“開放式教學”模式在大學物理實驗課程中的實踐

吳玉瑩

【摘 要】物理學是一門建立在實驗基礎上的自然科學。本文首先分析了當前大學物理實驗教學的現(xiàn)狀和存在的主要問題，然后針對這些問題，提出了一些意見和思考。

【關鍵詞】大學物理；“開放式教學”模式

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）31-0051-02

高等院校開展大學物理課程的主要目的是讓學生真正理解和掌握物理規(guī)律，培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。而培養(yǎng)學生的思維創(chuàng)新能力，提高學生綜合科學素養(yǎng)，最行之有效的辦法就是將教學內容與物理實驗進行有機的結合。因此，大學物理實驗課程在激發(fā)學生創(chuàng)新意識和提高學生綜合科研實踐能力等方面具有舉足輕重的作用。

目前，高等院校的大學物理實驗教學中，在實驗內容創(chuàng)新、學生能力培養(yǎng)等各方面已經取得了一定的成就，但是，現(xiàn)有教學工作中，仍然存在一些問題：

一、學生對物理實驗課的認識不足，態(tài)度不夠端正

按照大學物理實驗教學的傳統(tǒng)模式，任課教師在課堂上，詳細地講解實驗的原理、方法、步驟、儀器的操作步驟、數據記錄以及處理的過程。剩余的時間，學生只是機械地按照老師的演示步驟或者教材的實驗步驟重復實驗操作，完成實驗任務。這種“機械化”、“程序化”的實驗教學，難以調動學生的學習積極性和主動思考問題的能力，學生只是“知其然，而不知所以然”。甚至有的學生做完實驗，說：“這個實驗好簡單，按了幾個按鈕，連了幾根線，就完成了”。但是，學生在整個實驗操作過程中，究竟學到了什么，不得而知。甚至有的學生雖然完成了實驗，對實驗內容以及原理也是模模糊糊。另外，有的學生只是簡單抄襲其他同學的實驗報告和實驗數據，敷衍了事。

大學物理實驗課程對學生的理論知識、動手能力、思考能力等各方面都有一定的要求，而非物理類專業(yè)的理工科學生物理知識相對較為薄弱，學生在實驗過程中感覺難度較大，對實驗原理的理解不夠透徹，學生只關心實驗結果，而對于實驗過程一知半解，這樣就使得很多非物理類專業(yè)的學生對物理實驗提不起興趣，對物理實驗課程較為排斥。抄襲實驗報告、實驗數據的現(xiàn)象，屢見不鮮。

二、設計性實驗、研究性實驗內容較少

大學物理實驗內容多以基礎性、驗證性的實驗為主，缺少創(chuàng)新性、設計性的實驗。這就阻礙了對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的物理實驗教學內容大多集中在驗證定律的正確性和觀測物理實驗現(xiàn)象，學生只能按照實驗教材或者老師的講解“依葫蘆畫瓢”，學生只關心實驗結果，忽略了實驗過程，并且，在實驗操作過程中，缺乏觀察、分析和獨立思考的環(huán)節(jié)，很難引起學生對物理實驗課的興趣。通過對學生的調查，我們發(fā)現(xiàn)，大部分學生希望多開設一些與專業(yè)相關的開放性實驗，包括設計性實驗以及研究性實驗。另外，學生對與專業(yè)相關的、設計科技前沿類的物理實驗興趣很強烈。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各學科之間已形成相互交叉、相互促進的局面，對學生科學素養(yǎng)的要求也越來越高，這就要求我們在大學物理實驗教學中，不僅要開設基礎性實驗、驗證性實驗，而且還要增設開放性實驗，開放性實驗主要包括設計性實驗和研究性實驗兩類。并且，開放性實驗內容的設計與選題要與學生的專業(yè)特色進行有機的結合。設計性實驗，主要由教師給定實驗題目、實驗要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并獨立完成實驗操作。學生在參與這種設計性實驗的時候，能夠鍛煉思考能力、動手能力以及創(chuàng)新能力。并且，學生能夠結合自己的專業(yè)特色，設計一些想法新穎的實驗。這樣，就極大地提高了學生對實驗課的興趣和熱情。研究性實驗，主要以科研的方式開展，由學生自行調研、在教師指導下選擇他們感興趣的、能夠圍繞基礎物理實驗的課題，由學生以個體或者團隊的形式參加，以學生發(fā)表論文或者答辯的形式進行考核。這類實驗主要圍繞某些生活現(xiàn)象或者科研熱點展開，為學生提供自主學習、創(chuàng)新、實踐的平臺。項目申請人曾觀摩學習過全國物理學術競賽，發(fā)現(xiàn)這類研究性的實驗能夠較好地培養(yǎng)學生的科研能力和自身的科研素養(yǎng)。具體的工作應該從以下幾個方面考慮：

1.開放性實驗內容的選取與構建。

在選取和構建開放性實驗內容時，首先要結合學生的專業(yè)特色，其次要盡量涉及當前的科學前沿，主要包括現(xiàn)代物理技術的應用以及科研熱點的選取。對于電氣類的學生，可以開設一些傳感器技術、光譜技術、光學信息處理技術等相關的設計創(chuàng)新性實驗；對于計算機專業(yè)的學生，則可以充分利用現(xiàn)代化教學手段，另一方面，與現(xiàn)代物理技術應用相關的知識和內容，能有效地拓寬和加深學生的知識面，培養(yǎng)他們的綜合操作能力和實驗創(chuàng)新能力。

2.加強有關開放性實驗內容教學效果的反饋。

教學效果的評價是是檢驗工作成敗的最重要的環(huán)節(jié)，實驗內容初步設計完成之后，要請教研室資深教師、學生和其他專業(yè)的任課老師進行審核。對設計內容里存在的問題，結合他們反饋的意見，及時改進，提高整個教學質量的效果。

3.結合本校學生的實際情況，建立合理、科學的實驗課成績考核體系。

針對不同專業(yè)的非物理類專業(yè)的學生，大學物理實驗課程的教學內容也應該是多層次的，因此，考核方式應該隨實驗內容的變化而變化。根據開放性實驗內容的特點，老師應該把教學任務和素質培養(yǎng)納入考核目標。平時成績應該包括文獻查詢的能力、實驗方案設計的能力等。老師將成績測評的著眼點應該立足于實驗過程的監(jiān)督、啟發(fā)，引導學生積極思考、主動投入實踐，達到全面提高素質的目的。

綜上所述，開放性實驗本身就是一種具有創(chuàng)造性的思維活動，是一種學生自我訓練為主的教學模式，它不但可以充分發(fā)揮學生的主體作用、適合學生的個性發(fā)展，而且，還能夠有效地提高和培養(yǎng)學生的綜合素質、創(chuàng)新能力以及初步的科學探究能力。因此，在我校大學物理實驗教學中，增設開放性實驗內容，具有重要的意義。

參考文獻

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