人才特色培養背景下的物理實驗課教學研究與改革

[摘要] 在人才市場競爭激烈的形勢下，我院物理實驗課教學十幾年來堅持以人才培養目標為方向，以社會需求和行業需求為導向的教學改革，并取得了一定的成果。在省優秀課的基礎上，物理實驗室又被評為吉林省高等學校實驗教學示范中心。本文簡單介紹我院在人才特色培養背景下的物理實驗課教學研究與改革。

[關鍵詞] 人才培養； 行業需求； 特色教學； 教學設計； 模塊

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 19. 062

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）19- 0111- 02

當前畢業生的就業問題已成為困擾高等院校的難題。在人才市場競爭越來越劇烈的形勢下，人們已清楚地認識到人才培養務必以社會需求和行業需求為導向，這決定著每個高等院校的生存與發展，在這種形勢下，物理實驗課的綜合教學改革也勢在必行。

教育部規定的物理實驗內容是為不同類型、不同層次、不同專業的理工科院校所設計的。在有限的授課學時下，教學內容的取舍、實驗目的的追求、實驗儀器的選購、實驗項目的安排等一系列的教學設計是物理實驗課綜合改革的核心問題。我們以學院的人才培養目標為方向，以本課程的定位為依據，以特色培養為主線進行課程改革。

1 建立科學的、創新的實驗教學體系

傳統物理實驗課的教學體系是按力、熱、光、電等模塊來劃分，在教學改革中我們考慮到每個模塊中都有基礎、綜合、設計等部分，這是其一。其二，不同院校的人才培養方向及行業需求不同，因此在每個模塊中的側重點不同。其三，物理實驗理論在工程實踐及高新技術中的應用大多是交叉型的知識結構。鑒于以上三點我們將物理實驗教學課的教學體系分為：基礎性實驗、綜合與設計實驗、實踐與創新、建筑物理實驗4個模塊，這種創新的教學體系適合人才特色培養。

2 基礎實驗的改革

突出知識傳授、技能培訓、素質教育融為一體的教學理念。

物理實驗是理工科院校唯一的一門獨立設課、學時較多的實踐性課程，學生進入大學后首先要在物理實驗中較為系統地接受實驗理論、實驗方法、實驗技能的基本訓練。與理論課不同的是，實驗課是以學生個體活動為主的課程，因此實驗過程也是樹立良好學風，提高科學素質修養的過程。

（1） 基礎實驗儀器的選擇。對應用型院校來說以驗證為目的的實驗不宜取之，應以本院的人才培養目標為方向，優選那些在實驗原理、實驗方法、實驗技術等方面應用廣泛、實驗現象鮮明的儀器，來訓練學生基本技能，培養其動手能力。

（2） 針對不同的學生群體，教學管理的實施手段是有差異的。在以培養精英人才為目標的研究型大學，學生群體的理論基礎與人文修養底蘊較為深厚，相比之下，我院部分學生學習基礎及主動性差一些。所以我們的做法是人手一套儀器或同一套儀器測試點、測試件不同，并嚴格執行對號入座，保證每個學生的獨立操作。學生的獨立操作是基礎實驗中因材施教的一種手段，體現了以人為本的教學理念，同時將儀器的使用與保管落實到人，利于培養學生良好的科學實驗習慣和愛護儀器、熱愛勞動等優良品質。

（3） 兼顧傳統的實驗技術與現代的檢測手段，使基本理論和實踐有機結合。由于物理實驗原理、方法、技術、手段具有通用性，依據本課程的定位，為使學生具備良好的理論基礎，我們采用傳統教學型與現代應用型儀器在同一實驗中并用的方法。比如：電橋實驗中，滑線式電橋與箱式電橋的并用；用標準電池校準工作電流的教學型的電位差計與可攜帶的箱式電位差計的并用等。

教學型儀器結構開放，實驗原理鮮明，但實驗操作步驟較多，初學者在使用中常常出現故障。然而故障的排除過程也正是啟發思維、解決問題的過程，是訓練基本技能、培養動手能力和思維能力的重要過程，長遠地講是工程經驗的積累過程。較多步驟的操作過程正是對實驗理論的逐步消化理解直至掌握的過程。

現代的應用型儀器為封閉式的，電路部分多為集成電路。因此實驗原理不如教學型的鮮明。但操作過程比較簡單，實驗數據的獲取簡捷、快速，體現了先進的科學技術在生產實踐中的應用。二者的并用可優勢互補，對培養學生能力起到相輔相成的作用。

（4） 突出基礎與前沿的結合。例如光柵衍射是基礎實驗，而生物分子的DNA螺旋結構就是首先用X射線衍射的方法揭示出來的。在基礎教學中我們通過介紹獲得諾貝爾獎的科學家的研究過程，來培養學生的創新意識，激發學生學習基礎理論的積極性。

3 實踐與創新

在該部分實驗中，我們提出將物理理論、高新技術、工程實踐融為一體的教學理念，以強化學生工程實踐能力與創新能力的培養。

（1） 實驗項目的選擇務必突破原有的框框束縛。以人才培養目標及行業需求為導向，優選為專業及工程實踐奠定實驗理論基礎、利于培養學生創新能力的項目，比如：我們開設了太陽能室外特性、懸臂梁測應力、超聲波檢測與探傷等實驗。這類實驗原理、實驗技術對我院普遍適用。

根據行業需求，我們打破常規，開設了一些建筑物理實驗內容，比如：適量開設些光度學、幾何光學實驗，如人工天穹，用其作光學基礎研究，能較好地為建筑設計提供理論根據，或用來測試特殊建筑物，以預測、檢驗采光性質。對建筑采光進行實測，才能對其室內光環境質量做出較準確的評價，進而分析建筑物采光設計的實際效果和存在問題，以便采取有針對性的措施。

再如墻體隔熱性能、傳熱、導熱實驗；聲學實驗中，樓板撞擊聲實驗、隔聲測量等，這些實驗為培養學生解決實際中的建筑技術問題奠定了基礎。

（2） 實踐與創新模塊中的實驗內容應與時俱進，將先進的高新技術檢測手段引入教學。例如：我們增設了紅外熱像儀實驗，由于紅外熱成像技術具有遠距離不接觸的優點，能彌補傳統檢測手段的不足，近幾年已在土木建筑無損檢測方面有了實踐性的應用，例如：房屋質量缺陷檢測、滲漏檢測、外墻飾面質量檢測等，可用于事故處理、施工驗收、陳舊建筑物安全鑒定等方面。

（3） 靈活多樣的教學手段：同一實驗不同儀器的并用；教師演示與學生操作并行；結合實體的理論教學；傳統的檢測手段與先進檢測技術的比對等。

綜上所述，我們從人才特色培養目標出發，根據社會需求、行業需求將物理理論與工程實踐緊密結合，力求物理實驗課在實踐教學和特色創新培養上收到最佳的效果。