分層次遞進(jìn)式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的實(shí)踐

蔣立勇 李相銀 徐永祥

(南京理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心,江蘇南京 210094)

分層次遞進(jìn)式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的實(shí)踐

蔣立勇 李相銀 徐永祥

(南京理工大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心,江蘇南京 210094)

落實(shí)與實(shí)踐大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程基本要求,積極優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)人才的培養(yǎng)模式,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力、保障課程培養(yǎng)質(zhì)量的重要前提.以《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》為指導(dǎo),我們提出了分層次遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新模式,經(jīng)多年實(shí)踐證明,該模式有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和拓展實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性,滿足不同層次、不同專業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力培養(yǎng)的需要,為全面提升物理實(shí)驗(yàn)課程在人才培養(yǎng)中的作用和地位發(fā)揮了積極的作用.

分層次遞進(jìn)式;物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);學(xué)生能力培養(yǎng)

新時(shí)期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程如何適應(yīng)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要?為此,《理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求》(以下簡(jiǎn)稱《基本要求》)在課程的地位、作用、任務(wù)與教學(xué)內(nèi)容、能力培養(yǎng)、分層次教學(xué)等方面提出了基本要求[1],為課程體系、內(nèi)容的改革與重組提供了依據(jù),體現(xiàn)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)代性、特色性及在人才的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中應(yīng)有的地位和作用.

《基本要求》中,第四部分提出了分層次教學(xué)基本要求,第五部分提出了教學(xué)模式、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的基本要求(各學(xué)校應(yīng)積極創(chuàng)造條件,開(kāi)放物理實(shí)驗(yàn)室,在教學(xué)時(shí)間、空間和內(nèi)容上給學(xué)生較大的選擇自由.為一些實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生開(kāi)設(shè)預(yù)備性實(shí)驗(yàn)以保證實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量,為有余力的學(xué)生開(kāi)設(shè)提高性實(shí)驗(yàn),提供延伸課內(nèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的條件,以盡可能滿足各層次學(xué)生求知的需求,適應(yīng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展).

要落實(shí)《基本要求》,就需要理解分層次教學(xué)的內(nèi)涵,調(diào)整課程體系、課程教學(xué)方法及課程考核方法,優(yōu)化教學(xué)的時(shí)間和空間.在此基礎(chǔ)上,提出了“分層次遞進(jìn)式”物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)新模式,更好地將課內(nèi)學(xué)時(shí)與課外學(xué)時(shí)有機(jī)結(jié)合,克服了傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足之處,如忽視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的培養(yǎng),學(xué)生實(shí)驗(yàn)存在效率不高和被動(dòng)性實(shí)驗(yàn)占主導(dǎo)的現(xiàn)象.“分層次遞進(jìn)式”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和拓展實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性,滿足了不同層次、不同專業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力培養(yǎng)的需要,為全面提升物理實(shí)驗(yàn)課程在人才培養(yǎng)中的作用和地位提供了重要手段.

1 分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式與課程體系、內(nèi)容有機(jī)結(jié)合

所謂“分層次遞進(jìn)式”,是指將課程體系與內(nèi)容的展開(kāi)“層次化”,使課程內(nèi)容與教學(xué)方法的實(shí)施按由淺入深、由基礎(chǔ)到研究的秩序進(jìn)行,使課程的實(shí)施逐步“遞進(jìn)化”[2].分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式突出了學(xué)生的主體地位,轉(zhuǎn)變了教與學(xué)的關(guān)系.其特點(diǎn)與作用表現(xiàn)在:教學(xué)新模式→轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,加強(qiáng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)→體現(xiàn)課程教學(xué)對(duì)人才培養(yǎng)的新模式,重點(diǎn)突出學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng).

分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式有利于促進(jìn)教師由單純教學(xué)逐步向教學(xué)與科研并重的方向發(fā)展,有利于改變優(yōu)秀學(xué)生雖然對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣,但缺乏必要的教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合的教學(xué)環(huán)境這個(gè)客觀現(xiàn)實(shí);有利于促進(jìn)學(xué)生在整個(gè)本科階段學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生確立自身的學(xué)習(xí)目標(biāo)、拓寬知識(shí)面、掌握技能、敢于實(shí)踐、敢于批判;有利于拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性,為積極優(yōu)化課程教育結(jié)構(gòu)、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和為學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平提供了理論與實(shí)踐依據(jù).

以《基本要求》為指導(dǎo),針對(duì)本科生自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn),我們將分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式與物理實(shí)驗(yàn)必修、選修課的教學(xué)有機(jī)結(jié)合,采用三個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次并依次展開(kāi):基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)→提高性實(shí)驗(yàn)→研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn).

1)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),包括:①以基本實(shí)驗(yàn)方法、基本實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)思想訓(xùn)練為主的基本物理量測(cè)量的普及性實(shí)驗(yàn);②以逐步培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)為主題的開(kāi)放性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(包括預(yù)備性實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)及多媒體課件實(shí)驗(yàn)等).

基礎(chǔ)性物理實(shí)驗(yàn)難度不高,但內(nèi)容豐富,建議先介紹各種常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法,再安排單元實(shí)驗(yàn),每一個(gè)單元圍繞一個(gè)主題,“實(shí)驗(yàn)方法”由一組不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組成,引導(dǎo)學(xué)生由淺入深,把自主性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn),由簡(jiǎn)單到復(fù)雜地去解決一些實(shí)際問(wèn)題.每個(gè)實(shí)驗(yàn)做完后提出一些“漸近討論題”,要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究.該方法比較適合大學(xué)低年級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),有利于學(xué)生逐步克服為單純追求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的不良方法.提倡在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)實(shí)踐思維能力、重實(shí)驗(yàn)過(guò)程和遞進(jìn)式的學(xué)習(xí)新方法.將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)思維得到的概念、方法與技巧,通過(guò)“再生性思維”的實(shí)踐,使之“再認(rèn)識(shí)”和“再升華”,最終達(dá)到培養(yǎng)和提高其科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的目的.

通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),在加強(qiáng)三基本訓(xùn)練的同時(shí),逐步培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程、掌握實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)技巧、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,有效地克服了學(xué)生為單純追求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而被動(dòng)實(shí)驗(yàn)的弊端.

2)提高性實(shí)驗(yàn),包括:①同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中綜合應(yīng)用了多種實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的“綜合性實(shí)驗(yàn)”;②由學(xué)生按題目和設(shè)計(jì)要求自行設(shè)計(jì)方案并獨(dú)立完成全過(guò)程的“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”(完成方式:課內(nèi)與課外相結(jié)合).對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,以三個(gè)“結(jié)合”為核心,以逐步提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)為教學(xué)目標(biāo),這三個(gè)“結(jié)合”分別是:

(1)綜合性實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合

充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體教學(xué)軟件,例如實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站、精品課程網(wǎng)站等,不斷豐富教學(xué)資源,拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間,為適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化教學(xué),提高學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)提供良好的教育教學(xué)環(huán)境.教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和性質(zhì),合理配置CCD攝像、顯示系統(tǒng)及多媒體等手段,開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn),提高了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的直觀性和實(shí)驗(yàn)效果;與此同時(shí),利用網(wǎng)絡(luò)手段開(kāi)展在線答疑等教學(xué)互動(dòng),拓寬了教學(xué)渠道.

(2)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)展相結(jié)合

作為基礎(chǔ)課的物理實(shí)驗(yàn),其目的與作用并不是粗略地去驗(yàn)證理論的正確性,而是在進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)素質(zhì).在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上,注重實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理、方法有機(jī)結(jié)合,前者突出實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練,后者突出儀器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,這樣的培養(yǎng)方法有利于學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)與提高.

在實(shí)驗(yàn)類型與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上,將綜合性實(shí)驗(yàn)與新技術(shù)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合(在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中,觀摩現(xiàn)代技術(shù)測(cè)量?jī)x器).原則上每個(gè)實(shí)驗(yàn)大類配置1～2臺(tái)反映現(xiàn)代技術(shù)水平并與物理實(shí)驗(yàn)原理、方法緊密結(jié)合的儀器,例如在長(zhǎng)度或微小量測(cè)量的物理實(shí)驗(yàn)中,配置了激光測(cè)距儀、數(shù)字式水準(zhǔn)儀等;在物理光學(xué)類實(shí)驗(yàn)中配置了光柵光譜儀、橢圓偏振測(cè)厚儀等.通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練與觀摩現(xiàn)代技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀相結(jié)合,有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用;有利于拓寬學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的知識(shí)面,引領(lǐng)學(xué)生站在新技術(shù)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域高度去審視實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程,激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性.

(3)“遞進(jìn)式”課程教學(xué)模式與學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)相結(jié)合

“遞進(jìn)式”教學(xué)模式,有利于引導(dǎo)學(xué)生由淺入深,將自主性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中解決新問(wèn)題的能力.現(xiàn)舉個(gè)別教學(xué)案例供參考.案例1:關(guān)于薄膜厚度的測(cè)量.通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué),使學(xué)生們掌握了劈尖干涉法;通過(guò)提高性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,使其學(xué)會(huì)了基于邁克耳孫干涉儀的白光干涉法;通過(guò)研究性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo),又使其領(lǐng)會(huì)了橢圓偏振法.案例2:光柵的應(yīng)用.在衍射光柵實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考能否用兩塊光柵常數(shù)相同的光柵構(gòu)成光柵腔,去測(cè)定平板玻璃的折射率和光束相干性?總之,科學(xué)的教學(xué)方法與循序漸進(jìn)的教學(xué)模式,激發(fā)了學(xué)生的求知熱情,提高了學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí).

為更好地實(shí)施“遞進(jìn)式”教學(xué)新模式,在綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施之前,需要預(yù)先組織編寫(xiě)一些典型的實(shí)驗(yàn)教案,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行透徹剖析,按分層次、遞進(jìn)式擴(kuò)展的培養(yǎng)思路,提煉實(shí)驗(yàn)構(gòu)思方案,為培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ於己玫膶?shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ),提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)綜合運(yùn)用的能力,使其逐步積累在實(shí)驗(yàn)工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代物理技術(shù),如激光技術(shù)、傳感器技術(shù)、共振技術(shù)、微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、納米材料和薄膜制備技術(shù)等.

按分層次教學(xué)的流程,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后開(kāi)設(shè)的.在此階段,首先由實(shí)驗(yàn)室給出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目和設(shè)計(jì)要求,然后由學(xué)生自行確定實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法,自己選擇測(cè)量條件及配套的相關(guān)儀器及元器件,并在測(cè)量基礎(chǔ)上給出數(shù)據(jù)處理方法,由此形成一套較為完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案.

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,為使學(xué)生更好地掌握設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的原理與方法,建議每學(xué)年由教師給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目20個(gè)左右,并按設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的流程,提前供給學(xué)生,便于學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)備,如查閱文獻(xiàn)、消化資料、展開(kāi)討論、擬訂方案等,以期提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的效率.

實(shí)踐表明,通過(guò)提高性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),能夠活躍學(xué)生們的物理實(shí)驗(yàn)思想,強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力.可以說(shuō),提高性實(shí)驗(yàn)是一次再學(xué)習(xí)和再深化的過(guò)程.

3)研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的目的,是在提高性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)學(xué)生的科研基礎(chǔ)訓(xùn)練,進(jìn)一步提高其科學(xué)研究素質(zhì),錘煉其創(chuàng)新能力.訓(xùn)練的形式與內(nèi)容主要有下述兩類:

(1)組織若干個(gè)圍繞基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的研究課題,以學(xué)生個(gè)體或團(tuán)隊(duì)形式并以科研方式訓(xùn)練完成的研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

(2)結(jié)合教師科研項(xiàng)目,進(jìn)行科研基礎(chǔ)訓(xùn)練,在教師引導(dǎo)下,以學(xué)生個(gè)體或團(tuán)隊(duì)形式完成的研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生科研能力的重要途徑,它有利于學(xué)生在接受科研工作能力基本訓(xùn)練的同時(shí),養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng),從而為培養(yǎng)高素質(zhì)并具有創(chuàng)新精神的人才提供初步平臺(tái).

為了更好地體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的培養(yǎng)作用,進(jìn)一步完善和實(shí)施創(chuàng)新教育思路、方法與課程結(jié)構(gòu)、體系、內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合,《基本要求》已作了有關(guān)說(shuō)明,建議有條件的學(xué)校在必修課程之外開(kāi)設(shè)1～2門物理實(shí)驗(yàn)選修課,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面可以寬一些,技術(shù)手段應(yīng)先進(jìn)一些,以滿足各層次學(xué)生需要.積極創(chuàng)造條件,開(kāi)辟學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的第二課堂,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),鼓勵(lì)和支持拔尖學(xué)生脫穎而出.

學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力的培養(yǎng),需要兩個(gè)方面同時(shí)并舉.作為教師,一方面,除應(yīng)掌握廣博的知識(shí)外,還應(yīng)樹(shù)立先進(jìn)教育理念,探索和研究創(chuàng)新性人才的概念及其基本特征.如,新時(shí)期下的創(chuàng)新人才體現(xiàn)在:能夠適應(yīng)時(shí)代的特征與潮流,具備時(shí)代所要求的品德、智能,能夠創(chuàng)造性地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及所訓(xùn)練的技能,克服以往實(shí)驗(yàn)中存在的忽視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神培養(yǎng)的不足,在學(xué)習(xí)中,善于思考、不迷信盲目,不畏懼權(quán)威、敢于提出異議.

另一方面,要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力,還應(yīng)大力研究和探索基礎(chǔ)研究階段創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)模式.針對(duì)本科生自主性和研究性學(xué)習(xí)特點(diǎn),本著激發(fā)學(xué)生研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)興趣和拓展其實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性的目標(biāo),我們提出了研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想,即“激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣及拓展實(shí)驗(yàn)個(gè)性是研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)康?注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程創(chuàng)新是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的原則,總結(jié)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的成敗原因是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果”.這種指導(dǎo)思想的提出,目的在于培育學(xué)生勇于批判、敢于實(shí)踐、善于創(chuàng)新的精神.

2 為配合分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式,開(kāi)展“三開(kāi)放一優(yōu)先”舉措,為學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的培養(yǎng),營(yíng)造開(kāi)放服務(wù)的實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)環(huán)境

在分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式基礎(chǔ)上,我們凝煉了一批精品實(shí)驗(yàn)課程和科研成果轉(zhuǎn)化而來(lái)的教學(xué)研究項(xiàng)目(含教師在研的科研項(xiàng)目中的子課題),面向全校本科生以“三開(kāi)放一優(yōu)先”方式實(shí)施.為此,在對(duì)研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)原理、方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行透徹剖析的基礎(chǔ)上,組織編寫(xiě)了典型的實(shí)驗(yàn)教案,并按分層次遞進(jìn)式培養(yǎng)的思路,提煉出研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及構(gòu)思方案,強(qiáng)化學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行梳理、總結(jié)和升華,從零星知識(shí)到知識(shí)集成,從紙上談兵到實(shí)際鍛煉,逐步挖掘?qū)W習(xí)者的潛能,有效提升了學(xué)習(xí)者不斷積累知識(shí)和技術(shù)解決新問(wèn)題的能力.“三開(kāi)放一優(yōu)先”措施表現(xiàn)在:

(1)實(shí)驗(yàn)中心或?qū)嶒?yàn)室所有儀器設(shè)備面向?qū)W生開(kāi)放,利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心網(wǎng)站發(fā)布所有儀器設(shè)備名稱、用途和圖片等.有些儀器設(shè)備采用展板形式掛在實(shí)驗(yàn)走廊,展板的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、用途、儀器設(shè)備的主要性能及測(cè)試參數(shù)等.在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及類型設(shè)計(jì)中,注重三基本訓(xùn)練與科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)相結(jié)合,例如將原理性實(shí)驗(yàn)與整體結(jié)構(gòu)性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,前者突出三基本訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)思想,后者突出儀器整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,這種方法有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng).又如,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器與新技術(shù)設(shè)備并存,原則上每個(gè)實(shí)驗(yàn)大類(按力、熱、電、磁、光、近代物理實(shí)驗(yàn))配置 1～2 臺(tái)能夠反映現(xiàn)代技術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)原理、方法緊密結(jié)合的儀器設(shè)備,通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練和現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備的觀摩相結(jié)合,有利于學(xué)生在接受三基本訓(xùn)練過(guò)程中了解現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,有利于拓寬學(xué)生現(xiàn)代技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的知識(shí)面,引領(lǐng)學(xué)生站在新技術(shù)領(lǐng)域高度來(lái)思考物理實(shí)驗(yàn)的原理、方法與技術(shù),有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣、拓展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)研究個(gè)性.

(2)所有開(kāi)設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)必修和選修課程及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面向全校本科生開(kāi)放.利用精品課程網(wǎng)站,開(kāi)辟一個(gè)開(kāi)放及資源豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,不斷豐富課程資源,拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間.網(wǎng)站主要內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)課程信息介紹,多媒體課件,仿真實(shí)驗(yàn),查詢,問(wèn)答以及教務(wù)問(wèn)題等,以適應(yīng)不同層次、不同專業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的需求.

(3)教師的科研和學(xué)術(shù)思想面向?qū)W生開(kāi)放.期間在硬件(科研成果引入教學(xué))和軟件(提供一些研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,包含實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提示,建議研究的思路、方法等內(nèi)容)上同步進(jìn)行.

(4)一優(yōu)先:為激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新精神,將學(xué)生的課程創(chuàng)新成果優(yōu)先推薦參加校、省乃至全國(guó)各類大學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽.“三開(kāi)放一優(yōu)先”措施的開(kāi)展,促進(jìn)了課程創(chuàng)新教育與學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合.

3 分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式與教材編寫(xiě)有機(jī)結(jié)合

配合分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式,編著出版了相應(yīng)的教材,為提升課程教學(xué)質(zhì)量給予了保障.正如一部好戲,必須有一部好的劇本一樣.教材體系及結(jié)構(gòu)要適應(yīng)分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式的要求,教材內(nèi)容要體現(xiàn)時(shí)代性、特色性和實(shí)用性的特點(diǎn).在多年教學(xué)實(shí)踐和教改的基礎(chǔ)上,按照分層次與遞進(jìn)式的原則,我們編寫(xiě)了普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》[3],它突破了傳統(tǒng)課程教學(xué)對(duì)人才培養(yǎng)認(rèn)識(shí)的局限性,針對(duì)本科生自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的特點(diǎn),以物理實(shí)驗(yàn)課程融于整個(gè)本科生培養(yǎng)過(guò)程為指導(dǎo),將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)→提高性實(shí)驗(yàn)→研究與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的分層次遞進(jìn)式內(nèi)容模式為教材編寫(xiě)的線索,適度地將科學(xué)研究的新思路、新方法、新內(nèi)容與物理實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)結(jié)合,安排了一批立意高、創(chuàng)意新、與現(xiàn)代科技緊密結(jié)合且有工程應(yīng)用特色的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.

4 結(jié)束語(yǔ)

分層次遞進(jìn)式教學(xué)模式體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,轉(zhuǎn)變了“教與學(xué)”關(guān)系,克服了傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的不足,改變了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程認(rèn)識(shí)的局限性,改變了優(yōu)秀學(xué)生雖然對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣,但缺乏必要的教學(xué)環(huán)境和訓(xùn)練指導(dǎo)的客觀現(xiàn)實(shí),適應(yīng)了不同層次、不同專業(yè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力培養(yǎng)的需要,為將物理實(shí)驗(yàn)課程融于本科生整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程創(chuàng)造了良好的教育教學(xué)環(huán)境,為全面提升物理實(shí)驗(yàn)課程在人才培養(yǎng)中的地位發(fā)揮了重要作用.

[1] 理工科類大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)基本要求.教育部高等學(xué)校物理學(xué)與天文學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì),2008

[2] 李相銀等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程基本要求實(shí)施和完善體現(xiàn)時(shí)代性、特色性、實(shí)用性[J].物理與工程,2008,18(3):4～6

[3] 李相銀,徐永祥,王海林等.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,2009

THE CONSTRUCTION AND PRACTICEOF A NEW MODEL FOR SUCCESSIVE PHYSICS EXPERIM ENT TEACHING OND IFFERENT LEVERS

Jiang L iyong L i Xiangyin Xu Yongxiang

(Physics Experiment Center of Nanjing University of Science and Technology,Nanjing Jiangsu 210094)

It is an impo rtant p rem ise to train the student’s experimental and creative abilities as w ell as to ensure the teaching quality via fulfilling the basic requirementsof co llege physical experiment course,actively op timizing the course structure,and reforming the talent fostering mode of physical experiment course.According to the guidance of the basic requirements for physics experiment science and engineering universities teaching,we have p roposed a new model for successive physics experiment teaching on different levers.Practice during several years has p roved that this model is helpful to excite the students’interest in experiments,extend the students’individuality in experimental studies,and satisfy the training requirements of experimental and creative abilities for students w ith different levers and specialties.

different-levers and successive type;physics experiment teaching;students’ability fo rmation

2010-01-26)