基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

曾正 高知豐

摘 要：為響應(yīng)國家對于地方院校向“應(yīng)用型”院校的轉(zhuǎn)型定位，地方院校在人才培養(yǎng)方面應(yīng)做出相應(yīng)的改革，為地方發(fā)展培養(yǎng)應(yīng)用型人才。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門注重應(yīng)用的課程，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦和動(dòng)手的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn); 應(yīng)用型 教學(xué)模式

本文主要針對《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)方法進(jìn)行了闡述，就如何對教學(xué)進(jìn)行“應(yīng)用型”改革進(jìn)行了初步探索，形成了滿足“應(yīng)用型”改革需要的教學(xué)模式。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

當(dāng)前，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是本校的一門理工科專業(yè)的公共課程，主要采用必修與開放式相結(jié)合的教學(xué)形式，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與開放性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式雖然可以滿足教學(xué)大綱要求，但隨著本校專業(yè)設(shè)置細(xì)化，并向應(yīng)用化方向轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致這種教學(xué)形式在實(shí)際應(yīng)用中開始顯露不足。使得大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程無法與大學(xué)物理理論課程有機(jī)結(jié)合，無法滿足不同專業(yè)的實(shí)際需求。還會導(dǎo)致學(xué)生理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)的不能結(jié)合起來，對實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)積極性明顯降低，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

另一方面，物理實(shí)驗(yàn)教師人數(shù)及實(shí)驗(yàn)器材臺套數(shù)配置不足，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面采取“學(xué)生循環(huán)，老師連軸轉(zhuǎn)”的方式，實(shí)驗(yàn)效果受到一定的影響。隨著專業(yè)的細(xì)化及“應(yīng)用型”教改的要求下使得“必修+選修”的方式無法滿足要求，因此對于《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的改革勢在必行，更是本校在進(jìn)行“應(yīng)用型”高校轉(zhuǎn)型的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。

二、以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式的建立

（一）課程體系設(shè)置側(cè)重應(yīng)用為主

根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，針對不同的專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)該有針對性。例如：電子專業(yè)，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就應(yīng)該設(shè)置偏重電學(xué)和磁學(xué)多一些，相應(yīng)的力學(xué)和熱學(xué)項(xiàng)目適當(dāng)減少。同時(shí)對于實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)也需要加強(qiáng)和加深，偏重于探索過程和應(yīng)用性的訓(xùn)練。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與現(xiàn)代科技的融合改進(jìn)，由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往在于知識性的驗(yàn)證方面，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材較落后，因此，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要進(jìn)行升級改進(jìn)，通過改進(jìn)使傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目發(fā)揮作用。例如：對于“冰的溶解熱的測定”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。該實(shí)驗(yàn)對于環(huán)境溫度的要求比較高，對于溫度修正環(huán)節(jié)繁瑣，往往多次實(shí)驗(yàn)也不能成功。因此，對于溫度測定環(huán)節(jié)不再使用水銀溫度計(jì)，而采取溫度傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讀數(shù)更加準(zhǔn)確，同時(shí)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的處理更加科學(xué)合理。通過這種實(shí)驗(yàn)設(shè)備改進(jìn)，可以節(jié)省時(shí)間，使學(xué)生將更多精力放在實(shí)驗(yàn)個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)方面。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改進(jìn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程大多數(shù)情況下是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重復(fù)驗(yàn)證，甚至是來自于網(wǎng)絡(luò)視頻的模仿，實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。如何以學(xué)生為中心開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，就需要我們對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革。新的教學(xué)模式以理論與實(shí)驗(yàn)在體系和內(nèi)容相互交叉、相互融合、相互滲透為改革核心，保證課堂的知識容量，同時(shí)滿足不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的教學(xué)需求，以該模式作為改革的切入口，培養(yǎng)學(xué)生深厚扎實(shí)的物理理論基礎(chǔ)，科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，突出對知識的應(yīng)用能力的提高。

（三）以學(xué)生為中心的“交互式”課堂教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，適當(dāng)引入討論式、探究式等手段進(jìn)行教學(xué)，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容涉及中心問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步的資料收集和加工。以“三線擺測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”實(shí)驗(yàn)為例，課前安排學(xué)生以小組為單位查閱相關(guān)資料和提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，明確以下幾個(gè)目標(biāo)：

1.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的所涉及的大學(xué)物理知識。

2.三線擺測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的原理。

3.提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備通過試做了解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟。

4.初步判斷該實(shí)驗(yàn)誤差來源和相應(yīng)的改進(jìn)方法。

這4個(gè)環(huán)節(jié)中教師可以做出相應(yīng)的提示，并指導(dǎo)學(xué)生做出相應(yīng)的預(yù)習(xí)報(bào)告以PPT的形式提交給教師。課堂教學(xué)過程中教師需要給出10～15分鐘要求相關(guān)的小組進(jìn)行匯報(bào)，并且做出相應(yīng)的點(diǎn)評和組織小組討論。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生在大綱要求的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)，最后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。整個(gè)過程中學(xué)生為教學(xué)的中心，通過交互式的教學(xué)手段使學(xué)生自主參與到教學(xué)活動(dòng)中，并且拓展了教學(xué)的外延性。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也得到激發(fā)，同時(shí)也鍛煉了動(dòng)手和思考能力，教師不再僅僅只是演示實(shí)驗(yàn)操作步驟，更重要的是作為引領(lǐng)者引導(dǎo)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)，這也對教師的能力做出更高的要求。

（四）引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在很大程度上可以解決實(shí)驗(yàn)器材短缺和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足的情況，學(xué)生可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要的輔助手段。本校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺具有預(yù)習(xí)、測試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交等功能，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)在線進(jìn)行預(yù)習(xí)，反復(fù)熟悉實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，加深印象;教師也可以通過查閱相關(guān)的數(shù)據(jù)了解學(xué)生在預(yù)習(xí)中的問題，在授課時(shí)做到針對性教學(xué)。另外對于精密儀器或者危險(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過虛擬仿真平臺的教學(xué)可以做到學(xué)生提前熟悉了解注意事項(xiàng)，避免在實(shí)際上課時(shí)錯(cuò)誤操作，將危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率降低到最小。

（五）改進(jìn)評價(jià)機(jī)制

對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)最終成績評定包括預(yù)習(xí)成績、匯報(bào)成績、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績等方面，而期末成績也應(yīng)該包括操作考試成績和理論考試成績。因此新的評價(jià)應(yīng)該是多元的、多維度的，能夠全面體現(xiàn)學(xué)生的綜合水平。同時(shí)加大平時(shí)成績的比重，主要考核學(xué)生平時(shí)對于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)和思考，強(qiáng)調(diào)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)的過程而不是僅僅完成實(shí)驗(yàn)的操作，加強(qiáng)對綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考查。

從表中可以看到對于平時(shí)的考核占65%，期末成績只占35%，突出學(xué)生平時(shí)考核。另外對于綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教師可以針對性提高所占的比重。這樣可以有效提高學(xué)生對于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，培養(yǎng)研究性和應(yīng)用性學(xué)習(xí)，同時(shí)對于基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)進(jìn)行加強(qiáng)，有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、結(jié)語

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過對于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)手段、評價(jià)方法的改革、實(shí)施分級“交互式”教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的應(yīng)用能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新的科學(xué)技術(shù)成果應(yīng)用到教學(xué)一線，合理應(yīng)用新的技術(shù)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，做到實(shí)驗(yàn)課程與時(shí)俱進(jìn)。本文針對作者所在學(xué)校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程方面所做的一些教學(xué)改革進(jìn)行了闡述，目前看來，教學(xué)效果還算可以。希望經(jīng)過不斷摸索，能夠探索出適合各個(gè)專業(yè)的教學(xué)模式，更好地做好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

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