多元化開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究

摘 要：開放式大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不僅僅是簡單的實(shí)驗(yàn)室空間和時(shí)間的開放，而是給學(xué)生提供多元化的開放式學(xué)習(xí)平臺(tái)。通過建立本科生導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)制、搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、利用實(shí)驗(yàn)室廢舊資源、參觀實(shí)驗(yàn)儀器制造企業(yè)，以及學(xué)生結(jié)合日常生活自行設(shè)計(jì)有趣的物理實(shí)驗(yàn)等等，可以很好的挖掘?qū)W生探索能力和創(chuàng)新能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的良好意識(shí)。

關(guān)鍵詞：多元化開放式 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需要，各大高校更多的著眼于產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合共建的辦學(xué)模式，甚至貝爾實(shí)驗(yàn)也鎖定納米材料、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、高速電子等等一些實(shí)用性強(qiáng)的高新技術(shù)[1]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為一門面向全校的基礎(chǔ)物理課程，以前陳舊的教學(xué)模式已經(jīng)不再適應(yīng)新形式下的發(fā)展趨勢，無法滿足學(xué)生提高創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的需求，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革勢在必行[2-6]。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心應(yīng)該多元化開放，給學(xué)生提供一切可以學(xué)習(xí)的平臺(tái)。第一，形成合理的導(dǎo)師制學(xué)生團(tuán)隊(duì)，把老師豐富的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)開放性的傳授給學(xué)生，帶動(dòng)學(xué)生科研積極性；第二，利用開放實(shí)驗(yàn)室廢舊資源，促使學(xué)生拆裝和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力；第三，利用豐富的網(wǎng)絡(luò)課堂資源，可以讓學(xué)生更便捷的充實(shí)自己的知識(shí)；第四，結(jié)合日常生活，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)有趣的物理實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力；第五，提供參觀實(shí)驗(yàn)儀器制造企業(yè)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理更深入的認(rèn)識(shí)。

1.建立導(dǎo)師制學(xué)生團(tuán)隊(duì)，充分發(fā)揮教師引導(dǎo)作用

1.1通過基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)發(fā)散思維

物理實(shí)驗(yàn)中心教師以導(dǎo)師身份組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)，積極參與團(tuán)隊(duì)課下基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并給予多角度正確引導(dǎo)。比如，一組數(shù)據(jù)是否有多種測量方法，每種測量方法的缺點(diǎn)是什么，采用什么措施可以減小誤差等等，這些啟發(fā)式的引導(dǎo)，有利于學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.2申請(qǐng)學(xué)生開放項(xiàng)目，鍛煉動(dòng)手能力

由導(dǎo)師牽頭，學(xué)生團(tuán)隊(duì)參與，主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器研發(fā)。幾年來，本實(shí)驗(yàn)中心收獲頗豐。比如毛祥慶老師和陳昭棟老師的團(tuán)隊(duì)，分別研制出了磁場測定實(shí)驗(yàn)儀和材料熱物性自動(dòng)測量儀等等，即為實(shí)驗(yàn)室節(jié)約了成本，又鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

1.3參與教師科研項(xiàng)目，提升科研能力

導(dǎo)師以自己的科研內(nèi)容為基點(diǎn)[7]，選幾個(gè)合適的小題目，分配給團(tuán)隊(duì)同學(xué)。因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)同學(xué)都是第一次接觸到前沿科學(xué)，拿到題目感到興奮好奇，為了攻克研究題目，每天在實(shí)驗(yàn)大樓做實(shí)驗(yàn)，甚至直到熄燈才離開。可以看出，學(xué)生對(duì)前沿科學(xué)興趣濃厚。提高學(xué)生科研能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，應(yīng)該作為本科生培養(yǎng)計(jì)劃的一個(gè)重點(diǎn)。

2.開放大學(xué)物理實(shí)體實(shí)驗(yàn)室，充分利用現(xiàn)有資源

2.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)器材的開放

主要針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課程所用器材的開放，每個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)開放3臺(tái)儀器，學(xué)生在仿真系統(tǒng)預(yù)習(xí)之后，可以到實(shí)驗(yàn)室提前了解實(shí)驗(yàn)儀器和操作流程。同時(shí)在處理相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)問題，可以到實(shí)驗(yàn)室重新測試數(shù)據(jù)。

2.2廢舊實(shí)驗(yàn)器材的開放

學(xué)生可以對(duì)目前實(shí)驗(yàn)室的廢舊器材（配套有原版說明書）進(jìn)行重新拆裝或改進(jìn)，找出器材不能使用的問題所在，說出器材用于本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢和劣勢，同時(shí)提出改進(jìn)的想法。我校楊代宗等同學(xué)將CCD傳感器應(yīng)用于落球法液體粘滯系數(shù)測定儀上，成功提高了測量小球下落時(shí)間的精準(zhǔn)度。廢舊器材的合理利用，不僅增加了開放實(shí)驗(yàn)室的資源，節(jié)約了資本。同時(shí)讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，激發(fā)了學(xué)生的科研興趣和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.3演示實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開放

演示實(shí)驗(yàn)通常是一些真實(shí)有趣的物理現(xiàn)象，學(xué)生通過自己的親身體驗(yàn)，可以更透徹的理解物理規(guī)律。另外演示器材相對(duì)簡單，易操作，這就激發(fā)了很多學(xué)生自制演示器材的想法，從而真正做到把理論應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)以致用的目的。

3.利用虛擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，打破時(shí)間和空間限制

3.1仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

本中心采用的大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是集預(yù)習(xí)，講解，實(shí)驗(yàn)，考試于一體的集成化仿真軟件，學(xué)生可以在寢室或者圖書館隨時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，解除了學(xué)生在課上手忙腳亂，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的恐懼心理。老師則可以根據(jù)仿真系統(tǒng)學(xué)生預(yù)習(xí)成績，在課堂上作出相應(yīng)的指導(dǎo)。

3.2網(wǎng)絡(luò)資源庫

網(wǎng)絡(luò)資源庫不僅可以讓學(xué)生了解相關(guān)的前沿科學(xué)技術(shù)、教師的科研項(xiàng)目成果、教師教學(xué)視頻和PPT，還可以讓學(xué)生知道自己身邊的同學(xué)參加的競賽項(xiàng)目和成果、以及身邊同學(xué)結(jié)合日常生活自己設(shè)計(jì)成功的實(shí)驗(yàn)成品圖片等等。網(wǎng)絡(luò)資源庫不僅開闊了學(xué)生的視野，更為他們提高創(chuàng)新思維奠定了豐厚的前沿基礎(chǔ)。

3.3在線知識(shí)問答

學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源庫或者課下處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，遇到問題馬上可以在系統(tǒng)里留言，實(shí)驗(yàn)室每天都有老師輪流負(fù)責(zé)為學(xué)生答疑。充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課堂優(yōu)勢，不僅快捷的解決了學(xué)生隨時(shí)遇到的問題，而且打消了學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程偏難的顧慮。

4.結(jié)合日常生活物理現(xiàn)象，鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)

為了激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣[8]，我校基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程新增了4學(xué)時(shí)的趣味物理實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生根據(jù)感興趣的日常生活現(xiàn)象，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題。對(duì)于趣味物理實(shí)驗(yàn)課的增開，很多同學(xué)表示非常喜歡這個(gè)課程，它充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象探究的積極性。我校秦佳旺、梁鵬、楊亮等同學(xué)設(shè)計(jì)了洗衣粉溶液濃度與其表面張力及去污力之間的關(guān)系、自行車行車記錄儀的制作、超聲測距定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組裝等實(shí)驗(yàn)課題。趣味物理實(shí)驗(yàn)課上時(shí)間短，要求學(xué)生課下善于觀察，勤于思考，而老師的監(jiān)管力度并不大，但是由于學(xué)生感興趣，參與的積極性高，反而教學(xué)效果反響不錯(cuò)，很多同學(xué)建議增加趣味物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)數(shù)。

5.參觀實(shí)驗(yàn)儀器制造企業(yè)，啟迪學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力

參與研制或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器的同學(xué)，可以在課程結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)中心組織一次參觀儀器廠家的活動(dòng)，讓學(xué)生更深入的了解實(shí)驗(yàn)儀器構(gòu)造和原理，同時(shí)順應(yīng)了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合辦學(xué)的實(shí)用性教學(xué)理論。受實(shí)驗(yàn)儀器生產(chǎn)企業(yè)的啟發(fā)，楊代宗等七位同學(xué)申報(bào)了我校孵化企業(yè)項(xiàng)目，準(zhǔn)備全國范圍推廣他們?cè)谥笇?dǎo)老師帶領(lǐng)下改進(jìn)的自動(dòng)化液體黏度系數(shù)儀。

6.結(jié)束語

跟緊時(shí)代發(fā)展趨勢，倡導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合共建，搭建多元化開放式物

理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，從而激發(fā)學(xué)生探索興趣，挖掘?qū)W生科研潛力，提高學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)踐能力，真正達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。

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