大学物理实验开放式教学与管理

来源:用户上传      作者: 董金慧

　　摘要：物理实验在培养学生实践能力和创新意识方面具有重要的作用。为适应社会对创新人才的需求，实行开放式物理实验教学与管理是教学改革的必然趋势。本文探讨、总结了开放式物理实验教学中教学内容、开放过程、考核方式等方面所实施的改革措施及成效。
　　关键词：物理实验　开放式教学　开放式管理
　　
　　物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验是物理知识的基础。从物理教学方面看，物理实验不仅可以有效地帮助学生建立概念、掌握规律、突破难点，而且对引导学生发展特长、拓展思维、培养创新能力有着独特的作用。传统的封闭式的实验教学模式导致学生感觉物理难学，物理实验缺乏吸引力，动手能力低下，并且严重限制了学生的求知激情和创造性思维。开放式实验教学与管理是指从传统的实验教学与管理中走出来，对实验教学方式、教学内容、实验评价、实验室管理等方面进行全面开放，充分发挥学生在实验教学活动中的主体作用，为学生提供一个能够充分发挥自主性、创造性的学习环境，提供更为丰富的、可以留给学生更大思考空间的教学模式。我系在认真研究当前高等教育改革发展趋势的基础上，对物理实验教学进行了系统的改革，结合我系专业设置和办学特色，出台了物理实验室开放式教学实施办法。我系于2006年9月完成开放式实验教学与管理系统并投入运行。经过两年多的探索与发展，开放式实验教学与管理系统不断完善。且收到了较好的效果。
　　
　　一、开放实验内容
　　
　　依据“以人为本、加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的教学理念，我系提出开放式实验教学与管理系统的基本原则是“分层次、多模块、全开放、广辐射”。结合我校的专业特点，开放了以能力培养为主线的四个层次的实验：演示探索实验、技能训练实验、基础知识实验、提高创新实验。演示探索实验面向全校各年级的学生，有助于学生了解一些物理现象，提高学习物理的兴趣。技能训练实验主要面向全校大一学生，训练他们对一些物理实验基本仪器的操作，比如游标卡尺、天平、示波器、分光计等。基础知识实验则是根据各专业特点而开设的实验，这部分实验又分为必做实验和选做实验。让学生有更大的自主性。提高创新实验主要是面向高年级的学生，让一些对物理有兴趣的学生有机会更进一步地了解物理、学习物理。这些实验由浅入深、层层递进，能让学生逐步提高。
　　另外，在开放式实验教学与管理系统有仿真实验系统和实验教学录像，便于学生在未做实验之前了解物理实验过程。
　　
　　二、开放式管理过程
　　
　　开放式实验教学打破了以班级划分实验组的界限，学生自由选择实验项目、实验时间和指导教师。实现全面开放是一项很复杂的工作。我系通过开放式实验教学与管理系统控制全过程。以一学期的物理实验过程为例：
　　第一、第二周为误差理论学习时间，并学习使用实验选课系统。实验课自第三周开始，第十八周结束。每周发布下一周的实验开设情况，学生可以根据自己的时间安排情况选择何时实验，并且在实验开始前两天，学生有权利退选实验，但一个学生一个学期只有三次退选机会。
　　学生进入系统后，可以看到本学期的实验计划，了解这学期开设了哪些实验，其中有哪些是必做的，哪些是选做的。另外可以查询本周选了哪些实验，已经做了哪些实验，以及已完成实验的实验成绩。预约实验时在可预约实验的列表上选择想预约的实验即可。此系统还带有消息功能，若学生对实验有疑问，可向任何一个教师提问。
　　因为打破了以班级划分实验组的界限，所以我系在实验报告的管理上采用信箱模式。学生交实验报告时，只需将实验报告投入相应教师的信箱即可，教师批改完后，根据实验报告上写的班级，将报告投入相应的班级信箱。同时，为了便于学生选实验，不仅在实验教学楼的一楼大厅放在3台电脑让学生进入教学与管理系统，而且在每个实验室都放有2台电脑，供教师网上考勤和学生查询选做实验。
　　
　　三、考核方式
　　
　　为了体现学生物理实验成绩的真实、公平，充分反映学生的综合能力和创新能力，适应开放式教学的新形势，学生的成绩由三部分组成：课内、课外和期末考试。课内即预习、操作、真实数据过程的评定；课外成绩就是课后的实验报告；期末考试分为笔试和操作考试。考虑到教师人数有限以及实际的可操作性，每学期我系抽取部分班级参加操作考试，其余班级进行笔试。操作考试时，分为4个实验，每班学生在这4个实验中选取一个考试，每个实验安排3位教师监考。3位教师根据考核标准给分，其平均分即为该名学生的操作考试分数。
　　
　　四、开放成效
　　
　　我系开放式实验教学与管理系统运行之前，物理实验室开出的基础性实验项目是18个，设计性实验项目O个。系统运行之后开出的基础性实验项目是32个，设计性实验项目6个。通过对系统运行前的04级学生和系统运行后的06级学生进行抽样问卷调查，我们发现：对大学物理实验感兴趣的学生比例由35.6％上升到78.2％，学习大学物理实验课程后收获比较大的比例由28.6％上升到76.3％，学会使用基本仪器卡尺的学生由40.1％上升到89.2％，在杨氏模量实验中从望远镜中调试出标尺的平均时间由75分钟下降到45分钟，对实验教师测评的满意率也由80.4％上升到90.2％。
　　开放式实验教学模式是一种以学生为本，以学生独立进行物理实验的学习和研究为主，教师启发引导为辅的教学模式。实行开放式教学，不仅要求时间上对学生开放。而且在内容、教学方法、教学手段上也开放，是一种个性教学模式。这种教学模式能满足学生求知、探索和创新的欲望，侧重创新精神与能力培养。在对学生经过前一轮的基本知识和基本技能的严格训练后，让学生根据自己的能力、专业特点、个性兴趣以及时间，自主地选择不同的实验内容和实验时段。开放式实验教学改变了以传授知识为主的传统教学方式，遵循传授知识和培养学生能力并重原则，是未来实验教学改革的必然趋势。

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