学分制下菏泽学院大学物理实验的改革与实践

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　　[摘要]学分制在高校的全面推广和实施，对传统实验室的教学和日常管理提出了更高的要求。本研究以菏泽学院实行的学分制为例，从大学物理实验的项目设置、实验室日常管理、实验教学和考核模式改革等三个方面进行了全面探究。
　　[关键词]学分制;实验室管理;教学改革
　　[中图分类号]G521;G655
　　[文献标识码]A
　　[文章编号]2095-3437（2020）04-0103-03
　　中国多数高校目前已经实行了学分制改革，并取得了良好的效果。学分制以其灵活性、兼容性、突出以学生为主体的弹性教学等特征逐步代替了传统的学年制，它的全面实施推动了我国教育改革的深化和发展，同时也对实验室的管理和教学提出了更高的要求。我校在《关于加强实验实训中心建设及规划》《关于改革菏泽学院实验实践类创新课程的意见》等文件中明确指出：菏泽学院大学物理实验室建设和管理是我校培养应用型、复合型、高端型人才的重要环节，是培养学生实践动手能力、科技创新能力和综合能力的重要手段。
　　菏泽学院自2016年全面实施学分制改革以来，逐渐淡化了班级的概念，传统的以班级为单位的教学方式不再是主体，更加灵活的小班型教学模式成为主流。同时，随着学校招生规模的不断扩大，来自不同地区的学生所接触的中学物理知识储备程度不同，物理实验的基础知识和动手能力更是相差巨大，这对传统实验室的教学和管理提出了挑战，对实验室的开放和实验仪器的资源优化提出了更高的标准。如何让大学物理实验室的管理模式适应学分制建设的需要，促进大学生实验创新能力的提升，提高学生的学习兴趣和科研创新意识，如何紧跟时代步伐，以素质培养为基准，以菏泽学院党委制订的“一体两翼三经四维”人才培养模式为导向，将传授知识与提高学生的实际能力有机融合，将科研思维和创新型思想始终贯穿于整个大学物理实验，是实行学分制后实验实训课程建设中必须要面对的一项工作。因此，为适应学分制的需要，对我校大学物理实验的日常教学和管理进行改革迫在眉睫。
　　一、我校大学物理实验改革中存在的问题
　　（一）实验教学内容设置不合理
　　学分制下的实验教学应该是以学生为主体，教师为主导的探究性学习。但是由于历史原因，现在教师开展实验教学时多以灌输性理论教育为主，直接根据教材为学生进行实验的原理讲解和实验演示。学生一般都是直接根据教师的演示步骤对实验器材进行调试和使用，依据教材上的相关公式代入相关实验数据验证实验结果，不再对实验原理、实验内容、实验过程和步骤等做创新性探究。整个教学过程中师生之间的互动比较少，学生只是被动地接受教师传授的理论知识，动手能力和实验研究能力并没有得到进一步的锻炼，这非常不利于学生的个性发展和科研创新能力培养。而且，我校的实验项目大都以验证性、演示性实验为主，并没有考虑到“一体两翼三经四纬”新人才培养模式的需要，更不能深入探索提高大学物理实验教学内容对人才培养的积极作用。数据能够说明一切，据统计，2015年以前我校的大学物理实验项目共设置8个，其中4个力学实验、2个热学实验、2个电磁学实验，没有涉及光学和原子物理实验项目。设计的实验项目全都是验证性实验，没有一个设计性、综合性、开放性的实验项目，这很不利于学生创新意识和自主探索能力的培养，也不符合学分制培养要求。可以说，传统的大学物理实验项目设置极大地限制了我校实验实践教学水平的提升，必须进行改革。
　　（二）实验室日常管理落后
　　高校实验室是教师和学生进行教学、科研的重要基地，其开放程度对于学生实验技能的提高、创新能力和科研意识的培养具有重要的作用，菏泽学院的每个大学物理实验室都由相关的任课教师进行分别管理，由于负责大学物理实验教学的任课教师多为研究型和学术型教师，虽然他们也负责实验器材的相关管理工作，但对仪器故障和性能的了解较少，对仪器维护和突发状况的处理不太擅长，容易造成资源的浪费。很多大学物理实验室只有在平时上课的时候才允许学生进入，更没有专门的实验人员对实验室进行统筹管理。因此，学生只有在有限的实验课上课时间进入实验室，这极大限制了学生对实验创新性探究和实践能力的发展。同时，学校对实验室建设投入的资金较少，每年只能满足教育部的最低要求，全校每年投入的仪器设备维修和更新费用只有一千万，涉及全校70多个专业，分到大学物理实验的经费只有几十万，只能用有限的经费保证实验的正常进行。因此，造成实验仪器设备数量较少而且技术较为落后，学生动手操作机会较少，降低了学生进行实验探究的积极性。
　　（三）實验课教师学历层次较低，积极性不高
　　我校的大学物理实验课教学任务繁重，工作量大，津贴少，晋升渠道单一，这些特点造成了高学历、高职称教师不愿从事实验教学的局面，因此我校的实验教师学历层次和职称普遍相对较低。实验课教师在完成教学任务的同时，还要负责实验室的日常管理以及承担一定的实验教学改革和科研任务。多重任务和压力使得实验教师的精力不足，工作积极性普遍不高，年龄老化。而且，实验室日常管理、仪器维护等工作繁重而复杂，这也间接导致大量青年教师转岗到理论课教学岗位，实验教学师资严重不足，极大地制约了我校大学物理实验的教学水平和效果的提升。
　　（四）实验预习程度不高和实验评价体系较为单一
　　实验之前，很少有学生会对实验进行预习，预习报告大都是实验完成后再进行补写。因此，在教师讲授实验原理、演示实验的过程中，学生只是单一地跟随教师走流程，并没有进行主动思考和探索。同时，实验考核体系也较为落后。大部分学生只是把按时上课考勤作为任务，进入实验室后仍有相当一部分学生存在玩手机不做实验，课上抄袭实验数据的现象。课后教师评价学生成绩的方式也比较单一，一般都是以实验考勤和预习报告、实验报告三部分组成，不考虑课下学生对实验的反馈。而且，实验报告的评价没有确切的依据，缺少一套标准化的评判体系。每个教师的喜好和评分标准不同，使得学生的成绩有较大的不确定性和随机性，造成实验成绩并不能全面地反映出学生的真实水平和能力。 　　二、学分制下菏泽学院大学物理实验改革的要求
　　（一）实验项目设置要充分培养学生的独立科研能力
　　大学物理实验教学对象的多元化使原有的定班级、定内容的管理模式不能充分发挥出对学生的学习积极性和创造能力进行培养的作用。实验项目设置多以验证性为主，没有涉及设计类、综合类和研究类项目，不符合培养高素质人才的要求。“一体两翼三经四纬”新人才培养模式要求学生具有良好的动手能力，更强的创新能力，更高的学习积极性。这就要求我们在注重对学生基本知识、基本方法、基本技能训练的同时，还要积极引入和自主开发物理思想鲜明，实验内容贴近专业需要，实验手段先进，能够反映现代科技发展与进步的实验项目。通过增加设计类、综合类和研究类实验项目的比例增强学生的自我创新能力，满足不同层次学生的学习需要，增强学生的自主探索能力和创新意识。同时，应开放部分实验项目，允许学生自主选题，独立设计和制订实验方案并负责具体的实施，独立分析实验结果并形成研究性实验报告。通过这样一系列的独立科研过程训练，逐步培养学生的科技创新能力，为后续的研究性学习打下良好基础。
　　（二）实施小组化教学模式
　　由于我校学生来自不同地域，对物理知识和实验能力的储备程度不同，水平参差不齐，统一标准的管理和教学模式已经不能适应新时期的需要，这就需要实施“因人施教”的新型教学模式。可采用“组间同质、组内异质”的教学策略，把综合能力相近且单科能力存在差异性和互补性的学生分为不同实验小组，按小组进行管理和教学，达到组内学生优势互扬、扬长补短、共同进步的教学目的。小组的实验任务的选择可根据组内成员的兴趣来决定，最终取得对应学分。实验完成后，每次实验成绩应及时传到网站供学生查阅，以方便学生了解自己的不足。同时，实验教师应根据学生学习情况及时调整实验小组成员。
　　（三）建立以学生为中心的教学模式
　　传统教学模式一般都是上课前学生填写预习报告，然后依照教师所讲的实验流程做实验并撰写实验报告。学生自主性较低，缺乏独立思考和自主性操作，大大降低了学习热情。素质教育要求教师要以提高学生学习兴趣和创新意识为教学目标，让学生充分掌握实验基础知识和基本技能，使学生能够提出问题、发现问题、分析并解决问题，调动学生学习的主动性和主体能动性。学分制建立的就是以学生为中心的新型教学模式，这就要求教师要坚持“一切为了提高学生的创新能力和科研素质”为出发点，及时更新教学思想，形成独特的教学见解。要不断加大实验过程中对学生的关注，对做得好的學生要及时给予肯定，鼓励他们尝试对实验进行创新性探索;对实验操作不当或失败的学生也不要随意批评，要加以适当引导。教师要注重因材施教，对学生进行有针对性的实验教学。要根据个性发展与全面发展相结合的原则，在承认个性的前提下寻找共性，注重个体差异，促进全面发展。
　　（四）建立健全实验室规章制度，加强实验室智能化管理
　　为满足学分制的要求，需要对实验室进行重新整合和规划，通过制订开放性实验室管理规则，完善实验室各项规章制度来保证实验室高效运转。开放性实验室的设置，为学生提供了一个研究、探索的极好的平台，提高了学生的综合素质。建设全开放性实验室，在管理上就要实行时间、内容和教学形式的开放，这就对传统的管理模式提出了新的要求。实验室管理人员必须全天候在岗，实验设备必须保证正常运转。实验室管理人员应具备丰富的知识，可以及时排查实验设备的故障，并且可以为进行实验的学生提供指导，保证实验顺利进行。为提高管理效率，实验室管理人员应采用轮班制度。同时，应建立健全实验室安全管理制度，不断增强安全意识。
　　为满足开放式实验室建设需要，我们引进了智能管理模式，采用校园智能管理系统。每个学期初，各科实验教师将实验项目录入系统，学生根据自身兴趣选择实验项目，实验室管理人员根据学生选课情况进行排课。学生利用校园智能管理系统对开放实验室进行提前预约，实验室管理人员对预约情况进行统筹安排。预约进入实验室的学生要遵守实验室纪律，自觉接受管理人员监管，按时提交实验报告。实验室进入和实验器材使用均引进了智能刷卡装置，实现对进入学生和器材的实时监管，避免恶意损害。
　　（五）建立多方面的大学物理实验考核体系
　　通过多年实践和探索，我们建立了一套多元化大学物理实验考核体系。具体考核内容和形式见表1。表1把整个学期的考核分成了平时考核、期中考核、期末考核三部分。平时考核比例为60%，期中和期末考核各占20%。平时考核具体包括实验出勤（10%）、实验预习（10%）、实验操作（10%）、实验结果（10%）、实验报告（20%）五个部分，其中实验预习包括预习报告、课上回答问题情况这两部分。预习报告要求学生根据实验讲义在课前进行填写，锻炼学生自主思考能力。实验操作要求每个学生都参与到实验中来，若出现在实验室玩手机等现象，要根据相关制度加以扣分。实验报告要涵盖实验目的、实验原理、实验过程、数据处理、分析讨论、结论等部分，其中实验目的与实验原理部分要求学生用简练的语言概括出教学目的和任务;实验过程部分要求学生将实际操作过程用文字比较详细地表述出来，锻炼学生实验的准确性和逻辑性;数据处理部分要求对所设计的实验数据进行处理，一般可直接套用公式，主要锻炼学生对复杂数据的处理能力;实验分析讨论与实验结论部分，要求学生对数据处理的结果以及实验中观察到的现象进行较为充分的讨论，要求学生展现出自己对实验的看法，有自己独特的见解。该实验评价体系多方面地考查了学生实验能力，有利于培养学生的科研思维和创新性思想。
　　三、结语
　　为适应学分制的需要，我校通过进行一系列改革来提高学生学习积极性和创新能力。通过合理设置实验课程，增加设计性实验的比例，满足了不同层次学生的学习需要，大大增强了学生的自主探索能力和创新意识。开放性实验室的开设，为学生提供了一个研究、探索的平台。智能化管理和网络化管理大大降低了管理成本，而且增加了学生管理的方便性。以学生为中心的小组化教学模式的实施体现了“因人施教”的思想，有利于多方位衡量学生创新能力，全面提升我校的教育教学质量。
　　[责任编辑：钟岚]
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