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摘要：分析了中国矿业大学应用物理专业实验教学存在的若干问题，对应用物理专业实验课程全部进行独立设课、淘汰陈旧、简单的实验项目，补充反映学科新进展、新成果的实验项目，依照先易后难、逐级推进原则，构建模块化专业实验课程体系。建议多采用启发式、研讨式、探究式教学方法，针对不同模块实验提出了相应的实验成绩评定方式。
关键词：应用物理；专业实验；课程体系优化；教学改革
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）30-0073-02
专业实验教学旨在培养学生综合实验技能，提高学生运用现代科技解决实际问题的综合素质和创新能力，[1]是高等学校人才培养体系的重要组成部分，与理论教学起着相辅相成的作用。[2]因此，保持专业实验课程内容丰富、设计合理、时效性强，切实发挥将理论学习与实际应用相联系的纽带作用非常重要。这就要求对专业实验课程体系进行不断调整与改革，充分发挥在人才培养中的作用。为此在长期教学实践与改革过程中，要积极进行探索与实践，逐步调整和优化应用物理专业实验课程体系，为进一步改革实验教学、提高学生实验技能奠定基础。
一、应用物理专业实验教学中存在的问题
1.实验课程体系不合理
中国矿业大学2008年以前的应用物理专业实验培养方案显示，实验教学内容比较陈旧，结构安排不合理，验证性实验设置较多，设计性、综合性实验安排较少。实验教学大多数是作为课堂理论教学的一种辅助手段，开设实验课程的目的是巩固和加强理论课的基本理论与基本知识，验证相应理论教学的效果，反映新知识、新技术的实验项目少。另一方面，许多专业实验课程没有独立设课，各门课程按照自身需要开设实验，实验内容各自为政，缺乏联系，造成实验内容重复，实验仪器重复使用，体现不出专业特色。面对科技日新月异的发展，现有的应用物理专业实验课程体系已不能适应现代高等院校新的实验教学理念和教学机制。
2.以“灌输式”教学为主
合理的实验教学方式对动手实践能力的培养至关重要。目前实验教学组织方法多以教师为主体，上课时先由教师对实验原理及整个实验过程进行讲解，然后学生再照着讲义一步一步进行实验，这种“教师讲授+演示+学生实验”的授课方式将学生置于实验教学的附属地位，限制了学生的思维空间，不但不能达到专业实验培养学生动手能力、分析解决问题能力的目的，甚至压抑了学生个性发展和学习的积极性，束缚学生创新能力的发挥。[3]
3.实验成绩考核方式不合理
目前，应用物理专业实验根据学生实验报告和出勤率来给定实验成绩，忽视了考查学生掌握实验方法的程度，参与实验过程的积极性，以及发现实验问题和解决实验问题的能力。这种评定实验成绩的标准过于单一，容易使学生对实验课不重视，实验报告抄袭现象严重，并且也容易挫伤热爱实验课学生的积极性，不利于学生动手实践能力的培养。
二、应用物理专业实验课程优化与教学改革实践
针对应用物理专业实验课程教学存在的问题，在原有实验教学改革研究成果的基础上，遵循“以学生为本、培养创新能力”的实验教学理念，结合中国矿业大学“培养基础厚、能力强、素质高，具有创新潜能和协作精神的高级专门人才”的要求，采取切实有效的措施，深化应用物理专业实验课程体系的整体优化与教学内容改革，加强学生专业实验能力的培养和训练，提高学生自主学习的主动性和积极性，对应用物理专业实验课程体系、教学方法和考核方式进行了改革探索。
1.实验课程模块优化
中国矿业大学按照专业培养目标，打破原有的实验设置体系，将所有实验项目从理论课中分离，独立设课，进行分类、归纳、删减、更新和整合，实现模块化设置，确保实验体系的系统性和连续性，以加强学生对理论体系的全方位理解和掌握，培养学生科学思维意识和能力。同时，为实现通过循序渐进、逐步提升的方式来提高学生的专业基本技能，培养学生创新意识和客观的科学研究素养，依照实验内容先易后难、先简后繁、先验证后综合创新的顺序，[4，5]遵循实验项目与时俱进、不断更新完善、循序渐进、分阶段分层次实施的原则，构建了以专业基础实验—专业综合与方向实验—专业研究创新实验的实验教学体系，逐级推进实验教学进程，将应用物理专业实验课程体系分成几个实验模块。
（1）专业基础实验。应用物理专业学生是在大三下学期开始进行专业实验学习的，这时他们已经经历了系统的普物A（1）、A（2） 、A（3）和近代物理实验的训练，学习了或正在学习专业理论课程，因此，专业实验中取消与上述基础实验内容重复或陈旧的单纯验证性实验，精选一部分必做的具有经典性、代表性和启发性的验证性实验，将重点放在有助于加强对专业理论课程内容理解以及专业基本技能训练的实验项目上，选择针对性较强、涵盖操作技能较广的实验项目，精心准备，并由教师严格指导，对基本操作技能进行严格训练，使学生的专业理论知识和实际的专业技术结合起来，并学会正确使用本学科领域的常用仪器设备，为后续更深层次地学习专业实验课程打下坚实的基础。
（2）专业综合与方向实验。专业基础实验重在提高基本实验技能和巩固基础理论，而专业综合实验与专业方向实验则可以更大程度地激发学生主动学习的热情，以及培养学生综合运用课堂所学知识解决复杂问题的能力。经过优化整合之后，应用物理专业综合实验和专业方向实验内容丰富，实验项目之间的关联性较强，涉及到的专业知识较多，通过此类型实验使学生能将理论课上所学的相关知识综合起来，并举一反三，运用所掌握的基本理论知识、基本实验技能以及各种测量方法和技术，并结合实验室所有仪器设备状况，自行设计实验方案，系统构成、实验步骤并实施，最终独立完成实验报告或实验论文。在此过程中，使学生在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的方法，培养学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力，使学生不但可以对实验的一般程序有整体的认识，更使实验由原来的“要我做”变为“我要做”，极大提高了学生钻研科学的兴趣，改善教学效果。 （3）专业研究创新实验。应用物理专业研究创新实验主要是学生在大学四年级进行，设立课程设计、创新实践和专业综合创新能力训练等几个部分，根据学生的学习情况、就业意愿和倾向开设以学科背景为主线的研究型实验和以工程实践为主的产品或工艺设计、校内外实习以及直接参与科研项目等创新型实验。研究创新型实验与本专业教师科研或校内外相关企业机构密切联系，一方面鼓励部分学生提出独创性实验或实践设想并付诸实施，另一方面鼓励学生根据兴趣与自身特长参与部分科研工作。此类实验与大学生科研训练计划项目、实验室开放项目，或者教师、企业科研课题相结合，注重实验与科研的结合，将现代科技进步的成果渗透到课程中，使学生能够尽早、更多、更好地了解和掌握本专业科学研究发展态势与最新进展。这部分实验为选修项目，选择余地较大，利用相关项目经费的支持，采取导师制的方式，根据双向选择，让有兴趣的学生在掌握了一定知识和技能的条件下进一步对学生综合能力进行提升，使学生能综合运用物理专业及相关学科的知识，具备解决实际问题的能力和意识。这样有利于将本科创新实验计划项目、老师科研项目与学生毕业论文和毕业设计环节相结合，形成教学、科研、实验相互融合、良性互动、共同发展的局面。[6]
2.探究式实验教学方法的运用
实验教学方式对实验教学效果有着直接的影响，选择合理的教学方式对人才培养至关重要。[7]“教师讲授+演示+学生实验”的授课方式既不利于学生独立思考，又不利于激发学生的实验积极性，更不利于培养学生的动手能力和实践技能。因此，改变本专业实验课程的教学方式，调动学生对不同模块学习的积极性非常重要。按照现代教学论的要求，注重学生在实验教学活动中的主体地位，充分发挥教师在实验教学中的指导作用，学生要成为学习的主人，教师必须从“主导者”成为“组织者”、“引导者”。在实验课程教学过程中，教师积极采用启发式、讨论式、交互式、探究式的教学方式，广泛采用案例教学法、项目课题研究教学法等先进的实践教学方法，采用现代化的教学手段，引入实验教学课件，将理论教学与实验教学有机结合，给学生提供更宽松、更有利于个性发展的氛围和环境。
3.实验考核方式的改革
建立准确、客观、科学的实验成绩评价体系，对引导学生重视实验，正确处理知识、能力和素质的关系具有重要的导向作用。[8]专业实验成绩的评定重点应该放在考查学生对理论知识理解和掌握的程度、分析解决实际问题能力与创新能力等方面。因此，在专业实验成绩评定时，按照实验项目性质的不同采用不同的考核评定方式，即对专业基础性实验、考评方式以实验报告与现场实验操作相结合来进行成绩的评判，以便提高学生对实际动手能力训练的重视程度；对专业综合性实验和专业方向性实验，考评方式按照实验操作过程、实验结果、综合分析相结合的方式来全面评定学生的综合分析问题和解决问题的能力；对研究创新型实验、成绩考评要以动态过程始终贯穿于整个实验过程，从提出问题、设计实验、实际操作、实验结果分析、实验报告，甚至讨论、答辩等多方面相结合，考评侧重于实验创意、实际操作技能和分析解决实际问题的能力。只有采取多种形式的综合考核方式才能对学生的实验成绩进行科学合理地评定。
三、结束语
针对应用物理专业特点，结合中国矿业大学的办学经验和科研条件，对应用物理专业实验的课程设置、实验内容体系、实验教学手段和实验成绩评定等方面进行了改革与探索，改变了实验课依附于理论课的弊端，避免开设实验性质和实验内容雷同的实验，将实验课程进行整体优化和模块化设置，丰富了实验内容，完善了实验教学的知识结构，采用多元化的实验教学手段与合理的实验成绩评定方法。这些措施在提高学生的科学素质、实践能力、培养学生的创造性思维能力、创新意识和解决实际问题的能力方面发挥了一定的作用。但应用物理专业实验教学的探索改革与实践是一项长期而艰巨的工作，还有很多有待研究和深化的内容及广阔的发展空间，也会遇到许多新的问题，还需要运用先进的教育教学理念，在今后的实践中不断地探索、研究、修正和完善。
参考文献：
[1]张曰理，吕平，欧阳红群，等.强化材料物理专业实验教学，培育新型创新人才[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：241-243.
[2]西鹏，顾晓，华郑兵.材料科学与工程专业创新性实验教学体系的改革探究[J].广州化工，2011，39（24）：146-148.
[3]李娴，叶旭，陈冬梅，等.改革物理化学实验教学体系，提升学生科研素质[J].广州化工，2011，39（14）：154-156.
[4]黄曙江，郑飞跃.应用物理专业实验特色和教学的研究[J].杭州电子科技大学学报，2005，1（2）：61-64.
[5]吴志颖.应用物理学专业实践教学体系的构建与实施[J].渤海大学学报（自然科学版），2012，33（2）：125-129.
[6]罗艳伟，富笑男.应用物理专业课程体系改革与实践[J].郑州航空工业管理学院学报，2009，28（5）：160-162.
[7]郭永利，梁工英.在材料物理专业实验教学中培养学生的创新能力[J].陕西师范大学学报，2009，37（7）：145-147.
[8]骆雯琴，沈宗洋.应用物理专业实验教学研究与探索[J].长春教育学院学报，2012，28（9）：109-113.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：应用物理；专业实验；课程体系优化；教学改革
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）30-0073-02
专业实验教学旨在培养学生综合实验技能，提高学生运用现代科技解决实际问题的综合素质和创新能力，[1]是高等学校人才培养体系的重要组成部分，与理论教学起着相辅相成的作用。[2]因此，保持专业实验课程内容丰富、设计合理、时效性强，切实发挥将理论学习与实际应用相联系的纽带作用非常重要。这就要求对专业实验课程体系进行不断调整与改革，充分发挥在人才培养中的作用。为此在长期教学实践与改革过程中，要积极进行探索与实践，逐步调整和优化应用物理专业实验课程体系，为进一步改革实验教学、提高学生实验技能奠定基础。
一、应用物理专业实验教学中存在的问题
1.实验课程体系不合理
中国矿业大学2008年以前的应用物理专业实验培养方案显示，实验教学内容比较陈旧，结构安排不合理，验证性实验设置较多，设计性、综合性实验安排较少。实验教学大多数是作为课堂理论教学的一种辅助手段，开设实验课程的目的是巩固和加强理论课的基本理论与基本知识，验证相应理论教学的效果，反映新知识、新技术的实验项目少。另一方面，许多专业实验课程没有独立设课，各门课程按照自身需要开设实验，实验内容各自为政，缺乏联系，造成实验内容重复，实验仪器重复使用，体现不出专业特色。面对科技日新月异的发展，现有的应用物理专业实验课程体系已不能适应现代高等院校新的实验教学理念和教学机制。
2.以“灌输式”教学为主
合理的实验教学方式对动手实践能力的培养至关重要。目前实验教学组织方法多以教师为主体，上课时先由教师对实验原理及整个实验过程进行讲解，然后学生再照着讲义一步一步进行实验，这种“教师讲授+演示+学生实验”的授课方式将学生置于实验教学的附属地位，限制了学生的思维空间，不但不能达到专业实验培养学生动手能力、分析解决问题能力的目的，甚至压抑了学生个性发展和学习的积极性，束缚学生创新能力的发挥。[3]
3.实验成绩考核方式不合理
目前，应用物理专业实验根据学生实验报告和出勤率来给定实验成绩，忽视了考查学生掌握实验方法的程度，参与实验过程的积极性，以及发现实验问题和解决实验问题的能力。这种评定实验成绩的标准过于单一，容易使学生对实验课不重视，实验报告抄袭现象严重，并且也容易挫伤热爱实验课学生的积极性，不利于学生动手实践能力的培养。
二、应用物理专业实验课程优化与教学改革实践
针对应用物理专业实验课程教学存在的问题，在原有实验教学改革研究成果的基础上，遵循“以学生为本、培养创新能力”的实验教学理念，结合中国矿业大学“培养基础厚、能力强、素质高，具有创新潜能和协作精神的高级专门人才”的要求，采取切实有效的措施，深化应用物理专业实验课程体系的整体优化与教学内容改革，加强学生专业实验能力的培养和训练，提高学生自主学习的主动性和积极性，对应用物理专业实验课程体系、教学方法和考核方式进行了改革探索。
1.实验课程模块优化
中国矿业大学按照专业培养目标，打破原有的实验设置体系，将所有实验项目从理论课中分离，独立设课，进行分类、归纳、删减、更新和整合，实现模块化设置，确保实验体系的系统性和连续性，以加强学生对理论体系的全方位理解和掌握，培养学生科学思维意识和能力。同时，为实现通过循序渐进、逐步提升的方式来提高学生的专业基本技能，培养学生创新意识和客观的科学研究素养，依照实验内容先易后难、先简后繁、先验证后综合创新的顺序，[4，5]遵循实验项目与时俱进、不断更新完善、循序渐进、分阶段分层次实施的原则，构建了以专业基础实验—专业综合与方向实验—专业研究创新实验的实验教学体系，逐级推进实验教学进程，将应用物理专业实验课程体系分成几个实验模块。
（1）专业基础实验。应用物理专业学生是在大三下学期开始进行专业实验学习的，这时他们已经经历了系统的普物A（1）、A（2） 、A（3）和近代物理实验的训练，学习了或正在学习专业理论课程，因此，专业实验中取消与上述基础实验内容重复或陈旧的单纯验证性实验，精选一部分必做的具有经典性、代表性和启发性的验证性实验，将重点放在有助于加强对专业理论课程内容理解以及专业基本技能训练的实验项目上，选择针对性较强、涵盖操作技能较广的实验项目，精心准备，并由教师严格指导，对基本操作技能进行严格训练，使学生的专业理论知识和实际的专业技术结合起来，并学会正确使用本学科领域的常用仪器设备，为后续更深层次地学习专业实验课程打下坚实的基础。
（2）专业综合与方向实验。专业基础实验重在提高基本实验技能和巩固基础理论，而专业综合实验与专业方向实验则可以更大程度地激发学生主动学习的热情，以及培养学生综合运用课堂所学知识解决复杂问题的能力。经过优化整合之后，应用物理专业综合实验和专业方向实验内容丰富，实验项目之间的关联性较强，涉及到的专业知识较多，通过此类型实验使学生能将理论课上所学的相关知识综合起来，并举一反三，运用所掌握的基本理论知识、基本实验技能以及各种测量方法和技术，并结合实验室所有仪器设备状况，自行设计实验方案，系统构成、实验步骤并实施，最终独立完成实验报告或实验论文。在此过程中，使学生在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的方法，培养学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力，使学生不但可以对实验的一般程序有整体的认识，更使实验由原来的“要我做”变为“我要做”，极大提高了学生钻研科学的兴趣，改善教学效果。 （3）专业研究创新实验。应用物理专业研究创新实验主要是学生在大学四年级进行，设立课程设计、创新实践和专业综合创新能力训练等几个部分，根据学生的学习情况、就业意愿和倾向开设以学科背景为主线的研究型实验和以工程实践为主的产品或工艺设计、校内外实习以及直接参与科研项目等创新型实验。研究创新型实验与本专业教师科研或校内外相关企业机构密切联系，一方面鼓励部分学生提出独创性实验或实践设想并付诸实施，另一方面鼓励学生根据兴趣与自身特长参与部分科研工作。此类实验与大学生科研训练计划项目、实验室开放项目，或者教师、企业科研课题相结合，注重实验与科研的结合，将现代科技进步的成果渗透到课程中，使学生能够尽早、更多、更好地了解和掌握本专业科学研究发展态势与最新进展。这部分实验为选修项目，选择余地较大，利用相关项目经费的支持，采取导师制的方式，根据双向选择，让有兴趣的学生在掌握了一定知识和技能的条件下进一步对学生综合能力进行提升，使学生能综合运用物理专业及相关学科的知识，具备解决实际问题的能力和意识。这样有利于将本科创新实验计划项目、老师科研项目与学生毕业论文和毕业设计环节相结合，形成教学、科研、实验相互融合、良性互动、共同发展的局面。[6]
2.探究式实验教学方法的运用
实验教学方式对实验教学效果有着直接的影响，选择合理的教学方式对人才培养至关重要。[7]“教师讲授+演示+学生实验”的授课方式既不利于学生独立思考，又不利于激发学生的实验积极性，更不利于培养学生的动手能力和实践技能。因此，改变本专业实验课程的教学方式，调动学生对不同模块学习的积极性非常重要。按照现代教学论的要求，注重学生在实验教学活动中的主体地位，充分发挥教师在实验教学中的指导作用，学生要成为学习的主人，教师必须从“主导者”成为“组织者”、“引导者”。在实验课程教学过程中，教师积极采用启发式、讨论式、交互式、探究式的教学方式，广泛采用案例教学法、项目课题研究教学法等先进的实践教学方法，采用现代化的教学手段，引入实验教学课件，将理论教学与实验教学有机结合，给学生提供更宽松、更有利于个性发展的氛围和环境。
3.实验考核方式的改革
建立准确、客观、科学的实验成绩评价体系，对引导学生重视实验，正确处理知识、能力和素质的关系具有重要的导向作用。[8]专业实验成绩的评定重点应该放在考查学生对理论知识理解和掌握的程度、分析解决实际问题能力与创新能力等方面。因此，在专业实验成绩评定时，按照实验项目性质的不同采用不同的考核评定方式，即对专业基础性实验、考评方式以实验报告与现场实验操作相结合来进行成绩的评判，以便提高学生对实际动手能力训练的重视程度；对专业综合性实验和专业方向性实验，考评方式按照实验操作过程、实验结果、综合分析相结合的方式来全面评定学生的综合分析问题和解决问题的能力；对研究创新型实验、成绩考评要以动态过程始终贯穿于整个实验过程，从提出问题、设计实验、实际操作、实验结果分析、实验报告，甚至讨论、答辩等多方面相结合，考评侧重于实验创意、实际操作技能和分析解决实际问题的能力。只有采取多种形式的综合考核方式才能对学生的实验成绩进行科学合理地评定。
三、结束语
针对应用物理专业特点，结合中国矿业大学的办学经验和科研条件，对应用物理专业实验的课程设置、实验内容体系、实验教学手段和实验成绩评定等方面进行了改革与探索，改变了实验课依附于理论课的弊端，避免开设实验性质和实验内容雷同的实验，将实验课程进行整体优化和模块化设置，丰富了实验内容，完善了实验教学的知识结构，采用多元化的实验教学手段与合理的实验成绩评定方法。这些措施在提高学生的科学素质、实践能力、培养学生的创造性思维能力、创新意识和解决实际问题的能力方面发挥了一定的作用。但应用物理专业实验教学的探索改革与实践是一项长期而艰巨的工作，还有很多有待研究和深化的内容及广阔的发展空间，也会遇到许多新的问题，还需要运用先进的教育教学理念，在今后的实践中不断地探索、研究、修正和完善。
参考文献：
[1]张曰理，吕平，欧阳红群，等.强化材料物理专业实验教学，培育新型创新人才[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：241-243.
[2]西鹏，顾晓，华郑兵.材料科学与工程专业创新性实验教学体系的改革探究[J].广州化工，2011，39（24）：146-148.
[3]李娴，叶旭，陈冬梅，等.改革物理化学实验教学体系，提升学生科研素质[J].广州化工，2011，39（14）：154-156.
[4]黄曙江，郑飞跃.应用物理专业实验特色和教学的研究[J].杭州电子科技大学学报，2005，1（2）：61-64.
[5]吴志颖.应用物理学专业实践教学体系的构建与实施[J].渤海大学学报（自然科学版），2012，33（2）：125-129.
[6]罗艳伟，富笑男.应用物理专业课程体系改革与实践[J].郑州航空工业管理学院学报，2009，28（5）：160-162.
[7]郭永利，梁工英.在材料物理专业实验教学中培养学生的创新能力[J].陕西师范大学学报，2009，37（7）：145-147.
[8]骆雯琴，沈宗洋.应用物理专业实验教学研究与探索[J].长春教育学院学报，2012，28（9）：109-113.
（责任编辑：王祝萍）