大众化教育下“开放式”物理实验教学模式探讨

查保媛，董爱国，樊振军，郑志远，张自力

1.青海大学 基础部物理实验中心，青海 西宁 810016；2.中国地质大学（北京）物理实验中心，北京 100083

实践教学

大众化教育下“开放式”物理实验教学模式探讨

查保媛1,2，董爱国2，樊振军2，郑志远2，张自力2

1.青海大学 基础部物理实验中心，青海 西宁 810016；2.中国地质大学（北京）物理实验中心，北京 100083

在高等教育日益大众化以及社会急需创新型人才的形势下，大学物理实验教学需要不断改革以适应社会的需要。青海大学物理实验中心根据省情、校情，借鉴兄弟院校的教学经验，探索出一套适合大众化教育需要的大学物理实验课“开放式”教学模式。通过近几年的教学实践，在一定程度上做到了“大众化”与“精英化”教育的并存，并收到较好的教学效果和社会效益。

大众化教育； 开放式；物理实验

实践性教学在培养创新型人才方面具有举足轻重的作用，而实验教学是实践性教学的基础环节，它贯穿于大学教育的各个阶段，因此建立适合本校校情的实验教学体系具有重要意义[1-3]。物理学本质上是一门以实验为基础的学科，物理实验是科学实验的基础，体现了大多数科学实验的共性。“大学物理实验”课程作为实验技能、实验方法训练的开端，在培养低年级学生良好的科学素质及世界观的发展方面起到了潜移默化的作用。随着教学改革的深入，对学生创新能力的培养日显重要[4]。因此，如何使我校“大学物理实验”课的教学工作来适应这种需求，成为目前教学改革的目标。本文结合中国地质大学（北京）物理实验教学示范中心的经验，就青海大学基础部物理实验教学的现状及可发展的空间，提出了几点可行的措施。

一、青海大学物理实验教学示范中心现状

青海大学物理实验教学示范中心每年承担全校理、工、农、医类各专业本科一年级下学期、二年级上学期的“大学物理实验”课，年学时为32学时，每一实验内容共2学时。有学生实验室4间，每一实验室同时进行2个实验内容，每一实验内容有16套仪器，自然班学生人数从20～50人不等。实验教学中心提供统一的实验内容，采用统一的实验教学模式，要求各专业学生在规定学时内完成规定的实验内容，实验课成绩评定以预习报告、实验操作、实验报告三方面给予综合评定。多年来一直以这种“大众化”的教学模式进行。

随着我校进入“211”工程后，生源发生了根本变化，多年的教学模式明显制约了大学物理实验课的教学发展要求。实验课区别于理论课的本质在于“以人为本、因材施教”的教学理念，具体体现为如何在“大众化”模式的基础上突显因材施教的教学特点，来满足不同层次的学生要求，对尖子生进行“精英化”的特殊培养，针对今后各相应专业发展的要求进行有目的的培养。借鉴中国地质大学（北京）物理实验中心的先进经验并结合我校的具体情况，创建适合自己的“开放式”实验教学模式无疑是解决矛盾的有效措施。“开放式”实验教学模式，不但能充分利用现有“物理实验教学示范中心”的人力、物力资源的优势，同时能极大限度地发挥教师及学生的主观能动性。

二、“开放式”实验教学平台的建设

1.实验内容及方式的多样性

（1）针对性的实验内容。在实验内容和题目的选取上，可针对我校不同专业今后的发展方向，有目的地在基础实验的内容上加、减应偏重的内容。例如“声速测量”实验，在完成空气中声速的测量后，对建筑、机械、矿业等专业的学生可加测固体材料中声速的测量，对化工、水电、农科专业的学生可以选修液体中声速测量的内容，使学生通过此实验充分了解超声波的特性及今后的应用。

（2）选修课的开设。在学生完成了32学时的必选实验内容的基础上，增开“物理技术及实践”选修课，实验内容包括综合及近代物理实验，形式上可采用灵活多变的方式，诸如让学生有针对性地选择1～2个实验内容，同时可在选课的学生中挑选几名对物理实验感兴趣的同学来参与物理实验中心的教学或管理工作，以缓解实验室人力不足的现状。例如学生们可参与仪器的日常维护、重复性的日常工作、开放实验室的部分教学及管理工作等。并由此形成良好的制度，老生带新生，使得良好的学习氛围届届相传。

（3）学生演示平台的建设。由教师提出相关题目，学生们自行设计，实验中心提供指导教师、实验室、实验仪器及零部件，教师定期检查和指导学生进行工作。为创造良好的学术氛围，在开题和结题时举办相应的学术活动，对表现突出的学生及指导教师给予相应的物质或精神奖励，可将成功作品放入演示教学中，并推荐学生参加我校或兄弟院校举办的相关物理实验的竞赛活动。此项活动能充分体现学生们的创新能力，使得学生们的各项能力得到极大的发挥。

（4）灵活的授课方式。除大学物理实验的“绪论课”采用多媒体教学外，针对不同实验内容也可采用“多媒体+板书+展板+教师讲解+教师演示”的模式，改变以往“板书+教师讲解”的模式。由于实验学时的不足，教师的讲解在时间方面就会出现一定的困难。知识点的多少、难易程度的大小等问题势必都影响到了学生们对该实验的理解，常常出现学生为做实验而做实验的现象。实验中学生们没时间思考和讨论，实验课结束后，很多学生还很迷茫，提出了“为什么要上物理实验”、“物理实验对我们今后的学习有用吗”等诸多的问题。针对这种现状，在有限的实验学时内，采用“多媒体+板书+展板+教师讲解+教师演示”的教学手段，能使学生获得的更多的知识点，有关本实验的相关知识及今后的应用方面的信息就可通过多媒体及展板加入，直观生动，同时引入“物理学史”的讲解，来激发学生的学习兴趣。针对本实验提出几个具有启发性的相关问题供学生们课后思考或讨论。例如“衍射光栅实验”，由于内容较多，在两小时内教师要完成讲解，学生要完成分光计的调节，难度较大。在这样的情况下，教师在讲解过程中就很难把握学生们的掌握程度，而且许多学生还没调节好分光计，实验课就结束了。针对这样的问题，实验室引入了多媒体教学，学生通过多媒体可直观的看到分光计的调节步骤。

（5）实验室的开放。在正常的工作日开放本学期所有的实验室，为保证教学活动的正常进行，在另一实验室内放置本学期所开实验内容的仪器各1套，以供学生们预习时使用，并由值班教师负责指导，对因各种原因没完成实验的学生，在教师同意的情况下开放教学实验室。节假日期间，除开放必做实验外，同时开放趣味物理实验室、演示实验室、近代及综合实验室。并可对本省中、小学生开放，并欢迎社会各界人士前来观摩、参观。近两年我校“物理实验示范中心”和西宁市教委联合举办了“青大杯”中学物理实验的竞赛活动，同时还指导了参加奥林匹克物理竞赛实验部分的指导工作，已取得一些收获和经验。在社会上起到了科普基地的作用，大大增加了实验室的影响力。

三、学生能力提高的途径

1.设计性实验的开设

设计性实验是科学实验入门的基础训练，在学生经过一定数量的基础实验的训练后，对学生进行具有科学实验全过程训练性质的设计性实验教学是十分必要和重要的[4]。课题和研究项目由实验教学中心提出，面向全体本科学生，以培养创新热情为目的，针对自身兴趣和专业特点，根据训练项目内容和要求进行创新设计并制造出具有一定创新的作品[5]。学生们可以按照科学实验的全过程去实施：确立课题—查阅资料—确定方案—实验实践—综合分析讨论—文化报告。

在快乐学习中，使“被动学习”变“主动学习”。从而使实验教学在“开发学生智能，培养与提高学生科学实验能力和素养”方面更具有完整性[6]。

2.研究性课题的申请

在经过设计性实验的训练后，实验中心教师可带领学生一同申请国家或省部委及学校的相关课题，师生优势互补，在完成预期目标的过程中达到双赢的目的。研发与本专业相关的仪器或发表相关文章，此项工作可视为“大学物理实验课”的延续，第一学年的物理实验课结束后，学生们就开始专业实验课的学习，依托两课培养学生的创新能力，可在学生中开展物理实验相关问题的讨论，研发相关专业的仪器，成立学术性社团，征集学生们对物理实验课的要求及期望，创建诸如物理知识方面的小报，在受益于物理实验课的同学中征集“我与大学物理实验”的相关文章并形成各界学生的论文集。个别院系的学生在结束实验课后，还很有兴趣的来实验室和教师探讨有关物理实验问题，诸如“如何控制厕所里的自来水以达到节约用水”、“如何利用静电除尘方法去除衣物上的尘土”等。

三、相关举措

1.辅助教材的编写

以我校现行教材为主教材，创办实验中心的辅助教材，把兄弟院校的教材作为参考教材。辅助教材主要以所用仪器的实验说明书为主，针对各实验的具体内容编写出思考题及数据处理的参考答案。

2.物理知识讲台的建立

借助我校“物理实验教学示范中心”平台，充分发挥其在全省范围内的辐射作用。校内可在教师中间开展实验教学改革的探讨活动。校外可采用“请进来、走出去”方法，请物理方面的学者或专家来校举办物理学发展史的学术报告或讲座，和兄弟院校积极进行交流。和省内高校联合举办大学物理实验竞赛等活动。

3.实验室环境建设

开设实验走廊，利用仪器、展板、展柜、图片、多媒体等多种形式，来布置实验室外的周边环境，还可开辟学生实验成果、优秀实验报告园地。创造良好的实验室环境，激励学生奋发向上，培养学生良好的物理文化素质。

四、 总结

通过以上几个方面的有效措施，我校“物理实验教学示范中心”在实验教学改革中已取得一定的成绩。依托西部大开发的机遇，在清华大学、中国地质大学（北京）等兄弟院校的帮扶和大力支持下，积极探索教学改革和教育创新之路。在对学生创新能力的提高和培养过程中，学生们的学习热情提高了，教师的教学水平及能力也得到了提高，但资源利用不充分、部分学生积极性不高、激励机制的力度和制度不健全、教改资金不足等都是今后我们进一步改革要面临的问题。我们会坚持不懈、努力奋斗，为使青海大学“大学物理实验”课的教学工作及“物理实验教学示范中心”的示范作用发挥出更大的主动性、自主性，成为青海省乃至西部地区高校中具有亮点的实验示范中心，争取获得更大的社会效益。

[1] 王海民，戴韧，杨爱玲.试论提高流体力学教学中青年教师的助教水平[J].高等理科教育，2009，(S)：287-288.

[2] 董爱国，周惟公，张自力，等.物理演示实验平台建设及其开放的实践与探讨[J].高等理科教育，2008，(5)：123-125. [3] 姜宝成，黄怡珉.依托学科知识，构建实验教学新体系[J].实验室研究与探索，2009，(11)：123-136.

[4] 周惟公，张自力，郑志远.大学物理实验[M].北京：高等教育出版社，2009.

[5] 杨叔子，张福润.创新之根在实践[J].高等工程教育研究，2001，(2)：9-12.

[6] 胡青春，郑志军.华南理工大学工程训练中心建设的实践与探索[J].实验技术与管理，2009，(11)：114-116.

Discussion on the Teaching Open M odel of Physical Experiment Basing on the Popular Education

ZHA Bao-yuan1,2, DONG Ai-guo2, FAN Zhen-jun2, ZHENG Zhi-yuan2, ZHANG Zi-li2
1.Qinghai University, Xining 810016, China; 2.China University of Geosciences, Beijing 100083, China

Under the ground of education popularity and innovative talents of social need, physical course teaching should be reformed to adapt the social demand. According to the conditions of the province and university, as well as teaching lessons of other universities, a new open model of physics experiment teaching suitable to the popular education is formed. Practice for a few years, popular education and elite education are developed together. A good education results and society benef i t are obtained.

popular education; open model; physical experiment

G 642

A

1006-9372 （2012）03-0080-03

2012-05-21。

教育部、财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”受援高校进修项目；中国地质大学（北京）教学研究与改革项目。

查保媛，女，副教授，主要从事大学物理实验的教学与管理工作。