关于军队院校开设开放型物理实验室的探讨

2013-03-26董先达

大学物理实验 2013年2期

范珍，董先达，金萌

（装甲兵技术学院，吉林长春 130117）

近年来，开放型物理实验教学已成为高等教育改革的一种新型教学模式和培养学员创新能力的重要措施，其意义和作用非常明显。很多重点高校已经实行了开放型物理实验教学，并取得了良好的教学效果。对于军队院校，开设开放性物理实验也成为物理实验发展的必然趋势。

1 开设开放型物理实验室的必要性

1.1 学员对物理实验掌握的必要性

对于大多数军队院校来说，特别是以任职培养为主的部队院校，都要求学员有较强的动手能力和扎实的实验技能，为今后的车间实习和实战训练打下坚实的基础。而对于从部队走入校园的学员，在部队的严格管理和繁重的军事训练下，自己动手做实验，掌握实验技巧的机会很少。再加上很多学员理论基础很薄弱，就更导致对实验缺乏信心和兴趣。比如一个简单的电路实验，面对电路图思路很清晰，可具体动手做时才发现问题非常多。电阻箱三个量程的具体使用。滑线变阻器三个接线柱连法。这些在做题中很少遇到的小问题可能在实验中就决定了实验的成功与否。而这些基本功的培养就要通过大学物理实验的学习来完成。在实验中培养学员对细节的把握。

1.2 课堂式物理实验的弊端

首先，课堂式物理实验教学模式单一。目前，部队院校的实验教学一般都是从实验目的、原理、器材、操作步骤到注意事项，面面俱到.每次实验时先由教员讲解实验原理和步骤。学员再依葫芦画瓢动手操作。最后写出实验报告。整个实验教学都是围绕教员而展开。学员仅仅是被动地参与。这种一成不变的教学在一定程度上抑制了学员的积极性和主动性。不能很好地发挥学员的主观能动性，也束缚了学员科学思维能力的发展，不利于培养学员的科研素质和创新能力。

其次，实验项目内容设置不合理。大学物理实验一般分力学、热学、光学和电磁等实验，各个实验之间没有相互联系，验证性实验多，综合性、设计性实验不足；学员做完一个实验后，只学到了单一方面的知识，不能综合联系知识，这样很大程度上限制了思维的发展：同时实验教学内容陈旧，不能反映现代新技术、新理论在工程技术领域的应用。实验项目内容不能适应信息化条件下作战的要求。

再次，实验硬件设施不足，学校教学自我封闭。各院校经济条件不一，由于资金缺乏、重视程度不高等原因。造成大学物理实验硬件设施严重不足，学员不能很好地完成实验。有的学员甚至根本没有机会参与。进而导致实验目的没有达到，实验教学质量差。另外，实验室不完全向师生开放，特别是一些昂贵仪器只是作为装饰学校的饰品。只可远观不能近取：实验时间自我封闭。学员在规定的时间里根据课表轮流到指定的实验室上课。多数高校实验室在实验课之外对学员的开放方面做的远远不够。阻碍了学员进一步进行探索性实验的研究。这些都严重影响学校的发展和学员的进步。

所以，开设开放型物理实验室是部队院校发展物理实验，适应科学化教学的必然选择。

2 开放型实验教学的模式和特点

2.1 教学内容的开放

物理实验课内容的设置应当根据学员的兴趣、能力的不同而有所区别。有的学员对物理实验怀有浓厚的兴趣，为满足其求知欲，可以让他选择更多的实验来做。由于以上原因，我们把物理实验课程分为必做实验和选做实验两类。把一些涉及到基本技能和方法的实验安排为必做实验，要求每个同学必须完成；把涉及到特殊专业需求等内容的实验安排为选做实验。每个学员必须完成一定数量的选做实验，可以多选；多选的实验计学分让学员根据自己专业需求和个人兴趣自由选择，从而在面广量大的基础物理实验中实现实验内容的开放。如“示波器的使用”、“单缝衍射”、“牛顿环”、“惠斯通电桥”、“杨氏模量”等基础实验可以列为必做，而像“热敏电阻”、“超声波在空气介质中的传播速度测量”等实验可以列为选做。根据教学效果可以逐步增加一些设计性或近代物理实验作为选做实验，为一些探索能力强的学员提供学习的平台。

2.2 教学时间开放

在时间上，我们也采用开放的模式。学员不再按班级上课，而是根据自己的时间安排选择合适的时间上课。在统一规定的时间内，要求学员必须完成几个实验（基础实验），但在什么时间做什么实验由学员自己选择，而且学员若觉得自己完成的某个实验不成功，还可以另选时间重做，直到成功为止。对难度较大的设计性实验和创新性实验，可以分多次的时间完成。

3 开放型物理实验室相应的设施建设

3.1 开通网上选课系统和网上教学指导交流平台

开发“开放型实验室管理系统”，学员可通过校园网登录系统，进行实验预约。可自由选择实验时间和指导教员，查询已选择的实验项目、时间、地点以及已做过的实验成绩。该管理系统具有生成上课学员名单、统计实验成绩、设定实验轮次和限选实验项目等功能；系统还可自动完成对已预约实验而旷课的学员进行警告及禁选。由于不按班级上课，很难找到固定的时间辅导，所以需要开通网上教学指导交流平台，这样教员通过网络就可以及时回答学员提出的问题。通过这个平台，学员自己提出的问题可以得到解答，甚至还可以了解到其他学员提出的问题和解决方法。

3.2 安装多媒体设备

由于多媒体实验教学可以为学生提供生动活泼、直观有趣的教学平台，相比传统实验教学模式，多媒体实验教学更能激发学生学习的兴趣，更加有益于学生理解和掌握教学内容，并且可以扩展实验内容，使学生在短时间内了解更多的实验背景以及相关的前沿知识。有些实验现象不易讲解，如迈克耳孙白光相干实验，在d＝0附近，实验现象有很大的变化仅靠教师口头表述学生不容易理解。如果能有d趋近于零时的白光相干过程模拟演示，甚至是一些现象图片，学生就能更好地理解相干过程，并且能更快更好地完成实验。