构建以学生为中心的大学物理实验课程自选教学体系

张美茹 吴福根 卫小波 周誉昌 徐小明

广东工业大学 广东广州 510006

构建以学生为中心的大学物理实验课程自选教学体系

张美茹 吴福根 卫小波 周誉昌 徐小明

广东工业大学 广东广州 510006

以培养高素质创新型人才为目标，建立了以学生为主体，教师为指导，着重培养学生综合能力的大学物理实验教学新体系。不断地优化实验内容、更新实验设备、构建多层次的自选实验教学体系、改革实验教学方式、实施多层次的考核方式等。全方位对学生进行初步的科学研究能力和创新实践能力训练。

大学物理实验；自选课程；教学体系

大学物理实验是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是对理工科专业学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课程，它不仅会影响学生后续实验课的学习，而且在某种程度上将影响到他们今后一生的专业生涯。目前，大学物理实验的教学体系改革不够深入，尤其是对工科各专业，其教学内容与当今飞速发展的前沿科学严重脱节，教学模式单一，具有以教师为主体、学生为客体的特点。实验题目设置大多是为了验证物理理论上的一些原理、现象，其中验证性的经典物理实验偏多，综合性、设计性实验不足，无研究性实验，物理学的新发展与新应用更是反映的较少。在实际教学中的模式是：先由教师讲解实验的目的、实验原理、实验内容、实验步骤及实验数据的处理等，学生完全按老师的要求“依葫芦画瓢”完成实验。这种教学模式导致学生缺乏个性，使部分学生不重视大学物理实验，认为实验只不过是重复前人作过的实验，验证书本上所学的理论知识，他们对待大学物理实验的态度是敷衍了事、得过且过，甚至互相抄袭实验报告。虽然现行的教学体系，可使学生在模仿、重复前人的实验中受到一定的训练，但这种模式不利于发挥学生的个性和创造性。大学物理实验教学体系和教学模式的改革已引起各个高校的重视，本文就我校大学物理实验教学体系和课程自选教学模式的改革进行探讨和实践。

一、建立可供学生自主选择的模块化的课程体系

传统实验教学的最大弊端就是开设大量仅为理论教学服务的演示性、验证性实验，起不到培养学生综合运用知识来解决实际问题能力的作用，达不到开发学生智力和培养实验研究能力的目的，体现不了实验教学中学生的主体地位，不能激发学生的创造性。

针对上述弊端，结合各个学科专业的特点，我们对实验教学体系进行总体优化设计，4年的实验教学内容统一考虑，实验教学4年不断线，努力把培养学生能力结构的总体目标分解到不同阶段，采取不同的方式来实现，建立知识和能力并重的新型实验教学体系。时间上新型实验教学体系仍然根据教学年安排，知识结构上按照专业教学的基本规律设置，但我们将实验教学分解为3个层面和3个阶段，3个层面——基础性验证实验、设计性综合实验、研究性创新实验，3个阶段——大学一二年级、三年级、四年级。

1.基础性验证实验

本层面的实验教学针对低年级学生,一是让学生了解实验仪器原理,掌握操作方法；二是让学生掌握基本的实验理论和实验方法。通过这一层面的实验基本技能和实际操作能力的训练,帮助学生验证一些有价值的定理,观察一些特殊的现象,掌握专业实验的仪器设备的操作,培养学生养成良好的习惯和敬业精神。

2.设计性综合实验

本层面的实验教学是让学生运用所学知识,观察、分析一些典型的实际技术问题,启发学生积极思维、勇于创新,接受科研试验方法的初步训练,为今后的工作打下坚实基础。结合专业特点,我们开设一些结合专业的自选实验课程,这些实验课程都具有专业的综合性和设计性,由学生针对自己的专业进行选择。从题目的选择,到实验设备选择和实验方案设计,再到数据的采集和分析,最后形成实验报告和技术总结。通过这一层面的实验训练,学生的学习比较接近实际工程和研究,学会了解决一些实际工程中的基本问题,具有初步的综合创新能力,毕业后能很快胜任工作。

3.研究性创新实验

本层面的实验教学是为了让学生独立开展科学研究实验，对于提高整个实验教学质量以及检验学生学习效果具有重要作用。结合学科的一些前沿科研项目，由学生自己提出实验课题、设计实验方案、安装调试实验装置，自己完成试验过程和数据处理，加强创新意识和能力的培养。通过研究性创新实验训练，学生能尽早参与科研工作，并运用所学知识独立分析、解决工程实际问题，具有全面的综合创新能力。研究性创新实验主要针对四年级学生，学生结合专业课的学习，选择研究性创新实验课题，向系和学院教学管理部门申请指导教师和专项经费资助，审批后由学生独立完成实验设计、实验操作和数据处理并完成实验报告和技术总结，系专业委员会组织验收和答辩，对有较高价值的成果，经过系专业委员会推荐向学院申请科研奖励。学生也可以申请参与教师的科研课题，完成相应实验环节，经指导教师考核，申请创新教学学分或其他实践环节学分。

二、实验考试的改革

对于实验成绩的考核则采取不同阶段采用不同细则的办法。对实验报告制定了统一的批改标准并严格执行，以杜绝抄袭行为的发生，同时鼓励学生就实验中的一些异常现象在报告中发表自己的见解。要求学生的实验报告以小论文的形式出现，这有助于培养学生的科研素养。

1.严把实验报告的质量关

教师要做好实验数据的检查工作，严格要求实验报告的书写，详细批改。在大循环实验结束后，学生的预习报告和实验数据经老师检查签字后方可离开实验室，这样保证了学生实验数据的可靠性，避免部分学生编造数据。此外，严格规定实验报告的书写格式。一篇完整的物理实验报告应该包括实验题目、实验目的、实验使用的仪器、实验步骤、实验现象、实验结果及讨论。特别应该注重对实验现象的记录、分析和讨论。我们要求学生改变过去抄写教材内容模式，以小论文形式书写实验报告，把报告的重点放在结果与讨论方面。

2.确立严格科学的实验课程考试方法

实验考试是实验教学中重要的一个环节，是促进和检查学生学习效果的一种手段。针对基础性验证实验阶段，采用平时实验报告和实验技能考试相结合的办法，通过了这一阶段的考试，才可进行第二阶段设计性综合实验的学习。针对设计性综合实验的考核，则采用资料收集情况，实验设计方案的可行性，实验的开展情况以及对结果的分析总结等相结合，进行综合考察。第三阶段设计性综合实验是针对对物理实验有浓厚兴趣并有独特见解和能力的学生而开设的，其考核采用论文或成果评价的方法。

通过实验考试改革的尝试，学生平时对实验课的主动性有了明显的提高，提高了实验教学效果。

三、结束语

普通物理实验教学改革是包括课程体系、教学内容、教学模式以及实验教学管理等各方面的全面改革，教学改革是一项长期而艰巨的工作，在改革实施的过程中会遇到许多的问题，需要不断地研究和探索。只要把实验室建设与实验教学改革作为学校办学水平和办学特色的重要标志来抓，就一定能够大大提高教学质量，达到培养适应当代要求的高素质、创新型人才的目的。

[1]孙文彬.构建多层面的创新实验教学体系的实践与思考[J].高等建筑教育，2006，15：107～111

[2]沈任元.学生主动型实验模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26：9～10，29

[3]李文娜，袁媛，魏国强.物理实验教学体系的改革与实践探索[J].教育探索，2009，7：31～32

[4]吕太国.大学普通物理实验教学体系改革探讨[J].高校实验室工作研究，2008，98：20～21

[5]刘伟.完善物理实验教学体系，培养创新型人才[J].新课程研究，2009，138：96～97

[6]凌振宝，王君，王应吉.提高教学质量培养创新人才[J].实验室研究与探索，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

张美茹，本科，馆员。