开放式大学物理实验教学的探讨

开放式大学物理实验教学的探讨摘要：本文结合学校的实际教学情况简单地阐述了目前学校物理实验教学存在的问题，提出了实验室开放式教学一种运作模式，即主要以学生主动、积极、独立实验为主，教师启发式指导为铺的教学模式，以培养学生实践能力和创新能力。

关键词：大学物理实验开放式教学创新性
中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2012）10（b）-0077-02
物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验是对学生进行综合素质教育的重要课堂，是培养学生创新能力的重要环节。

但是，目前大学物理实验教学存在与培养学生实践能力、创新能力相背离的做法，传统的物理实验教学模式限制了学生分析问题和解决问题能力，无法充分发挥学生的主观能动性，限制了实验教学的发展。

因此，必须对现有的物理实验教学进行改革，否则，高校的大学物理实验则变成高中物理实验的简单延续。

开放式实验教学对于激发学生的学习积极性、培养学生的动手能力、科学实验能力、科技创新能力，提高教学质量起着重要的作用[1]。

开放式物理实验教学充分体现了学生在学习过程的主体地位，它把学生推向主体位置，改变传统教学模式中学生被动的习惯，充分地发挥学生在学习中的积极性、参与性和创造性。

因此，本文分析本校的物理实验教学实际情况，提出了开放式实验教学的构想。

1 目前学校物理实验教学存在的问题
（1）传统观念的影响，长期以来，人们普遍重理论轻实验，重应用轻基础，各级各类学校遇到需缩短学时时，通常不约而同地砍掉基础实验课的学时。

学生也认为基础实验课不过是“测数据，拿学分”。

对于必修的基础实验课通常是敷衍了事，上课前几分钟抄预习报告，上课时不仔细听讲，下课前抄实验数据，造成实验报告一样结果。

学生普遍认为基础实验学习没用。

（2）实验仪器的影响。

目前，我校大学物理实验室承担全校理工科近万人次的教学任务，但是仪器设备不足，实验教学面积不足，无法满足学生一人一台仪器的需求。

旧仪器年限长往往已老化，灵敏度不高，新仪器集成度过高，普遍存在稳定性不高，耐用性差，易出故障，在教学过程中，教师和学生大部分精力放在排除仪器故障上；有些仪器集成化程度过高，根本无助于锻炼学生的实验操作能力。

学校对基础实验室建设所需经费投入不足够，缺场地少仪器的条件给综合设计性的实验项目开设造成一定的困难，因此，按部就班进行实验的学生大多考虑的是在规定时间内做好实验获得结
果就行，没有深层次的思考和知识综合应用，影响了学生实验的兴趣和积极性，也无法提高学生的研究能力和适应社会的能力。

（3）在教学模式上，传统的物理实验教学模式是学生在老师的精心组织和细心的指导下进行实验，老师先详细地讲解实验目的、实验原理、现场具体地重复地演示实验步骤，学生只是被动地听教师的讲解，然后分组进行操作实验。

在实验过程中，学生可以不用自己思考，只要机械地按老师的要求操作即可以完成任务，也让学
生有机可乘开小差。

在这样的学习过程中，学生主体地位很难体现出来，影响了学生的兴趣和热情，不能有效培养学生的独立自主的能力、创新能力、勤于思考的习性，也不能有效管理学生。

进行物理实验室开放式教学在某一程度上可以有效解决仪器和学生实践能力的问题。

推行这一教学模式，可以有利于学生充分利用实验室设备资源进行实践活动，激发学生的主观能动性，调动学生积极参与实践活动；提供一个发挥个人潜能的环境，并满足不同水平和不同层次学生的个性要求，从而使学生由被动学习转为主动学习。

进而提高学生独立思考、独立操作的能力，更能激发学生对实验的兴趣。

2 开放式物理实验教学初步构想
实行开放式物理实验教学，是教师的主导性作用与学生的主动性相统一的问题。

在这种情况下，作为教师在实验教学中如何发挥好主导作用呢？如何正确引导学生，使其主观能动性更好地发挥呢？主要做到以下几点：其关键点应从如何引导学生的设计方案的方法和策略以及实验室管理制度。

2.1 实验内容开放
根据以往教学经验表明，不同专业、不同基础、不同能力的学生，完成同一实验需要的时间不同，完成实验内容的质量也不同，为此我们将理工科必修的物理实验采用两种方法解决：第一，对于每个实验项目内容，以按“基本内容、提高和扩展内容、简单设计性内容”三个层次编排；第二，按实验内容类型开展所有实验时间
分三个时间阶段完成。

第一，初级阶段同时开设6个简单的基础实验，如物体密度，电表改装，薄透镜焦距等，这一轮过程，教师于传统教学方式那样，详细讲解实验的操作，注意事项等等，对整个实验设计思想过程进行解释，使学生对物理实验项目有个整体理解，目的是对中学阶段物理实验基础较差的同学给予补课与进行课程前期预备学习，作为学生适应大学物理实验学习的过度阶段。

第二，中级阶段同时开设6个较难的验证性实验，如分光计的调整及棱镜折射率的测定、半导体热电特性综合实验等实验项目，因为经过第一轮的实验培养，教师可以不再具体讲解实验原理、实验操作，仅强调仪器注意事项，而其他让学生更多的自由操作发挥。

这样学生对课前的预习，实验内容相关资料的准备会更重视。

实验过程中，要求学生靠自己操作，发挥自我能动性、主动性和创造力，从而也避免了学生抄袭。

第三，高级阶段开展几个设计性实验，根据不同学科特点开设不同的实验项目。

学生可以自拟内容或选择实验室设计的一批综合性、设计性、研究创新性实验如简易染料太阳能电池的设计、声速传感器实验等供学生选择。

学生定好实验项目后，再联系实验员选定仪器、耗材等，实验操作时间可以灵活分一次或多次完成，而在此过程中，教师要对学生的实验技能和科学态度起主导作用，对学生的想法要给予肯定，对突出的同学，可以引导其写论文发表文章，还可以推荐到教师科研课题参与研究，这对学生有很高激励作用。

在每一阶段实验中，学生不再固定分组，只要在固定六个学习周内完成开设的实验项目即可，而教师和实验项目也不再是一对一的关系，即一个教师在一个固定学时段内不只是带一个实验项目，而是可以同时穿梭不同教室指导多个实验项目。

这样教学方式直接带来的好处，可以避免仪器设备不足造成多个学生同一台仪器的尴尬，暂时解决经费短缺的困难，又可以督促学生主动学习，避免学生依赖教师的习惯。

2.2 教学方式开放
进行开放性物理实验教学应该采用教学方式多样化。

如课堂教授式教学、多媒体课件、仿真演示实验。

对于仪器在位的实验实行课堂教学；在开放性实验教学中，考虑到学生对各种仪器的了解有限，限制了学生在设计实验方案、选择实验仪器等方面的自由行和灵活性，这时教师应运用多媒体和网络等现代教育技术，制作cai 多媒体课件，采用文字、图片、声音、视频、动画等多媒体手段帮助学生了解实验室所能提供的各种实验器材；对于一些过程复杂或很难实现的实验（如现代物理、统计物理）我们可以引入仿真实验软件，这样即拟补仪器设备不足，又可让学生了解到一些现代物理技术。

2.3 实验成绩评价的开放性
物理实验成绩的开放性是指实验过程评价与结果性评价结合起来，除了必要物理实验报告必备的实验目的、原理、步骤实验结果误差分析外，提出实验改进方案、误差原因深入分析以及其他实验
方法比较等内容都应纳入实验报告内，同时还可以加入实验过程中学生设计思想、学生体会到的科学态度与科学思想。

实验报告不再拘泥同一格式和内容，如设定满分100分，完成基本内容定位60分，完成提高扩展内容定位80分，对提出巧妙设计思想内容的可以加分到120分，设计性实验可以鼓励学生采用论文模式。

2.4 管理方式开放
开发一个物理实验网上“预约与选修系统”与“教务管理系统”。

学生通过“预约、选修”系统可以浏览实验项目，查询实验项目介绍，了解实验要点和仪器操作的注意事项；选修设计性实验，可以选教师提供的项目也可以自拟题目，学生根据自己的实际情况进行实验预约，自行选择设计性实验时间。

“网上教务系统”主要设置了实验讨论园地和成绩查询园地。

学生可以将实验中的疑问、要求以及不能解决问题和对实验教学的意见放置在留言版中，教学给予相应的解答，学生们也可就某个问题随意发挥展开讨论等等。

学生通过成绩查询园地可以及时查询自己的实验成绩，如有疑问可及时来教师沟通。

网上教务系统还可以实验室简介、师资情况，教学信息反馈，教学效果调查系统等。

3 开放式实验教学实现的条件
开放性教学构想需要在学校大力支持下才能有效运行。

首先学校应加大资金投入物理实验仪器设备建设，大学物理实验开设内容即应包含国家规定的常规型实验，还应有适应社会开设的实用性的综合设计性实验，才能根据不同学科特点开设不同的实验项目。

其
次建设高水平的实验教师队伍，物理实验的开放对教师提出了更高的要求，教师的知识面要宽，既有扎实的理论知识，也要有丰富的实践经验，学校应重视基础实验教学，聘请专业教师为实验教师，加强对年轻的实验教师培训，制定优惠政策吸引科研能力强的教师搞设计性实验指导，这样有利于引进先进实验技术进基础物理实验室。

大学实验教学的目标定位在培养学生的创造性上，开放实验教学可提供有效的环境。

要有效地在实验教学中实现素质教育，必须有高水平的实验教师队伍，先进的科学化的教学内容和教学手段，先进的仪器设备，教充足的实验费用投入，这样才能通过实验室开放获得实现培养学生的实践能力和创新能力的目的。

参考文献
[1] 周岚，王伟，朱蜀梅.物理实验开放式教学的探索与实践[j].大学物理，2002，21（10）：43-46.。