)技術(shù)以及配套軟件技術(shù)引入物理實(shí)驗(yàn)，將成為物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新必由之路，也是學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和職業(yè)能力必然要求。

三、 結(jié)束語

基于“能力·應(yīng)用模塊”大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革，既有利于物理實(shí)驗(yàn)課程能力目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，也有利于課程與專業(yè)應(yīng)用能力整合。尤其在國家和社會(huì)大力提倡培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才背景下，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與專業(yè)應(yīng)用能力以及職業(yè)技能整合是大勢(shì)所趨。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梅山孩.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系改革研究[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，（02）：74-77.

[2] 梅山孩.大學(xué)物理數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的建構(gòu)[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，（02）：51-54.endprint