高职高专物理实验开放式教学的研究与实践

杨瑞臣

(承德石油高等专科学校 社科与数理部，河北 承德 067000)

高职高专以应用型人才培养为主要目标，注重学生实践动手能力的培育及构建。物理实验作为通用型的课程而设置，如何在注重专业应用知识的培养框架下最大程度发挥物理实验课程的重要作用是各高职高专物理学科面临的重要问题。通过教学改革，现教学内容自主化、教学时间灵活化，构建开放式物理实验教学模式，在实验教学时数明显不足的情况下，提高教学效果。实践验证效果明显。

1 物理实验开放式教学的实施

开放式教学，即有别于传统课堂教学的新模式，变传统教学的时间、固定地点、内容、过程的固定性授课为多维的灵活性教学。开放教学内容、开放教学时间，灵活应用多种教学手段，实现学生知识素质和动手能力的提高。通过近3 年的物理实验开放教学探索和实践，取得了较好的教学效果。

1.1 实验内容的开放

实施实验内容进行开放设置。实验内容上，突出实用性、可行性，围绕学生动手能力和创新能力的培养，不断更新实验教学内容体系，舍去一些陈旧的、重复的实验项目，加大综合性、设计性实验的比例。改变过去一味验证的实验模式，扩展为验证、测量、模拟、归纳等各种实际工作需要的多种实验方法训练。以模块的形式设定实验误差理论、数据处理、实验方法与技术、基础性实验、综合性实验、提高性实验等若干教学目标，分层次、根据教学对象灵活设置教学内容。

1.2 实验时间的开放

打破课堂时间限制，学生可以预约登记，根据自己的学习规律合理安排实验时间，提高学生做实验的积极性和主动性。在时间的开放上，采用在一定的时间内自由开放和完全开放两种方式相结合。

1.3 实验资源的开放

实验资源开放就是实验室的所有实验资源对学生全面开放。实验室是重点资源，建立了条件开放的实验室管理制度，便于有需求的同学机动进入实验室开展学习探究。另外，设置小型制作室，实现简单制作工具与环境的开放。废旧仪器展示利用空间，对有探究思想的同学提供研究基材，使报废仪器再次发挥功用。完善物理实验省级精品课程网站，完善更新资料，实现电子资源的开放。

1.4 教学评价的开放

传统的一考定成绩的教学评价很不适合开放环境的教学要求，对评价学生的学习、操作、制作能力具有很大的局限性。改变评价方式，采用“三位一体考核法”，即通过实验操作检验学生的动手和实践能力;通过报告考核学生综合分析、处理数据和书面表达能力;通过创新设计检验学生的创新能力。特别侧重学生的创新精神、创新思想和创新能力的考核，开展“小发明”、“小制作”、“小论文”三小活动。对学生创新制作给予评价倾斜，调动学生动手参与积极性。三位一体的考核也反向促进了学生创作积极性。

2 物理实验开放式教学的成果

编辑出版了与开放式教学相结合的教材，丰富了开放式课程网站。

2.1 “挑战杯”等大型赛事获奖

开放教学，培养学生动手动脑的同时，挖掘了一批勤于思考、乐于动手的各专业学生，通过系列有针对性的开放式培训，完成了一系列的学生创新设计制作，通过短暂的物理实验课程的教学，在学生心底深深播下了创新的种子，使创新成为学生潜意识中最重要的一个点，先后很多学生产生了很多有意义有价值的创意。另外结合物理实验的学生创新制作中心，有很多想法(包括教师创意)不同程度得以实现，在2013 到2014 两年间，仅以课题组成员为指导教师的获奖项目就有很多(表1)。这在高职高专层次的职业院校行列绝对是名列前茅的。在2014 年首届全国“挑战杯”创新创效创业大赛取得了国家级一等奖(作者为第一指导教师)。除此之外，学生内心的创新种子持续不断地生根发芽，在随后的大学生涯中，很多参加了创新性质的其他竞赛，也都取得了不错的成绩(表1)。通过与学生沟通交流，他们始终认为物理实验开放教学的启蒙对他们起到了决定性的影响。物理实验作为学生进入大学生活接触到的第一门动手操作、实践类课程，开放教学已经成为了学生创新成果的的原始孵化器，对后续学生的学习甚至将来的工作都会产生很大影响。

表1 2013—2014 与物理实验开放教学有关的学生获奖情况表

注:“*”标记的作为为课题组成员直接指导，其他为与开放教学相关其他老师指导作品

2.2 专利申请取得突破

表2 2013—2014 与物理实验开放教学有关的学生专利授权表

2.3 学生成功发表论文

表3 2013—2014 与物理实验开放教学有关的公开发表的学生论文

2.4 实验仪器改进获得成功

总结实验中板式十一线电位差计的不足，改变制作思路，经过多次的反复实验，设计并成功制作成滚筒式电位差计，教学中演示实验效果和测量效率均有很大提高(见图1)。

3 开放式教学的困难和注意事项

3.1 开放教学工作的定量评价

由于开放教学的时间、内容、方式等方面均存在着灵活性，使得开放教学中教师工作的变动性较大，隐形工作较多，如何在开放教学的工程中合理准确的计算教师的工作量是比较困难的问题，笔者曾经对开放实验室进行过损益分析［1］，邝溯琼等也提出过基于多层次灰色关联度分析的综合评价方法［2］，但操作的可行性还需要进一步深入探讨研究，以便于合理确定参与教师的工作量问题，提高参与的积极性。

3.2 开放教学的质量监控

也正是因为开放的不确定性，保证开放教学保质保量进行是开放能否持续深入的关键所在。我们尝试了自评、学生评、成果评三位一体的评价方式，但如何减少评价的人为因素，保证开放教学质量评价客观需要我们进一步探讨。

3.3 开放教学的安全保障

开放教学，意味着学生更多的参与性，参与增多也意味着安全风险的增加，安全是开放教学的底线，也是教学中必须注意的问题。诸如用电安全、电动工具安全、使用方法安全、实验室防盗安全等等，每一个环节都需要细致的工作。避免教学实施过程中的危险是长期的持续的过程，不能松懈。

4 结语

经过几轮的探索与实践，物理实验开放教学满足了学生渴望创新和求知的欲望，取得了一些效果，已初步形成一定特色。但发挥物理实验的优势资源，在学生培养中起到更大的作用是一个大课题，也有很长的路要走。1)前几年的开放实验大部分是在学生课余时间进行，受正常教学和学生课程紧张等因素影响尚不能满足学生更广泛的需要。总结开放经验，扩大开放实验室的规模和开放时间，让更多的学生走进实验室。2)继续建设和完善物理实验课程网站，使其在开放教学中发挥更大的作用。3)继续深度开放物理实验室，加强对学生操作技能和创新能力的训练。4)继续强化引导学生进行科技制作活动，参加学校和省的科技制作竞赛，提升影响力。

［1］ 杨瑞臣，耿小丕，王峰.物理实验开放实验室问题对策模型分析［J］.承德石油高等专科学校学报2010(1):58－60.

［2］ 邝溯琼，杨定新，陶利民，等.开放式教学实验室综合评价体系与方法初探［J］.实验室研究与探索2013(5):205－208.