兩光一車大學物理實驗教學思考

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根據當前國家教育發展和服務區域經濟的要求，地方本科院校正在展開面向“應用技術型高校”的綜合教學改革［1］，教學過程中強調學生創新思維、應用水平及實踐能力的提升，注重將教學內容從學校學習轉到產業需求、從課堂理論轉到工作實踐。上饒師范學院作為傳統師范類院校，具有較深厚的歷史文化積淀，在本科高等學校轉型發展時期，形成了非常鮮明的師范性、地方性和應用型辦學特色，確定了以顯著提升服務地方經濟社會發展的能力作為中期建設目標，從人才引進、教學改革、科學研究、學生創新創業活動等多方面對接上饒市“兩光一車”地方產業的升級發展。大學物理實驗是高校為理工科專業學生開設的一門科學實驗訓練課程，是學習規范實驗方法和掌握必備實驗技能的重要實踐科目，具有豐富的實驗思想、方法、手段，在培養學生嚴謹的學習態度、積極的創新思維、理論知識聯系實踐應用等綜合素質方面發揮著重要作用［2］。當前，多數地方院校是按照國內重點高校學術型教育人才培養模式開展本科教學，受當前教學模式和學校自身條件等方面的制約，大學物理實驗課程建設距離“應用技術型高?！本C合改革的效果差距較大，在教學上還有諸多環節需要進行優化調整。

1地方本科院校大學物理實驗教學現狀分析

1．1實驗教學內容設置與地方產業發展不匹配。目前，大部分地方本科院校因升本不久，授課過程中缺少系統完備的實驗教材，上課使用的講義是按照儀器設備廠商提供的教案以及參考一些通用的實驗教材，不同學校開設實驗項目差異較大，教學授課中側重開展一些基礎性和驗證性實驗，與“兩光一車”地方產業緊密聯系的科技創新型、綜合設計性實驗內容少，理論知識與企業生產實際聯系不緊密，學生課堂學習熱情不高［3］。1．2學生對物理實驗缺乏興趣，課程重視程度不高。相對于國內重點高校，地方本科院校學生自主學習能力較弱，對于大學物理實驗課程的預習環節不重視，實驗前雖有撰寫預習報告，但只是照著教案進行抄寫未能深入了解實驗原理及其應用發展。在課堂實驗過程中，授課教師進行理論講解和操作示范后，大部分學生是依據實驗教案對照老師操作過程進行模仿，缺少對實驗過程的認真了解和獨立思考，尤其是遇到實驗結果有誤或者數據偏差較大等問題時，會顯得不知所措，需要依靠老師或者同學的幫助才能有效解決。部分學生在課后撰寫實驗報告過程中總是疲于應付，缺少對整個實驗原理、實驗操作和數據處理的總結思考，實驗報告中結論、分析討論等內容只有少部分學生是自己根據實驗過程得出的［4］。1．3實驗課程教學管理難度大，嚴謹的課堂氛圍難以維持。隨著學校招生規模不斷擴大，使得大學物理實驗用房、儀器設備套數、實驗指導教師等教學資源比較緊張，學生開展實驗操作過程中因自身預習不充分、儀器設備存在問題、班次人數較多等眾多原因，容易造成課堂管理混亂，授課教師需要解決實驗中出現的各種小問題，嚴謹的課堂氛圍也難以維持，部分學生會以應付或者完成任務的心態開展實驗，操作過程中缺乏耐心和細心，物理實驗學習成效較為一般。1．4實驗課程考核評價體系不完善，無法促進學生科研能力提升。大學物理實驗課程考核主要是以平時成績（包括預習報告、實驗操作和數據處理）、實驗抽查考核（抽考某個實驗的一部分內容）以及思考題（抽考實驗的問題）解答三個方面成績進行加權評定，由于班級中一次參與抽考實驗的人數較多，實驗過程中教師無法詳細了解每個學生的操作過程，這種傳統考核方式相對比較全面考察學生對本門課程的掌握程度，但受主觀條件和客觀因素影響相對較大，不利于提高學生深入了解物理實驗原理及其數據處理方法，容易引起學生對實驗課的重視程度不夠［5］。同時，實驗課程考核過程缺少對學生個性化發展的考量，不利于學生針對某個實驗項目的興趣愛好發揮和創新能力的針對性訓練。1．5實驗教學儀器設備少，實驗室開放時間不足。物理實驗室建設和管理水平是高等學校辦學能力的一項重要標志，然而地方本科院校物理實驗儀器設備數量相對較少且更新較慢，也因缺乏足夠經費不能及時添置與地方產業相適應的教學設備，實驗儀器和實驗場地無法滿足學生客觀需求，物理實驗室管理缺少師資力量，不能做到工作日8小時開放，非物理學專業的學生每周只有2－3小時課堂實驗時間，無法在課后針對自己感興趣的實驗項目進行深入研究以及開展創新實驗操作。

2“兩光一車”地方產業發展需求分析

近年來，上饒市緊緊瞄準光伏、光學、汽車三大主導產業，依托龍頭引領、集群發展，聚力做大“兩光一車”產業集群，地方產業的發展與轉型升級，需要一大批能力素質協調發展、具有創新創業精神和實踐能力的理工科應用型人才，這些企業對于人才的需求，強調以綜合能力素養為核心，包括以下幾方面。2．1獨立實踐動手的能力學生能夠通過閱讀教材說明書、查詢有關資料，掌握生產線設備原理及方法、做好實踐操作前的準備；正確使用操作儀器及輔助設備、獨立完成生產線各項工藝流程操作、撰寫合格的生產報告；熟悉掌握車間生產流程、清楚了解相關技術指標、能夠開展維修保障的綜合實踐能力。2．2分析與研究問題的能力學生能夠融合大學所學基礎理論和專業知識，結合崗前培訓內容，充分理解“兩光一車”企業所從事的生產流程、工藝方法、實驗原理、設計思想，運用所積累的基礎知識和實踐經驗，分析企業在生產經營中所遇到的實際問題，認真開展現象剖析、原因查找、規律總結等工作，具備解決一般問題的分析與研究能力。2．3理論知識聯系實際問題的能力學生能夠在實際工作中善于發現問題、主動分析問題并學會解決問題，逐步提高自身綜合運用所學知識和專業技能解決“兩光一車”企業實際問題的能力。2．4創新創業的能力學生能夠完成“兩光一車”企業符合規范要求的設計性、綜合性的技術革新改進，初步進行具有研究性或創意性的“降本增效”課題或項目研究，結合自身發展方向激發自我的學習主動性，在實踐中提升自身的創新創業能力。

3面向“兩光一車”產業的大學物理實驗教學建議

大學物理實驗課程通過課堂實驗原理的講授，學生能夠采用實驗儀器設備將抽象的原理定律通過現象展示出來并測得具體數值，在動手操作過程中引導學生創新發散思維及分析解決問題能力，為培養出能夠適應“兩光一車”地方產業的理工科類人才，大學物理實驗教學改革勢在必行，教學模式創新迫在眉睫。3．1優化“大學物理實驗”。教學內容，融入“兩光一車”產業基礎理論按照課程教學要求，“大學物理實驗”會開設一定數量的基礎性實驗、綜合性實驗、設計性或研究性實驗，三類實驗學時占比大致為60％、30％和10％，并由力學、熱學、電磁學、光學四個部分實驗項目組成。為有效融入“兩光一車”地方產業，在選擇具體實驗項目時要有針對性，既重視實驗的基本原理與地方產業應用基礎相統一，又注重學生基礎操作鍛煉與創新能力提升相輔相成，實現物理基本原理、實踐操作技能與產業應用創新三者的有機結合。在電磁學實驗項目中，通過開展“硅光電池特性的研究”實驗，可以了解光伏產業中最基礎的PN結形成原理及其工作機理，掌握硅光電池的工作原理及其工作特性。在光學實驗項目中，選做“透鏡焦距的測定”“雙棱鏡測光波波長”等實驗，通過熟悉了解透鏡的成像規律，掌握同軸等高的光路調節操作方法，為今后使用光學儀器設備或從事光學產業工作是非常有益的。在力學實驗項目中，選擇“牛頓第二定律的驗證”“驗證動量守恒定律”兩個實驗，從滑塊的受力、碰撞與加速等力學基礎原理，拓展到汽車運動過程中發動機提供動力、車體所受阻力、運動速度及加速度等基本參數的計算。3．2擴大實驗室的開放資源，增設面向?！皟晒庖卉嚒碑a業創新實驗室開放實驗室的建設對本科生創新能力培養發揮重要作用，由于實驗室教師管理人數相對較少，實驗室可結合勤工儉學崗位，或挑選部分有創新實驗興趣愛好且動手實踐能力強的學生參與實驗室的維護與管理工作。同時，大學物理實驗室應安排相應時間（晚上、周末或者寒暑假期）對學生開放，在實驗授課過程中發現并鼓勵部分興趣強烈、動手實踐較好的學生開展設計性實驗內容，也可開展部分與“兩光一車”地方產業相結合且應用性強的創新實驗，能夠有效提高實驗室儀器設備使用時長，同時，可以整合實驗室現有設備和地方企業科研儀器設備，針對部分基礎性研究內容共同組建一個面向“兩光一車”產業的創新實驗室。3．3發揮學校科研創新比賽功能，鼓勵學生申報面向?！皟晒庖卉嚒碑a業創新課題高等院校每年都有相應的職能部門開展各種課題申報或者項目比賽，比如大學生創新創業項目計劃、互聯網＋比賽、科研項目以及地方企業資助的挑戰賽。對于大學二年級的理工科學生，在學習“大學物理實驗”這門課程的同時，可以充分利用課堂實驗教學，結合自身專業特色和興趣愛好，在實驗教師的指導下申報面向“兩光一車”產業的創新實驗項目，利用課余時間或寒暑假期，在創新實驗室開展并完成相應的課題內容，不僅能夠提升大學實驗課程的理論知識和實踐水平，也能熟悉了解“兩光一車”產業當前發展現狀及所處的技術水平，更能讓學生學會獨立思考、主動發現問題和解決問題，為畢業論文（設計）打下良好基礎。3．4重視大學物理實驗課程教學管理，完善實驗成績考核評價機制。大學物理實驗課程對學生動手實踐要求較高，教師在課堂中會介紹實驗原理、講解操作過程并提出實驗報告的撰寫要求，之后是學生按照講義開展實驗操作并記錄數據，養成嚴謹的教學氛圍和良好的操作習慣是實驗成功的基本保證。大學物理實驗課堂教學每個實驗項目一般安排3個學時，大部分同學能夠按時完成實驗數據的檢測，但學生數據計算處理能力較弱且實驗結果誤差較大，任課教師可以增加1個學時時間，以此要求學生重復實驗并在課堂內完成數據處理，避免某些學生編造數據或抄襲實驗報告，充分發揮學生主觀能動性，激勵學生高效、準確完成實驗之后方能下課。為培養學生的動手能力和創新意識，有必要完善以實驗報告為主的傳統考核評價方式，可以采取以下四個方面相結合的考核評價機制：一是基于平時成績與實驗操作抽查的綜合性考核方式；二是針對所開展實驗撰寫合格的實驗論文；三是開展大學物理創新實驗（結合“兩光一車”產業）設計及操作演示；四是以課程實驗內容為基礎申報大學生創新或科研等項目。通過考核方式的多樣性，給予學生更多選擇并按照考核要求進行長時間準備，可以更有效地鍛煉學生綜合能力素質。3．5結合學校省級平臺中心建設，健全完備的實驗教師團隊。實驗教師隊伍的建設直接影響實驗課程的教學效果，針對教師團隊緊缺的現狀，可以從院系的省級平臺中挑選實踐經驗豐富的年輕教師從事實驗課程教學，尤其是與“兩光一車”產業相結合的專業老師，一般都有深厚的理論功底和科研實驗基礎，能夠啟發培育學生創新思維。同時，實驗教師團隊不僅要專注物理實驗理論知識的講授，也要經常赴“兩光一車”地方產業開展調研和項目合作，解決企業生產過程中出現的問題，增強團隊理論知識聯系生產實際的能力，以此促進大學物理實驗教學水平的提高，并能在課程教學大綱、培養方案、教學模式等多方面進行改革創新，多途徑全方位壯大實驗教師團隊力量并提高教學研究水平。

4結束語

助推“兩光一車”產業發展的大學物理實驗教學思考是地方院校面向“應用技術型高?！本C合改革的一項探索性教學研究，是針對當前理工科學生大學物理實驗課程中存在的一些共性問題，以地方本科高校轉型發展為契機，以學生成長成才為根本，在教學實踐中不斷地探索教學內容優化、實驗室資源開放、學生創新意識培養、實驗教學過程強化和實驗教師團隊建設，緊密聯系當前“兩光一車”地方產業發展前景，重點培養學生的主動意識、創新精神和團隊協作能力，讓學生做到學以致用，更好地為地方產業發展服務。

參考文獻：

［1］鄧艷紅，王金江，蔣翔宇，等．地方高校轉型發展契機下大學物理實驗實踐探究［J］．價值工程，2017（26）：219－221．

［2］鄭冬梅，黃思俞，魏熾旭，等．大學物理實驗教學體系改革探索與實踐［J］．福建教育學院學報，2010（4）：113－116．

［3］劉文利，劉東紅，李蕾．大學物理實驗教學改革探索［J］．教育廣角，2014（19）：51－52．

［4］許海娟，劉益民，彭瑞明，等．切合實際的大學物理實驗教學改革和實踐［J］．輕工科技，2018，34（4）：174－175．

［5］劉艷，陳仁安．應用型人才培養模式下大學物理實驗教學改革［J］．陰山學刊，2018，32（2）：144－145．

作者:何星 毛杰鍵 王明 姜貴文 俞增清 單位:1.上饒師范學院物理與電子信息學院 2.江西省電動汽車部件智能化工程研究中心