關(guān)于軍隊(duì)院校開設(shè)開放型物理實(shí)驗(yàn)室的探討

范 珍，董先達(dá)，金 萌

（裝甲兵技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130117）

近年來，開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為高等教育改革的一種新型教學(xué)模式和培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力的重要措施，其意義和作用非常明顯。很多重點(diǎn)高校已經(jīng)實(shí)行了開放型物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并取得了良好的教學(xué)效果。對于軍隊(duì)院校，開設(shè)開放性物理實(shí)驗(yàn)也成為物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展的必然趨勢。

1 開設(shè)開放型物理實(shí)驗(yàn)室的必要性

1.1 學(xué)員對物理實(shí)驗(yàn)掌握的必要性

對于大多數(shù)軍隊(duì)院校來說，特別是以任職培養(yǎng)為主的部隊(duì)院校，都要求學(xué)員有較強(qiáng)的動手能力和扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能，為今后的車間實(shí)習(xí)和實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而對于從部隊(duì)走入校園的學(xué)員，在部隊(duì)的嚴(yán)格管理和繁重的軍事訓(xùn)練下，自己動手做實(shí)驗(yàn)，掌握實(shí)驗(yàn)技巧的機(jī)會很少。再加上很多學(xué)員理論基礎(chǔ)很薄弱，就更導(dǎo)致對實(shí)驗(yàn)缺乏信心和興趣。比如一個簡單的電路實(shí)驗(yàn)，面對電路圖思路很清晰，可具體動手做時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題非常多。電阻箱三個量程的具體使用?；€變阻器三個接線柱連法。這些在做題中很少遇到的小問題可能在實(shí)驗(yàn)中就決定了實(shí)驗(yàn)的成功與否。而這些基本功的培養(yǎng)就要通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)來完成。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)員對細(xì)節(jié)的把握。

1.2 課堂式物理實(shí)驗(yàn)的弊端

首先，課堂式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一。目前，部隊(duì)院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般都是從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材、操作步驟到注意事項(xiàng)，面面俱到.每次實(shí)驗(yàn)時(shí)先由教員講解實(shí)驗(yàn)原理和步驟。學(xué)員再依葫蘆畫瓢動手操作。最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是圍繞教員而展開。學(xué)員僅僅是被動地參與。這種一成不變的教學(xué)在一定程度上抑制了學(xué)員的積極性和主動性。不能很好地發(fā)揮學(xué)員的主觀能動性，也束縛了學(xué)員科學(xué)思維能力的發(fā)展，不利于培養(yǎng)學(xué)員的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

其次，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容設(shè)置不合理。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一般分力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁等實(shí)驗(yàn)，各個實(shí)驗(yàn)之間沒有相互聯(lián)系，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不足；學(xué)員做完一個實(shí)驗(yàn)后，只學(xué)到了單一方面的知識，不能綜合聯(lián)系知識，這樣很大程度上限制了思維的發(fā)展：同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊，不能反映現(xiàn)代新技術(shù)、新理論在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容不能適應(yīng)信息化條件下作戰(zhàn)的要求。

再次，實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)施不足，學(xué)校教學(xué)自我封閉。各院校經(jīng)濟(jì)條件不一，由于資金缺乏、重視程度不高等原因。造成大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)施嚴(yán)重不足，學(xué)員不能很好地完成實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)員甚至根本沒有機(jī)會參與。進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)?zāi)康臎]有達(dá)到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量差。另外，實(shí)驗(yàn)室不完全向師生開放，特別是一些昂貴儀器只是作為裝飾學(xué)校的飾品。只可遠(yuǎn)觀不能近?。簩?shí)驗(yàn)時(shí)間自我封閉。學(xué)員在規(guī)定的時(shí)間里根據(jù)課表輪流到指定的實(shí)驗(yàn)室上課。多數(shù)高校實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)課之外對學(xué)員的開放方面做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。阻礙了學(xué)員進(jìn)一步進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)的研究。這些都嚴(yán)重影響學(xué)校的發(fā)展和學(xué)員的進(jìn)步。

所以，開設(shè)開放型物理實(shí)驗(yàn)室是部隊(duì)院校發(fā)展物理實(shí)驗(yàn)，適應(yīng)科學(xué)化教學(xué)的必然選擇。

2 開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式和特點(diǎn)

2.1 教學(xué)內(nèi)容的開放

物理實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)員的興趣、能力的不同而有所區(qū)別。有的學(xué)員對物理實(shí)驗(yàn)懷有濃厚的興趣，為滿足其求知欲，可以讓他選擇更多的實(shí)驗(yàn)來做。由于以上原因，我們把物理實(shí)驗(yàn)課程分為必做實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)兩類。把一些涉及到基本技能和方法的實(shí)驗(yàn)安排為必做實(shí)驗(yàn)，要求每個同學(xué)必須完成；把涉及到特殊專業(yè)需求等內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)安排為選做實(shí)驗(yàn)。每個學(xué)員必須完成一定數(shù)量的選做實(shí)驗(yàn)，可以多選；多選的實(shí)驗(yàn)計(jì)學(xué)分讓學(xué)員根據(jù)自己專業(yè)需求和個人興趣自由選擇，從而在面廣量大的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放。如“示波器的使用”、“單縫衍射”、“牛頓環(huán)”、“惠斯通電橋”、“楊氏模量”等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可以列為必做，而像“熱敏電阻”、“超聲波在空氣介質(zhì)中的傳播速度測量”等實(shí)驗(yàn)可以列為選做。根據(jù)教學(xué)效果可以逐步增加一些設(shè)計(jì)性或近代物理實(shí)驗(yàn)作為選做實(shí)驗(yàn)，為一些探索能力強(qiáng)的學(xué)員提供學(xué)習(xí)的平臺。

2.2 教學(xué)時(shí)間開放

在時(shí)間上，我們也采用開放的模式。學(xué)員不再按班級上課，而是根據(jù)自己的時(shí)間安排選擇合適的時(shí)間上課。在統(tǒng)一規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，要求學(xué)員必須完成幾個實(shí)驗(yàn)（基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)），但在什么時(shí)間做什么實(shí)驗(yàn)由學(xué)員自己選擇，而且學(xué)員若覺得自己完成的某個實(shí)驗(yàn)不成功，還可以另選時(shí)間重做，直到成功為止。對難度較大的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，可以分多次的時(shí)間完成。

3 開放型物理實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)的設(shè)施建設(shè)

3.1 開通網(wǎng)上選課系統(tǒng)和網(wǎng)上教學(xué)指導(dǎo)交流平臺

開發(fā)“開放型實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)”，學(xué)員可通過校園網(wǎng)登錄系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約?？勺杂蛇x擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間和指導(dǎo)教員，查詢已選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、時(shí)間、地點(diǎn)以及已做過的實(shí)驗(yàn)成績。該管理系統(tǒng)具有生成上課學(xué)員名單、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績、設(shè)定實(shí)驗(yàn)輪次和限選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等功能；系統(tǒng)還可自動完成對已預(yù)約實(shí)驗(yàn)而曠課的學(xué)員進(jìn)行警告及禁選。由于不按班級上課，很難找到固定的時(shí)間輔導(dǎo)，所以需要開通網(wǎng)上教學(xué)指導(dǎo)交流平臺，這樣教員通過網(wǎng)絡(luò)就可以及時(shí)回答學(xué)員提出的問題。通過這個平臺，學(xué)員自己提出的問題可以得到解答，甚至還可以了解到其他學(xué)員提出的問題和解決方法。

3.2 安裝多媒體設(shè)備

由于多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生提供生動活潑、直觀有趣的教學(xué)平臺，相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更加有益于學(xué)生理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，并且可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)了解更多的實(shí)驗(yàn)背景以及相關(guān)的前沿知識。有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易講解，如邁克耳孫白光相干實(shí)驗(yàn)，在d＝0附近，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有很大的變化僅靠教師口頭表述學(xué)生不容易理解。如果能有d趨近于零時(shí)的白光相干過程模擬演示，甚至是一些現(xiàn)象圖片，學(xué)生就能更好地理解相干過程，并且能更快更好地完成實(shí)驗(yàn)。

3.3 引進(jìn)近代物理實(shí)驗(yàn)儀器

為了擴(kuò)展學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)引進(jìn)一些近代物理實(shí)驗(yàn)儀器，如原子物理、原子核物理、激光與近代光學(xué)、真空、x射線和電子衍射、磁共振、微波、低溫和半導(dǎo)體等領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器。這類實(shí)驗(yàn)儀器一般都比較昂貴，可以采取演示的模式，以擴(kuò)大學(xué)生的視野。

4 結(jié) 論

開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)代表的是教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的全方位開放。它可極大地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思想、創(chuàng)新精神、科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)容和時(shí)間上有了更多選擇，提高了學(xué)習(xí)興趣，并充分利用了實(shí)驗(yàn)儀器，提高了實(shí)驗(yàn)儀器的使用率。

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