第一篇

一、地方性、應(yīng)用型本科院校理工科專業(yè)大學(xué)物理實驗體系構(gòu)建的基本原則

教育部高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會通過對我國高等學(xué)校大學(xué)物理實驗課程教學(xué)情況的調(diào)查研究，并結(jié)合國外理工科類專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)狀況和發(fā)展趨勢，經(jīng)過多次的研討、修訂、完善，制定了《理工科類大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求》（以下簡稱《基本要求》），根據(jù)《基本要求》、我校對人才的培養(yǎng)目標(biāo)和實驗室的實際情況，在構(gòu)建新的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系中，遵循以下幾條原則：

1.實驗基本技能培養(yǎng)的原則

以重視實驗基本技能的訓(xùn)練，強化創(chuàng)新意識、理論聯(lián)系實際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為實驗教學(xué)理念，采用嚴(yán)格規(guī)范的教學(xué)過程、適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和有效的教學(xué)手段，使學(xué)生在實驗中接受實驗思想、實驗方法、實驗技能以及實驗數(shù)據(jù)處理等方面的基本訓(xùn)練。

2.為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)的原則

根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，建立相應(yīng)的大學(xué)物理實驗的教學(xué)模塊，引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)學(xué)習(xí)的角度來思考和分析物理實驗問題，促進其對專業(yè)的理解和對大學(xué)物理實驗課程的認識，強化專業(yè)思維意識、提高學(xué)習(xí)積極性和主動性。

3.成本最小化和效益最大化的原則

作為一所新建的地方性應(yīng)用型本科院校，社會效益和經(jīng)濟效益是學(xué)校辦學(xué)不能回避的問題，對于有限的經(jīng)費投入，要追求學(xué)生的受益面最大化，充分挖掘現(xiàn)有實驗儀器，提高儀器的利用率，努力實現(xiàn)成本最小化和效益最大化。

二、大學(xué)物理實驗課程體系的構(gòu)建

1.層次化的大學(xué)物理實驗課程體系

以應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，按循序漸進的認識規(guī)律，建立以“基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、研究創(chuàng)新性實驗”四個層次為整體構(gòu)架的大學(xué)物理實驗教學(xué)體系。其中，基礎(chǔ)性實驗層次的實驗是所有專業(yè)的學(xué)生都必須完成和掌握的，而綜合性、設(shè)計性實驗層次的實驗是根據(jù)專業(yè)特點進行設(shè)置的，體現(xiàn)專業(yè)需求和特點。創(chuàng)新研究性實驗，則主要是對象是對物理有興趣的部分學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生的自主性、學(xué)習(xí)性、創(chuàng)新性。

1.1基礎(chǔ)性實驗

基礎(chǔ)性實驗注重在對物理實驗設(shè)計思想、基本實驗方法、基本操作技能的教育，每個基礎(chǔ)實驗擴展一個或多個內(nèi)容相關(guān)的小型設(shè)計性實驗，讓學(xué)生在已有的基礎(chǔ)上進行實驗設(shè)計，使傳統(tǒng)的實驗體現(xiàn)創(chuàng)新意識。主要的教學(xué)內(nèi)容有：基本物理量的測量、基本實驗儀器的使用、基本實驗技能的掌握以及誤差與不確定度的概念和數(shù)據(jù)處理的基本方法。具體的實驗項目有：長度測量、物體密度的測量、示波器的使用、薄透鏡焦距的測量等等。

1.2綜合性實驗

綜合性實驗注重引導(dǎo)學(xué)生對知識、儀器、技術(shù)和基本實驗方法進行綜合。對于工程物理量測量實驗，要求聯(lián)系工程實際，進行研究性探索。

1.3設(shè)計性實驗

設(shè)計性實驗是由學(xué)生根據(jù)項目的教學(xué)要求，查閱資料，寫出實驗設(shè)計方案并論證其可行性，由教師審閱并提出意見，學(xué)生自主選擇儀器、自行完成實驗，提交研究報告，教師可以根據(jù)學(xué)生完成實驗任務(wù)的質(zhì)量情況，讓部分學(xué)生給大家講解自己所做的工作。

1.4創(chuàng)新研究性實驗

創(chuàng)新研究實驗則以大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目為基礎(chǔ)，不要求所有的學(xué)生參加，遵循學(xué)習(xí)性、自主性、創(chuàng)造性的原則，根據(jù)現(xiàn)有條件和教師的科研課題，確定幾個方向，在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生自擬題目或選擇已設(shè)立的題目（教師還可以根據(jù)學(xué)生的特點在科研課題中提出一些前期性小項目供選擇），可以多人一組合作完成研究過程，成果的形式主要以提交論文或?qū)嵨镒髌贰Ｒ源私⑦m應(yīng)理、工科多學(xué)科人才培養(yǎng)需求的大學(xué)物理實驗教學(xué)新體系。實驗項目中，以實物實驗為主、仿真實驗為輔，必做與選做相結(jié)合，按專業(yè)需要和興趣愛好給學(xué)生留有較大的選擇空間。實驗項目的設(shè)置體現(xiàn)時代性和先進性，將物理學(xué)領(lǐng)域的新成果、新技術(shù)及時引入實驗教學(xué)，不斷更新實驗項目。教學(xué)內(nèi)容與工程、社會應(yīng)用、科研密切聯(lián)系。改造傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容和實驗方法，使傳統(tǒng)的實驗體現(xiàn)創(chuàng)新意識。增強學(xué)生工程實踐和實際應(yīng)用能力。尋求傳統(tǒng)實驗與現(xiàn)代實驗在實驗基本方法、原理、操作技術(shù)和創(chuàng)新意識培養(yǎng)等方面的結(jié)合點，使傳統(tǒng)實驗體現(xiàn)現(xiàn)代氣息，使現(xiàn)代實驗體現(xiàn)基本方法和技能。

2.據(jù)有專業(yè)特色模塊化的大學(xué)物理實驗課程體系

大學(xué)物理實驗教學(xué)中，在不改變課程學(xué)時和課程性質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生專業(yè)的不同，引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)學(xué)習(xí)的角度來思考和分析物理實驗問題，促進學(xué)生對專業(yè)的理解和對大學(xué)物理實驗課程的認識，強化專業(yè)思維意識，提高學(xué)習(xí)積極性。根據(jù)我校各專業(yè)的特點，充分利用實驗室資源，除了基礎(chǔ)性實驗以外，我們設(shè)計了土木類、機械類、電子、通信類、化工類和茶學(xué)類的大學(xué)物理實驗?zāi)K，盡可能開設(shè)與各專業(yè)相關(guān)的物理實驗。如土木類大學(xué)物理實驗?zāi)K，開設(shè)金屬絲楊氏模量實驗，采用靜態(tài)拉伸法、動態(tài)懸掛法、支撐法等多種方法測量金屬線的楊氏模量系數(shù)，涉及到光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)的知識；電子信息專業(yè)大學(xué)物理實驗?zāi)K，開設(shè)一些傳感器方面的實驗，用集成開關(guān)型霍爾傳感器測量物體的慣性質(zhì)量，綜合了電磁學(xué)和力學(xué)的知識；機械類大學(xué)物理實驗?zāi)K則開設(shè)光柵測量及其工業(yè)應(yīng)用；通過這些實驗不僅將大學(xué)物理實驗與學(xué)生所學(xué)習(xí)的專業(yè)相聯(lián)系起來，而且培養(yǎng)學(xué)生綜合運用物理知識能力。

3.教學(xué)模式、方法以及評價體系的改革

3.1嚴(yán)格規(guī)范教學(xué)全過程，保證高效的完成大學(xué)物理實驗

嚴(yán)格規(guī)范的實驗教學(xué)過程是高效完成大學(xué)物理實驗的基本保證，一個完整的實驗過程包括：預(yù)習(xí)、實驗和實驗報告，為此我們專門設(shè)計了“實驗報告”模板，（１）預(yù)習(xí)部分由學(xué)生在進入實驗室前完成，主要內(nèi)容有：實驗?zāi)康囊蟆⒃怼x器以及實驗記錄表等。這部分由教師當(dāng)堂給出評價（權(quán)重占３０％），沒有預(yù)習(xí)的不能參加實驗；（２）實驗過程由教師巡回指導(dǎo)，并通過學(xué)生實驗過程的表現(xiàn)、實驗記錄的規(guī)范性以及實驗數(shù)據(jù)的簡單處理等內(nèi)容，由教師當(dāng)堂給出評價（權(quán)重為４０％）。通過這樣師生面對面的交流可以大大提高大學(xué)物理實驗的效果，學(xué)生實驗過程中出現(xiàn)的問題能夠即時得到解決，加強了基本技能訓(xùn)練，如實驗測量有效數(shù)字的記錄、測量方法等基本的實驗技能的掌握，通過這樣的教學(xué)過程都能夠很好的實現(xiàn)。（３）數(shù)據(jù)處理、結(jié)果討論以及思考題（權(quán)重為３０％），由學(xué)生實驗后完成，學(xué)生通過對實驗數(shù)據(jù)處理和對整個實驗過程的反思，總結(jié)實驗的得失，為下一個實驗做準(zhǔn)備。

3.2實施多種課堂教學(xué)形式

運用啟發(fā)式、問題式、討論式、交互式、研究式等多種教學(xué)形式于物理實驗課堂教學(xué)中，提出思路和方向啟發(fā)學(xué)生去思考實驗設(shè)計思想、實驗方法、操作技術(shù)、數(shù)據(jù)處理的可靠性以及與工程實際的結(jié)合點，以問題激發(fā)學(xué)生的主動思維，師生之間、學(xué)生之間相互提問和共同討論總結(jié)。目的是使學(xué)生從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的主動探索者，活躍氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識、創(chuàng)新意識和探索精神。

3.3實行開放教學(xué)模式

由于地方性、應(yīng)用型新建本科院校的經(jīng)費投入有限，對于要使用復(fù)雜、精密和昂貴儀器的一些大學(xué)物理實驗，采用仿真實驗的方式，建立大學(xué)物理仿真實驗平臺，選用了較為成熟的由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制、高等教育出版社出版的《大學(xué)物理仿真實驗Ⅱ》教學(xué)軟件，并在實驗中心網(wǎng)站上提供相關(guān)實驗的下載，以利于學(xué)生加深對物理實驗的學(xué)習(xí)。引入福州大學(xué)研制的“實驗室管理系統(tǒng)”，對大學(xué)物理實驗除必做實驗外，實行學(xué)生在網(wǎng)上選擇，有條件的自定實驗項目、自定實驗時間。學(xué)生可依專業(yè)和興趣自由選擇，以滿足個性要求、激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情。

3.4營造研究性教學(xué)環(huán)境

針對不同層次實驗項目的特點，積極開展以研究為基礎(chǔ)的教學(xué)，建立一種基于探究的學(xué)習(xí)機制，發(fā)展學(xué)生的探究興趣，變接受性學(xué)習(xí)為研究性學(xué)習(xí)，教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，為學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)和從事研究活動創(chuàng)建各種條件；發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，因材施教，促進學(xué)生個性發(fā)展，發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)造潛質(zhì)。

3.5開展豐富的課外活動

依托大學(xué)物理實驗室，開展豐富多彩的課外科技活動，如科技節(jié)、大學(xué)生創(chuàng)新實驗等。鼓勵對物理有興趣的學(xué)生，自主、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)和研究一些物理原理或物理方法的實際應(yīng)用；改進大學(xué)物理實驗方案；以及其他領(lǐng)域的原理方法在大學(xué)物理實驗中的應(yīng)用等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識。

3.6科學(xué)全面地考核學(xué)生的實驗?zāi)芰?

學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ目己瞬扇∑綍r成績、期末操作考試，以及隨堂口試、筆試、書寫小論文等多種形式相結(jié)合的方法進行。考試方法的改革，大大提高學(xué)生對本課程的重視程度，綜合地評價了學(xué)生對實驗的掌握及運用能力，同時強化了學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

作者：高潭華 劉雪梅 單位：武夷學(xué)院

第二篇

一、創(chuàng)新思維培育的教學(xué)探索與實踐

1.教學(xué)方式的探索

在以往的教學(xué)中，大學(xué)物理分組實驗在實驗室進行，一般２人一組，由于要在短時間完成實驗，存在以下弊端：實驗的操作時間有限，使得學(xué)生的操作和觀察浮于表面，沒有深入思考實驗現(xiàn)象的物理本質(zhì)；部分學(xué)生沒有參與操作而使得許多實驗細節(jié)不被關(guān)注，而許多實驗細節(jié)往往最能反映該實驗的物理本質(zhì)；交流討論的缺乏，真理越辯越明，通過討論不但能知道自己懂什么，也能發(fā)現(xiàn)自己不懂什么。針對以上的弊端，我們在教學(xué)中采取了一些措施加以改進。

1.1激勵學(xué)生預(yù)習(xí)

分組實驗時間均已在課程表上安排好，在上一次實驗結(jié)束之前將下一次實驗的內(nèi)容分解成幾個問題，將這些問題提前布置給學(xué)生。學(xué)生可以通過查閱教科書或者是通過網(wǎng)絡(luò)獲得答案，對于不能解決的問題自然會帶到實驗室來尋求老師的幫助，或者在試驗中通過自己的觀察和操作解決。對于預(yù)習(xí)的環(huán)節(jié)筆者一般是采取先交預(yù)習(xí)報告再進實驗室的方式來督促學(xué)生完成，將成績計入到考核成績，實踐證明這是一種比較有效的方式。

1.2鼓勵學(xué)生操作

對于分組實驗很多老師采取自己先示范操作，然后學(xué)生再仿照自己的程序完成實驗，獲得所需要的數(shù)據(jù)。這樣一種教學(xué)方式能避免學(xué)生少走彎路，盡快地完成實驗獲得所需的數(shù)據(jù)，但是學(xué)生動手能力的獨立思考能力的培養(yǎng)卻受到限制。筆者在教學(xué)中通常只跟學(xué)生示范關(guān)鍵實驗儀器的調(diào)節(jié)，以防發(fā)生安全事故或者是損壞設(shè)備，其他的實驗過程全靠學(xué)生自己動手解決。雖然在實驗時間上不可避免地拖長了，但是學(xué)生卻不得不花更多的時間去思考實驗原理和反復(fù)操作。

1.3培育創(chuàng)新思維

新時代的大學(xué)物理實驗應(yīng)是聯(lián)系書本理論知識與學(xué)生科研創(chuàng)新的紐帶，現(xiàn)在的大學(xué)物理實驗基本上都是分類教學(xué)：基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新型實驗，在有限的課時內(nèi)通過合理的搭配獲得良好的教學(xué)效果。大學(xué)物理實驗往往面對的是大學(xué)低年級學(xué)生，在中學(xué)應(yīng)試教育的影響下，要想使學(xué)生擺脫“被動”學(xué)習(xí)的桎梏，則需要教師營造創(chuàng)新的氣氛、提供創(chuàng)新的環(huán)境。首先要讓學(xué)生從整體上把握知識框架，通過演示實驗讓學(xué)生明白獲得相似現(xiàn)象的方法并非唯一；其次應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生捕捉關(guān)鍵實驗現(xiàn)象并對其分析判斷，合理地選擇實驗元件和判斷實驗操作的正確性以理解實驗方案的多樣性。因此大學(xué)物理實驗不但能夠增加學(xué)生的知識量、能夠培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題能力，而且能養(yǎng)成學(xué)生崇尚科學(xué)、敢于創(chuàng)新的精神，通過團隊的協(xié)作培養(yǎng)學(xué)生收集和處理實驗數(shù)據(jù)、合理表達實驗結(jié)論的語言駕馭能力。

2.教學(xué)模式的創(chuàng)新

隨著教學(xué)投入的不斷增加，大學(xué)物理實驗室的建設(shè)也得到極大的改善，實驗儀器的配置和實驗室的管理都得到規(guī)范，如果我們的教學(xué)模式和教學(xué)理念還是停留在老階段，僅僅依賴于單一的分組實驗，這樣必然導(dǎo)致教學(xué)效果的差強人意。因此我們針對本校學(xué)生的實際情況對大學(xué)物理實驗的教學(xué)模式進行了探索，主要有以下三個方面。

2.1開放式的實驗教學(xué)

部分學(xué)校對大學(xué)物理實驗采用全開放式的形式，如中南大學(xué)的大學(xué)物理實驗采用網(wǎng)上選課和全天開放的形式，因為選修實驗的學(xué)生數(shù)量巨大，幾乎所有的實驗室老師在工作日都上班，并且每個實驗室都配備有研究生助教（ＴＡ），因此原則上學(xué)生了解什么實驗幾乎都可以在工作日自己動手完成。所有這些有益的嘗試都給學(xué)生帶來了方便，也培養(yǎng)了學(xué)生思考問題的能力。由于投入方面的原因，筆者所在學(xué)校對以上的方式進行了折衷，常規(guī)的教學(xué)方式還是分組進行。但是開放兩個特定的實驗室在工作日內(nèi)面向所有在校學(xué)生，使有興趣的學(xué)生有充分的時間可以單獨進行操作。

2.2利用大學(xué)物理實驗室開展科技創(chuàng)新活動

開放的實驗教學(xué)可以吸引大量優(yōu)秀的學(xué)生，俗話說興趣是最好的老師，大學(xué)物理實驗室眾多的實驗設(shè)備給了學(xué)生思考和挖掘潛力的平臺，也能夠培養(yǎng)學(xué)生進行初步科學(xué)研究的能力。一方面通過開放實驗室給學(xué)生動手操作的空間，學(xué)生可以改進實驗裝置，或者在對物理過程理解的基礎(chǔ)上重新制作實驗裝置，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、增強學(xué)生的動手能力；另一方面在開放實驗室設(shè)置一些科研題目供學(xué)生選擇，學(xué)生可以通過小論文的形式或者是小制作的形式交給任課教師或者實驗員，題目的完成作為學(xué)生平時成績的一部分。

2.3物理實驗網(wǎng)絡(luò)空間的建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)空間的建設(shè)在很多學(xué)校已經(jīng)試點開展，并且取得了較好的效果。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識的主要途徑，但是隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，我們意識到網(wǎng)絡(luò)空間可能是學(xué)生獲取知識的另外一個有效途徑。我們通過課程建設(shè)為契機，利用現(xiàn)代教育技術(shù)將原本只能利用數(shù)字電視或者專用計算機輸出的大學(xué)物理實驗教學(xué)資源上傳到自己在世界大學(xué)城的主頁。學(xué)生最信任和最愿意咨詢的對象往往是自己的老師，因此在老師自己的網(wǎng)絡(luò)空間中上傳與課程相關(guān)的文獻和視頻可以方便學(xué)生的查閱和下載。

二、實驗教學(xué)管理平臺的建設(shè)

1.構(gòu)建學(xué)院系部兩級管理實驗室管理體制

大學(xué)物理實驗室是大學(xué)里面使用率最高的實驗場地之一，實驗儀器正常運行是實驗教學(xué)效果得到保證的前提條件，因此必須制定完善的實驗室運行管理機制。比如可以實施教研室主任負責(zé)大學(xué)物理實驗室的教學(xué)運行、實驗室主任負責(zé)演示實驗室設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，實驗室的建設(shè)則系部協(xié)調(diào)分工合作。

2.組建具有創(chuàng)新意識的教學(xué)團隊

大學(xué)的魅力在于不僅具有先進的設(shè)備和實驗室、更在于有知識淵博的教師，優(yōu)秀的大學(xué)教師不但應(yīng)該系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域知識、而且也應(yīng)該從事本專業(yè)前沿科技的研究，中南大學(xué)就曾經(jīng)采取強力的措施鼓勵年輕教師從事科學(xué)研究，因為只有進行過科學(xué)研究的老師才能更深刻體會什么是“創(chuàng)造知識”，才能教會學(xué)生怎么樣探索創(chuàng)新，而不是單純的“教書匠”。這一點對大學(xué)物理實驗顯得更為重要。一方面應(yīng)該重視青年教師的培養(yǎng)，通過老教師的“傳幫帶”使青年教師掌握授課技巧，通過激勵手段激發(fā)青年教師的鉆研熱情；另一方面要形成合理的教學(xué)梯隊，學(xué)科的發(fā)展壯大離不開成熟的教學(xué)科研團隊，組建以學(xué)科帶頭人、學(xué)術(shù)骨干力量和青年骨干教師三個梯隊的層次結(jié)構(gòu)，通過制定激勵政策來激發(fā)各梯隊教師的教學(xué)科研熱情。

三、結(jié)論

大學(xué)物理實驗室的建設(shè)是我系實驗室建設(shè)的一個重要組成部分，因為實驗室面向全院接近３０００人左右的理、工、醫(yī)科學(xué)生，還常態(tài)化地接納了本市幾個重點中學(xué)的中學(xué)物理競賽培訓(xùn)學(xué)生。通過一系列的大學(xué)物理實驗教學(xué)和管理改革，既促進了實驗室的建設(shè)，也促進了教師的成長。首先我們提升了大學(xué)物理實驗的教學(xué)水平，學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理的興趣明顯增強，進入開放平臺的學(xué)生顯著增加；其次，通過大學(xué)物理實驗激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生的初步科研能力，借助開放實驗室平臺，我們的本科生主持了一系列的省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新項目。現(xiàn)代化的教學(xué)表明進一步對大學(xué)物理實驗教學(xué)進行改革，培育學(xué)生的創(chuàng)造性思維是一個值得研究的問題。

作者：金桂 黃小益 姚敏 蔣純志 單位：湘南學(xué)院