民族院校分層次實驗教學方法的認識與實踐

【摘 要】本文對民族院校大學物理實驗分層次教學進行了研究，并介紹了北方民族大學針對民族院校學生的特殊性，采取的實驗教學改革舉措和物理實驗教學體系。

【關鍵詞】民族院校 物理實驗 分層教學 認識與實踐

分層次教學方法在國內各高校普遍使用。由于不同院校的具體情況不同，分層次教學的教學體系與內容應有所不同。

北方民族大學是我國唯一建立在少數民族自治區的部屬綜合性民族高校，學生來源具有其特殊性。省區之間、不同語言教學地區之間、不同區域考生之間的巨大差距，導致學生基礎教育整體水平與其他普通高校有明顯的層次上的差距。學校堅持高等教育規律和民族高等教育特殊性相結合，充分考慮生源基礎差異和學生個性、特長、潛能發展的需要，提出在培養方案中貫徹因材施教的培養模式，按照學生基礎教育水平、學習接受能力、發展潛力等方面的特點，進行有針對性的培養，幫助學生打好基礎，具備繼續學習和進一步發展的能力。

大學物理實驗是培養學生實踐能力、提高學生綜合素質的重要環節。近年來，結合基礎物理實驗教學示范中心的建設，我們對實驗室的管理體制、教學模式、教學內容及教學方法和手段進行全方位的研究與改革。不斷探索適合本校實際的大學物理實驗分層次教學體系。

一、實驗教學理念與改革思路

（一）實驗教學目標定位

物理實驗中心的實驗教學定位為理工科非物理專業的公共基礎課。教學目的是培養學生的基本科學素養和科學實驗能力。要求學生具有實事求是、理論聯系實際的科學態度，嚴肅認真、不怕困難的工作作風；不斷思索、勇于創新的科學精神；遵守紀律（操作規程）、愛護公物的優良品德；同學之間的團隊協作精神。內容是使學生得到物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能訓練。在保證學生基本的實驗技能 （常規儀器設備的使用、基本實驗方法、手段的掌握和實驗誤差理論與實踐能力等）得以訓練的前提下，為現代的實驗理論、技術、方法和手段打好基礎。

（二）實驗教學改革舉措

充分考慮民族院校學生的特殊性，充分體現大學物理實驗的獨特性。堅持因材施教的教育思想，不斷探索和實踐因材施教的教學方法，把統一要求和個體差異相結合， 采取分層和分級等教學措施，使學生的個性得到充分發展。切實培養嚴謹求實的實驗態度和科學作風，讓學生在物理實驗的全過程中體現科學研究的美，塑造自身創新意識和追求真理的科學作風，激勵學生參與科研和創新活動，促進學生科學素質養成。

1.增加教學層次、實施開放實驗教學、實現因材施教

在課程體系設置和教學方法上，針對少數民族學生的文化水平和心理特點，不斷探索和實踐因材施教的培養模式。設置了分層次、模塊化、個性化和自主學習的培養模式;考慮到不同階段的學習目標，將課程分成不同類別的模塊，相應開放程度和選課情況也有所不同。構建了從預科一年級到本科生的多層次實驗教學體系，創建了以學科為基礎，面向專業的實驗模塊群。采用開放自選不記學分的方式專門為基礎較差的學生開設了預備技術模塊。學生可根據自身的水平、興趣和能力預定實驗等級。既注意能力強的高層面學生的動手、研究和創新的需要，同時兼顧普通生能力培養的需要，還照顧少數落后生的補習需要。所有設計性題目完全開放自選，單獨培訓。通過這些課程設置和實驗安排，使學生由淺入深，由易到難，由簡單到綜合，逐步提高動手能力，使學生個性得到充分發展。

2.教學內容逐步更新，教學手段豐富多樣

考慮到少數民族地區學生物理實驗基礎較為薄弱的實際狀況，在基礎技術模塊中將實驗室基本測量儀器的使用和基本物理量的測量，與大學物理實驗課的理論課學習結合起來，將基本數據處理方法與所測實驗數據結合起來，通過理論與實踐的結合培養學生嚴謹求實的科學素質。例如：通過金屬杯體積的測量、毛細管內外徑的測量、物體密度的測量等具體實驗的操作練習，一方面熟悉游標卡尺、讀數顯微鏡、天平等基本測量儀器的使用，另一方面將理論課所涉及的誤差處理、有效數字的記錄與運算、測量結果的不確定度評定有機的結合起來。使學生既對基本測量儀器的使用有一個逐步熟悉的過程，又通過實驗操作進一步加深、理解和鞏固理論知識。在基本測量中，我們引導學生不僅了解學習游標卡尺的原理、實驗內容和方法，而且啟發學生由游標原理與現代測量技術應用較廣的測量儀器、廣泛使用的“圓盤游標”、各種圓盤平臺中使用的游標記數和高精度的數據處理設施中，引導學生的學習興趣和實驗原理的拓寬應用，豐富學生的實驗思路和應用技術。

為加強基本訓練，運用有代表性的儀器和實驗方法，開出系列化實驗，在“示波器的使用”實驗中，除了讓學生廣泛接觸不同型號的示波器，提高對示波器的使用能力外，還安排一些如“交流電及整流濾波電路”“聲速測定”、 “軟磁材料磁滯回線和基本磁化曲線的測量”“振動法測彈性模量”等相關綜合性實驗，進行反復訓練。

對一些比較經典的實驗內容，改用設計性實驗形式排出（并不是復雜的、難度大的實驗才是設計性實驗），如：“電表內阻測量”“不規則物體密度的測量”“重力加速度的測定”等。不但要求學生運用已有的知識設計實驗，又要通過實驗進一步加強基本訓練，從而提高了實驗起點。

二、實驗教學體系與內容

大學物理實驗分層次教學新體系的核心是以培養學生的實踐能力、創業精神為出發點 ， 改變原有的教育觀念和教學模式，打破傳統“力、熱、光、電”之間、普通物理與近代物理之間、近代物理與專門化實驗之間各自獨立的界限，實行各門實驗交叉、綜合、有機結合、整體優化 ，加強綜合設計和研究性實驗的力度 ，形成從低到高 ，從基礎到前沿 ，從接受知識型到培養綜合能力型的逐級提高的物理實驗課程新體系。變驗證性實驗為研究性實驗，變單一實驗為綜合性實驗，大大增加了綜合設計性實驗的比例和難度，讓學生能綜合運用所學的知識進行實驗訓練。

在實驗項目設置上，根據學生所在學科和專業的不同，依照學校教學培養方案中各學科專業對普通物理實驗的不同課時要求，制定相應的實驗教學大綱，每學年根據各專業教學計劃的設置，分模塊開設8-16個不完全相同的實驗題目。既考慮普通物理理論課教學與實驗教學的關系，又兼顧基礎實驗教學與其后所學專業課教學的關系。

分層次實驗教學體系及項目設置如上表

三、實驗教學方法與手段

學校建立了校園網一卡通，開放物理實驗室也得到了科學的管理，學生可刷卡進入。網絡教學資源中包含實驗預習、實驗教程、電子課件、儀器使用說明書、推薦下載資源等豐富的教學資料，可以開拓學生的眼界，滿足不同層次學生的學習需求，給學生提供了自學物理實驗的環境，購置了大學物理仿真實驗全套軟件，物理學史多媒體資料，物理演示實驗多媒體課件和北京交通大學等十二所高校聯合制作的多媒體電子課件。

設計性實驗題目由學生自主選擇，通過自己親自選擇、在自己能夠接受的水平和基礎上，自主設計、試驗，解決困難和問題，綜合運用所學知識，展現自己的才智和能力，心情愉悅地實驗和研究，體驗自主實踐的成果，充分調動學生實驗、實踐的積極性和主動性。

學生的課程總成績為平時成績和期末成績兩部分之和。平時成績主要是實驗預習、實驗操作、實驗結果、實驗報告等綜合考核。期末成績為課程結束時對一個實驗項目全過程（提出任務、構思設計、調試儀器、用科學實驗方法與測量方法完成實驗、取得數據、處理數據、分析結果、寫出報告或論文）的考察成績。

四、教學效果與教學成果

近年來，隨著實驗設備和實驗環境的顯著改善，教師隊伍的大力充實，教學管理和教學運行制度的不斷完善，學生對物理實驗課程的重視程度、動手能力、創新能力得到了明顯的提高。

（一）實驗教學效益顯著提升

實驗教學體系更加合理，教學內容更加豐富：實驗開出率達到100％，基礎實驗項目更新率為20％，綜合和設計性實驗項目更新率為80%。

（二）教學覆蓋面廣

實驗中心面向全校理、工科各個學院，19個專業，年均2500名學生，開設了不同層次、與專業設置相關的模塊化《大學物理實驗》課程，年總人學時數達到41200人，實驗開出率為100%，有綜合和設計實驗的課程占100%， 每名學生在一學年的課程學習中至少選做一項設計性實驗項目，設計性實驗為自主選題，開放管理的實驗模式，參加開放式教學的年總人學時數年均為7000人左右。

（三）每年實驗中心舉辦一次物理實驗基本技能和創新實驗競賽，參加人數逐年增加

其中還有文科院系的學生參加，并且取得很好成績。給學生創造了一個充分展示實驗技術技巧和創造性設計實驗的機會。充分調動和展示了學生學習物理學科和物理實驗的興趣，積極為培養學生，豐富學生的知識，拓寬學習渠道，促進教學等方面其道理積極的效果和良好的學習風氣。

結束語

大學物理實驗教學體系的構建是一個長期研究的課題，每個學校的學生基礎、專業及設備、師資力量都不相同，物理實驗項目的設置也有所不同。如何針對自己的實際情況構建合理的物理實驗教學體系及內容關系到人才培養的質量，也是物理實驗教學中需要重點研究的內容。北方民族大學是一所建校時間不長的高等院校，對學生的要求也是處在一個力爭培養以大學本科為主，應用型人才為基本目標，并積極創造條件向研究型人才或更高要求的目標而努力。在現有基礎上，我們將繼續遵循因材施教的教育思想，增加層次、更新內容、開放實驗、因材施教、個性發展、鼓勵創新的方針，辦出特色，辦出水平。創建一個環境優越、設備精良、手段先進、隊伍優秀、成果顯著和機制健全的“自治區級物理實驗教學示范中心”，成為民族地區和民族院校具有示范和輻射作用的物理實驗教學示范基地。