基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)模式實(shí)踐與探討

1、基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)模式實(shí)踐與探討        摘要物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),是理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教育在創(chuàng)建高水平大學(xué)和高素質(zhì)人才中發(fā)揮著不可替代的重要作用。本文介紹了開放基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室的意義、管理辦法與成效。      關(guān)鍵詞基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室 開放教學(xué)模式 實(shí)驗(yàn)科學(xué)      物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),是理論和實(shí)驗(yàn)高度結(jié)合的精確科學(xué)。在目前的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,是以經(jīng)典物理、近代物理為基本內(nèi)容、以傳授物理學(xué)基本思想和方法為過程、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)

2、新思維和實(shí)踐能力為目標(biāo),并且單獨(dú)設(shè)課,獨(dú)立學(xué)分,與相應(yīng)的理論課平行進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)教育在創(chuàng)建高水平大學(xué)和高素質(zhì)人才中發(fā)揮著不可替代的重要作用。      隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會需求的不斷提高,實(shí)驗(yàn)教學(xué)計劃上的有限實(shí)踐時間已遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的需求。特別是對于基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),應(yīng)適應(yīng)形勢發(fā)展的需要,推陳出新,立意改革對實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開放式教學(xué)。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)模式與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有著很大的區(qū)別。      首先,實(shí)驗(yàn)教師作為傳授知識和技能的主體,在目前的實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)教學(xué)中占據(jù)著主導(dǎo)地位,而學(xué)生則被動地接受知識和技能

3、。這種教學(xué)多采用思維的灌輸模式,其實(shí)驗(yàn)課題的選擇,儀器設(shè)備的準(zhǔn)備等都由實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)前,實(shí)驗(yàn)教師一般要進(jìn)行詳細(xì)講解,甚至操作示范;同時實(shí)驗(yàn)教材將實(shí)驗(yàn)原理、步驟,甚至某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都寫得一清二楚。實(shí)驗(yàn)時學(xué)生只需按規(guī)定的步驟機(jī)械地操作即可,具有一定的模仿性,而此類的模仿大大的限制了學(xué)生的發(fā)揮空間。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還具有理論驗(yàn)證性和單一性的特征,使學(xué)生失去了想象空間和思維的空間,也限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)則把學(xué)生推到實(shí)驗(yàn)的主體地位。將實(shí)驗(yàn)室提供給學(xué)生,成為學(xué)生的學(xué)習(xí)原地和實(shí)踐空間。在實(shí)驗(yàn)過程中,由學(xué)生自己通過思考選定實(shí)驗(yàn)課題,選擇儀器設(shè)備,制定實(shí)驗(yàn)步驟,處理和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4、實(shí)驗(yàn)教師只在提供實(shí)驗(yàn)資料、解答實(shí)驗(yàn)問題等方面為學(xué)生提供服務(wù)。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性,給學(xué)生提供了較大的創(chuàng)新思維的空間,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。      其次,現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍然按照理論知識結(jié)構(gòu)的力、熱、光、電進(jìn)行劃分,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中完全依照課本的要求和步驟,以及實(shí)驗(yàn)室配備給各個實(shí)驗(yàn)的儀器來完成,這僅僅是接觸了一些分離的知識點(diǎn),不能借以糅合運(yùn)用,這難以滿足對于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和解決實(shí)際問題的要求。開放實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)變了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的角色,在一些實(shí)驗(yàn)課程中采用“項目驅(qū)動”的教學(xué)模式,即把教師和學(xué)生選定的問題或課題作為進(jìn)行研究型教學(xué)

5、的項目,讓學(xué)生自主選題,自己組織團(tuán)隊,并有明確分工,以解決問題為目標(biāo),自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、設(shè)計解決方案、組織設(shè)備和材料、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析處理、總結(jié)報告等,以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的興趣和能力。同時利用開放實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢,將課程內(nèi)容、相關(guān)資源放到教學(xué)網(wǎng)站上,開通論壇、BBS、BLOG系統(tǒng),全天候?yàn)閷W(xué)生解答疑難問題,指導(dǎo)課程設(shè)計。還可以通過網(wǎng)絡(luò)考勤系統(tǒng)監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)、利用網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)發(fā)布信息,組織教學(xué)等。突出了以學(xué)生為主體,實(shí)施項目驅(qū)動、團(tuán)隊協(xié)作、課程設(shè)計的教學(xué)模式,充分調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性,從而增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和空間。    

6、;  目前據(jù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn),按內(nèi)容分類有如下幾類:      1.常規(guī)教學(xué)項目      此類屬于平時課程,學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好著重專注某些實(shí)驗(yàn)研究。      2.學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)項目      這類實(shí)驗(yàn)的開放有兩種方式,一種是學(xué)生自擬內(nèi)容(比如參加挑戰(zhàn)杯競賽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教育實(shí)習(xí)試講實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,求職試講實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等)到實(shí)驗(yàn)室來完成,由他們開出實(shí)驗(yàn)器材菜單,實(shí)驗(yàn)室提供一切為他們服務(wù)。另一種是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的一批綜合性,設(shè)計性,研究創(chuàng)新

7、性實(shí)驗(yàn),供學(xué)生選擇,如傳感器實(shí)驗(yàn),低溫超導(dǎo),實(shí)施測量實(shí)驗(yàn)等。      3.學(xué)生參與科研課題      教師在開放實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)過程中,注意發(fā)現(xiàn)苗子,對于一部分基礎(chǔ)較好,對實(shí)驗(yàn)有興趣,各方面素質(zhì)好的學(xué)生推薦到教師科研課題參與研究,在學(xué)習(xí)上與研究生同等對待,這對學(xué)生有激勵作用。    4.現(xiàn)代技術(shù)與儀器研究      對于先進(jìn)的軟硬件技術(shù)對于物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用,這是一個很大的方向,要求學(xué)生既要懂得物理的基礎(chǔ)知識,又要能掌握先進(jìn)技術(shù)解決問題實(shí)現(xiàn)功能,目前也

8、是學(xué)生最感興趣,挑戰(zhàn)最大的方向。      在開放實(shí)驗(yàn)室之后,學(xué)生的積極性很高,一致表示對這種開放實(shí)驗(yàn)室資源,自主學(xué)習(xí)研究的模式非常喜歡,并且開始組成小組選擇了課題,如非勻質(zhì)磁性半導(dǎo)體多功能遙控鼠標(biāo)手機(jī)短信溫控系統(tǒng)等等,這些項目課題所運(yùn)用的知識已經(jīng)大大的超出了大一的基礎(chǔ)物理的范圍,但是又都是從基本實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)代課題結(jié)合出的想法,可見實(shí)驗(yàn)室給予學(xué)生的想象空間是有很大的余地。在經(jīng)過一學(xué)期的課題調(diào)研和選擇,團(tuán)隊的組建之后,項目開始運(yùn)作開放實(shí)驗(yàn)室已初見成效。      總之,作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體的學(xué)生,可以充分運(yùn)用自己所掌握的知識

9、和技能,淋漓盡致地發(fā)揮自己的聰明才智。      實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)是學(xué)校日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種補(bǔ)充和提高。實(shí)驗(yàn)室開放后,學(xué)生可利用課余時間,結(jié)合課堂上所學(xué)理論,邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐,不僅有助于加深理解課堂上所學(xué)知識,而且可以通過處理實(shí)驗(yàn)過程中所遇到的問題,掌握各種實(shí)驗(yàn)手段,熟悉各種實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的原理、構(gòu)造及常見故障的排除,把各門課程的學(xué)習(xí)融會貫通起來。知識學(xué)活了,學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性也就調(diào)動起來了。另外,通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐,學(xué)生相互交流經(jīng)驗(yàn)、交流資料,給成績差的學(xué)生又提供了一個勤以補(bǔ)拙的機(jī)會,使所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐技能都得以迅速提高。同時,實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)后,對

10、一些能力強(qiáng)的學(xué)生自己去找課題,搞研究創(chuàng)造了條件。      實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)的目的是為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,讓學(xué)生在掌握有關(guān)知識和技能的同時,獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,為他們將來投身知識經(jīng)濟(jì)建設(shè)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。但開放不等于放任,必須要有一定的規(guī)則對教學(xué)進(jìn)行約束,即制定有關(guān)的制度,規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)行為,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,使實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)既生動活潑,又井然有序。      實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)對實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求。實(shí)驗(yàn)室開放后,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多變,學(xué)生隨時會提出各種各樣的問題,要幫助他們解決這些問題,遠(yuǎn)比講解、輔導(dǎo)一兩門課的工作量大得多,這就要求實(shí)驗(yàn)教師要有更多的知識儲備和更高的實(shí)驗(yàn)技能。這就促使實(shí)驗(yàn)教