孫興川，崔朝軍

（安陽(yáng)工學(xué)院數(shù)理學(xué)院，河南安陽(yáng)455000）

分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降臉?gòu)建
——以安陽(yáng)工學(xué)院為例

孫興川，崔朝軍

（安陽(yáng)工學(xué)院數(shù)理學(xué)院，河南安陽(yáng)455000）

由于安陽(yáng)工學(xué)院是一所新建本科院校，物理教學(xué)師資隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)條件、科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)不足，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上采取了必修與開(kāi)放式相結(jié)合的教學(xué)模式。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然包含了大綱要求的大學(xué)階段學(xué)生應(yīng)掌握的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但是隨著專業(yè)設(shè)置不斷細(xì)化，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在實(shí)際應(yīng)用中開(kāi)始顯露不足。明顯表現(xiàn)在沒(méi)有緊跟理論課程的步伐，沒(méi)有針對(duì)不同專業(yè)需求在內(nèi)容上做很好的區(qū)別。而分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢愿纳七@些教學(xué)中的不足，優(yōu)化教學(xué)資源，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，還提高了他們自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和獨(dú)立操作的能力。

分層次；模塊化；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

D01∶10.19329/j.cnki.1673-2928.2016.06.035

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和教育事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)教育改革已經(jīng)步入了以提高質(zhì)量為核心、走內(nèi)涵式發(fā)展的歷史新階段，而提高高等教育質(zhì)量，最重要的就是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到今天，生命科學(xué)、電氣工程、建筑、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜,問(wèn)題間的內(nèi)部聯(lián)系更為盤(pán)根錯(cuò)節(jié),每類(lèi)問(wèn)題出發(fā)于同一現(xiàn)象的不同視角而得出迥異結(jié)論,技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)不能局限于一個(gè)學(xué)科內(nèi)或一學(xué)科內(nèi)的某個(gè)分支領(lǐng)域，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基于它的對(duì)象和方法的普適性、理論的成熟性,對(duì)各個(gè)學(xué)科具有強(qiáng)大的調(diào)和與指導(dǎo)作用，是應(yīng)用型本科院校建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中大學(xué)生知識(shí)、能力與創(chuàng)新意識(shí)協(xié)調(diào)發(fā)展的催化劑。它是通過(guò)精心設(shè)計(jì)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)過(guò)程，排除了次要干擾因素，使學(xué)生預(yù)測(cè)、驗(yàn)證或獲取新的信息,通過(guò)技術(shù)性操作來(lái)觀測(cè)由預(yù)先安排的方法所產(chǎn)生的現(xiàn)象，根據(jù)產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)判斷假設(shè)和預(yù)見(jiàn)的真?zhèn)?；它最大程度地模擬了真實(shí)的科學(xué)發(fā)展的過(guò)程，通過(guò)多個(gè)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)物理的力、熱、光、電、原子等概念有深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)研究與發(fā)現(xiàn)過(guò)程有清楚的脈絡(luò)，極大地拓展了學(xué)生的視野，在學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中加強(qiáng)了學(xué)科之間的交叉融合；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)必然在學(xué)校應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型中起著巨大的推動(dòng)作用。

1 安陽(yáng)工學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀分析

由于安陽(yáng)工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┦且凰陆ū究圃盒?，物理教學(xué)師資隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)條件、科研經(jīng)費(fèi)相對(duì)不足，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上采取了必修與開(kāi)放式相結(jié)合的教學(xué)模式，即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然包含了大綱要求的大學(xué)階段學(xué)生應(yīng)掌握的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但是隨著我校專業(yè)設(shè)置不斷細(xì)化，并向應(yīng)用化方向發(fā)展，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在實(shí)際應(yīng)用中開(kāi)始顯露不足。明顯的兩條是沒(méi)有緊跟理論課程的步伐，并沒(méi)有針對(duì)不同專業(yè)需求在內(nèi)容上做很好的區(qū)別。這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生理論與實(shí)踐的脫節(jié)，知識(shí)不能融會(huì)貫通，覺(jué)得實(shí)驗(yàn)原理無(wú)法理解或者認(rèn)為和所學(xué)專業(yè)相距甚遠(yuǎn)而失去對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣。即使教學(xué)計(jì)劃硬性地要求，學(xué)生們也把實(shí)驗(yàn)作為負(fù)擔(dān)而不是實(shí)踐的機(jī)會(huì)。筆者結(jié)合多年的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢愿纳七@些教學(xué)中的不足之處，優(yōu)化教學(xué)資源，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，還可提高他們自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和獨(dú)立操作的能力。

2 分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降臉?gòu)建

2.1 分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降幕疽?/p>

1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)地位必須保證?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)指在教學(xué)中可以使學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和基本的實(shí)驗(yàn)技能類(lèi)實(shí)驗(yàn)，例如長(zhǎng)度的測(cè)量、密度的測(cè)量等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生掌握基本的誤差計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法或?qū)嶒?yàn)報(bào)告基本寫(xiě)作方法，并能使學(xué)生正確使用基本實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測(cè)量、分析。它是為各理工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)實(shí)踐課程做基礎(chǔ)性準(zhǔn)備的，如果學(xué)生

不能順利地完成基礎(chǔ)性物理實(shí)驗(yàn)，是不可能順利地完成設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的。因此，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)地位必須保證，也就是說(shuō)它必須包含到每一個(gè)模塊的第一層次。

2）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要與理論課銜接，內(nèi)容上要從易到難，我們必須根據(jù)應(yīng)用型本科院校學(xué)生生源質(zhì)量總體偏低的特點(diǎn)，理論與實(shí)踐課程間隔時(shí)間段不能太大，課程安排也應(yīng)由淺入深，逐步提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

圖1 物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K劃分示意圖

3）應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)必須結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，根據(jù)地方、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)來(lái)建設(shè)。

2.2 根據(jù)相關(guān)專業(yè)，建設(shè)模塊的具體內(nèi)容

對(duì)不同的專業(yè)需進(jìn)行不同的物理實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)K劃分如圖1所示。

下面以我校電子信息與電氣工程學(xué)院通信工程專業(yè)為例來(lái)具體說(shuō)明

2.2.1 基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)階段

首先，應(yīng)包含實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，如：物理基本常識(shí)、誤差分析，概率分布規(guī)律的教學(xué)內(nèi)容,誤差分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究，如：最小二乘法、實(shí)驗(yàn)不確定度計(jì)算、有效數(shù)字位數(shù)等。其次，應(yīng)包含長(zhǎng)度測(cè)量、密度測(cè)量、讀數(shù)顯微鏡、萬(wàn)用表的使用、測(cè)金屬絲直徑等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理基本的測(cè)量方法與技能，結(jié)合直接測(cè)量與間接測(cè)量、不確定度的傳遞等理論知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

這一階段的教學(xué)是以教師為主，教師發(fā)揮主導(dǎo)作用。學(xué)生必須循序漸進(jìn)地完成實(shí)驗(yàn)的全部?jī)?nèi)容并寫(xiě)出較為完備的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這樣，既加深了學(xué)生對(duì)誤差分布的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和測(cè)量結(jié)果不確定度概念的深入理解，又學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)測(cè)量基礎(chǔ)儀器的使用技能，并對(duì)物理實(shí)驗(yàn)基本程序、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)方法等有了基本的了解。

2.2.2 綜合性、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)階段

本階段在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提高了儀器設(shè)備的復(fù)雜程度，提供了許多內(nèi)容廣泛、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型齊全、綜合性較強(qiáng)，相對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)難度較大，又貼合專業(yè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)課題，通信工程專業(yè)應(yīng)包含如下實(shí)驗(yàn)：示波器的使用實(shí)驗(yàn)、惠斯通電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)、電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、電位差計(jì)實(shí)驗(yàn)、牛頓環(huán)測(cè)量透鏡的曲率半徑實(shí)驗(yàn)、邁克爾遜干涉儀測(cè)激光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)、分光計(jì)實(shí)驗(yàn)等。這一階段以學(xué)生實(shí)踐為主，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，教師只負(fù)責(zé)結(jié)合理論介紹實(shí)驗(yàn)原理，適時(shí)地進(jìn)行指導(dǎo)，具體的實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集及整理直至做完實(shí)驗(yàn)完成報(bào)告，均由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成，讓學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，感到自己是儀器的主人，這樣就會(huì)為了設(shè)計(jì)好一個(gè)方案,查閱多種資料，反復(fù)修改完善。其目的就是通過(guò)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生把已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)綜合、提高，全面靈活地加以運(yùn)用，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.2.3 應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)階段

應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)是在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的科學(xué)研究水平、項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)應(yīng)用水平進(jìn)行提高的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，它更接近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向。如通信工程專業(yè)應(yīng)包含光信息與光通信綜合實(shí)驗(yàn)、光電調(diào)制實(shí)驗(yàn)、聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)、塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、音頻信號(hào)在光纖中傳輸實(shí)驗(yàn)等。這些實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生應(yīng)用通信知識(shí)，開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，可以為學(xué)生將來(lái)作為技術(shù)工作者或從事科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一階段教師主要提供實(shí)驗(yàn)條件，可以組織一些大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)，與學(xué)生共同開(kāi)發(fā)一些小發(fā)明，來(lái)提高學(xué)生的興趣與主觀能動(dòng)

性。也可以聯(lián)系本區(qū)域相關(guān)領(lǐng)域的公司，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)地觀摩，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的積極性。

3 分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膸c(diǎn)討論

分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，可以最大限度地利用現(xiàn)有的儀器資源對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)的培養(yǎng)，其不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，還提高了他們自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和獨(dú)立操作的能力。同時(shí)也能合理配置實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。對(duì)于應(yīng)用型本科有幾點(diǎn)必須注意：首先我校物理實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)階段學(xué)時(shí)數(shù)尚顯不足，而隨著分層次模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施,必然會(huì)使教師工作量大大增加。這在一定程度上影響到教學(xué)安排和教師積極性的發(fā)揮。其次我校某些物理實(shí)驗(yàn)雖然一定數(shù)量的儀器，但如果對(duì)全校學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)籌安排卻明顯不足。第三，實(shí)施分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，必須建立新的完備的大學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)規(guī)范和規(guī)章制度以及完善的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。筆者相信經(jīng)過(guò)幾年的探索與實(shí)踐，不斷地改善教學(xué)中的問(wèn)題與不足，分層次模塊化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式一定會(huì)在學(xué)校應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型中起到巨大的推動(dòng)作用。

[1]毛愛(ài)華.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分專業(yè)模塊化教學(xué)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2014（8）.

[2]諶寶菊.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)模式的構(gòu)建[J].西昌學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（3）.

[3]黃亮.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K化教學(xué)初探[J].科技信息：高校理科研究，2009（01）.

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[5]秦雷.應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)的探索[J].池州學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（12）.

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Application-oriented University in the Hierarchical Modular Construction of University Physics Experiment Model

SUN Xingchuan,CUN Chaojun
（Anyang Institute of Technology,Faculty of Mathematics and Physics,Anyang 455000,China）

Because our school is a newly built undergraduate course colleges and universities,teachers of phys?ics teachers,experimental conditions,and inadequate funding relative,in the experimental teaching content to take compulsory combined with open teaching mode.Although this experimental teaching mode contains a gener?al outline of college students should master the experiment content,but with the elaboration specialties in our school,and to the direction of the application and development of the experiment teaching mode in practice to show.Obvious two is not keep up with the pace of theory course,and there is no demand for different majors in content to do good.University physics experiment model and hierarchical modular can improve the deficiency of the teaching,optimize the teaching resources,not only can stimulate the students'interest in learning physics ex?periment and active learning enthusiasm,also improves their autonomous learning ability,independent thinking and independent operation.

hierarchica;modula;the university physics experiment

G420

A

1673-2928（2016）06-0110-03

（責(zé)任編輯：郝安林）

2015-12-29

孫興川（1977-），男，河南濮陽(yáng)人，安陽(yáng)工學(xué)院數(shù)理學(xué)院講師，碩士，研究方向：鋰離子電池。