方一珍

(太原科技大學(xué)晉城校區(qū) 山西 晉城 048011)

近些年隨著本科人數(shù)逐年增加，本科生的教育和就業(yè)得到社會的高度關(guān)注.隨之而來，許多地方院校依托當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展將學(xué)校定位為應(yīng)用型高校，緩解高校就業(yè)壓力的同時為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)注入活力.應(yīng)用型高校是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將理論與實踐相結(jié)合的新型教學(xué)模式.其人才培養(yǎng)目標(biāo)是堅持以地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展為主要服務(wù)對象，培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的應(yīng)用型專門人才[1,2].它要求學(xué)生不僅掌握專業(yè)知識，更重要的是鍛煉自己的動手能力和綜合思維能力，將所學(xué)知識應(yīng)用于實際的生產(chǎn)、生活中.

大學(xué)物理實驗課是理工類學(xué)生進(jìn)入高校后接觸的第一門實驗課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅要掌握系統(tǒng)的實驗方法和實驗技能，更重要的是提高自己觀察問題、分析問題和解決問題的能力，養(yǎng)成科學(xué)的思維方式，這對于學(xué)生將來在工作和學(xué)習(xí)中所需要具備的獨立工作能力和創(chuàng)新能力等素質(zhì)的培養(yǎng)來講是十分必要的[3].對于應(yīng)用型高校來說，實驗課程是實踐的一個重要環(huán)節(jié)，縱觀目前大學(xué)物理實驗的教學(xué)現(xiàn)狀依然存在問題，對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)已經(jīng)不再適合.本文以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向，從實驗內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式以及教師隊伍培養(yǎng)等方面進(jìn)行探討，使實驗課教學(xué)真正發(fā)揮培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，更加貼近生活，貼近實際.

1 大學(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程內(nèi)容固定 缺乏創(chuàng)新性和實用性

大學(xué)物理實驗根據(jù)循序漸進(jìn)的原則大致分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究性實驗.目前基礎(chǔ)性和綜合性實驗在實驗教學(xué)中占的比重較大，設(shè)計性實驗和研究型實驗占的比重很小.課程設(shè)置偏重以驗證性實驗為主，依舊是一成不變的理論和固定的實驗項目.教學(xué)內(nèi)容跟不上時代的發(fā)展和需求，缺乏實用性和前沿性，與現(xiàn)實生活和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展存在脫節(jié).課程內(nèi)容過于強(qiáng)調(diào)原理性，實驗課更多地被認(rèn)為是對理論課的輔助，應(yīng)用型人才所需要的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)在教學(xué)中未得到體現(xiàn).學(xué)生更多關(guān)心的是如何將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實際問題，而目前卻缺少這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計.實驗內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)的結(jié)合沒有充分體現(xiàn)出來.

1.2 教學(xué)方法以講授為主 學(xué)生主動性難以發(fā)揮

大學(xué)物理實驗教學(xué)暫時還停留在完成基本實驗教學(xué)任務(wù)的階段，課前學(xué)生僅僅依靠看課本去進(jìn)行預(yù)習(xí)，有時實驗課內(nèi)容要比理論課提前，學(xué)生們更是對實驗原理完全沒有基礎(chǔ)，學(xué)生自然也不會對實驗課產(chǎn)生興趣.課堂上教師通常會將實驗涉及的原理、操作方法和注意事項等完全演示給學(xué)生，整個過程學(xué)生只需要按照教師的步驟進(jìn)行機(jī)械的模仿，得到實驗數(shù)據(jù)即可.這種“灌輸式”的教學(xué)方式，學(xué)生的主觀能動性難以得到發(fā)揮.

1.3 考核偏重以結(jié)果為主 形式單一

實驗考核以實驗報告為主，學(xué)生往往追求結(jié)果的完美，而出現(xiàn)抄襲和編寫實驗數(shù)據(jù)的情況，操作過程卻變得不那么重要，對于實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題置之不理，實驗數(shù)據(jù)與理論值偏差大小也不去研究其原因，這樣的考核方式不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和分析問題的能力，同時也對學(xué)生產(chǎn)生不良的引導(dǎo).對于設(shè)計性和研究性實驗，考核不能單以實驗報告評定，學(xué)生的設(shè)計思路、團(tuán)隊協(xié)作情況等都需納入考核范圍.

1.4 教師缺乏實踐經(jīng)驗 難以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)

當(dāng)前高校存在對實驗課教師定位不清和培養(yǎng)不足的問題.教師僅僅是熟悉課本理論知識，對于前沿性知識和相關(guān)的實踐知識比較缺乏，實驗教師更多的是從事實驗教學(xué)和實驗室管理，出去參加培訓(xùn)的機(jī)會較少，這就導(dǎo)致教師知識面窄，那又如何培養(yǎng)出應(yīng)用型人才呢？

2 以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向的大學(xué)物理實驗體系的構(gòu)建

2.1 課程體系設(shè)置側(cè)重應(yīng)用為主

2.1.1 改進(jìn)傳統(tǒng)實驗 融入現(xiàn)代科技

本科大學(xué)培養(yǎng)的應(yīng)用型人才是具備綜合素質(zhì)和發(fā)展?jié)撡|(zhì)的高級應(yīng)用型人才，他們在掌握基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識的情況下，更重要的是將所學(xué)知識應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié).大學(xué)物理實驗課是基礎(chǔ)實踐課程，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力有很大幫助.鑒于目前的實驗課程內(nèi)容基本上是對書本上的理論、公式進(jìn)行實驗驗證，學(xué)生通過預(yù)習(xí)已經(jīng)知道實驗所要得到的結(jié)果，實驗本身的吸引力就不那么大了.如何讓學(xué)生自己愿意去動手實踐呢？問題就在于實驗項目的設(shè)計.對于經(jīng)典實驗比如“分光計”“邁克爾孫干涉儀”“拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量”等，依然采取保留，但是可以融入新的實驗方法和手段改進(jìn)實驗，提升實驗檔次.比如在邁克爾孫干涉儀實驗光源選擇上除了氦氖激光器還可以替換白光源或鈉光燈等進(jìn)行實驗，觀察比較各種情況下的實驗現(xiàn)象；同樣可以將觀察屏換成CCD，提高成像精度；也可以將邁克爾孫干涉儀做適當(dāng)改進(jìn)，實現(xiàn)金屬絲楊氏模量的測定等.

2.1.2 將設(shè)計性和研究性實驗與傳統(tǒng)實驗實現(xiàn)關(guān)聯(lián)

目前設(shè)計性和研究性實驗的實驗項目與學(xué)生接觸的知識存在脫節(jié)，學(xué)生們在做實驗時通常會出現(xiàn)無從下手的局面.為了讓學(xué)生能夠在產(chǎn)生興趣的同時又不至于無從下手，設(shè)計性實驗和研究性實驗可以采用對基礎(chǔ)性和綜合性實驗進(jìn)行延伸和擴(kuò)展，一方面結(jié)合實驗在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用設(shè)計實驗項目，另一方面將與實驗相關(guān)的現(xiàn)代科技成果引入到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生們在完成基礎(chǔ)和綜合實驗后并在具有一定知識和技能儲備的情況下，再通過查閱資料、設(shè)計實驗方案等繼續(xù)深入研究該實驗的擴(kuò)展和應(yīng)用，同時鼓勵學(xué)生將實驗課內(nèi)容與自己專業(yè)結(jié)合，設(shè)計具有專業(yè)特色的實驗項目.重新設(shè)計的實驗項目不僅是對傳統(tǒng)經(jīng)典實驗的繼承和創(chuàng)新，更重要的是增加了實驗的趣味性和實用性.

2.1.3 增設(shè)選修實驗 實現(xiàn)分層教學(xué)

實驗課開設(shè)分為必修和選修實驗，基礎(chǔ)性和綜合性實驗以必修為主，設(shè)計性和研究性實驗則主要歸到選修實驗項目，同時規(guī)定選夠幾個實驗才算合格，具體實驗項目則需要教師平時多查閱資料和實踐摸索.通過分層教學(xué)的實驗課程設(shè)置更有利于應(yīng)用型人才對整個實驗環(huán)節(jié)的掌控，同時在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)融入人文素質(zhì)的培養(yǎng)，將參與設(shè)計性和研究性實驗的學(xué)生進(jìn)行分組，整個團(tuán)隊配合完成實驗，對于培養(yǎng)學(xué)生們的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和與他人交流溝通的能力有很大的幫助.

2.2 采用現(xiàn)代教學(xué)手段 培養(yǎng)學(xué)生自主探索能力

2.2.1 引入微課 虛擬仿真實驗提高預(yù)習(xí)效果

大學(xué)物理實驗教學(xué)整個環(huán)節(jié)包括課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、實驗報告書寫提交等.課前預(yù)習(xí)學(xué)生往往通過閱讀課本對實驗?zāi)康暮驮碛辛舜笾碌牧私?，對于儀器的使用和具體實驗步驟卻不甚了解，同時實驗內(nèi)容缺乏趣味性和實用性，學(xué)生們對待實驗課變成一項任務(wù)，實驗課所要達(dá)到的培養(yǎng)目標(biāo)無法實現(xiàn).因此在預(yù)習(xí)過程引入微課、虛擬仿真實驗等現(xiàn)代教學(xué)手段，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，提升實驗預(yù)習(xí)效果和課堂教學(xué)質(zhì)量.

微課是以單一知識點為教學(xué)內(nèi)容，通過簡短的視頻形式記載并結(jié)合一定的學(xué)習(xí)任務(wù)而形成的一種教學(xué)資源[4].結(jié)合大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容，微課可以設(shè)置以下6個重要知識點鏈接：實驗背景、實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗操作、?shù)據(jù)記錄與處理、誤差分析與問題討論.其中在實驗背景介紹中詳細(xì)介紹實驗的設(shè)計緣由及相關(guān)科學(xué)家的人物故事，另外加入該實驗在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用和相關(guān)科技前沿成果展示.實驗操作環(huán)節(jié)除了實物操作演示外加入動畫模擬，這樣更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.通過這些環(huán)節(jié)的微課教學(xué)設(shè)計，學(xué)生在課前觀看學(xué)習(xí)，不受時間和空間的限制，并且有利于課后查漏補(bǔ)缺.學(xué)生還可以通過虛擬仿真實驗進(jìn)行模擬操作，提前熟悉操作流程.通過采用微課和仿真實驗相結(jié)合的現(xiàn)代教學(xué)手段，大大節(jié)省了課堂上用于講授知識的時間，把大部分的時間留給學(xué)生自己去進(jìn)行思考和探索.

2.2.2 帶著問題做實驗 實現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)

課堂上教師采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法[5,6]，對實驗項目做簡單介紹后，對實驗原理及實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象提出若干問題，學(xué)生帶著問題去進(jìn)行實驗，最后剩余少量時間留給學(xué)生進(jìn)行集中討論并將答案寫下交給任課教師，這種帶著問題去做實驗的方法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和探索精神，而且將傳統(tǒng)的實驗課上學(xué)生按部就班的操作，急于得到結(jié)果而往往忽略了過程的灌輸式教學(xué)改為啟發(fā)式教學(xué).應(yīng)用型人才的培養(yǎng)更重要的是將所學(xué)知識去應(yīng)用、實踐，達(dá)到學(xué)以致用.結(jié)合了現(xiàn)代教學(xué)手段和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法讓學(xué)生變成了實驗課的主體，不再依賴教師，鍛煉動手能力的同時也提高了學(xué)生解決實際問題的能力.

2.3 采取多樣化考核方式 提升應(yīng)用型人才創(chuàng)新和實踐能力

傳統(tǒng)的物理實驗考核主要以學(xué)生的實驗報告和到課情況來評定學(xué)生的成績，這種評價方式往往注重結(jié)果而忽略了過程，不利于學(xué)生能力的提高和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神的培養(yǎng).應(yīng)用型人才的培養(yǎng)根本著力點在于增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，解決實際問題的綜合能力，這就要求對傳統(tǒng)的實驗評價體系做出調(diào)整.采取多樣化的考核方式，成績分段組成，以促進(jìn)物理實驗課考核由分?jǐn)?shù)高低向能力大小轉(zhuǎn)變，由偏重結(jié)果向注重過程轉(zhuǎn)變.考核大致分為3個部分，教師根據(jù)學(xué)生課堂上的操作表現(xiàn)和互動參與情況及回答問題情況給出一個分?jǐn)?shù)，此項占總成績的50%，課堂環(huán)節(jié)不僅是對學(xué)生課前預(yù)習(xí)的檢驗，更重要的是對學(xué)生動手能力和學(xué)以致用的考察，也是實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié).所以，加大此環(huán)節(jié)的分?jǐn)?shù)占比是十分必要的.課后根據(jù)學(xué)生上交的實驗報告中獲得數(shù)據(jù)的正確性、誤差處理情況給出分?jǐn)?shù)，此項占總成績的20%.除了必修實驗外，選修實驗的表現(xiàn)占總成績的30%.設(shè)置選修實驗?zāi)康脑谟诩ぐl(fā)學(xué)生利用所學(xué)的理論知識和已經(jīng)掌握的基本實驗技能去完成更進(jìn)一步的研究和探索.同一小組在完成實驗后需做完整的報告，教師根據(jù)學(xué)生設(shè)計思路、協(xié)作過程和實驗結(jié)果給出相應(yīng)分?jǐn)?shù).通過這一選修教學(xué)的設(shè)計，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊意識和溝通能力等綜合素質(zhì)有很大的幫助.

2.4 注重教師隊伍建設(shè) 提升教師實踐能力

從目前來看，高校從事實驗教學(xué)的教師多半是研究生學(xué)歷，專業(yè)性比較強(qiáng)，理論基礎(chǔ)扎實，但知識面的廣度不夠，綜合應(yīng)用知識的能力不足，同時教師缺乏實踐知識和對實驗相關(guān)的科技前沿趨勢的了解.學(xué)校往往也只是重視教師講課技能的培訓(xùn)，而忽視了教師實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).作為應(yīng)用型高校，想要培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才，前提必須要有適合應(yīng)用型教學(xué)模式的教師隊伍.培養(yǎng)應(yīng)用型教師隊伍，一方面學(xué)校應(yīng)提供給教師更多出去培訓(xùn)、深造的機(jī)會，鼓勵教師多參加實驗教學(xué)相關(guān)的研討會和科技前沿的學(xué)術(shù)交流會議，激發(fā)教師從注重實用的角度改進(jìn)實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，另一方面鼓勵教師去企業(yè)參觀交流學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)提高自己的實踐能力，更有利于教師將自己所學(xué)的知識與實踐進(jìn)行結(jié)合，開發(fā)一些實踐性較強(qiáng)的實驗項目供學(xué)生選擇.此外，作為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高校，應(yīng)加強(qiáng)和周邊科研院所和相關(guān)企業(yè)的合作，聘請在學(xué)術(shù)和實踐方面經(jīng)驗豐富的專家來學(xué)校進(jìn)行講座，豐富學(xué)生的認(rèn)識和遠(yuǎn)見，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新和實踐的熱情.

3 結(jié)束語

本文以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為導(dǎo)向，改進(jìn)傳統(tǒng)物理實驗的實驗內(nèi)容，融入現(xiàn)代科技手段.將設(shè)計性、研究性實驗與經(jīng)典實驗實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，增加實驗趣味性和實用性.課程設(shè)置分成必修和選修實驗，實現(xiàn)分層教學(xué)，有利于學(xué)生對實驗環(huán)節(jié)的整體把握.同時，在實驗教學(xué)過程引入微課、虛擬仿真實驗等現(xiàn)代教學(xué)手段提高預(yù)習(xí)效果，課堂上采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，教師設(shè)置相關(guān)問題去啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探索，學(xué)生變成課堂主體，不再完全依賴教師.考核加大實驗過程分值，由傳統(tǒng)的注重結(jié)果向重視過程轉(zhuǎn)變；采用多樣化考核方式，鼓勵學(xué)生在實驗中培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識、團(tuán)隊意識和交流溝通能力.教師是實驗教學(xué)改革的關(guān)鍵，只有注重教師隊伍培養(yǎng)，提高教師隊伍的實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新能力，才能在實驗教學(xué)中融入更多的實用性和前沿性知識，實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo).