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基礎(chǔ)物理實驗室開放教學模式實踐與探討的論文
[摘要]物理學是一門實驗科學，是理論和實驗高度結(jié)合的精確科學。實驗教育在創(chuàng)建高水平大學和高素質(zhì)人才中發(fā)揮著不可替代的重要作用。本文介紹了開放基礎(chǔ)物理實驗室的意義、管理辦法與成效。
[關(guān)鍵詞]基礎(chǔ)物理、實驗室開放教學模式、實驗科學
物理學是一門實驗科學，是理論和實驗高度結(jié)合的精確科學。在目前的實驗課教學中，是以經(jīng)典物理、近代物理為基本內(nèi)容、以傳授物理學基本思想和方法為過程、以培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和實踐能力為目標，并且單獨設(shè)課，獨立學分，與相應的理論課平行進行。實驗教育在創(chuàng)建高水平大學和高素質(zhì)人才中發(fā)揮著不可替代的重要作用。
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和社會需求的不斷提高，實驗教學計劃上的有限實踐時間已遠不能滿足學生實驗技能訓練的需求。特別是對于基礎(chǔ)物理實驗教學，應適應形勢發(fā)展的需要，推陳出新，立意改革對實驗室實行開放式教學。實驗室開放教學模式與傳統(tǒng)實驗教學模式有著很大的區(qū)別。
首先，實驗教師作為傳授知識和技能的主體，在目前的實驗室傳統(tǒng)教學中占據(jù)著主導地位，而學生則被動地接受知識和技能。這種教學多采用思維的灌輸模式，其實驗課題的選擇，儀器設(shè)備的準備等都由實驗教師進行。實驗前，實驗教師一般要進行詳細講解，甚至操作示范；同時實驗教材將實驗原理、步驟，甚至某些實驗現(xiàn)象都寫得一清二楚。實驗時學生只需按規(guī)定的步驟機械地操作即可，具有一定的模仿性，而此類的模仿大大的限制了學生的發(fā)揮空間。實驗內(nèi)容還具有理論驗證性和單一性的特征，使學生失去了想象空間和思維的空間，也限制了學生的學習積極性和主動性。實驗室開放教學則把學生推到實驗的主體地位。將實驗室提供給學生，成為學生的學習原地和實踐空間。在實驗過程中，由學生自己通過思考選定實驗課題，選擇儀器設(shè)備，制定實驗步驟，處理和分析實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)。實驗教師只在提供實驗資料、解答實驗問題等方面為學生提供服務。實驗室開放教學具有較強的綜合性和實踐性，給學生提供了較大的創(chuàng)新思維的空間，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神與實踐能力。
其次，現(xiàn)在的實驗教學模式仍然按照理論知識結(jié)構(gòu)的力、熱、光、電進行劃分，學生在實驗過程中完全依照課本的要求和步驟，以及實驗室配備給各個實驗的儀器來完成，這僅僅是接觸了一些分離的知識點，不能借以糅合運用，這難以滿足對于培養(yǎng)學生的實驗技能和解決實際問題的要求。開放實驗室轉(zhuǎn)變了學生在實驗室的角色，在一些實驗課程中采用“項目驅(qū)動”的教學模式，即把教師和學生選定的問題或課題作為進行研究型教學的項目，讓學生自主選題，自己組織團隊，并有明確分工，以解決問題為目標，自主地進行學習、研究、設(shè)計解決方案、組織設(shè)備和材料、實施實驗、數(shù)據(jù)分析處理、總結(jié)報告等，以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的興趣和能力。同時利用開放實驗室、網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢，將課程內(nèi)容、相關(guān)資源放到教學網(wǎng)站上，開通論壇、bbs、blog系統(tǒng)，全天候為學生解答疑難問題，指導課程設(shè)計。還可以通過網(wǎng)絡考勤系統(tǒng)監(jiān)督學生學習、利用網(wǎng)絡辦公系統(tǒng)發(fā)布信息，組織教學等。突出了以學生為主體，實施項目驅(qū)動、團隊協(xié)作、課程設(shè)計的教學模式，充分調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，從而增加學生自主學習的時間和空間。
目前據(jù)物理實驗教學的特點，按內(nèi)容分類有如下幾類：
1.常規(guī)教學項目
此類屬于平時課程，學生可以根據(jù)自己的愛好著重專注某些實驗研究。
2.學生自選實驗項目
這類實驗的開放有兩種方式，一種是學生自擬內(nèi)容（比如參加挑戰(zhàn)杯競賽實驗內(nèi)容，教育實習試講實驗內(nèi)容，求職試講實驗內(nèi)容等）到實驗室來完成，由他們開出實驗器材菜單，實驗室提供一切為他們服務。另一種是實驗室設(shè)計的一批綜合性，設(shè)計性，研究創(chuàng)新性實驗，供學生選擇，如傳感器實驗，低溫超導，實施測量實驗等。
3.學生參與科研課題
教師在開放實驗室的指導過程中，注意發(fā)現(xiàn)苗子，對于一部分基礎(chǔ)較好，對實驗有興趣，各方面素質(zhì)好的學生推薦到教師科研課題參與研究，在學習上與研究生同等對待，這對學生有激勵作用。
4.現(xiàn)代技術(shù)與儀器研究
對于先進的軟硬件技術(shù)對于物理實驗的應用，這是一個很大的方向，要求學生既要懂得物理的基礎(chǔ)知識，又要能掌握先進技術(shù)解決問題實現(xiàn)功能，目前也是學生最感興趣，挑戰(zhàn)最大的方向。
在開放實驗室之后，學生的積極性很高，一致表示對這種開放實驗室資源，自主學習研究的模式非常喜歡，并且開始組成小組選擇了課題，如《非勻質(zhì)磁性半導體》《多功能遙控鼠標》《手機短信溫控系統(tǒng)》等等，這些項目課題所運用的知識已經(jīng)大大的超出了大一的基礎(chǔ)物理的范圍，但是又都是從基本實驗與現(xiàn)代課題結(jié)合出的想法，可見實驗室給予學生的想象空間是有很大的余地。在經(jīng)過一學期的課題調(diào)研和選擇，團隊的組建之后，項目開始運作開放實驗室已初見成效。
總之，作為實驗教學主體的學生，可以充分運用自己所掌握的知識和技能，淋漓盡致地發(fā)揮自己的聰明才智。
實行實驗室開放教學是學校日常實驗教學的一種補充和提高。實驗室開放后，學生可利用課余時間，結(jié)合課堂上所學理論，邊學習邊實踐，不僅有助于加深理解課堂上所學知識，而且可以通過處理實驗過程中所遇到的問題，掌握各種實驗手段，熟悉各種實驗儀器設(shè)備的原理、構(gòu)造及常見故障的排除，把各門課程的學習融會貫通起來。知識學活了，學生學習的積極性和主動性也就調(diào)動起來了。另外，通過實驗、實踐，學生相互交流經(jīng)驗、交流資料，給成績差的學生又提供了一個勤以補拙的機會，使所有學生的實驗、實踐技能都得以迅速提高。同時，實行實驗室開放教學后，對一些能力強的學生自己去找課題，搞研究創(chuàng)造了條件。
實行實驗室開放教學的目的是為了提高實驗教學的質(zhì)量，讓學生在掌握有關(guān)知識和技能的同時，獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為他們將來投身知識經(jīng)濟建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。但開放不等于放任，必須要有一定的規(guī)則對教學進行約束，即制定有關(guān)的制度，規(guī)范實驗教學行為，加強實驗教學管理，使實驗室開放教學既生動活潑，又井然有序。
實行實驗室開放教學對實驗教師提出了更高的要求。實驗室開放后，實驗內(nèi)容多變，學生隨時會提出各種各樣的問題，要幫助他們解決這些問題，遠比講解、輔導一兩門課的工作量大得多，這就要求實驗教師要有更多的知識儲備和更高的實驗技能。這就促使實驗教師必須在其搞好實驗教學的同時，要不斷地進行學習，充實新知識新內(nèi)容，達到知識豐富，技術(shù)熟練和教學方法科學而實用的要求，不斷提高自身的業(yè)務水平。
參考文獻：
�。�1］沈元華.設(shè)計性研究性物理實驗教程［m］.復旦大學出版社，2004.
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