賈麗斯（廣西大學(xué)行健文理學(xué)院，廣西南寧530005）

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獨立院校大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革與探討——以廣西大學(xué)行健文理學(xué)院為例*

賈麗斯
（廣西大學(xué)行健文理學(xué)院，廣西南寧530005）

摘要：根據(jù)獨立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型高級人才的要求，結(jié)合廣西大學(xué)行健文理學(xué)院的學(xué)生特點和教學(xué)現(xiàn)狀，并從學(xué)生對大學(xué)物理實驗課程興趣不高以及教師在教學(xué)中遇到的問題出發(fā)，對課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法拓展和成績考核改進(jìn)等方面提出了相應(yīng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)改革和創(chuàng)新的建議。在讓學(xué)生接受系統(tǒng)科學(xué)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的同時，激發(fā)學(xué)生對于物理學(xué)科知識的興趣和提高學(xué)生獨立分析、解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院；大學(xué)物理實驗；教學(xué)改革

Abstract:According to the requirements of senior talents cultivation in independent colleges, combined with the characteristics of students and teaching situation of XingJian College of Science and Liberal Arts in Guangxi University, and in view of students' low interests and teachers' difficulties in college physics experiment courses, this paper provides informing and innovative suggestions form the aspects of course content, teaching methods and performance assessment, so as to stimulate students interests in physics and improve their ability of analyzing and solving problems during the process of learning scientific experimental methods and skills.

Keywords:independent college; university physics experiment; teaching reform.

大學(xué)物理實驗是高等院校理工類本科專業(yè)必修的一門重要的基礎(chǔ)實驗課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門科學(xué)實驗課程，也是學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科學(xué)實驗方法和實驗技能的開始。對于培養(yǎng)高級應(yīng)用型學(xué)生為主的獨立院校來說，該課程的重要性毋容置疑。

以廣西大學(xué)行健文理學(xué)院為例，作為一個文理綜合類的獨立學(xué)院，針對理工科各個專業(yè)的大學(xué)物理實驗課程一共開設(shè)了13個實驗，并分兩個學(xué)期完成。其中，絕大部分的實驗為驗證性實驗，而有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題能力的綜合實驗和設(shè)計性實驗較為匱乏。此外，與公辦本科院校相比，獨立學(xué)院的辦學(xué)體制、規(guī)模和經(jīng)費，生源狀況和培養(yǎng)定位，以及相應(yīng)的配套基礎(chǔ)設(shè)施也存在一定的差異性。因此，結(jié)合我院高級應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)的同時，針對上述情況，本文對大學(xué)物理實驗在獨立學(xué)院中的教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)方法以及教學(xué)手段等方面的改革進(jìn)行了總結(jié)和探討。

一、獨立學(xué)院大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的重要性

目前的物理實驗教學(xué)一般包含兩部分：先由老師講解演示實驗步驟，再讓學(xué)生完成實驗操作相應(yīng)的實驗報告。然而，這種制式的學(xué)習(xí)模式很難達(dá)到提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力的目的。由于獨立院校學(xué)生的基礎(chǔ)知識相對薄弱，自主學(xué)習(xí)的能動性也相對較差等原因，在傳統(tǒng)實驗教學(xué)體系下學(xué)生學(xué)習(xí)多處于一種被動狀態(tài)，所以建立現(xiàn)代化物理實驗教學(xué)新體系是必然趨勢。大學(xué)物理實驗從表面上看來只是單獨完成了幾個孤立實驗，但實際上學(xué)生在完成實驗的過程中逐漸掌握和具備了實驗操作的基本技能。另一方面，大學(xué)物理實驗課是一門獨立的基礎(chǔ)實驗課程，是不依賴其他課程的安排的，所以學(xué)生在做實驗的過程中可能會發(fā)現(xiàn)有些實驗內(nèi)容是已經(jīng)學(xué)過的內(nèi)容，有些實驗是還沒有學(xué)過的知識。由于這種跳躍式的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生在逐漸適應(yīng)對于還沒有學(xué)過的知識要敢于動手去做、去探索的過程。此外，學(xué)生畢業(yè)以后出去工作或者做工程應(yīng)用時，總會遇到很多書本上不曾出現(xiàn)過的具體的、新的問題，而獨立面對和解決這些問題都需要學(xué)生具備能進(jìn)行主動學(xué)習(xí)和跳躍式學(xué)習(xí)的能力。本文結(jié)合我院對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，將從大學(xué)物理實驗內(nèi)容、教學(xué)方法成績考核和實驗室管理等方面進(jìn)行了探討。

二、根據(jù)專業(yè)特點設(shè)計實驗內(nèi)容

大學(xué)物理實驗課作為理工科多個專業(yè)的一門獨立必修的基礎(chǔ)實驗課程，如果實驗項目設(shè)計千篇一律，學(xué)生就會感覺物理實驗跟自身專業(yè)方面的學(xué)習(xí)沒有很大的關(guān)聯(lián)和用處，從而對物理實驗課失去興趣，最后變成應(yīng)付式的完成。因此，我們應(yīng)該根據(jù)各個專業(yè)培養(yǎng)方案調(diào)整實驗項目和內(nèi)容，讓學(xué)生覺得學(xué)有所用，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這就要求教師必須首先在物理實驗緒論課上讓學(xué)生弄清楚物理實驗課的意義，讓學(xué)生知道物理實驗課不是簡單地完成實驗和記錄數(shù)據(jù)，更重要的是培養(yǎng)他們自己動手解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在講述物理實驗第一課“緒論”的內(nèi)容時要重點突出以下幾點：第一、物理實驗課的基本程序；第二、誤差分析；第三、物理實驗數(shù)據(jù)處理方法；第四、物理實驗室的規(guī)章制度。再者，根據(jù)現(xiàn)有的儀器設(shè)備的物理參數(shù)，結(jié)合行健文理學(xué)院學(xué)生特點，自行編寫實驗教材進(jìn)行教學(xué)。由于，自主編寫的教材中可以把重點和難點都進(jìn)行詳細(xì)地說明，儀器圖解和參數(shù)也具體地標(biāo)注，使得學(xué)生課前可以根據(jù)課程講義很好地進(jìn)行預(yù)習(xí)，大大地提高了學(xué)習(xí)的有效性和相應(yīng)實驗完成的效率。

另外除了開展專業(yè)適用性物理實驗教學(xué)以外，還要注重激發(fā)學(xué)生對于自己本專業(yè)相關(guān)物理學(xué)科知識的興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。因此我們在物理實驗常開設(shè)經(jīng)典的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等驗證性實驗基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)特點調(diào)整實驗內(nèi)容。比如電氣自動化、測控、電子和通信等專業(yè)，多開設(shè)一些電磁學(xué)實驗，如測螺線管磁場、霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用、磁滯回線以及傳感器綜合實驗，還有示波器與信號發(fā)生器綜合實驗、收音機組裝綜合實驗等。而對于材料、城市規(guī)劃、建筑等專業(yè)，可以多開設(shè)力學(xué)方面的實驗，如轉(zhuǎn)動慣量的測定、弦振動的研究、測定金屬絲的楊氏彈性模量、表面張力系數(shù)的測定、液體粘滯系數(shù)等實驗等。再比如生物工程專業(yè)，增加落球法變溫液體粘滯系數(shù)測量、分光計的使用。在綜合性實驗的設(shè)計上更是從專業(yè)的角度進(jìn)行引導(dǎo)和安排，讓學(xué)生從自身專業(yè)的角度去重新認(rèn)識物理實驗的基礎(chǔ)性和重要性，提高學(xué)習(xí)的興趣，為今后理論課的學(xué)習(xí)以及其他專業(yè)課的實驗課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

三、開展計算機輔助仿真實驗

目前傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)在獨立院校普遍存在著一些問題。一方面學(xué)生過分依賴教師、缺乏獨立分析問題和解決問題的能力；實驗課每周只有兩到三個課時，使實驗中出現(xiàn)的問題沒有足夠的時間去仔細(xì)地思考；另外由于實驗室實驗設(shè)備有限、管理模式單一、缺少開放性實驗室，無法給優(yōu)秀學(xué)生提供獨立創(chuàng)新的實驗環(huán)境。此外，辦學(xué)經(jīng)費也限制了基礎(chǔ)設(shè)施方面的提升，主要體現(xiàn)在一些近代物理實驗所需要的儀器設(shè)備由于價格昂貴且使用率不高的，獨立學(xué)院往往不開設(shè)這樣的實驗。想要充分利用現(xiàn)有實驗室資源，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)同時，又要提高學(xué)生上實驗課的興趣以及學(xué)習(xí)自主性，就有必要將計算機仿真實驗運用到實驗教學(xué)中。對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)進(jìn)行改革，使實驗教學(xué)跟上現(xiàn)代化教育的步伐，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，為學(xué)生在后續(xù)的專業(yè)實驗打下良好的基礎(chǔ)。

在我院計算機仿真實驗教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在使用計算機仿真的時候，無論在實驗興趣、實驗方法拓展和設(shè)計思路方面，還是在主動獨立進(jìn)行實驗以及研究性實驗方面，都得到提高。原因在于計算機仿真形式新穎，學(xué)生可以不受時間和空間上的限制，進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，豐富的網(wǎng)絡(luò)資源給學(xué)生提供了更多的實驗項目。網(wǎng)絡(luò)仿真實驗給學(xué)生提供了一個開放性和交互性以及共享性的學(xué)習(xí)環(huán)境。這就在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的實驗興趣，因此學(xué)生對其獨立實驗的贊同度很高。

四、教師隊伍的提高

獨立院校的實驗課程基本是由同時擔(dān)任實驗教學(xué)任務(wù)和實驗室的管理工作的實驗員教師負(fù)責(zé)的，專職實驗指導(dǎo)教師較少，師資水平也不高。所以，要想提高實驗教學(xué)質(zhì)量，獨立院校應(yīng)該多鼓勵實驗室教師進(jìn)行培訓(xùn)和進(jìn)修來提高個人業(yè)務(wù)水平，并通過組織對其他高校的考察和學(xué)習(xí)來提高實驗教師的整體水平。定期安排實驗室教師集體討論教學(xué)方法，相互交流和學(xué)習(xí)；每學(xué)期安排一到兩名年輕教師到大學(xué)物理理論教研室進(jìn)行交流，使實驗課教師理論素養(yǎng)，做到上得講堂，入得實驗室。簡言之就是：扎實的理論功底，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，和豐富的的教學(xué)經(jīng)驗是培養(yǎng)合格實驗教師的標(biāo)準(zhǔn)，而實驗教師不斷提升和精進(jìn)的理論聯(lián)系實際的業(yè)務(wù)能力才是確保物理實驗教學(xué)質(zhì)量的源動力。

五、改進(jìn)實驗的考核方法

實驗考核方法的改進(jìn)旨在通過完善現(xiàn)有評價機制來提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新的能力。實驗課程的總成績一般由出勤表現(xiàn)20%、操作等級40%和實驗報告40%組成。出于強化實驗操作技能的考量，操作部分應(yīng)該著重于考核個人操作實驗的能力。例如讓學(xué)生在所學(xué)的實驗中抽簽，在一定時間內(nèi)現(xiàn)場完成所抽到的實驗項目，根據(jù)學(xué)生實驗速度和正確性直接給出操作成績。這對學(xué)生而言既是壓力，也是動力。這樣的考核形式的確立能正向的鼓勵學(xué)生多動手勤練習(xí)的習(xí)慣養(yǎng)成，實踐培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，同時有效地防止少數(shù)同學(xué)應(yīng)付式地通過抄襲他人數(shù)據(jù)來撰寫實驗報告。

六、開放物理實驗室形式多樣化

基于獨立學(xué)院對于應(yīng)用型人才的要求，以及獨立院校實驗室資源和學(xué)時的限制，開放實驗教學(xué)是我院物理實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。一方面可以有效地提高儀器的使用率，充分利用實驗室資源。另一方面，學(xué)生可以不受學(xué)時的限制更多的進(jìn)入到實驗室中去對知識的探索，讓學(xué)生脫離傳統(tǒng)的被動課堂模式，進(jìn)入到開放性的主動實驗環(huán)境，形成學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)的開放實驗教學(xué)新模式。我院的物理實驗室目前還處在開放實驗室的改革探索階段，只開放了部分實驗室，但從現(xiàn)階段的成效來看，實驗室管理模式的改革充分調(diào)動了學(xué)生的積極主動性，讓更多的學(xué)生走進(jìn)實驗室。此外，開放實驗教學(xué)讓學(xué)生能更靈活地運用自主學(xué)習(xí)的時間和擁有更多的獨立思考和自由發(fā)揮的空間，提高了學(xué)生的實際操作能力和解決分析問題能力，進(jìn)而使得物理實驗教學(xué)效果也得到明顯改善。

七、結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及高等教育普及，獨立學(xué)院的設(shè)置促進(jìn)了我國高等教育大眾化的進(jìn)程。結(jié)合獨立學(xué)院對于應(yīng)用型人才的要求，為了使實驗教學(xué)能更好的實踐應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。本文根據(jù)我院目前物理驗教學(xué)中存在的問題，指出了傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式的不足，有針對性地提出了物理實驗教學(xué)改革的思路并進(jìn)行了初步探索與實踐，獲得了較好的教學(xué)成效。從而強化了在往后教學(xué)中繼續(xù)堅持實驗教學(xué)改革的信心，和加快以專業(yè)為導(dǎo)向的實驗課程設(shè)計的進(jìn)程，促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科綜合能力和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

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作者簡介：賈麗斯（1987-），女，廣西貴港市人，碩士，主要研究方向為非線性物理，目前從事本科大學(xué)物理實驗教學(xué)工作。

*基金項目:廣西高校自然科學(xué)基金(項目編號:KY2015LX747）；廣西大學(xué)行健文理學(xué)院科研基金資助項目(項目編號:2015ZKLX04）；廣西大學(xué)行健文理學(xué)院“一師一課”工程立項課程項目。

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）06-0150-02