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【摘 要 】通过认真分析对比传统物理实验课教学模式和开放式实验课教学模式的特点,探索一种适合独立院校应用型人才培养的教学模式.
【关 键 词 】大学物理实验教学,开放式教学,应用型人才培养
一、前言
物理实验是对理工科大学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程,是学生进入大学后接受系统的实验方法和技能训练的开端.通过学习物理实验知识,方法和技能,使学生了解科学实验的主要过程与基本方法,激发学生的想象力,创造力,培养和提高学生独立开展科学研究工作的素质和能力.是培养应用型人才的重要基础.
我们力求通过大学物理实验课教学,为把学生培养成高素质的应用型,创新型人才打下坚实的基础.但传统物理实验课教学模式有它的不足之处和局限性,仅仅依靠传统教学模式不能很好的完成我们的教学目标；而且,随着我校教学规模和招生计划的扩大,实验课总的课时数也大大增加,一方面造成了一部分实验室课时容纳数不足,另一方面有些实验室资源却存在空闲状况,资源分配不够合理.所以要适时的引入新的教学模式来弥补不足.
近年来,国内的众多高校都在积极改进大学物理实验课的教学模式,逐步引入,实施和完善开放式教学模式,并取得了比较理想的效果.但是,通过研究和学习,结合我们学校自身情况,单纯的采用开放式教学模式,对实验室系统的压力太大,工作量大大增加；又由于三本院校的学生自身底子薄弱,单纯的开放式教学对于大部分同学来讲难度太高.所以,我们将结合传统教学模式与开放式教学模式的特点,探索一种适合我校自身及同类独立院校状况的教学方法.
二、传统物理实验课教学模式与开放式教学模式
自我校大学物理实验室建立以来,一直采用比较传统的教学方式.在2009至2010学年,学生人数较少的情况下,除了设计性与创新性实验外,实验室基本运行良好,学生也能够掌握基本的实验技能,分析和处理问题的能力也得到了一定提高.在2011学年以后,本校大学物理实验开课人数暴增1.5倍,整个实验室都在超负荷运行,各种问题一一凸显出来.
为此我们进行了简单的调整,由每人一组独立完成实验改为两人一组共同完成实验,实验教学得以继续运行,但问题并未得到彻底解决,反而出现了部分同学消极怠工,抄袭实验数据等现象.通过加强实验室管理,严肃课堂纪律等方式,并未能取得很好的效果.
问题的根源在于学生在实验学习过程中缺乏动力,对所学内容缺乏兴趣甚至存在抵触情绪.在实验内容方面,验证性实验内容比重过大,缺乏对学生创造性思维的锻炼,一定程度上束缚了学生探索,求知的本性,不利于应用型,创新型人才的培养.
而在教师方面,由于所带班级增多,同样的内容需在短时间内不断重复去讲,容易造成精神上的疲劳和倦怠,导致了教学质量的下降,迫切需要科学合理的安排教学任务.
所以,我们需要引入新的教学模式来改善现有状况.开放式物理实验教学是一种比较好的教学模式,目前很多学校都在提倡,有些学校正在计划中,有的学校已经进行了一段时间的开放式教学模式的实践.
开放式物理实验教学有很多优点,比如：可以有效分配和使用教学资源,提高实验室的使用效率；有利于培养学生运用知识的能力；有助于提高学生的综合能力；教学内容有弹性,满足了不同层次的学生的要求,提高了学生自主学习的热情；一定程度上缓解了重复教学带来的负面效应等等.开放式教学改变了传统实验教学局限于验证原理,单纯掌握操作技术以及依附于理论课程的情况,让本科生提前走进实验室进行科学实践,给学生一个接触专业研究领域,了解学科发展动向的机会,一个自主探索研究的机会.
但是针对独立院校学生基础较薄弱的特点,显然不能直接生搬硬套其他院校的开放式教学模式的.单纯的开放式教学模式也有自身的缺点.首先,对于基础较差的同学来讲,在没有掌握基础的实验理论和基本的操作技能的前提下,开放式教学给予的自由度对其反而是一种束缚,对自己感兴趣的实验,可能难度对其来讲过大,实验失败几率高,造成心理上的挫折；其次,实验室开放会大大提高部分仪器设备的使用率和实验材料的消耗等,需要充足的实验仪器和实验经费来支撑,对于独立院校来讲,经费来源有限,满足不了全部实验室开放的教学模式；再次,实验开放给实验室管理和实验教学管理带来了新的问题,增加了实验室的管理工作量.
我们需要在传统实验教学与开放式实验教学之间找到一个平衡点.
三、建立适合独立院校自身特点的实验课教学模式
根据我们独立院校自身的教学特点,结合原有的实验教学和开放式教学的优点,提出一种分阶段,分模块,分层次的教学方法.
传统的教学方式虽然存在不足,但是它在培养学生的基本实验技能方面有很大的优势,能够为学生打下一个扎实的实验基础.特别是针对基础薄弱的同学,这一点是很重要的.所以,将整个实验课程分为两个阶段：基础实验课程阶段,综合与创新型实验阶段.
基础实验阶段,采用传统教学方式,占用二分之一课时量.开课内容包括：力学基本仪器的使用,有游标卡尺,螺旋测微器,物理天平,气压表,机械秒表等；电磁学基本仪器的使用,有万用电表,毫安表,毫伏表,检流计,示波器等；光学基本仪器的使用,有读数显微镜,分光计,迈克尔逊干涉仪等.为了减轻讲课教师的重复性教学,需要增加基础实验室的课容量,使得在较少的实验循环次数下完成所有学生的基础实验教学.
综合型与创新型实验采用开放式教学模式,占用二分之一课时量.开课内容方面,首先需要对实验教材进行改编,增加多层次,多方面,不同难度的创新型实验,适应不同层次学生的需求；其次,对实验室实验设备,依据需求量的不同进行扩展或压缩,使资源利用率更高.另外,开放式实验教学需要更完善的实验室管理系统,来合理的安排实验课和教师.这方面,可以借鉴其他院校的实验管理系统,开发适用于独立院校的实验室管理系统.基础实验教学开始时,就可以由实验室管理员根据各个实验室的教学计划,结合学院教学周合理安排实验课堂,指定指导教师,并对学生公布.接着,学生根据本学期的选修的课程结合自身的学习计划查询,选择并预约实验课堂,在系统允许的时间范围内学生还可取消已预约的实验课堂.而对于预约而未能在规定时间内完成实验的同学,系统将对其做出选课限制.教师根据实验课堂安排对当天自己负责的课堂进行核对并录入学生考勤情况,课后根据学生的具体实验情况,择日录入学生该实验项目的成绩.此过程不断循环直至所有开放式实验课堂全部结束.
学生期末的成绩应为基础实验成绩与综合型创新型实验成绩的总评成绩.各成绩的比重可进行适当调整.
四、结束语
以上为我们在研究和学习了其他学校的教学模式后,结合我们学校自身的特点所提出的一种教学模式.我们还需要在不断实践中加以完善和改进.使其能够利于应用型人才,创新型人才的培养.