基于应用型本科高校的大学物理实验教学模式改革与实践

赵敏福，赵江东，杨 欢，张 波，胡训美，张德根，万 能

（皖西学院 基础实验中心，安徽 六安 237012）

基于应用型本科高校的大学物理实验教学模式改革与实践

赵敏福，赵江东，杨 欢，张 波，胡训美，张德根，万 能

（皖西学院 基础实验中心，安徽 六安 237012）

随着我国高等教育的快速发展，高等教育逐步由精英教育转化为大众化教育，培养应用型人才的创新素质是新建本科高校人才培养适应社会发展的需求.本文以皖西学院为例，介绍了基于应用型本科高校的大学物理实验教学模式的改革实践，实践证明其对于应用型人才培养具有积极作用，学生实践能力及创新能力得到了明显提高.

应用型本科高校；大学物理实验；教学模式改革；实践

近年来，应用型人才培养受到国内教育界越来越多的重视，是适应社会和经济发展的紧迫需要，是实现人才培养的必由之路.我国《高教法》中明确指出“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》也明确“要充分发挥高等学校在国家创新体系中的重要作用，鼓励高等学校在技术创新、国防科技创新、知识创新以及区域创新中作出贡献”，培养一大批创新型人才是建设创新型国家的需要，也是高等教育履行法律义务的重要形式和中心任务.

应用型本科教育的发展是我国的社会进步和经济发展到一定阶段的要求，培养应用型人才也是高等教育由精英教育逐步向大众化教育转变的产物[1].2009年10月我校被安徽省教育厅、财政厅确定为省级应用型示范本科高等学校立项建设单位.

培养应用型人才的关键是培养学生实践应用能力.实验教学以它独到的优势，培养学生实践动手能力和创新能力.实验教学也是提高大学毕业生职业素养、就业竞争力的一个重要途径.大学物理实验是一门公共基础实验课，也是理工科大学生进入大学后的第一门实验课程，通过课程的学习，学生系统全面的接受了实验方法、技能训练，学生的动手实践能力大大提高，为后续发展打下坚实的基础.为适应学校应用型人才培养的要求，我们以培养应用型创新人才为目的进行教学模式、教学内容和教学方法的改革.利用校园网为学生搭建自主学习平台，开设仿真实验、演示实验激发学生学习兴趣，开展网络实验资源库建设，探索以引导式、探究式学生“自学为主”、教师“解惑答疑”、“多媒体辅助”格局的开放式教学模式.基于应用型本科高校的大学物理实验教学模式的改革获得安徽省教学成果奖三等奖.

1 完善教学内容体系，新编应用型本科优秀教材《大学物理实验》

1.1 更新教学内容，全面修订实验教学大纲

将原普通物理实验的内容按照基础性、综合应用性、设计与研究性等层次打通，分级规划调整实验项目.根据学校新修订的专业人才培养计划，及时修订实验教学大纲，调整更新实验项目及实验内容，适应人才培养目标.

1.2 新编应用型本科优秀教材—《大学物理实验》

教材是学生获得系统知识、进行学习的主要参考材料.而现有的实验教材对实验原理、步骤等的描述都很详细，制约了学生学习的主动性和创造性.我们从应用型人才培养要求出发，同时考虑实验室仪器设备情况，对实验教材内容进行科学的规划.

新编《大学物理实验》教材以学校应用型本科教育为指导，突出地方应用型人才培养特色为重点，以“应用”的教学内容体系为特征,同时兼顾与相关学科的联系，更适合开放式教学.

2 建立大学物理实验教学资源库，将视频教学引入到大学物理实验课堂教学

目前大学物理实验教学资源库已经基本建成.大学物理实验教学资源库的主要内容主要包括以下几个方面：

2.1 录制实验教学视频

实验教学视频，主要是将授课老师演示的实验操作过程利用摄像机录制下来，并加以一定的处理，将整个实验过程整体动态的呈现在学生面前.在已经完成的工作中，我们已经将所有实验项目的教学视频录制完成，并上传上网.学生在实验前上网预习视频有助于对实验整个操作过程形成初步的理解和认识.

2.2 制作教学PPT课件

PPT课件是对讲义的提炼和浓缩，集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体.我们中心所有已经开设的实验项目中都有自制的配套教学PPT课件，供老师教学和学生课前预习.另一方面，对于一些难以拍成视频的物理现象（特别是光学实验）和一些难以通过视频呈现的教学内容，我们将整个教学过程制作成动态的PPT课件，让静止的实验仪器在PPT中动态的演示整个实验操作过程，并配合课堂上的细致讲解，有效的增加实验课程的趣味性和生动性，这也是对实验教学视频的有益补充.

2.3 建立健全大学物理实验习题库和阅读材料库

习题是检验学生平时学习效果的途径之一，也是学生通过学习以后查找未掌握知识点的有效途径.为了提供学生检验和复习所学知识的平台，我们建立了包含预习自测题和创新设计题的大学物理实验习题库.预习自测题检测学生实验前的预习准备情况.创新设计题是使学生实验后对知识进一步巩固，激发学生创新思维，锻炼学生创新设计能力，为以后开展大学生研究性学习做好相关能力准备.另外，我们在资源库里也制作了大量的课后阅读材料，主要是介绍日常生活中与物理实验相关的一些现象等，供学生课前和课后学习，激发学生的学习兴趣.

3 建立网络管理平台，更新教学管理手段

随着网络的不断发展，老师和学生的交流不限于课堂教学，而一门课程的教学也不再局限于固定的时间和空间.实验教学也是如此，为了便于课后老师与学生之间的交流，我们建立了大学物理实验网络管理平台，它是整个大学物理实验资源库作用体现的有效途径和支撑.该平台的功能主要包括：学生实验预约、课表查询、预习资料与习题的查询和下载、成绩查询、网上提问、老师课表查询、网上资料上传与更新、学生成绩提交和统计、网上答疑、网上学生问卷调查等.网络管理平台实现了实验的课堂教学与网络辅导答疑相结合，将课堂开放，学生可以不受时间地点限制，进行大学物理实验课程的学习.

4 推进实验室开放，优化人才培养模式，多种形式进行应用型人才培养

实验室全面开放可以大大提高实验室设备的利用率，进一步提高实验室的资金投资效益.对培养大学生的创新意识、动手实践能力、分析问题和解决问题的能力，培养高素质的创新型人才具有重要的意义.除了课内实验开放外，我们还进行了多种多样的开放形式.

4.1 研究性学习活动促进大学学生科研能力的培养

研究性学习是指在教师的指导下，学生从学习、生活等活动中选择研究课题，以独立或小组合作的形式进行类似科学研究的方式，主动地获取知识、发现问题、解决问题的学习活动[2].是一种实践性较强的教育教学活动，它强调各门学科知识的联系和运用，和各门学科知识的融会贯通.由于学生选的研究题目和内容都是自己爱好的，故能充分调动学生学习积极性和学习兴趣.研究性学习与传统的接受性学习相对，它构建一种开放的学习环境，学生把学到的知识应用于实践，培养学生的创新精神和实践动手能力[3].

为了贯彻、落实《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》精神，教育部、共青团中央、全国学联决定在高校开展“大学生素质拓展计划”工作.我们学校团委适应社会发展要求，响应国家号召，积极开展大学生综合素质拓展计划.在具体的实验教学中，对学生在实验过程中发现的问题，鼓励他们积极探索思考，并结合学校团委每学年实施的素质拓展计划，进行研究性学习项目的申报，取得项目经费支持.对于申报成功的学生，实验室为学生研究性学习活动顺利进行，提供实验器材、仪器设备、场所和技术指导.学生主要从以下几个方面进行研究性学习活动：

（1）研制、改进实验教学仪器.在做实验中，学生经过认真预习、积极思考，发现理论方法或者仪器设备存在一定缺陷，这时我们鼓励学生针对存在的缺陷，查阅资料,进行自主探究，设计具体的解决方案，申报研究性学习项目，对实验方法、实验设备等进行改进，老师只是在必要时作一定的指导.很多学生取得了较好结果，获得国家新型实用专利多项.

（2）对某一物理量运用不同的实验方法测量.一个物理量，它的测量方法可能很多，具体课堂实验中由于时间等限制，学生只能采用某种方法来完成实验，但这种方法是不是最优方法？这要求学生要掌握物理量的意义、熟知实验原理，了解每种方法的优、缺点，然后设计新的实验方法.

（3）参与指导教师的教学科研的研究.教学与科研相结合对培养创新、应用型人才是必须的方法.实验室对那些学有余力、对科学研究有兴趣的学生进行选拔，为他们选择合适的课题，让他们尽早参与教师的科研活动.学生在参与实际科研的活动中不断提高科研能力，培养了他们的科研素质，为日后进行的科研活动打下坚实基础.研究性学习在培养学生综合素质、创新能力等方面卓有成效，学生在国家级期刊发表论文多篇[4-6].

4.2 实验技能竞赛是培养学生创新能力的一种好途径[7-8]

在应用型人才培养中，鼓励学生设计实验方法来解决实际的问题，在相互竞争的氛围中调动学生的创新思维及创新热情，对于培养高校学生的创新精神，增强创业意识具有重要的意义.大学物理实验竞赛主要有两类：

（1）校级竞赛.这项比赛由教务处、校团委主办，基础物理实验中心承办.物理实验中心利用常用仪器使用设计新颖实用的试题，如：用示波器测未知电阻等；竞赛集知识性和趣味性于一体，考查了学生基础知识掌握情况，也反应学生的动手能力和解决问题能力.学生在比较轻松愉快的环境中完成竞赛，参与面比较广，学生积极报名参赛，取得了较好的效果.

（2）省级竞赛.这项比赛由安徽省物理学会主办、具体承办大学承办.安徽省第四届大学生物理实验竞赛决赛在黄山学院新校区举行，大赛共有来自安徽大学、安徽师范大学、安徽工业大学、安庆师范学院、阜阳师范学院等省内24所本科高校的96名选手参加，我校代表队参赛的4名同学获一等奖两项、二等奖两项的好成绩.

4.3 毕业论文(设计)是加强实践、提高应用能力的又一次重要过程

作为本科教学培养目标的一个重要的、必须的教学环节，毕业论文(设计)可以检验大学四年学生对所学专业知识的掌握程度，是学生创新能力和应用能力培养的一个重要过程，也直接反映了一所高等学校教育教学质量.

实验室在论文的选题方面严格把关，结合学校的办学特点和区域特色，利用教师研究课题的子课题，反映应用型与实践结合的课题作为论文选题供学生选择.毕业论文(设计)能够顺利进行的一个重要保障是实验场地及实验设备，我们为在实验室做毕业论文(设计)的同学提供全天候的开放.做毕业论文时，学生同时要找工作、准备考研等，学生容易应付了事，我们密切关注学生毕业论文的进程，加大实验室开放力度，论文指导教师在实验室进行指导，经过认真在实验室做实验撰写的论文质量普遍较高.

5 结束语

在高等教育由精英教育向大众化教育转化的阶段，培养应用型人才的创新素质是新建本科高校人才培养适应社会发展的要求，应用型本科高等院校的本质属性是应用性[9].在培养有创新意识、创新能力的应用型人才方面，实验教学具有不可替代的作用.皖西学院大学物理实验教学的改革探索，经过几年中心全体教职工的教学实践，证明对应用型人才培养起着较大作用，学生实践能力及创新能力得到了较大的提高.

〔1〕潘懋元.什么是应用型本科？[J].高教探索，2010 (1):10-11.

〔2〕袁丽环,段江燕.研究性学习在高校生化实验教学中的探索与实践 [J].实验技术与管理,2010（27）:12-14.

〔3〕王云创,秦丹,刘俊杰,等.在实验教学中培养创造性思维能力 [J].实验室研究与探索,2010,29(5): 140-142.

〔4〕赵敏福,杨欢，等.研究性学习在大学物理实验教学中的实践与思考 [J].皖西学院学报，2010，26（5）:49-51.

〔5〕赵敏福,晏鋆泓，等.用打点计时器做激发源测量杨氏模量[J].物理实验，2009，29（3）：30-32.

〔6〕王本有,邹俊峰，等.摆动式声多普勒效应实验仪[J].物理实验，2007，27（10）:17-20.

〔7〕杨瑾,季宜敬,等.实验技能大赛是培养学生创新能力的新途径[J].实验室研究与探索,2009,28(6): 19-21.

〔8〕姚有峰,张斌,聂丽.从电子设计竞赛谈实践教学改革与创新能力培养 [J].实验室研究与探索, 2009,28(9):140-142.

〔9〕牛金成.应用性是应用型本科院校的本质属性[J].华北科技学院学报,2009,6(3):109-122.

G642.0

A

1673-260X（2016）12-0236-03

2016-09-12

安徽省高等学校省级质量工程立项项目（2015gxk053）；皖西学院质量工程立项项目（2016wxxy32）