應(yīng)用型大學(xué)背景下的大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革與實踐

呂桓林+王永良+于曉強(qiáng)+耿新英

摘要：根據(jù)大連工業(yè)大學(xué)建設(shè)教學(xué)研究型大學(xué)的目標(biāo)，從培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力入手，針對國內(nèi)物理實驗教學(xué)中存在的突出問題，通過課程體系優(yōu)化、物理實驗競賽、考核方式改革等措施，提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)體系；創(chuàng)新與實踐；實驗考核

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0005-02

一、引言

大學(xué)物理實驗是理工學(xué)生必修的一門獨(dú)立設(shè)置的課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端。學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理實驗知識、方法和技能，從而掌握物理科學(xué)的研究方法，為今后的其他學(xué)科的學(xué)習(xí)和以后的工作奠定良好的科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)。然而，很多學(xué)生對物理實驗并沒有給予足夠的重視和興趣。

大連工業(yè)大學(xué)是以工為主，工、理、藝、文、管、經(jīng)六大學(xué)科門類協(xié)調(diào)發(fā)展的大學(xué)，以培養(yǎng)輕工、紡織、食品、信息、機(jī)械等專業(yè)人才為辦學(xué)特色的高等學(xué)府，遵循“以人為本、強(qiáng)化內(nèi)涵、彰顯特色、開拓致新”的辦學(xué)理念。多年來，我校不斷推行大學(xué)物理實驗教學(xué)改革，優(yōu)化現(xiàn)有實驗教學(xué)體系，以物理實驗競賽為抓手，完善實驗考核方式，提高了學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力。

二、我國大學(xué)物理實驗教學(xué)普遍存在的問題

（一）教學(xué)模式單一、教學(xué)方式傳統(tǒng)，需進(jìn)一步加強(qiáng)實驗教學(xué)多元化模式

大學(xué)物理實驗課的教學(xué)方式仍以傳統(tǒng)的“說教式”為主，教學(xué)過程為實驗課前的理論知識陳述、課前的實驗儀器準(zhǔn)備、實驗步驟講解、學(xué)生實驗操作、實驗結(jié)果評價。在這些過程中，學(xué)生參與的只有實驗操作過程，其余都以教師為主來進(jìn)行。學(xué)生動手實踐過程也只是照貓畫虎、按部就班的模仿，缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

（二）以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向的實驗教學(xué)體系需要進(jìn)一步優(yōu)化

大學(xué)物理實驗課程內(nèi)容變化較小，與當(dāng)今科技的發(fā)展容易脫節(jié)，如簡單的驗證性實驗項目多，綜合性、創(chuàng)新性的實驗少；經(jīng)典的物理實驗多，近代物理實驗少，就降低了學(xué)生對物理實驗課的興趣和積極性。

（三）課程考核方式較為單一，不能完全激發(fā)學(xué)生的積極性

實驗課的考核評價分為實驗原理預(yù)習(xí)、實驗現(xiàn)場操作和實驗報告撰寫，實驗報告只要按要求上交，實驗考核就一般沒有問題。這種考核方式，激發(fā)不了學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗的興趣，從而造成了學(xué)生對實驗課的輕視?？己朔椒☉?yīng)根據(jù)學(xué)生掌握實驗設(shè)計思想、方法、技能、分析和解決問題的能力，及綜合能力。根據(jù)不同學(xué)科和層次的教學(xué)目的和要求，應(yīng)采用不同的考核方法，對考核結(jié)果進(jìn)行分析。

三、大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革舉措

（一）建立多層次、模塊化的實驗教學(xué)體系

以現(xiàn)代教育理論為依據(jù)，打破傳統(tǒng)的按力、熱、電、磁、光和近代物理順序進(jìn)行教學(xué)的舊體系，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為主線[1-2]，分層次、多模塊、相互銜接的實驗教學(xué)體系，將實驗教學(xué)內(nèi)容分成基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、研究性實驗四個層次，前三個實驗?zāi)K是學(xué)生的必修模塊，研究性實驗暫時不列入所有學(xué)生必修層次，從全校遴選一定數(shù)量的學(xué)生探索研究性教學(xué)的實施。將源頭創(chuàng)新教育理念和以圍繞“問題”組織教學(xué)的方法運(yùn)用到各個教學(xué)層次之中。實驗教學(xué)內(nèi)容與科研、社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系，形成良性互動，實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合，推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)。

以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，實行“分層次、模塊化”教學(xué)，信息學(xué)院、機(jī)械學(xué)院的學(xué)生，可以選擇一些與本專業(yè)相關(guān)的實驗，如“LED綜合特性及應(yīng)用實驗”、“太陽能應(yīng)用綜合實驗”、“紅外物理特性及應(yīng)用實驗”，而輕化學(xué)院、紡材學(xué)院可以選擇一些“熱學(xué)設(shè)計性實驗”.

（二）以大學(xué)生物理實驗競賽為抓手，競賽與教學(xué)改革相互促進(jìn)

物理競賽是我校年度參加的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽活動之一，大賽旨在激發(fā)學(xué)生對物理實驗的興趣與潛能，使學(xué)生廣泛參與到物理實踐中來，在實踐中培養(yǎng)、提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作意識，為高素質(zhì)人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。2012—2016年舉辦的大學(xué)生物理實驗競賽吸引了我校各專業(yè)1000余名同學(xué)，共獲校級一、二、三等獎176項，獲得省級獎項36項的好成績，成績居于遼寧省各高校前列。物理競賽的組織和實踐，引導(dǎo)和推進(jìn)了我校大學(xué)物理和大學(xué)物理實驗課程體系、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段的改革，構(gòu)建了有利于學(xué)生物理科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的物理教學(xué)內(nèi)容，并且促進(jìn)了物理基礎(chǔ)課程的考核方法改革，全面提高了物理課程教學(xué)質(zhì)量和物理教師的業(yè)務(wù)能力，并且使得物理教師走了出去，開了眼界，長了見識。

（三）探索大學(xué)生物理創(chuàng)新實驗室建設(shè)，將學(xué)生創(chuàng)新、教師科研、校企合作融為一體

以物理創(chuàng)新實驗室為依托，實行探究式的學(xué)習(xí)方式，讓他們懂得物理實驗學(xué)習(xí)的過程中，他們是“發(fā)現(xiàn)和探索物質(zhì)世界奧秘與規(guī)律”的主動參與者，而不是被動的接收者。培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和探索精神，主動尋找參考資料、設(shè)計實驗方案，獨(dú)立進(jìn)行實驗探究，總結(jié)成功和失敗的經(jīng)驗與教訓(xùn)，在科學(xué)實踐與探索的過程中，掌握科學(xué)實驗的方法、技術(shù)和實驗的綜合技能，以及創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

物理競賽一方面需要充足經(jīng)費(fèi)的支持，讓學(xué)生將最新的知識和技能應(yīng)用于實踐中；另一方面需要提高物理實驗儀器產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新的能力，使得國內(nèi)物理實驗儀器生產(chǎn)行業(yè)具備與國際領(lǐng)先企業(yè)正面競爭的能力。因此，在我校多次主辦的物理競賽中，大連寧諾奇科教儀器有限公司等國內(nèi)多個物理科教儀器企業(yè)參與競賽的經(jīng)費(fèi)支持、技術(shù)支持和成果評審等環(huán)節(jié)，這增加了企業(yè)對競賽的關(guān)注度。這也是我校轉(zhuǎn)變物理競賽的觀念，利用高校的人才優(yōu)勢和科技優(yōu)勢吸引企業(yè)的參與，構(gòu)建了大學(xué)生物理實驗競賽產(chǎn)業(yè)化的模式，把企業(yè)的資金優(yōu)勢和高校師生的科技優(yōu)勢結(jié)合起來，建立起深層合作的物理實驗競賽平臺，使得企業(yè)創(chuàng)新迫切所需的人才和高校的人才培養(yǎng)實現(xiàn)“無縫對接”。

（四）多元化的考核方法

為深化物理實驗教學(xué)改革，提高物理實驗教學(xué)質(zhì)量，規(guī)范實驗教學(xué)秩序，客觀、公正、透明和科學(xué)地評定實驗成績，按照不同的實驗?zāi)K，特制定“大連工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗成績評定規(guī)范指南”。基礎(chǔ)實驗?zāi)K的考核，主要依據(jù)課前預(yù)習(xí)、實驗原理的掌握程度；實驗課內(nèi)學(xué)生獨(dú)立操作的能力；數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析、實驗報告書寫的規(guī)范性等。綜合性和設(shè)計性實驗?zāi)K的考核，主要根據(jù)學(xué)生選定的主題，獨(dú)立設(shè)計實驗操作方案的能力，對實驗結(jié)果的分析和總結(jié)，實驗方案的可操作性，以及對實驗內(nèi)容的拓展和改進(jìn)等。研究性實驗，根據(jù)學(xué)生的興趣，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和物理實驗競賽，學(xué)生自由選題，根據(jù)答辯和實物作品展示來確定學(xué)生的成績。

四、結(jié)束語

大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革，“分層次、模塊化”的實驗教學(xué)體系，提升了物理實驗教學(xué)的質(zhì)量，充分挖掘了學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和主動性。希望這些改革措施能給其他高校的實驗教學(xué)改革提供一些參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]解光勇.面向?qū)W生能力培養(yǎng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)探索與實踐[J].大學(xué)物理實驗，2012，（4）：106-108.

[2]王旗，劉國良，杜安.淺談大學(xué)生物理實驗競賽的組織及意義[J].大學(xué)物理實驗，2013，26（3）：101-103.