大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

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【摘要】新工科教學(xué)改革的目標(biāo)是培養(yǎng)更具有創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐的高素質(zhì)人才，以適應(yīng)引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為理工科學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)的公共基礎(chǔ)課程，對(duì)提升學(xué)生綜合能力有著重要意義。本文以韶關(guān)學(xué)院為例，進(jìn)行現(xiàn)狀問題分析和傳統(tǒng)教學(xué)比較，并結(jié)合自身實(shí)驗(yàn)室條件，提出地方本科高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革方案，以適應(yīng)新工科建設(shè)和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】新工科；地方本科高校；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

1項(xiàng)目的背景和意義

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程的工科人才，推進(jìn)新工科建設(shè)是國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然要求。為培養(yǎng)新一輪變革所需的人才，教育部多次組織高校進(jìn)行新工科建設(shè)的研討會(huì)。在新工科概念提出不到一年時(shí)間內(nèi)，新工科建設(shè)的“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了人才培養(yǎng)的主旋律，開拓了工程教育改革新路徑。相對(duì)于直屬高?；虿繉俑咝?，地方本科院校辦學(xué)定位要充分利用地方資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新要求。地方高校是推進(jìn)“新工科”建設(shè)的主力軍，必須抓機(jī)遇、積極謀劃，潛心提煉新功科人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，全面提升工程教育質(zhì)量以適應(yīng)引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為理工科生剛?cè)雽W(xué)的一門培養(yǎng)實(shí)踐能力的公共課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、探究綜合能力、創(chuàng)新能力都有著重要的作用。為了適應(yīng)“新工科”建設(shè)的快速發(fā)展以及對(duì)新工科人才的迫切需求，在結(jié)合學(xué)校自身實(shí)際和學(xué)生特點(diǎn)情況下，論文對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、考核評(píng)定方式等，進(jìn)行改革探索。

2研究現(xiàn)狀分析

韶關(guān)學(xué)院是地處廣東粵北地區(qū)的地方性本科院校，在教育部新工科建設(shè)和廣東省政府提出省市共建高水平應(yīng)用型本科院校項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下，正在對(duì)本科教學(xué)中存在的問題展開深入研究探索。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心是學(xué)校規(guī)模最大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，實(shí)驗(yàn)室面積約1800多平方米，固定資產(chǎn)400多萬元。主要承擔(dān)物理、電子、汽車、自動(dòng)化、機(jī)電、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等20多個(gè)理工專業(yè)的本科學(xué)生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。由于受到地方學(xué)校辦學(xué)條件、師資力量等的限制，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，也面臨不少問題，尤其是在新工科背景下，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的不足更加突出。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件不足

力熱、電磁學(xué)、光和近代物理實(shí)驗(yàn)室都是各自獨(dú)立的物理實(shí)驗(yàn)體系，學(xué)生對(duì)各類學(xué)科實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系認(rèn)知不足，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)設(shè)備限制下，學(xué)生缺乏對(duì)復(fù)雜物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。

2.2教學(xué)實(shí)驗(yàn)按單一方向教育，忽略學(xué)科專業(yè)間的綜合性和交融性

教學(xué)過程面向現(xiàn)代工程不夠，對(duì)于現(xiàn)代工科生所需的知識(shí)和邏輯動(dòng)手能力培養(yǎng)不足，其所包含的內(nèi)涵尚不清晰，側(cè)重于基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)，綜合性和創(chuàng)造型的物理實(shí)驗(yàn)占據(jù)比例較少，同時(shí)缺少與本專業(yè)相關(guān)的交叉性實(shí)驗(yàn)，較少考慮學(xué)生專業(yè)要求，不能很好服務(wù)于“新工科”建設(shè)。

2.3教學(xué)模式落伍

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街饕岳蠋熃淌谥R(shí)為主，由老師來講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟和操作示范，學(xué)生只是跟隨教師的腳步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證記錄數(shù)據(jù)，無需過多預(yù)習(xí)，且?guī)熒?dòng)模式落伍，使得學(xué)生缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考性，不利于新工科背景下復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.4考核標(biāo)準(zhǔn)單一

考核期末成績(jī)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確與否為主，忽略學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)定和動(dòng)手實(shí)踐能力的考察，導(dǎo)致學(xué)生不能很好地參與到實(shí)驗(yàn)中去，學(xué)生只注重成績(jī)數(shù)據(jù)而無心深入探究實(shí)驗(yàn)原理。

3新工科導(dǎo)向的教學(xué)改革實(shí)踐

3.1充分利用計(jì)算機(jī)模擬仿真教學(xué)，打破實(shí)驗(yàn)條件限制

近年來，以人工智能為代表的技術(shù)快速發(fā)展，各行各業(yè)工程都需要計(jì)算機(jī)的輔佐，以及教育教學(xué)現(xiàn)代化的需要，計(jì)算機(jī)在物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析部分也成為了不可或缺的部分。當(dāng)今許多物理仿真軟件都較為成熟，充分利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真，能夠有效地解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地受限的困境，在完成了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的情況下，可以很好地利用模擬仿真軟件做出更多具有設(shè)計(jì)性的物理現(xiàn)象，例如Zemax軟件、Multisim軟件就可以進(jìn)行許多光學(xué)、電學(xué)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并且在作圖和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方面亦可用其它成熟的軟件進(jìn)行繪制和分析，從而提高精確度，免去手工繁瑣度。通過加入計(jì)算機(jī)的方式也可以間接增強(qiáng)同學(xué)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的理解和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，培養(yǎng)了多方面動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生們的興趣。

3.2加大創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例，提升學(xué)科專業(yè)間的交融性

結(jié)合學(xué)校各個(gè)理工科的專業(yè)特色和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以學(xué)科交叉、融合為原則，著力建設(shè)一批體現(xiàn)學(xué)科前沿的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，課題組將在現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和物理基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，融合專業(yè)特色，改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中以本專業(yè)契合點(diǎn)與物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合設(shè)計(jì)，破解學(xué)科壁壘，構(gòu)建跨界體系，例如電子信息專業(yè)學(xué)生，做了電學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，能在這方面知識(shí)深度拓寬，分析光與電的轉(zhuǎn)換關(guān)系，自主設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換電路，突出不同專業(yè)有不同側(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。

3.3改革教學(xué)手段

課前預(yù)習(xí)部分。充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上推送相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理、步驟資源并布置簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)仿真任務(wù)，同學(xué)自行通過查閱資料完成實(shí)驗(yàn)仿真且進(jìn)行兩三句話的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)，最后將這些課前部分上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。課堂部分。通過線上仿真有一定了解后，在教師講解儀器注意事項(xiàng)后，同學(xué)在課堂實(shí)驗(yàn)室上自行動(dòng)手完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，縮短基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，然后布置該實(shí)驗(yàn)的延拓任務(wù)，讓同學(xué)自主思考完成，教師負(fù)責(zé)答疑和引導(dǎo)方向。這樣使同學(xué)成為課堂主體，充分發(fā)揮同學(xué)自主動(dòng)手能力和邏輯思考能力。充分利用信息技術(shù)提供開展支持深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生在課堂上活起來，課堂外忙起來。

3.4制定多元的考核評(píng)定方式

當(dāng)前的考核評(píng)定方式主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果為主，不能很好地激發(fā)同學(xué)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和提高同學(xué)的各方面能力。對(duì)同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)延拓的設(shè)計(jì)可行性的考察才能真正的反映同學(xué)的學(xué)習(xí)綜合素質(zhì)，所以在評(píng)定時(shí)以上面兩個(gè)考察為準(zhǔn)，尤其是對(duì)設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)合理性、操作性及完成情況等方面的綜合打分，使同學(xué)有效參與其中，這樣既考核了學(xué)生的綜合素質(zhì)，又激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及科研能力等。創(chuàng)新技能的考核。鼓勵(lì)學(xué)生參與課外的大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，對(duì)于課外實(shí)踐項(xiàng)目參與積極的學(xué)生，可以考慮將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、基于大學(xué)生物理基礎(chǔ)的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、學(xué)生參與教師課題、課外學(xué)術(shù)“挑戰(zhàn)杯”成績(jī)作為課程的額外附加獎(jiǎng)勵(lì)分，以鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目。

4結(jié)語(yǔ)

適應(yīng)新工科的地方本科高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革經(jīng)過3年的實(shí)踐，取得了一定的成果。近年我校理工科學(xué)生參加各種專業(yè)技能競(jìng)賽成績(jī)顯著。以物理學(xué)、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，近三年學(xué)生獲得大學(xué)生物理教學(xué)技能競(jìng)賽國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)12項(xiàng)，大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽省級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)60多項(xiàng)。學(xué)生科研項(xiàng)目方面，獲得國(guó)家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目2項(xiàng)，省級(jí)項(xiàng)目12項(xiàng)，校級(jí)項(xiàng)目28項(xiàng)，學(xué)生科研經(jīng)費(fèi)累積超過20萬元。綜合上述，依據(jù)以韶關(guān)學(xué)院為例的現(xiàn)狀分析，本文對(duì)地方本科高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、考核評(píng)定方式等提出了改革方案。在改革探究中，也需要結(jié)合學(xué)校自身情況，不斷改革教學(xué)方法，探索出符合自身實(shí)際的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，為培新工科人才提供了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1]付林杰,王獻(xiàn)立,許坤,等.關(guān)于新工科背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的思索[J].科技風(fēng),2020(12):43-44.

[2]張映輝.適應(yīng)新工科的大學(xué)物理、物理實(shí)驗(yàn)課程改革方向與路徑初探[J].物理與工程,2018,28(5):101-105.

[3]張德錢,張玉芹,鄭春龍.虛實(shí)結(jié)合的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].輕工科技,2018,34(1):161-162.

[4]王紅梅,鄒艷,栗軍,等.新工科背景下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2019(21):104-106.

[5]姜珊,張鳳,田宇.新工科高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)改革探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2019,18(12):231-232.

作者：張德錢 黃澤超 張玉芹 單位：韶關(guān)學(xué)院智能工程學(xué)院