大學(xué)物理實驗教學(xué)的課程化實踐.pdf

2007年8月第4期高教論壇HigherEducationForumAug.2007.No14收稿日期:2007-03-05作者簡介:吳福根,男,博士,教授。實驗教學(xué)部主任。主要從事高等教學(xué)、研究和管理工作.大學(xué)物理實驗教學(xué)的課程化實踐吳福根(廣東工業(yè)大學(xué)實驗教學(xué)部,廣東廣州510090)摘要:本文從廣東工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗課的課程化教學(xué)的實踐,總結(jié)了實驗教學(xué)隊伍的建立、立體化教學(xué)手段與方法的實施以及在教學(xué)中體現(xiàn)工程特色等方面的體會和經(jīng)驗,希望能對其他實驗教學(xué)的課程化建設(shè)有一定的啟發(fā)和幫助作用。關(guān)鍵詞:大學(xué)物理實驗；實驗教學(xué)課程化中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1671-9719(2007)04-0033-03大學(xué)物理是本科理工科各專業(yè)學(xué)生的一門重要的基礎(chǔ)課程,在大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中占有十分重要地位。自20世紀80年代初開始,工科院校的大學(xué)物理教學(xué)分別由大學(xué)物理理論課和大學(xué)物理實驗課兩門課程教學(xué)來進行,他們有各自的教學(xué)基本要求,安排教學(xué)內(nèi)容和課程體系,理論教學(xué)和實驗教學(xué)相對獨立。大學(xué)物理實驗也是教育部規(guī)定的惟一獨立設(shè)課的基礎(chǔ)實驗課。這些改革充分說明了物理實驗在物理學(xué)中的重要作用,以及在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力等方面的重要作用。廣東工業(yè)大學(xué)是廣東省的省屬重點工科院校,學(xué)校立足廣東,面向廣東經(jīng)濟,努力培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型人才。因此,實驗和實踐教學(xué)在工科教學(xué)中占有重要的地位。近年來,學(xué)校大力改革和推進實驗和實習(xí)教學(xué),提出了一系列有利于實驗教學(xué)質(zhì)量提高的新舉措。例如,建立了基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗以及專業(yè)實驗等全校性的分層次的實驗教學(xué)新體制,積極倡導(dǎo)和推進實驗課程化教學(xué),加強獨立的實驗教學(xué)隊伍的建設(shè)等,這些改革必將有利于提高學(xué)校創(chuàng)新性和應(yīng)用型人才的培養(yǎng),有利于培養(yǎng)廣東經(jīng)濟和社會急需的人才,也必將有利于樹立學(xué)校的人才品牌。作為已經(jīng)獨立開設(shè)有二十余年的大學(xué)物理實驗課程,本文將結(jié)合大學(xué)物理實驗課程特別是近年來大學(xué)物理實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)實踐,談?wù)勎覀兊慕?jīng)驗和體會,希望對其他實驗教學(xué)課程化改革有一定的啟發(fā)和幫助作用。一、大學(xué)物理實驗課教學(xué)的基本情況廣東工業(yè)大學(xué)大學(xué)物理實驗教學(xué)中心于1995年6月由原廣東工學(xué)院、廣東機械學(xué)院、華南建設(shè)學(xué)院(東院)三校大學(xué)物理實驗室基礎(chǔ)上合并組建。2003年12月學(xué)校建立了新的實驗管理新體制,成立了全校性的公共基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心實驗中心(后改名為實驗教學(xué)部),將全校性公共基礎(chǔ)實驗室(大學(xué)物理實驗中心、電工電子實驗中心、計算機基礎(chǔ)中心、金工實習(xí)中心)納入該中心的管理,使公共基礎(chǔ)實驗的統(tǒng)一安排和實驗室資源共享最大化,促進了實驗教學(xué)體系的完善。大學(xué)物理實驗教學(xué)中心于2004年由龍洞校區(qū)搬入大學(xué)城校園,實驗室面積和實驗設(shè)備得到了進一步的完善?，F(xiàn)有設(shè)備臺套數(shù)約為2600臺套,總值約421萬元,實驗室面積約5500平方米。中心的主要任務(wù)是承擔全校理工科各個專業(yè)的大學(xué)物理實驗課,在05-06年度,在全校的49個專業(yè)中,有45個專業(yè),約7000本科學(xué)生參與該課程的學(xué)習(xí),年實驗教學(xué)人時數(shù)已超過了36萬人時數(shù)。因此,開設(shè)面廣、受益面大是這種課程的最大特色。大學(xué)物理(包括實驗)課程于2000年被省教育廳評為省級優(yōu)秀課程,2004年又被我校推薦為省級精品課程,同時又被省教育廳推薦參加國家精品課程的評選,2005年被評為廣東省首批省級實驗教學(xué)示范中心。實踐證明,大學(xué)物理實驗課程對學(xué)生的實際操作能力、分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng)具有其他課程教學(xué)所無法替代的重要性和必要性。33二、實驗教學(xué)隊伍的建設(shè)是實驗教學(xué)、實驗室管理和建設(shè)的關(guān)鍵實驗教學(xué)不同于理論教學(xué),一方面它需要一支高水平的、穩(wěn)定的教師隊伍,另一方面也需要一支訓(xùn)練有素的管理員隊伍。因為大學(xué)物理理論課和實驗課是兩門相互獨立的課程,一般來說,兩門課程之間的教師不盡相同,我校大學(xué)物理理論課和實驗課的教師分別屬于兩個二級部門,而實驗課的教師則兩個部門都有,因此,隊伍的建設(shè)確實存在一定的難度。特別是近年來,隨著持續(xù)的擴招,使得人員嚴重缺編,教師工作量成倍增長,這些因素,都需要我們面對新的形勢,建立高效的、有利的實驗教學(xué)隊伍。我們的做法有以下幾點:1.四個層次的實驗教學(xué)隊伍為了確保實驗教學(xué)中各項工作的落實,我們建立了四個層次的實驗教學(xué)隊伍,即大學(xué)物理實驗教學(xué)指導(dǎo)委員會、實驗教師、實驗管理人員、研究生助教助管。通過近二年的運行覺得是行之有效的。首次,成立了由5人組成的大學(xué)物理實驗教學(xué)指導(dǎo)委員會,負責(zé)中心的建設(shè)、規(guī)劃以及課程教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的制定等方面的工作。教學(xué)指導(dǎo)委員會的會員由學(xué)校大學(xué)物理教學(xué)方面的資深教授和專家組成,由學(xué)校統(tǒng)一頒發(fā)聘書。一般來說,實驗教師的學(xué)歷和職稱以及科研能力等方面均比理論課教師差,僅僅依靠現(xiàn)有的實驗室自身人員的力量來開展實驗室的建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃,會存在一定的難度。因此,這種集中學(xué)校的優(yōu)勢力量的做法將為實驗室建設(shè)和發(fā)展提供一個全方位的考慮。其次是實驗教師隊伍。物理學(xué)是在實驗基礎(chǔ)上發(fā)展起來的學(xué)科,理論和實驗是密不可分的。在理論課上教師要講到一些重要的實驗,而在實驗課上教師也會講到理論方面的內(nèi)容,會講到實驗在理論的奠定和發(fā)展中的作用。因此,物理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容就要求我們“理論聯(lián)系實驗、實驗聯(lián)系理論”。任何離開理論的實驗教學(xué),以及離開實驗的理論教學(xué)均是不可取的。這就要求我們的教師是一個“理論和實驗的統(tǒng)一體”。因此,近年來我們一直堅持實驗教師隊伍是由70%左右的實驗教師和30%左右的理論教師所組成為宜。中心的實驗教師主要以實驗課教學(xué)為主,中心也鼓勵中心教師承擔一定數(shù)量的理論課教學(xué),從而使得他們能做到理論和實驗的有機結(jié)合。另外,中心也歡迎和吸引高水平的、有責(zé)任心的高職稱和高學(xué)歷的理論課教師承擔實驗教學(xué),例如在教學(xué)酬金、上課時間的安排方面給予傾斜。實驗管理人員是中心管理和建設(shè)的重要力量,是實驗室管理水平和實驗教學(xué)正常運行的重要保證。近年來,我們每年聘請了30人左右的研究生擔任助教和助管工作,這給中心的工作增加了新鮮的血液,同時,鍛煉了研究生的能力。2.加強團隊精神建設(shè),是實驗教學(xué)的保障實驗課教學(xué)需要“人、財、物”的有機結(jié)合,需要我們加強團隊建設(shè)。一方面實驗課的教學(xué)中需要實驗教師了解和掌據(jù)各種儀器設(shè)備的性能以及使用,需要實驗教師在學(xué)生的實驗過程中即時排除障礙,確保學(xué)生實驗的正常和有序進行。另一方面實驗教學(xué)指導(dǎo)委員會的會員也必須與實驗教師和實驗管理人員加強溝通,了解實驗教學(xué)的實際現(xiàn)狀,才能確保中心規(guī)劃和教學(xué)大綱制定的合理性。因此,我們形成了若干個由實驗教學(xué)指導(dǎo)委員會、實驗教師、實驗管理人員以及研究生助教助管組成的小組,開展一系列實驗項目和內(nèi)容的教學(xué)、教改等方面工作。實踐證明,這種方式是行之有效,對于提高中心的戰(zhàn)斗力是很有幫助的。3.加強青年教師培養(yǎng),是實驗課程教學(xué)和建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證這幾年,有較多新分配來研究生加入到實驗教師隊伍中來,他們是中心建設(shè)的生力軍,因此,如何讓他們較快地適應(yīng)實驗教學(xué),同時安心和熱愛實驗教學(xué)是中心建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證,也是造就優(yōu)秀實驗教學(xué)團隊的需要。為此,結(jié)合中心建設(shè)的實際情況,以及青年教師個人成長,制定了一套青年教師的培訓(xùn)計劃,使青年教師有目標和責(zé)任感。我們充分發(fā)揮了老教師的“傳、幫、帶”作用,利用老教師在長期的教學(xué)和科研工作中積累的豐富經(jīng)驗,通過聽課、輔導(dǎo)、備課以及試講試做實驗等一系列培訓(xùn)計劃,幫助青年教師熟悉實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié),促進了青年教師盡快脫穎而出。其次,我們了開展一系列的教研活動,例如帶領(lǐng)他們參加與示范中心建設(shè)相關(guān)的教改項目和教學(xué)研究課題,以及通過參與撰寫教學(xué)研究論文、參與實驗設(shè)備的研制和改進和參加教材的建設(shè)等工作,指導(dǎo)和幫助青年教師不斷提高教學(xué)水平和學(xué)本水平。此外,中心也鼓勵青年教師的在職提高,鼓勵他們在職攻讀博士學(xué)位、做博士后；選派優(yōu)秀青年教師去國內(nèi)外著名大學(xué)進修提高,以拓展學(xué)術(shù)視野；鼓勵青年教師參加國內(nèi)外的教學(xué)會議,與同行交流。因此,通過這二三年的示范中心的建設(shè)也鍛煉了實驗教學(xué)隊伍,逐步形成了以教授為中心負責(zé)人,由教授、副教授、高級實驗師、講師、實驗師、助教以及研究生等組成的知識結(jié)構(gòu)合理、層次齊全、團隊合作精神強,教學(xué)水平和管理水平高的實驗教學(xué)隊伍。三、立體化教學(xué)手段和方法的實施,確保因材施教的實現(xiàn)對于絕大部分理工科學(xué)生而言,在大學(xué)四年學(xué)業(yè)中的實驗課是從大學(xué)物理實驗課開始的,因此,通過該課程的學(xué)習(xí),對學(xué)生實驗素養(yǎng)、動手能力的養(yǎng)成43以及后續(xù)實驗課的學(xué)習(xí)都是起到重要的影響的。因此,如何開個好頭,讓學(xué)生得到一個好的基礎(chǔ)訓(xùn)練,是擺在我們面前的重要任務(wù)。我校是一所省屬重點工科院校,每年都面臨本科生的擴招壓力,近年來,每年的招生規(guī)模已超過了一萬學(xué)生,而其中80%左右的學(xué)生都要在一、二年級時學(xué)習(xí)大學(xué)物理實驗課。由于高考指揮棒的影響,使得學(xué)生的物理實驗水平參差不齊,這給我們的大學(xué)物理實驗教學(xué)提出了一個難題,如何根據(jù)目前我校在大學(xué)城校園的特殊環(huán)境,確保不同層次、不同要求的學(xué)生對物理實驗教學(xué)的不同需要以及學(xué)生動手能力和實驗教學(xué)質(zhì)量的提高是我們面臨的挑戰(zhàn)。近年來,我們在這方面作了些嘗試,例如開放實驗室、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)等工作,均取得了一些成績,但是還是缺乏全面和系統(tǒng)的研究,而實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)為中心的實驗教學(xué)提供了一個新的目標和方向。我們在前期工作的基礎(chǔ)上,提出立體化實驗教學(xué)的設(shè)想,通過課堂教學(xué)、多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗教學(xué)以及全天候開放式教學(xué)等手段的有機結(jié)合,通過“虛擬”和“現(xiàn)實”的方式,確保和逐步提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。這一嘗試將有助于我校實驗教學(xué)質(zhì)量的提高,有助于形成課程的特色,通過立體化的教學(xué)手段,確保大面積基礎(chǔ)實驗教學(xué)的水平的提高,將對我校其他實驗教學(xué)的改革起到示范性的作用。具體做法是:多媒體實驗教學(xué)課件研制和實施方案。目前我校的實驗教學(xué)都是采用粉筆+黑板的方式,還沒有開展多媒體教學(xué)方面的嘗試。我們在省級示范中心建設(shè)經(jīng)費提供的硬件基礎(chǔ)上,探討實驗多媒體教學(xué)課件的研制以及教學(xué)實施方面的問題。全天候開放式實驗室的實踐。面對大面積的學(xué)生的實驗教學(xué),一方面如何通過開放實驗確?；A(chǔ)差的學(xué)生得到補習(xí)和鞏固,另一方面對于基礎(chǔ)好的同學(xué)則可以起到提高的作用,真正做到因材施教。我們制定了開放實驗室的制度和方法以及探討這一舉措對這二類學(xué)生動力能力和創(chuàng)新能力的提高方面的作用。網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)平臺的實現(xiàn)。通過搭建一個網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺,克服時空的障礙,可實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬實驗、師生互動等工作。立體化實驗教學(xué)手段的有效作用。通過立體實驗教學(xué)手段的有效整合,研究立體化教學(xué)手段對提高教學(xué)質(zhì)量的影響。四、更新實驗項目,體現(xiàn)工程特色近代物理學(xué)和現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展,對大學(xué)物理實驗的項目和內(nèi)容提出了新的要求,據(jù)此,近年來,我們趁實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)之際,重新整合了實驗項目和實驗內(nèi)容,更換了一些實驗項目,使其更富有現(xiàn)代性和創(chuàng)新性。在實驗內(nèi)容方面,進一步壓縮和精簡經(jīng)典物理實驗,大量增加與高新技術(shù)相關(guān)的近代物理實驗。盡量減少驗證性實驗,增加設(shè)計和綜合性實驗。另外不斷加強計算機在實驗教學(xué)中的應(yīng)用。例如用計算機進行數(shù)據(jù)采集和分析,用計算機進行數(shù)值模擬和計算,用計算機進行虛擬實驗等等。五、對實驗教學(xué)課程化改革的幾點看法在我國,長期以來大學(xué)本科教學(xué)體制主要是采用“一條腿”走路的方針,即以理論教學(xué)為主。對于絕大部分課程而言,實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué),實驗課是為了驗證理論而開設(shè)的,因而造成了人員分散、財力分散和儀器設(shè)備分散,學(xué)校和老師只重視學(xué)生的考試成績,而忽視學(xué)生實驗?zāi)芰途C合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),顯然這種教學(xué)體制是不符合21世紀對人才培養(yǎng)的要求。將附屬于理論教學(xué)中的實驗課分離出來,進行課程化建設(shè),構(gòu)建實驗教學(xué)新體系等舉措的實施,完全改變了長期以來將實驗教學(xué)看作是理論教學(xué)的補充和驗證的觀念。從新的角度重新審視實驗教學(xué)的重要性,這將有利于實驗教學(xué)質(zhì)量的提高。同時,也必須看到,由于實驗教學(xué)長期所處的地位,實驗教學(xué)課程化建設(shè)是一項艱巨的工作,需要學(xué)校各部門的大力支持、需要教師的積極參與。實驗教學(xué)新體系的建設(shè)將涉及到更多的內(nèi)容,將不亞于理論教學(xué)體系的建立,因此需要更多的錘煉和更多的努力。最后,也必須指出,實驗教學(xué)課程體系的建立是為了更好地提高實驗教學(xué)的質(zhì)量,提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。這是一種人為的做法,實際上作為一個完整的課程體系來講,理論和實驗是這個有機整體的二個方面,是密不可分的。因此,我們在推進實驗課程化建設(shè)中,一定要記住,這種人為的分開,僅僅是為了建立新的教學(xué)模式,為了加強實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)。在理論教學(xué)和實驗教學(xué)的整合上、在師資隊伍的建設(shè)上一定要互通。既要分,又要合,分中有合,合中有分。(責(zé)任編輯:蔣新強)(下轉(zhuǎn)第24頁)53道德素質(zhì)形成過程中未發(fā)揮應(yīng)有的作用,只有57人(占6.8%)認為學(xué)校是影響大學(xué)生思想道德素質(zhì)的首要因素。在決定青少年社會公德意識主要因素方面,學(xué)校教育卻被認為是非決定因素,認為學(xué)校教育為決定因素的僅有92人(僅占10.94%),說明學(xué)校在這方面的工作力度不夠；從對榮辱觀態(tài)度中可以看出,吃苦耐勞、服務(wù)人民的優(yōu)良傳統(tǒng)逐漸被我校大學(xué)生遺棄,情況不容樂觀。筆者分析,出現(xiàn)這些問題的原因主要有以下幾方面:3.1我校大學(xué)生思想道德的基本情況問題的原因分析在充分看到當前道德建設(shè)積極向上態(tài)勢的同時,也要充分認識到仍然存在一定的問題。第一,市場經(jīng)濟的負面消極影響。市場經(jīng)濟自身的盲目性、自發(fā)性特點和利益原則、等價交換原則可能成為滋生利己主義和拜金主義的溫床；第二,社會不良思潮的滲透侵蝕。隨著改革開放的進一步深入,西方資產(chǎn)階級腐朽的思想、文化和生活方式也隨之而來,部分大學(xué)生迷失了自我,崇洋媚外；第三,學(xué)校思想政治教育機制的不健全。已有的高校思想政治工作體系已不能適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要,而適應(yīng)新時代的科學(xué)的高校思想政治工作體系目前尚未完全建立起來；第四,當代大學(xué)生自身存在的弱點?，F(xiàn)在多數(shù)大學(xué)生為獨生子女,其家庭環(huán)境優(yōu)越,在父母的嬌寵下形成了只講索取、不愿奉獻等令人憂慮的弱點。3.2加強我校學(xué)生的思想道德素質(zhì)教育的方法探究針對以上出現(xiàn)的問題,要提高我校學(xué)生的思想道德素質(zhì)教育應(yīng)做到六個“加強”。第一,加強課程建設(shè),以豐富的內(nèi)容陶冶學(xué)生；第二,加強隊伍建設(shè),以師表形象教育學(xué)生；第三,加強校園文化建設(shè),以良好氛圍感染學(xué)生；第四,加強社會主義法制教育,以標準的規(guī)范束縛學(xué)生；第四,加強人文教育,以有效的工作指導(dǎo)學(xué)生；第五,加強形勢政策教育,以復(fù)雜的國際局勢警醒學(xué)生；第六,加強網(wǎng)絡(luò)文化教育,以健康的文化引導(dǎo)學(xué)生。(責(zé)任編輯:蔣新強)TheInvestigationandAnalysisofCollegeStudentsIdeologicalandEthicalConditionsXINGXue-wu,SHANGFan-jing,ZHANGChun-min,WANGWei,CHENGang-gang,GAOYuan,ZHANGLin-ming,ZHAOHua-ming,CHENXian-jiu,GUOJian-kai(ShanxiMedicalUniversity,Taiyuan,Shanxi030001)Abstract:Theelevationofcollegestudentsideologicalandethicalconditionsisoneofthemostsignificantpoliticalaffairsinhigherinstitutions.Thepaperproposessomestrategiestostrengthenandimprovethecollegestudentsideologicalandethicaleducationonthebasisoftheinvestigationandanalysisof841students-involvedsurveyconductedinShanxiMedicalUniversi2ty.Thepaperincludesthreemaintopics:themaininfluencedfactorsoftheideologicalandethicalformation,themaindeter2minedfactorsofsocialpublicvirtualconsciousn