崔海生
(重慶郵電大學(xué),重慶 401520)
物理實驗是高等學(xué)校理工科類專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程。由于其覆蓋面廣,具有豐富的實驗思想、方法、手段,同時能提供綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)實驗技能訓(xùn)練,是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?、提高科學(xué)素質(zhì)的重要基礎(chǔ)[1],因為其在大學(xué)階段開設(shè)早,對后續(xù)的實驗具有重要的影響。深化大學(xué)物理實驗教學(xué)改革,不斷探索教學(xué)體系、內(nèi)容的改革,對于適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展,提高其服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能力具有十分重要的意義。
物理實驗課是大學(xué)期間的理工科類專業(yè)的一門必修課,但不少學(xué)校并沒有將實驗課放在和其他必修課同等重要的地位,教師和學(xué)生將實驗課作為理論教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性不高,對預(yù)習(xí)不重視,實驗中被動地按照教師告訴的實驗步驟按部就班的操作,程序化的寫出實驗報告,對實驗設(shè)計思想、實驗方案選定、實驗儀器的選擇等缺少思考和分析。
物理實驗往往獨立教學(xué),對后續(xù)的專業(yè)課實驗考慮較少,同時目前物理實驗課程體系過分強(qiáng)調(diào)和注重知識機(jī)構(gòu)的完整性,而沒有從培養(yǎng)目標(biāo)入手,開設(shè)與之相適應(yīng)的實驗項目,致使物理實驗與專業(yè)課實驗、市場需求的銜接不夠。
大部分高等學(xué)校在人才引進(jìn)時普遍對物理實驗教師的要求較低,同時在后續(xù)的進(jìn)修、培訓(xùn)、晉升等方面存在對實驗教師不夠重視。
傳統(tǒng)實驗教學(xué)步驟是教師講解、學(xué)生操作,學(xué)生自己對實驗原理與方法等的思考較少,束縛了學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng),使學(xué)生認(rèn)識不到實驗設(shè)計與理論證明之間的必然聯(lián)系,體會不出實驗設(shè)計思想的精妙和證明過程的邏輯關(guān)系。
實驗課的考核評價方式一般分為實驗預(yù)習(xí)、實驗操作和實驗報告,期末考試。對理論的考核較多,對操作的考核較少,這種方式容易使學(xué)生憑記憶和抄襲過關(guān)。
與研究型大學(xué)不同,應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的專業(yè)性、職業(yè)性和實踐性更強(qiáng),強(qiáng)調(diào)面向應(yīng)用、面向?qū)嶋H[2],因此課程的設(shè)置應(yīng)結(jié)合學(xué)生所學(xué)的專業(yè),結(jié)合本地企業(yè)的人才需要,以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系,重視學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。設(shè)計教學(xué)內(nèi)容體系時不能完全以學(xué)科課程為主,不能過多追求課程的學(xué)術(shù)性和完整性、系統(tǒng)性。要順應(yīng)專業(yè)發(fā)展的市場趨勢,將四年本科教學(xué)中各門實驗課作為一個整體通盤考慮,以能力和素質(zhì)培養(yǎng)為主線,打破基礎(chǔ)實驗中力、熱、電、光的界限,打破基礎(chǔ)實驗與近代實驗的界限以及近代實驗與專業(yè)實驗的界限,將各門課程進(jìn)行重組與融合;建立由低到高、由基礎(chǔ)到前沿、由接受知識型到培養(yǎng)應(yīng)用能力型轉(zhuǎn)變,使課程設(shè)置充分體現(xiàn)應(yīng)用型本科教育特征和應(yīng)用人才培養(yǎng)目標(biāo)。
例如在基礎(chǔ)物理實驗中:力、熱學(xué)實驗中增加低溫、真空、材料熱導(dǎo)、傳感器等。電磁學(xué)實驗中增加微電子、輻射等,加強(qiáng)“示波”測量,如用示波器測磁滯回線、用存儲示波器研究電路瞬態(tài)過程;逐步加強(qiáng)數(shù)字電表、虛擬儀器在電磁學(xué)實驗中的應(yīng)用。光學(xué)實驗中用平臺部分代替導(dǎo)軌,增加組合性光學(xué)實驗內(nèi)容;用光電傳感器代替目視,從定性測量轉(zhuǎn)為定量測量,如光的衍射定量測量、偏振光定量分析等。
一方面,學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間,高校與相關(guān)企業(yè),特別是所在區(qū)域的企業(yè),可以建立合作的長效機(jī)制,為學(xué)生提供實踐平臺。校企合作的實踐形式,能夠增強(qiáng)實驗項目設(shè)置的實效性和針對性。另一方面,在企業(yè)設(shè)立兼職教師,由校內(nèi)專職教師和企業(yè)里的兼職教師共同承擔(dān)實驗教學(xué)[3]。
我國應(yīng)用本科院校開設(shè)專業(yè)大都是在所在區(qū)域有大量的需求,比較熱門。應(yīng)用型本科院校要從地方特有的資源中,利用自身的區(qū)位優(yōu)勢,積極與本地企業(yè)合作,特別是與中小企業(yè)合作,著眼于本地企業(yè)的需要,開展?jié)M足本地企業(yè)需求的實驗項目,形成獨特的實驗特色[4-5]。
依托本地企業(yè)等實踐機(jī)構(gòu),根據(jù)專業(yè)方向及今后就業(yè)的不同,在專業(yè)教師的指導(dǎo)下結(jié)合新的培養(yǎng)計劃,制定新的實驗課題,以科學(xué)研究的方法進(jìn)行實驗教學(xué)。要求學(xué)生自行查閱資料、設(shè)計實驗方案、選擇儀器、完成實驗、口頭交流,寫出分析性小論文。
如開設(shè)音叉受迫振動的微機(jī)適時觀測、導(dǎo)熱系數(shù)的智能測量、液晶相變及其光學(xué)特性、光纖溫度傳感器、激光散斑及應(yīng)用等。
學(xué)校結(jié)合實際建設(shè)了物理實驗演示展廳,演示實驗設(shè)備注重與學(xué)校所開設(shè)的專業(yè)結(jié)合,有的放矢地開設(shè)演示實驗項目,特別是結(jié)合通信類專業(yè)的特點,加大了電磁類實驗項目的比例,同時編寫所有實驗的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理軟件,并在使用中不斷優(yōu)化和完善它[6],這樣能有效提高學(xué)生直接獲取知識與解決實際問題的能力。
根據(jù)教學(xué)需要,學(xué)校購買了一些計算機(jī)仿真實驗,有示波器,光電效應(yīng)、R-C電路、霍爾效應(yīng)等,計算機(jī)仿真實驗利用計算機(jī)把實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、教師指導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的思考、操作有機(jī)的融為一體,形成一部可操作的活的教科書,克服了實驗教學(xué)長期受到課堂、課時的限制的困擾,使實驗教學(xué)內(nèi)容在時間和空間上得到延伸。同時可以方便、低成本的更新實驗內(nèi)容,保持實驗內(nèi)容的先進(jìn)性,學(xué)生通過仿真,就可以拓寬知識面,彌補設(shè)備不足的缺點。
有計劃地設(shè)置與實驗相關(guān)的支撐課程,突出介紹其與工程技術(shù)的關(guān)系,以及物理實驗的發(fā)展過程、物理實驗的不斷擴(kuò)充和改進(jìn)過程,并進(jìn)一步介紹最前沿的物理實驗發(fā)展動態(tài)。
提高專職實驗教師聘任要求。專職實驗教師在聘任時,除了關(guān)注學(xué)歷水平外,還應(yīng)重視實踐操作能力,改變“唯學(xué)歷論的選材機(jī)制”,多方位引進(jìn)高素質(zhì)人才。適當(dāng)?shù)膹南鄳?yīng)企業(yè)行業(yè)中引進(jìn)一部分有一線工作經(jīng)歷、實踐經(jīng)驗豐富、符合高校教師任職資格條件的人來擔(dān)任實驗教師。
增加專職教師進(jìn)入企事業(yè)單位實踐機(jī)會,讓專職教師在實踐中成長。要從待遇、晉升等方面制定強(qiáng)有力的措施鼓勵專職教師到企業(yè)、行業(yè)一線進(jìn)行專業(yè)實踐鍛煉,學(xué)習(xí)、了解最新的發(fā)展、需要,使之不僅掌握教學(xué)的規(guī)律,還具備相應(yīng)的職業(yè)資格。
優(yōu)化兼職教師聘任機(jī)制,可以適當(dāng)聘請相應(yīng)專業(yè)的高級工程技術(shù)人才作為實驗兼職教師。對兼職教師,高校要建立較為穩(wěn)定的兼職教師服務(wù)機(jī)制,嚴(yán)格審核兼職教師服務(wù)質(zhì)量,加強(qiáng)兼職教師與專職教師之間的交流,促使兼職教師與專職教師“雙向結(jié)合”,保證學(xué)術(shù)性與實踐性的高度統(tǒng)一。學(xué)校先后招聘了3名曾經(jīng)在企業(yè)工作過的工程師補充到實驗教師隊伍中,近年來學(xué)校每年派10余名在教學(xué)一線工作的老師,其中包括物理實驗老師到美國、德國相關(guān)院??疾鞂W(xué)習(xí),帶回了一些先進(jìn)的經(jīng)驗、理念,為物理實驗的建設(shè)提出了很多很好的建議,收到了良好的效果。
平時成績考核,包括預(yù)習(xí)報告的檢查、課前提問、實驗過程監(jiān)督和數(shù)據(jù)審核等幾個部分。
期末實驗考核,以實驗操作考試為主,防止學(xué)生記憶或抄襲實驗數(shù)據(jù),教師當(dāng)場抽簽確定每個班級考試的實驗項目。在操作考核的同時,教師輔以一定的提問,涉及該實驗的原理、細(xì)節(jié)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理等。
這種考核方式既考查了學(xué)生對實驗技能的掌握,也反映學(xué)生對實驗原理的了解情況,同時減少抄襲和背書的現(xiàn)象,考核方式更加準(zhǔn)確和全面[7]。
在改革考核制度的同時優(yōu)化對學(xué)生的評價方式,充分注重能力發(fā)展。比如增設(shè)“第二課堂”,學(xué)校可以將共青團(tuán)、學(xué)生會等部門視為“第二課堂”,有針對性地開展大學(xué)生實驗技能競賽活動,并將其納入實驗評價體系中。
物理實驗課的改革是一項系統(tǒng)工程,必須包括管理體制、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程體系、師資建設(shè)等的全面改革。從培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求出發(fā),全面審視原有課程體系,不要就基礎(chǔ)物理實驗論基礎(chǔ)物理實驗,就近代物理實驗論近代物理實驗。課程設(shè)置、體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容的改革應(yīng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、并體現(xiàn)各校特色。教學(xué)內(nèi)容的更新需要經(jīng)費投入,離不開領(lǐng)導(dǎo)的重視和支持,要多渠道尋求資金支持。實驗教學(xué)改革需要廣大實驗教學(xué)人員轉(zhuǎn)變觀念、加快知識更新速度,力求自身知識結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化。
只要堅持“面向需求、明確目標(biāo)、多元合作、改革創(chuàng)新”的發(fā)展思路,以實際行動去逐項改變,不斷地做實、做好教學(xué)研究工作,并且集企業(yè)、學(xué)校、老師和學(xué)生多方之力,物理實驗就一定會發(fā)揮其應(yīng)有的、愈加重要的作用。
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