關(guān)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)模式的探討

孫 羽，王淑玲

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是理工科高等院校開(kāi)設(shè)的一門(mén)要針對(duì)大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程.是本科生進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和技能訓(xùn)練的開(kāi)端，對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐有著重要的意義和影響.作為教學(xué)一線的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)該積極尋找新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式來(lái)不斷提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀分析

目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程面臨著很多困難，分析原因主要有以下幾點(diǎn)：一.普通物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法過(guò)于陳舊，缺少和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容和方法.但要把現(xiàn)代高科技的內(nèi)容引進(jìn)到實(shí)驗(yàn)中，購(gòu)買(mǎi)相關(guān)器材的費(fèi)用就是一大難題，這也是各大高校普通物理實(shí)驗(yàn)都面臨的困境.二.灌輸式教學(xué)方法.實(shí)驗(yàn)老師花費(fèi)大量時(shí)間詳細(xì)的講解實(shí)驗(yàn)原理，方法，步驟，儀器使用，數(shù)據(jù)記錄及處理等，導(dǎo)致學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性、創(chuàng)造性的機(jī)會(huì)少之又少，只能按部就班的去完成實(shí)驗(yàn).這樣就弱化了學(xué)生的思考能力，產(chǎn)生了懶惰情緒[1].三.普通物理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理花費(fèi)時(shí)間太多，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理一般是通過(guò)筆算，或是計(jì)算器來(lái)完成，這樣處理數(shù)據(jù)不僅速度慢，而且很容易出錯(cuò)，實(shí)驗(yàn)誤差太大.極大降低了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性和熱情.

2 大學(xué)物理開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以教師為教學(xué)主體的灌輸式教學(xué)，過(guò)分注重教師對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和方法的傳授，教學(xué)效果不理想.而開(kāi)放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體性，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)過(guò)程中擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，也適應(yīng)不同能力和水平的學(xué)生的要求.

2.1 學(xué)生由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”成為物理實(shí)驗(yàn)的主體

教學(xué)方法的變革，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用，老師的引導(dǎo)作用.將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)“教”向“學(xué)”的全面轉(zhuǎn)變.實(shí)驗(yàn)是有目的的去嘗試，因而學(xué)生更多地從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和數(shù)據(jù)結(jié)果的分析中獲取知識(shí)，驗(yàn)證或總結(jié)規(guī)律，悟出道理[2].開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用以“學(xué)生”為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)、興趣、能力去自主的選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)步驟等.并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題有足夠的應(yīng)變能力，自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理，結(jié)果分析，撰寫(xiě)出合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.教師則是提供實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料，探討實(shí)驗(yàn)方案的可實(shí)施性，解答疑難問(wèn)題，維修實(shí)驗(yàn)器材等，以確保實(shí)驗(yàn)得以順利完成.這樣的新型教學(xué)模式有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生能力和創(chuàng)新精神，也提高了實(shí)驗(yàn)器材的使用效率.

2.2 開(kāi)放式教學(xué)模式拓展了物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵

普通物理實(shí)驗(yàn)給人一種“老”、“陳”、舊”的印象.要改變這種現(xiàn)狀就需要在實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵上下功夫.目前各大高校的物理實(shí)驗(yàn)都面臨著資金投入的短缺問(wèn)題，購(gòu)買(mǎi)新的設(shè)備不太現(xiàn)實(shí).針對(duì)這種現(xiàn)狀，可以自己動(dòng)手將一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容加以引申擴(kuò)展.例如RLC電路的暫態(tài)過(guò)程實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生完成規(guī)定的的RLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，要求學(xué)生用RLC實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量其他常用小電器的電容，學(xué)生既可以用實(shí)驗(yàn)中所觀察到的電容在電路中的性能及其在暫態(tài)過(guò)程中的作用對(duì)比確定，又可以用RLC電路諧振頻率法進(jìn)行測(cè)量[3].例如光的等厚干涉實(shí)驗(yàn)在檢測(cè)物體表面粗糙程度和細(xì)絲直徑的應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生利用其在精確測(cè)量微小位移方面做一些其它的應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)等.像這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的靈活應(yīng)用，使物理實(shí)驗(yàn)更具有了知識(shí)性、趣味性，大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣.

2.3 開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于大學(xué)生課外科技活動(dòng)的開(kāi)展

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生的科研能力進(jìn)一步提高.開(kāi)放式教學(xué)模式的展開(kāi)，會(huì)吸引越來(lái)越多的學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn).為學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽以及課外實(shí)踐競(jìng)賽等提供了平臺(tái)，鼓勵(lì)他們創(chuàng)造出有實(shí)用價(jià)值的專利，產(chǎn)品，并發(fā)表學(xué)術(shù)論文等等.為今后的科研事業(yè)培養(yǎng)出更多的后備人才.

3 開(kāi)放式教學(xué)應(yīng)具備的條件

3.1 硬件條件

首先要提供充足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地供學(xué)生使用.我校的物理實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)全校的物理實(shí)驗(yàn)課程.面向全校10余個(gè)學(xué)院，40多個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課.新舊儀器資源數(shù)量充足，但目前面向全校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室還存在難度，可以對(duì)部分學(xué)院開(kāi)放進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué).其次計(jì)算機(jī)輔助功能的完善.我校已基于互聯(lián)網(wǎng)的校園網(wǎng)絡(luò)建立了實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái).為開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了技術(shù)上的支持.實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入了計(jì)算機(jī)管理，這樣就減輕了實(shí)驗(yàn)教師的工作負(fù)擔(dān)，學(xué)生可以在線選課并提交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)方案審核通過(guò)后合理安排學(xué)生的實(shí)驗(yàn)時(shí)間段，節(jié)約了時(shí)間成本，同時(shí)也極大地提高了效率和服務(wù)水平.實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)以校園網(wǎng)為平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理.包括物理實(shí)驗(yàn)課的選課、預(yù)約、成績(jī)的錄入、成績(jī)查詢等均可在計(jì)算機(jī)上完成，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)資源優(yōu)化配置和共享.使實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理更具有現(xiàn)代性和科學(xué)性.實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化管理既實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化和信息化，又對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高有促進(jìn)作用，為實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)提供了有力的保障.

3.2 軟件條件

3.2.1 解放思想、調(diào)整觀念，認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)課程的重要性.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)理工科類學(xué)生開(kāi)設(shè)的公共基礎(chǔ)課.通過(guò)系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練,對(duì)培養(yǎng)和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)探索精神有著至關(guān)重要的作用.提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果首先要從實(shí)驗(yàn)教師本身做起，教師應(yīng)該發(fā)揮主導(dǎo)作用，摒棄陳腐落后的思想.充分認(rèn)識(shí)到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的重要性.并積極引導(dǎo)學(xué)生，使其能夠從思想上認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)對(duì)自身素質(zhì)的提高有著重大的影響.物理實(shí)驗(yàn)課與基礎(chǔ)理論課相比，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)素質(zhì)和獨(dú)立思考的能力培養(yǎng)有著不可替代的作用.另一方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中為滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的需求，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)該不斷給自身充電，努力學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，安排外出進(jìn)修和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，拓寬和更新自己的知識(shí)構(gòu)架.努力做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo).

3.2.2 完善的規(guī)章制度為開(kāi)放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的展開(kāi)提供有力保障.第一，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范管理.為保證開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行，規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室管理制度是開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要配套措施.例如建立起對(duì)學(xué)生的有效監(jiān)督體系.可以提高實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)備的完好率.例如實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格要求使用本組的儀器設(shè)備，不得在不同組間進(jìn)行隨意調(diào)換，如儀器存在問(wèn)題，可以向老師申請(qǐng)更換儀器.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如有設(shè)備出現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)完畢，先讓教師檢查數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)儀器，才能整理好儀器設(shè)備，經(jīng)教師同意才能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室等.同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的維修.維修人員盡量及時(shí)解決儀器出現(xiàn)的故障,確保開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行.第二，客觀公正的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系.學(xué)生成績(jī)的評(píng)定既要體現(xiàn)出每個(gè)學(xué)生的真實(shí)水平，又要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情有督導(dǎo)作用.教師不僅要看實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，更應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)出的獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力等.對(duì)于能夠自主完成探究性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和器材改進(jìn)的學(xué)生，一定要給予高度評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新熱情.改革以前只考量實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系.真正把物理實(shí)驗(yàn)考核轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰退刭|(zhì)的考核.能力的考核包括：動(dòng)手能力，設(shè)計(jì)能力、查閱資料的能力，解決問(wèn)題能力等.當(dāng)然實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是考核的重要部分，它反映了學(xué)生的綜合分析、處理數(shù)據(jù)和書(shū)面表達(dá)能力.最后的綜合成績(jī)還要有適當(dāng)?shù)募臃謾C(jī)制，鼓勵(lì)那些參加科研競(jìng)賽并取得成績(jī)的同學(xué).

4 結(jié)語(yǔ)

教育的目的是提高全民素質(zhì)，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的人才.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的宗旨就是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.為此，各工科院校要在普物實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出學(xué)校的特色和獨(dú)創(chuàng)性，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣也會(huì)大大提升，從而更有利于學(xué)生動(dòng)手能力的提高和創(chuàng)新精神的培養(yǎng).

〔1〕蔣曉龍，姚義俊.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，4（26）：214-216.

〔2〕梁海生，倪新蕾，貝承訓(xùn).改革實(shí)驗(yàn)考核方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量 [J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2006（5）：18-21.

〔3〕蓋雙旗，時(shí)偉陳偉華，曾福軍.大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化、深化和拓展探討[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2012，4(25)：113-116.

〔4〕李永濤，毛巍威，劉猛洪.提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的思考 [J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013，6（1）：117-119.