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基礎(chǔ)物理實(shí)驗室開放教學(xué)模式實(shí)踐與探討的論文
[摘要]物理學(xué)是一門實(shí)驗科學(xué)，是理論和實(shí)驗高度結(jié)合的精確科學(xué)。實(shí)驗教育在創(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)驗室的意義、管理辦法與成效。
[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)物理、實(shí)驗室開放教學(xué)模式、實(shí)驗科學(xué)
物理學(xué)是一門實(shí)驗科學(xué)，是理論和實(shí)驗高度結(jié)合的精確科學(xué)。在目前的實(shí)驗課教學(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)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)驗技能訓(xùn)練的需求。特別是對于基礎(chǔ)物理實(shí)驗教學(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)驗室實(shí)行開放式教學(xué)。實(shí)驗室開放教學(xué)模式與傳統(tǒng)實(shí)驗教學(xué)模式有著很大的區(qū)別。
首先，實(shí)驗教師作為傳授知識和技能的主體，在目前的實(shí)驗室傳統(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。這種教學(xué)多采用思維的灌輸模式，其實(shí)驗課題的選擇，儀器設(shè)備的準(zhǔn)備等都由實(shí)驗教師進(jìn)行。實(shí)驗前，實(shí)驗教師一般要進(jìn)行詳細(xì)講解，甚至操作示范；同時實(shí)驗教材將實(shí)驗原理、步驟，甚至某些實(shí)驗現(xiàn)象都寫得一清二楚。實(shí)驗時學(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)驗內(nèi)容還具有理論驗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)驗室開放教學(xué)則把學(xué)生推到實(shí)驗的主體地位。將實(shí)驗室提供給學(xué)生，成為學(xué)生的學(xué)習(xí)原地和實(shí)踐空間。在實(shí)驗過程中，由學(xué)生自己通過思考選定實(shí)驗課題，選擇儀器設(shè)備，制定實(shí)驗步驟，處理和分析實(shí)驗結(jié)果、實(shí)驗數(shù)據(jù)。實(shí)驗教師只在提供實(shí)驗資料、解答實(shí)驗問題等方面為學(xué)生提供服務(wù)。實(shí)驗室開放教學(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)驗過程中完全依照課本的要求和步驟，以及實(shí)驗室配備給各個實(shí)驗的儀器來完成，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)驗技能和解決實(shí)際問題的要求。開放實(shí)驗室轉(zhuǎn)變了學(xué)生在實(shí)驗室的角色，在一些實(shí)驗課程中采用“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)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、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)，全天候為學(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。
目前據(jù)物理實(shí)驗教學(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)驗研究。
2.學(xué)生自選實(shí)驗項目
這類實(shí)驗的開放有兩種方式，一種是學(xué)生自擬內(nèi)容（比如參加挑戰(zhàn)杯競賽實(shí)驗內(nèi)容，教育實(shí)習(xí)試講實(shí)驗內(nèi)容，求職試講實(shí)驗內(nèi)容等）到實(shí)驗室來完成，由他們開出實(shí)驗器材菜單，實(shí)驗室提供一切為他們服務(wù)。另一種是實(shí)驗室設(shè)計的一批綜合性，設(shè)計性，研究創(chuàng)新性實(shí)驗，供學(xué)生選擇，如傳感器實(shí)驗，低溫超導(dǎo)，實(shí)施測量實(shí)驗等。
3.學(xué)生參與科研課題
教師在開放實(shí)驗室的指導(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，目前也是學(xué)生最感興趣，挑戰(zhàn)最大的方向。
在開放實(shí)驗室之后，學(xué)生的積極性很高，一致表示對這種開放實(shí)驗室資源，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)驗與現(xiàn)代課題結(jié)合出的想法，可見實(shí)驗室給予學(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)驗室已初見成效。
總之，作為實(shí)驗教學(xué)主體的學(xué)生，可以充分運(yùn)用自己所掌握的知識和技能，淋漓盡致地發(fā)揮自己的聰明才智。
實(shí)行實(shí)驗室開放教學(xué)是學(xué)校日常實(shí)驗教學(xué)的一種補(bǔ)充和提高。實(shí)驗室開放后，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)驗過程中所遇到的問題，掌握各種實(shí)驗手段，熟悉各種實(shí)驗儀器設(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、實(shí)踐，學(xué)生相互交流經(jīng)驗、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、實(shí)踐技能都得以迅速提高。同時，實(shí)行實(shí)驗室開放教學(xué)后，對一些能力強(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)驗室開放教學(xué)的目的是為了提高實(shí)驗教學(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)驗教學(xué)行為，加強(qiáng)實(shí)驗教學(xué)管理，使實(shí)驗室開放教學(xué)既生動活潑，又井然有序。
實(shí)行實(shí)驗室開放教學(xué)對實(shí)驗教師提出了更高的要求。實(shí)驗室開放后，實(shí)驗內(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)驗教師要有更多的知識儲備和更高的實(shí)驗技能。這就促使實(shí)驗教師必須在其搞好實(shí)驗教學(xué)的同時，要不斷地進(jìn)行學(xué)習(xí)，充實(shí)新知識新內(nèi)容，達(dá)到知識豐富，技術(shù)熟練和教學(xué)方法科學(xué)而實(shí)用的要求，不斷提高自身的業(yè)務(wù)水平。
參考文獻(xiàn)：
�。�1］沈元華.設(shè)計性研究性物理實(shí)驗教程［m］.復(fù)旦大學(xué)出版社，2004.
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