構建以學生為中心的大學物理實驗課程自選教學體系

張美茹 吳福根 衛小波 周譽昌 徐小明

廣東工業大學 廣東廣州 510006

構建以學生為中心的大學物理實驗課程自選教學體系

張美茹 吳福根 衛小波 周譽昌 徐小明

廣東工業大學 廣東廣州 510006

以培養高素質創新型人才為目標，建立了以學生為主體，教師為指導，著重培養學生綜合能力的大學物理實驗教學新體系。不斷地優化實驗內容、更新實驗設備、構建多層次的自選實驗教學體系、改革實驗教學方式、實施多層次的考核方式等。全方位對學生進行初步的科學研究能力和創新實踐能力訓練。

大學物理實驗；自選課程；教學體系

大學物理實驗是學生進入大學后受到系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對理工科專業學生進行科學實驗基本訓練的一門必修基礎課程，它不僅會影響學生后續實驗課的學習，而且在某種程度上將影響到他們今后一生的專業生涯。目前，大學物理實驗的教學體系改革不夠深入，尤其是對工科各專業，其教學內容與當今飛速發展的前沿科學嚴重脫節，教學模式單一，具有以教師為主體、學生為客體的特點。實驗題目設置大多是為了驗證物理理論上的一些原理、現象，其中驗證性的經典物理實驗偏多，綜合性、設計性實驗不足，無研究性實驗，物理學的新發展與新應用更是反映的較少。在實際教學中的模式是：先由教師講解實驗的目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟及實驗數據的處理等，學生完全按老師的要求“依葫蘆畫瓢”完成實驗。這種教學模式導致學生缺乏個性，使部分學生不重視大學物理實驗，認為實驗只不過是重復前人作過的實驗，驗證書本上所學的理論知識，他們對待大學物理實驗的態度是敷衍了事、得過且過，甚至互相抄襲實驗報告。雖然現行的教學體系，可使學生在模仿、重復前人的實驗中受到一定的訓練，但這種模式不利于發揮學生的個性和創造性。大學物理實驗教學體系和教學模式的改革已引起各個高校的重視，本文就我校大學物理實驗教學體系和課程自選教學模式的改革進行探討和實踐。

一、建立可供學生自主選擇的模塊化的課程體系

傳統實驗教學的最大弊端就是開設大量僅為理論教學服務的演示性、驗證性實驗，起不到培養學生綜合運用知識來解決實際問題能力的作用，達不到開發學生智力和培養實驗研究能力的目的，體現不了實驗教學中學生的主體地位，不能激發學生的創造性。

針對上述弊端，結合各個學科專業的特點，我們對實驗教學體系進行總體優化設計，4年的實驗教學內容統一考慮，實驗教學4年不斷線，努力把培養學生能力結構的總體目標分解到不同階段，采取不同的方式來實現，建立知識和能力并重的新型實驗教學體系。時間上新型實驗教學體系仍然根據教學年安排，知識結構上按照專業教學的基本規律設置，但我們將實驗教學分解為3個層面和3個階段，3個層面——基礎性驗證實驗、設計性綜合實驗、研究性創新實驗，3個階段——大學一二年級、三年級、四年級。

1.基礎性驗證實驗

本層面的實驗教學針對低年級學生,一是讓學生了解實驗儀器原理,掌握操作方法；二是讓學生掌握基本的實驗理論和實驗方法。通過這一層面的實驗基本技能和實際操作能力的訓練,幫助學生驗證一些有價值的定理,觀察一些特殊的現象,掌握專業實驗的儀器設備的操作,培養學生養成良好的習慣和敬業精神。

2.設計性綜合實驗

本層面的實驗教學是讓學生運用所學知識,觀察、分析一些典型的實際技術問題,啟發學生積極思維、勇于創新,接受科研試驗方法的初步訓練,為今后的工作打下堅實基礎。結合專業特點,我們開設一些結合專業的自選實驗課程,這些實驗課程都具有專業的綜合性和設計性,由學生針對自己的專業進行選擇。從題目的選擇,到實驗設備選擇和實驗方案設計,再到數據的采集和分析,最后形成實驗報告和技術總結。通過這一層面的實驗訓練,學生的學習比較接近實際工程和研究,學會了解決一些實際工程中的基本問題,具有初步的綜合創新能力,畢業后能很快勝任工作。

3.研究性創新實驗

本層面的實驗教學是為了讓學生獨立開展科學研究實驗，對于提高整個實驗教學質量以及檢驗學生學習效果具有重要作用。結合學科的一些前沿科研項目，由學生自己提出實驗課題、設計實驗方案、安裝調試實驗裝置，自己完成試驗過程和數據處理，加強創新意識和能力的培養。通過研究性創新實驗訓練，學生能盡早參與科研工作，并運用所學知識獨立分析、解決工程實際問題，具有全面的綜合創新能力。研究性創新實驗主要針對四年級學生，學生結合專業課的學習，選擇研究性創新實驗課題，向系和學院教學管理部門申請指導教師和專項經費資助，審批后由學生獨立完成實驗設計、實驗操作和數據處理并完成實驗報告和技術總結，系專業委員會組織驗收和答辯，對有較高價值的成果，經過系專業委員會推薦向學院申請科研獎勵。學生也可以申請參與教師的科研課題，完成相應實驗環節，經指導教師考核，申請創新教學學分或其他實踐環節學分。

二、實驗考試的改革

對于實驗成績的考核則采取不同階段采用不同細則的辦法。對實驗報告制定了統一的批改標準并嚴格執行，以杜絕抄襲行為的發生，同時鼓勵學生就實驗中的一些異?，F象在報告中發表自己的見解。要求學生的實驗報告以小論文的形式出現，這有助于培養學生的科研素養。

1.嚴把實驗報告的質量關

教師要做好實驗數據的檢查工作，嚴格要求實驗報告的書寫，詳細批改。在大循環實驗結束后，學生的預習報告和實驗數據經老師檢查簽字后方可離開實驗室，這樣保證了學生實驗數據的可靠性，避免部分學生編造數據。此外，嚴格規定實驗報告的書寫格式。一篇完整的物理實驗報告應該包括實驗題目、實驗目的、實驗使用的儀器、實驗步驟、實驗現象、實驗結果及討論。特別應該注重對實驗現象的記錄、分析和討論。我們要求學生改變過去抄寫教材內容模式，以小論文形式書寫實驗報告，把報告的重點放在結果與討論方面。

2.確立嚴格科學的實驗課程考試方法

實驗考試是實驗教學中重要的一個環節，是促進和檢查學生學習效果的一種手段。針對基礎性驗證實驗階段，采用平時實驗報告和實驗技能考試相結合的辦法，通過了這一階段的考試，才可進行第二階段設計性綜合實驗的學習。針對設計性綜合實驗的考核，則采用資料收集情況，實驗設計方案的可行性，實驗的開展情況以及對結果的分析總結等相結合，進行綜合考察。第三階段設計性綜合實驗是針對對物理實驗有濃厚興趣并有獨特見解和能力的學生而開設的，其考核采用論文或成果評價的方法。

通過實驗考試改革的嘗試，學生平時對實驗課的主動性有了明顯的提高，提高了實驗教學效果。

三、結束語

普通物理實驗教學改革是包括課程體系、教學內容、教學模式以及實驗教學管理等各方面的全面改革，教學改革是一項長期而艱巨的工作，在改革實施的過程中會遇到許多的問題，需要不斷地研究和探索。只要把實驗室建設與實驗教學改革作為學校辦學水平和辦學特色的重要標志來抓，就一定能夠大大提高教學質量，達到培養適應當代要求的高素質、創新型人才的目的。

[1]孫文彬.構建多層面的創新實驗教學體系的實踐與思考[J].高等建筑教育，2006，15：107～111

[2]沈任元.學生主動型實驗模式的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26：9～10，29

[3]李文娜，袁媛，魏國強.物理實驗教學體系的改革與實踐探索[J].教育探索，2009，7：31～32

[4]呂太國.大學普通物理實驗教學體系改革探討[J].高校實驗室工作研究，2008，98：20～21

[5]劉偉.完善物理實驗教學體系，培養創新型人才[J].新課程研究，2009，138：96～97

[6]凌振寶，王君，王應吉.提高教學質量培養創新人才[J].實驗室研究與探索，2007，26：106～107

Building up an optional course system in physical experiment based on students as principal parts

Zhang Meiru, Wu Fugen, Wei Xiaobo, Zhou Yuchang, Xu Xiaoming
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

Aiming at developing innovative ability of students, a new teaching system in physical chemistry experiment has been set up based on students as principal parts and teachers playing leading roles. By optimizing the content, updating the equipment, building up the optional course system, innovating the teaching method, practicing the multi-examine, the students abilities of scientific research and innovative practice have been evidently improved.

physical experiment; optional course; teaching system

2010-01-05

張美茹，本科，館員。