高職高專物理實驗開放式教學的研究與實踐

楊瑞臣

(承德石油高等專科學校 社科與數(shù)理部，河北 承德 067000)

高職高專以應用型人才培養(yǎng)為主要目標，注重學生實踐動手能力的培育及構建。物理實驗作為通用型的課程而設置，如何在注重專業(yè)應用知識的培養(yǎng)框架下最大程度發(fā)揮物理實驗課程的重要作用是各高職高專物理學科面臨的重要問題。通過教學改革，現(xiàn)教學內(nèi)容自主化、教學時間靈活化，構建開放式物理實驗教學模式，在實驗教學時數(shù)明顯不足的情況下，提高教學效果。實踐驗證效果明顯。

1 物理實驗開放式教學的實施

開放式教學，即有別于傳統(tǒng)課堂教學的新模式，變傳統(tǒng)教學的時間、固定地點、內(nèi)容、過程的固定性授課為多維的靈活性教學。開放教學內(nèi)容、開放教學時間，靈活應用多種教學手段，實現(xiàn)學生知識素質(zhì)和動手能力的提高。通過近3 年的物理實驗開放教學探索和實踐，取得了較好的教學效果。

1.1 實驗內(nèi)容的開放

實施實驗內(nèi)容進行開放設置。實驗內(nèi)容上，突出實用性、可行性，圍繞學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷更新實驗教學內(nèi)容體系，舍去一些陳舊的、重復的實驗項目，加大綜合性、設計性實驗的比例。改變過去一味驗證的實驗模式，擴展為驗證、測量、模擬、歸納等各種實際工作需要的多種實驗方法訓練。以模塊的形式設定實驗誤差理論、數(shù)據(jù)處理、實驗方法與技術、基礎性實驗、綜合性實驗、提高性實驗等若干教學目標，分層次、根據(jù)教學對象靈活設置教學內(nèi)容。

1.2 實驗時間的開放

打破課堂時間限制，學生可以預約登記，根據(jù)自己的學習規(guī)律合理安排實驗時間，提高學生做實驗的積極性和主動性。在時間的開放上，采用在一定的時間內(nèi)自由開放和完全開放兩種方式相結合。

1.3 實驗資源的開放

實驗資源開放就是實驗室的所有實驗資源對學生全面開放。實驗室是重點資源，建立了條件開放的實驗室管理制度，便于有需求的同學機動進入實驗室開展學習探究。另外，設置小型制作室，實現(xiàn)簡單制作工具與環(huán)境的開放。廢舊儀器展示利用空間，對有探究思想的同學提供研究基材，使報廢儀器再次發(fā)揮功用。完善物理實驗省級精品課程網(wǎng)站，完善更新資料，實現(xiàn)電子資源的開放。

1.4 教學評價的開放

傳統(tǒng)的一考定成績的教學評價很不適合開放環(huán)境的教學要求，對評價學生的學習、操作、制作能力具有很大的局限性。改變評價方式，采用“三位一體考核法”，即通過實驗操作檢驗學生的動手和實踐能力;通過報告考核學生綜合分析、處理數(shù)據(jù)和書面表達能力;通過創(chuàng)新設計檢驗學生的創(chuàng)新能力。特別側(cè)重學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力的考核，開展“小發(fā)明”、“小制作”、“小論文”三小活動。對學生創(chuàng)新制作給予評價傾斜，調(diào)動學生動手參與積極性。三位一體的考核也反向促進了學生創(chuàng)作積極性。

2 物理實驗開放式教學的成果

編輯出版了與開放式教學相結合的教材，豐富了開放式課程網(wǎng)站。

2.1 “挑戰(zhàn)杯”等大型賽事獲獎

開放教學，培養(yǎng)學生動手動腦的同時，挖掘了一批勤于思考、樂于動手的各專業(yè)學生，通過系列有針對性的開放式培訓，完成了一系列的學生創(chuàng)新設計制作，通過短暫的物理實驗課程的教學，在學生心底深深播下了創(chuàng)新的種子，使創(chuàng)新成為學生潛意識中最重要的一個點，先后很多學生產(chǎn)生了很多有意義有價值的創(chuàng)意。另外結合物理實驗的學生創(chuàng)新制作中心，有很多想法(包括教師創(chuàng)意)不同程度得以實現(xiàn)，在2013 到2014 兩年間，僅以課題組成員為指導教師的獲獎項目就有很多(表1)。這在高職高專層次的職業(yè)院校行列絕對是名列前茅的。在2014 年首屆全國“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新創(chuàng)效創(chuàng)業(yè)大賽取得了國家級一等獎(作者為第一指導教師)。除此之外，學生內(nèi)心的創(chuàng)新種子持續(xù)不斷地生根發(fā)芽，在隨后的大學生涯中，很多參加了創(chuàng)新性質(zhì)的其他競賽，也都取得了不錯的成績(表1)。通過與學生溝通交流，他們始終認為物理實驗開放教學的啟蒙對他們起到了決定性的影響。物理實驗作為學生進入大學生活接觸到的第一門動手操作、實踐類課程，開放教學已經(jīng)成為了學生創(chuàng)新成果的的原始孵化器，對后續(xù)學生的學習甚至將來的工作都會產(chǎn)生很大影響。

表1 2013—2014 與物理實驗開放教學有關的學生獲獎情況表

注:“*”標記的作為為課題組成員直接指導，其他為與開放教學相關其他老師指導作品

2.2 專利申請取得突破

表2 2013—2014 與物理實驗開放教學有關的學生專利授權表

2.3 學生成功發(fā)表論文

表3 2013—2014 與物理實驗開放教學有關的公開發(fā)表的學生論文

2.4 實驗儀器改進獲得成功

總結實驗中板式十一線電位差計的不足，改變制作思路，經(jīng)過多次的反復實驗，設計并成功制作成滾筒式電位差計，教學中演示實驗效果和測量效率均有很大提高(見圖1)。

3 開放式教學的困難和注意事項

3.1 開放教學工作的定量評價

由于開放教學的時間、內(nèi)容、方式等方面均存在著靈活性，使得開放教學中教師工作的變動性較大，隱形工作較多，如何在開放教學的工程中合理準確的計算教師的工作量是比較困難的問題，筆者曾經(jīng)對開放實驗室進行過損益分析［1］，鄺溯瓊等也提出過基于多層次灰色關聯(lián)度分析的綜合評價方法［2］，但操作的可行性還需要進一步深入探討研究，以便于合理確定參與教師的工作量問題，提高參與的積極性。

3.2 開放教學的質(zhì)量監(jiān)控

也正是因為開放的不確定性，保證開放教學保質(zhì)保量進行是開放能否持續(xù)深入的關鍵所在。我們嘗試了自評、學生評、成果評三位一體的評價方式，但如何減少評價的人為因素，保證開放教學質(zhì)量評價客觀需要我們進一步探討。

3.3 開放教學的安全保障

開放教學，意味著學生更多的參與性，參與增多也意味著安全風險的增加，安全是開放教學的底線，也是教學中必須注意的問題。諸如用電安全、電動工具安全、使用方法安全、實驗室防盜安全等等，每一個環(huán)節(jié)都需要細致的工作。避免教學實施過程中的危險是長期的持續(xù)的過程，不能松懈。

4 結語

經(jīng)過幾輪的探索與實踐，物理實驗開放教學滿足了學生渴望創(chuàng)新和求知的欲望，取得了一些效果，已初步形成一定特色。但發(fā)揮物理實驗的優(yōu)勢資源，在學生培養(yǎng)中起到更大的作用是一個大課題，也有很長的路要走。1)前幾年的開放實驗大部分是在學生課余時間進行，受正常教學和學生課程緊張等因素影響尚不能滿足學生更廣泛的需要。總結開放經(jīng)驗，擴大開放實驗室的規(guī)模和開放時間，讓更多的學生走進實驗室。2)繼續(xù)建設和完善物理實驗課程網(wǎng)站，使其在開放教學中發(fā)揮更大的作用。3)繼續(xù)深度開放物理實驗室，加強對學生操作技能和創(chuàng)新能力的訓練。4)繼續(xù)強化引導學生進行科技制作活動，參加學校和省的科技制作競賽，提升影響力。

［1］ 楊瑞臣，耿小丕，王峰.物理實驗開放實驗室問題對策模型分析［J］.承德石油高等專科學校學報2010(1):58－60.

［2］ 鄺溯瓊，楊定新，陶利民，等.開放式教學實驗室綜合評價體系與方法初探［J］.實驗室研究與探索2013(5):205－208.