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摘要：“大学物理实验”作为工科学生进校后的第一门基础性实验课程，是作为实验技能训练的开端和后续实验课、理论课的基础。本文作者所在的学校结合学校信息学科实际，在全面分析学生情况和实验内容的基础上，构建了三级实验教学体系，加强了信息学科基础。
关键词：物理实验；实验教学；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）02-0209-03
由于目前中学物理教学“重理论、轻实验”的教学现象比较严重，导致当前大学物理实验教学与中学物理实验教学严重脱节。“大学物理实验”作为工科学生进校后的第一门基础性实验课程，是作为实验技能训练的开端和后续实验课与理论课的基础。如何服务于专业课教学，如何培养学生动手能力、实践能力和创新能力，这是我们每一个物理实验教师值得研究的问题。南京邮电大学是一所以通信信息学科为特色的学校，学校大部分专业是围绕信息学科开设的，在这样的大信息学科背景下，物理实验的教学内容和教学方法如何去适应专业的需要，如何为人才培养目标服务，这是我们物理实验教学的中心问题。为了解决这一中心问题，我们尝试做了如下的改革和实践，取得了较好的教学效果。
一、优化教学内容，加强信息基础
南京邮电大学物理实验课由物理实验教学中心承担，物理实验教学中心通过深化改革，建立了“重基础、重素质、重能力、重创新”的实验教学体系，以“淘汰落后、改进技术、充实现代”的原则，准确定位和合理规划，中心下设大学物理实验室、应用物理实验室、开放性演示实验室和课外创新实践性实验室（大学生物理创新基地）等实验室。
构建完善的三级实验教学体系。在全面分析学生情况和实验内容的基础上，结合学校学科及专业实际，我们构建了三级实验教学体系：一级物理实验面向各专业所有学生，教学内容以演示实验和基础物理实验为主；二级物理实验面向理工科学生，教学内容以大学物理实验为主；三级物理实验面向应用物理专业和动手能力较强的高年级信息各专业工科学生，以研究性实验为主。
设置丰富的实验课程内容。在三级实验教学体系的基础上，我们根据课程内容具体开设了演示实验、基础物理实验、大学物理实验、普通物理实验、开放物理实验等，使课程体系系列化，形成通信信息的特色。实验项目多达百余个，尤其紧扣信息学科的特色发展了电学、光学与通信信息相关的实验项目。我们打破了物理实验传统的力、热、电、磁、光等分类组织的框架，取而代之的是以物理实验的基础知识、基本方法、基本技能和基本测量仪器与技术为线索组织安排实验内容，从力、热、电、磁、光的结合上下工夫，形成了从基本实验、综合性实验、开放性实验到科研小实验，通过经典物理实验、近代物理实验、前沿科技创新实验等不同层次的实验内容来培养学生的实验技能、动手能力和创新能力。开设的以信息学科为特色的实验项目有：用电流场模拟静电场、用惠斯通电桥测电阻、用电位差计测电动势、双臂电桥测量低电阻、分光计的调节和棱镜顶角及棱镜折射率测定、声速的测量、利用等厚干涉测相关物体的几何尺寸、用衍射光栅测入射光波长、铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线、用霍尔效应测量亥姆霍兹线圈的磁场、观察白光干涉测薄片厚度、光的偏振实验、晶体电光调制、金属中电子的逸出功测定、声光效应、法拉第效应、塞曼效应、高温超导、磁控溅射镀膜等。
二、改革教学方法，突出创新特点
为了提高教学质量，激发学生学习兴趣，我们不断进行教学方法和教学手段的改革。①在教学方法上采用课堂讲授、学生自主实验、实验演示、开放性实验等多种形式相结合。同时，还开设开放性实验项目，强化物理学文化素质教育，充分调动学生的学习积极性。
②在教学手段上，大学物理实验实行30个人的小班教学，在实验过程中保证学生人手一套实验设备，课程组要求任课教师要灵活使用幻灯、投影和计算机模拟等教学手段来提高教学效果。③教学过程中课程组教师一直在积极探索如何将现代教育技术与传统教学方法进行完美组合。在教学中坚持启发和引导性的教学方式，坚持研究型、探讨型教学，鼓励学生自主学习，增强研究性学习，充分利用网络资源，加强协作学习。坚持以教师为主导、学生为主体的精讲引导，不断向学生提出问题，引导学生积极思考和深入理解，从而去发现问题、解决问题。培养学生形象思维、分析计算、发散思维和创新、实践等方面的能力。④对物理实验有特别兴趣和想法的学生，依托大学生物理创新基地，为学生提供高层次的拓展性研究课题，实验室安排老师进行相关的指导，学生在教师的指导下，完成自主设计的研究性课题，提交规范性论文或作品，实验中心组织专家进行答辩或成果鉴定完成实验研究课题。经实践证明，这种做法成效显著，每年有多名学生参加省物理创新大赛，成绩斐然。⑤为了给学生创造一个良好的学习条件，大学物理实验室建立了物理演示实验室，面对学生开放，使学生有良好的预习、自学的环境，有利于学生实验综合能力、创新能力和个性化的培养，为我校本科教学水平的提高做出贡献。实验室每周开放六天，提供数十个实验项目让学生选择。让学生选择完成3～4个实验内容，在此基础上，提出实验研究课题、选择实验仪器平台，进行相关实验研究。⑥设立学生创新实验室，由学生科协组织人员自己管理，学生在课外任何时间都可以进行自己感兴趣的实验课题，实验课程老师参与指导和讨论。⑦改革考试考核方式，注重平时实验操作。采取平时实验考核与期终考核相结合的方式，平时考核占60%、期终考核占40%。平时考核由预习报告、实验操作、学习讨论、自主创新课题及实验报告等多部分组成，期终考核以笔试和操作相结合。
三、全面实施开放，培养自主学习能力
为了培养学生自主学习能力和实践创新能力，我们全面实施了实验开放，从时间上、项目上到网络上都对学生开放，健全了实验室开放制度，以保证实验开放的顺利实施。①在时间上开放，我们制定了详细的实验室开放方案，自2004年开始实行实验室开放以来，不断增加实验室的开放时间，周一到周五全天所有实验室开放，周末创新基地还增加开放时间。学生可以自由选择实验时间，给学生学习以充分自主权，加大了对学生实验设计能力和实践动手能力的培养力度。②在项目上开放，多种形式的创新实验项目和实验环节为培养学生创新意识、创新能力奠定了良好的基础。学生可以通过省、校、院三级创新实验项目立项，自主选题设计创新实验，各类学科创新竞赛活动，参与教师科研项目等多种形式培养创新能力。我们适当增加了实验数量，增加了不同类型的选做实验，增加扩展性实验内容。学生除完成规定的必做实验，同时又提供相当数量的选做实验项目。学生可根据自己的专业、能力和志趣自由选做，充分调动学生学习的主动性和积极性。学生通过开放实验项目的完成，还可获得不同数量的自主个性化学分，这些学分计入学生毕业要求的学业总学分中。③在网络上开放，我们不断完善了物理实验教学网站的建设，通过网站实现三大功能：网上选课、预约；网上实验预习、学习；网上互动答疑等。④在制度上保障开放，为强化实验室开放的管理和保障实验室开放的顺利进行，学校及实验中心制定了一系列实验室开放的规章制度，有力地保证了开放实验教学的顺利进行。
四、加强教学管理，实现管理信息化
建立健全了实验室规章制度，加强了实验教学管理，实现了管理的信息化。我们制定了实验教学大纲，重视实验教材建设，实验指导教师认真做好实验课的准备工作，撰写教案，规范教学，基础课实验做到一人一组。学生实验前必须认真预习，实验时应严格遵守操作规程，独立完成实验，做好记录；实验后应及时完成实验报告。实验报告要求文字通顺、表达清楚、字迹端正、图表规范。实验课严格进行考核，学生成绩由平时考核成绩和期末考试成绩综合评定。通过建立物理实验教学网络数字化平台，实现了实验教学网络化管理。物理实验教学网络数字化平台功能包括实验教学排课、网上选课、师生交互、成绩管理、网上预习和物理实验内部管理系统。实验室工作档案资料管理规范，部分资料实现了网络管理。实验室要指定专人负责管理实验室工作档案，并负责及时收集、整理各种资料，实验人员及时做好有关事项的记录，并将有关资料提供给档案管理人员。
大学物理实验教学的改革符合时代和高等教育发展的要求，是刻不容缓的。我们只有通过大学物理实验教学的积极改革与有效实施，才可真正意义上培养学生坚实的科学实验基础、扎实的科学实验能力以及勇于开拓的创新思维和坚忍不拔的创新精神，极大地促进学生做实验的积极性、主动性。我们结合学校的学科专业特点做了一些改革和实践，取得了一些成绩，但还远远不能满足学生学习的需要，不能适应时代对大学生实践创新能力的需要。这样的改革不是一蹴而就、操之过急的，它是一个循序渐进的过程，需要所有人的共同努力和探索才可以做到更加完美。
参考文献：
[1]胡波.普通物理实验教学改革的研究与实践初探[J].物理教育，2002，（9）.
[2]姜琳.贯彻现代教学理念改革普通物理实验教学[J].煤炭高等教育，2004，（1）.
[3]李晔.突出创新能力培养构建物理实验教学新体系[J].教育经济研究，2008，（12）.
[4]谢素艳.物理实验教学中培养创新能力的又一途径[J].东北师范大学学报，2006，（3）.
基金项目：南京邮电大学教改项目（JG00709JX47、JG00711JX41）
关键词：物理实验；实验教学；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）02-0209-03
由于目前中学物理教学“重理论、轻实验”的教学现象比较严重，导致当前大学物理实验教学与中学物理实验教学严重脱节。“大学物理实验”作为工科学生进校后的第一门基础性实验课程，是作为实验技能训练的开端和后续实验课与理论课的基础。如何服务于专业课教学，如何培养学生动手能力、实践能力和创新能力，这是我们每一个物理实验教师值得研究的问题。南京邮电大学是一所以通信信息学科为特色的学校，学校大部分专业是围绕信息学科开设的，在这样的大信息学科背景下，物理实验的教学内容和教学方法如何去适应专业的需要，如何为人才培养目标服务，这是我们物理实验教学的中心问题。为了解决这一中心问题，我们尝试做了如下的改革和实践，取得了较好的教学效果。
一、优化教学内容，加强信息基础
南京邮电大学物理实验课由物理实验教学中心承担，物理实验教学中心通过深化改革，建立了“重基础、重素质、重能力、重创新”的实验教学体系，以“淘汰落后、改进技术、充实现代”的原则，准确定位和合理规划，中心下设大学物理实验室、应用物理实验室、开放性演示实验室和课外创新实践性实验室（大学生物理创新基地）等实验室。
构建完善的三级实验教学体系。在全面分析学生情况和实验内容的基础上，结合学校学科及专业实际，我们构建了三级实验教学体系：一级物理实验面向各专业所有学生，教学内容以演示实验和基础物理实验为主；二级物理实验面向理工科学生，教学内容以大学物理实验为主；三级物理实验面向应用物理专业和动手能力较强的高年级信息各专业工科学生，以研究性实验为主。
设置丰富的实验课程内容。在三级实验教学体系的基础上，我们根据课程内容具体开设了演示实验、基础物理实验、大学物理实验、普通物理实验、开放物理实验等，使课程体系系列化，形成通信信息的特色。实验项目多达百余个，尤其紧扣信息学科的特色发展了电学、光学与通信信息相关的实验项目。我们打破了物理实验传统的力、热、电、磁、光等分类组织的框架，取而代之的是以物理实验的基础知识、基本方法、基本技能和基本测量仪器与技术为线索组织安排实验内容，从力、热、电、磁、光的结合上下工夫，形成了从基本实验、综合性实验、开放性实验到科研小实验，通过经典物理实验、近代物理实验、前沿科技创新实验等不同层次的实验内容来培养学生的实验技能、动手能力和创新能力。开设的以信息学科为特色的实验项目有：用电流场模拟静电场、用惠斯通电桥测电阻、用电位差计测电动势、双臂电桥测量低电阻、分光计的调节和棱镜顶角及棱镜折射率测定、声速的测量、利用等厚干涉测相关物体的几何尺寸、用衍射光栅测入射光波长、铁磁材料的磁滞回线和磁化曲线、用霍尔效应测量亥姆霍兹线圈的磁场、观察白光干涉测薄片厚度、光的偏振实验、晶体电光调制、金属中电子的逸出功测定、声光效应、法拉第效应、塞曼效应、高温超导、磁控溅射镀膜等。
二、改革教学方法，突出创新特点
为了提高教学质量，激发学生学习兴趣，我们不断进行教学方法和教学手段的改革。①在教学方法上采用课堂讲授、学生自主实验、实验演示、开放性实验等多种形式相结合。同时，还开设开放性实验项目，强化物理学文化素质教育，充分调动学生的学习积极性。
②在教学手段上，大学物理实验实行30个人的小班教学，在实验过程中保证学生人手一套实验设备，课程组要求任课教师要灵活使用幻灯、投影和计算机模拟等教学手段来提高教学效果。③教学过程中课程组教师一直在积极探索如何将现代教育技术与传统教学方法进行完美组合。在教学中坚持启发和引导性的教学方式，坚持研究型、探讨型教学，鼓励学生自主学习，增强研究性学习，充分利用网络资源，加强协作学习。坚持以教师为主导、学生为主体的精讲引导，不断向学生提出问题，引导学生积极思考和深入理解，从而去发现问题、解决问题。培养学生形象思维、分析计算、发散思维和创新、实践等方面的能力。④对物理实验有特别兴趣和想法的学生，依托大学生物理创新基地，为学生提供高层次的拓展性研究课题，实验室安排老师进行相关的指导，学生在教师的指导下，完成自主设计的研究性课题，提交规范性论文或作品，实验中心组织专家进行答辩或成果鉴定完成实验研究课题。经实践证明，这种做法成效显著，每年有多名学生参加省物理创新大赛，成绩斐然。⑤为了给学生创造一个良好的学习条件，大学物理实验室建立了物理演示实验室，面对学生开放，使学生有良好的预习、自学的环境，有利于学生实验综合能力、创新能力和个性化的培养，为我校本科教学水平的提高做出贡献。实验室每周开放六天，提供数十个实验项目让学生选择。让学生选择完成3～4个实验内容，在此基础上，提出实验研究课题、选择实验仪器平台，进行相关实验研究。⑥设立学生创新实验室，由学生科协组织人员自己管理，学生在课外任何时间都可以进行自己感兴趣的实验课题，实验课程老师参与指导和讨论。⑦改革考试考核方式，注重平时实验操作。采取平时实验考核与期终考核相结合的方式，平时考核占60%、期终考核占40%。平时考核由预习报告、实验操作、学习讨论、自主创新课题及实验报告等多部分组成，期终考核以笔试和操作相结合。
三、全面实施开放，培养自主学习能力
为了培养学生自主学习能力和实践创新能力，我们全面实施了实验开放，从时间上、项目上到网络上都对学生开放，健全了实验室开放制度，以保证实验开放的顺利实施。①在时间上开放，我们制定了详细的实验室开放方案，自2004年开始实行实验室开放以来，不断增加实验室的开放时间，周一到周五全天所有实验室开放，周末创新基地还增加开放时间。学生可以自由选择实验时间，给学生学习以充分自主权，加大了对学生实验设计能力和实践动手能力的培养力度。②在项目上开放，多种形式的创新实验项目和实验环节为培养学生创新意识、创新能力奠定了良好的基础。学生可以通过省、校、院三级创新实验项目立项，自主选题设计创新实验，各类学科创新竞赛活动，参与教师科研项目等多种形式培养创新能力。我们适当增加了实验数量，增加了不同类型的选做实验，增加扩展性实验内容。学生除完成规定的必做实验，同时又提供相当数量的选做实验项目。学生可根据自己的专业、能力和志趣自由选做，充分调动学生学习的主动性和积极性。学生通过开放实验项目的完成，还可获得不同数量的自主个性化学分，这些学分计入学生毕业要求的学业总学分中。③在网络上开放，我们不断完善了物理实验教学网站的建设，通过网站实现三大功能：网上选课、预约；网上实验预习、学习；网上互动答疑等。④在制度上保障开放，为强化实验室开放的管理和保障实验室开放的顺利进行，学校及实验中心制定了一系列实验室开放的规章制度，有力地保证了开放实验教学的顺利进行。
四、加强教学管理，实现管理信息化
建立健全了实验室规章制度，加强了实验教学管理，实现了管理的信息化。我们制定了实验教学大纲，重视实验教材建设，实验指导教师认真做好实验课的准备工作，撰写教案，规范教学，基础课实验做到一人一组。学生实验前必须认真预习，实验时应严格遵守操作规程，独立完成实验，做好记录；实验后应及时完成实验报告。实验报告要求文字通顺、表达清楚、字迹端正、图表规范。实验课严格进行考核，学生成绩由平时考核成绩和期末考试成绩综合评定。通过建立物理实验教学网络数字化平台，实现了实验教学网络化管理。物理实验教学网络数字化平台功能包括实验教学排课、网上选课、师生交互、成绩管理、网上预习和物理实验内部管理系统。实验室工作档案资料管理规范，部分资料实现了网络管理。实验室要指定专人负责管理实验室工作档案，并负责及时收集、整理各种资料，实验人员及时做好有关事项的记录，并将有关资料提供给档案管理人员。
大学物理实验教学的改革符合时代和高等教育发展的要求，是刻不容缓的。我们只有通过大学物理实验教学的积极改革与有效实施，才可真正意义上培养学生坚实的科学实验基础、扎实的科学实验能力以及勇于开拓的创新思维和坚忍不拔的创新精神，极大地促进学生做实验的积极性、主动性。我们结合学校的学科专业特点做了一些改革和实践，取得了一些成绩，但还远远不能满足学生学习的需要，不能适应时代对大学生实践创新能力的需要。这样的改革不是一蹴而就、操之过急的，它是一个循序渐进的过程，需要所有人的共同努力和探索才可以做到更加完美。
参考文献：
[1]胡波.普通物理实验教学改革的研究与实践初探[J].物理教育，2002，（9）.
[2]姜琳.贯彻现代教学理念改革普通物理实验教学[J].煤炭高等教育，2004，（1）.
[3]李晔.突出创新能力培养构建物理实验教学新体系[J].教育经济研究，2008，（12）.
[4]谢素艳.物理实验教学中培养创新能力的又一途径[J].东北师范大学学报，2006，（3）.
基金项目：南京邮电大学教改项目（JG00709JX47、JG00711JX41）