時(shí)間：2022-07-12 19:00:27
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關(guān)鍵詞：霍爾效應(yīng) 磁場 教學(xué)方案 綜合能力
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-1578（2015）10-0028-01
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后所開設(shè)的一門重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程，其目的是使學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力，實(shí)驗(yàn)操作能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，總結(jié)、歸納和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識等。
1 實(shí)驗(yàn)中學(xué)生存在的主要問題[1]
大多數(shù)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_，實(shí)驗(yàn)原理不清楚，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟不熟悉，在沒有老師的指導(dǎo)下基本上不能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。另外，在實(shí)驗(yàn)中不能用所學(xué)的物理理論知識去分析觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和判斷所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正誤，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和動(dòng)手、動(dòng)腦的能力較差。撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告不規(guī)范，大部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄書，缺乏歸納、總結(jié)能力和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力等。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)
為了解決和克服以上存在的問題，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案是非常重要的。
2.1課外引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)
借助網(wǎng)絡(luò)把要完成該實(shí)驗(yàn)必須掌握的幾個(gè)關(guān)鍵問題上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。（1）霍爾效應(yīng)法測螺線管磁場的原理是什么？（2）測量磁感應(yīng)強(qiáng)度要測的關(guān)鍵物理量是什么？（3）采用什么方法測霍爾電壓？讓學(xué)生針對性的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，老師在網(wǎng)上答疑，提高實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的效果。
借助網(wǎng)絡(luò)把實(shí)驗(yàn)儀器的操作使用上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。拍攝教師介紹使用實(shí)驗(yàn)儀器螺線管磁場實(shí)驗(yàn)儀和螺線管磁場測試儀測量霍爾電壓的視頻并上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，讓學(xué)生身臨其境，這比起只看實(shí)驗(yàn)教材中的圖片和文字介紹更容易讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用。
借助網(wǎng)絡(luò)把預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的樣本上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂。學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后第一次寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，不知道怎么寫。把預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的樣本上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂以供學(xué)生參考，讓學(xué)生能比較規(guī)范的寫出預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2.2考查學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果
在上課前首先檢查學(xué)生是否按要求完成了預(yù)習(xí)報(bào)告，然后隨機(jī)抽查每個(gè)小組成員對實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中提出的幾個(gè)問題，由每小組學(xué)生共同回答，并作為預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)成績。這樣有利于促使學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，提高預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的效果。再者，老師可根據(jù)學(xué)生回答問題的情況、針對性地對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場講解和指導(dǎo)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。
2.3提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師。通過介紹霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用來提高學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)的興趣。
2.3.1霍爾效應(yīng)及其發(fā)展
霍爾效應(yīng)[2]是載流試樣在與之垂直的磁場中由于載流子受洛侖茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而在垂直于試樣和磁場方向的試樣兩個(gè)端面上產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象?；魻栃?yīng)在不斷的發(fā)展和應(yīng)用，
馮?克利青在極強(qiáng)磁場和極低溫度下發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)，它的應(yīng)用大大提高了測量有關(guān)基本常數(shù)的準(zhǔn)確性?？茖W(xué)家們在2010年的研究中發(fā)現(xiàn)了無需外磁場的量子霍爾效應(yīng)（量子化反常霍爾效應(yīng)），這一發(fā)現(xiàn)為低能量耗散的新型電子器件設(shè)計(jì)指出了一個(gè)新的發(fā)展方向。
2.3.2霍爾效應(yīng)的應(yīng)用[3]
利用霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件是一種磁電轉(zhuǎn)換元件，又稱霍爾傳感器。霍爾傳感器被用在日常生活所用的電器如洗衣機(jī)、錄像機(jī)、電飯煲、電冰箱等中。同時(shí)它在工程技術(shù)和科學(xué)技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用，如確定半導(dǎo)體的類型、確定載流子的濃度、測量磁場強(qiáng)度、測量電流強(qiáng)度、測量微小位移、壓力傳感器、車用傳感器、電磁無損探傷、磁流體發(fā)電等?；魻杺鞲衅髟陲w機(jī)、軍艦、航天器、新軍事裝備及通訊中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。
2.4重點(diǎn)講授，指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)
用霍爾效應(yīng)法測螺線管磁場是采用的間接測量法。教師重點(diǎn)講授是怎樣得出用霍爾效應(yīng)法測螺線管磁場的原理式B=■ [4]？為什么要采用電流和磁場換向的對稱測量法來測量霍爾電壓[5]？教師邊講邊演示電流和磁場換向的對稱測量法測量霍爾電壓的方法[6]。然后教師對學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)和答疑，并對學(xué)生所測的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查簽字。
2.5指導(dǎo)學(xué)生撰寫規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充、修改和完善。它包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)誤差討論。把往屆學(xué)生寫得較好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上讓學(xué)生作為參考。教師著重講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理，培養(yǎng)學(xué)生處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。
3 結(jié)語
總之，要提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要采用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)和能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]王本菊.理工科學(xué)生學(xué)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀及其對策[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013第36卷.
1傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題
傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)是由普通物理和物理實(shí)驗(yàn)兩門課組成，課程設(shè)計(jì)的初衷是讓學(xué)生通過理論研究和實(shí)驗(yàn)觀察的方法，抽象邏輯思維和直觀的方法來學(xué)習(xí)物理，二者相輔相成，互相促進(jìn)，兩者同等重要，不可偏廢．達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、動(dòng)手能力和觀察能力的目的．但現(xiàn)實(shí)情況是，盡管理論課與實(shí)驗(yàn)課的基本內(nèi)容保持大體一致，但由于是兩門課，同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，理論與實(shí)驗(yàn)很難保持同步，往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，理論課講的是力學(xué)內(nèi)容，物理實(shí)驗(yàn)課上做的是光學(xué)內(nèi)容，這樣學(xué)生很難用學(xué)到的理論知識去指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)以及通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證和總結(jié)物理規(guī)律．學(xué)生在理論課上還是埋頭死記一些物理公式和定義，感到物理課非常抽象、枯燥、難以學(xué)懂，而在實(shí)驗(yàn)課上，由于對有關(guān)的物理理論大都已淡忘，有的甚至根本還沒學(xué)，因此只是按照規(guī)定的操作流程記錄一些數(shù)據(jù)來完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)過程中為什么這樣做，通過實(shí)驗(yàn)獲取什么、鍛煉什么、甚至實(shí)驗(yàn)的目的都不是很清楚．理論與實(shí)驗(yàn)起不到相輔相成，互相促進(jìn)的作用．
2理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合
為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中的問題，首先我們將普通物理與物理實(shí)驗(yàn)整合為一門課：“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”，使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)保持同步，教學(xué)過程中理論與實(shí)驗(yàn)穿行．課堂上講解有關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的目的等，在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生體會(huì)和注意有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明哪些物理規(guī)律，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、思考問題和解決問題的能力．例如，在力學(xué)中，結(jié)合物體的受力分析我們要做“用拉脫法測液體的表面張力系數(shù)”實(shí)驗(yàn)，首先在課堂上講解液體的表面張力，實(shí)驗(yàn)的基本原理以及實(shí)驗(yàn)中有關(guān)圓環(huán)的受力情況，提請學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察表征液體表面張力大小的物理量是如何變化的．實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)表征力大小的電壓逐漸增加，到最大值后再減小，然后在某個(gè)值下突變．結(jié)合該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，首先讓學(xué)生們思考，液體的表面張力是最大值還是突變前瞬間的值，然后告訴學(xué)生對該問題現(xiàn)有兩種解釋，一是由于圓環(huán)不是水平的，造成液面部分脫落，所以應(yīng)該讀取最大值．另一是液面是突然破裂，由于環(huán)上的水逐漸滑落引起的力由最大值逐漸減小，然后讓學(xué)生給出自己的觀點(diǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論進(jìn)行證明，將有關(guān)內(nèi)容體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中．努力做到用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深對理論的理解．
3課程教學(xué)中貫穿CDIO理念
CDIO改革的三個(gè)總體目標(biāo)是要把學(xué)生培養(yǎng)成能夠掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識；領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行；理解技術(shù)的研究與發(fā)展對社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響．在課程教學(xué)中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)們把每一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)作CDIO的一個(gè)項(xiàng)目來進(jìn)行學(xué)習(xí)，做到在理論課堂上完成C（conceive思考），課下完成D（design設(shè)計(jì)），在實(shí)驗(yàn)室完成I（implement實(shí)施）和O（Operate運(yùn)行）．例如，在電磁學(xué)中結(jié)合霍爾效應(yīng)我們要做“霍爾效應(yīng)及霍爾元件基本參數(shù)的測量”實(shí)驗(yàn)，首先在理論課上講解完霍爾效應(yīng)，讓學(xué)生們思考霍爾效應(yīng)有什么用？如何利用霍爾效應(yīng)測量有關(guān)的物理參數(shù)？布置課下作業(yè)讓學(xué)生設(shè)計(jì)霍爾元件基本參數(shù)的測量裝置，然后在實(shí)驗(yàn)室只對學(xué)生講解各個(gè)分立儀器設(shè)備的作用，整個(gè)實(shí)驗(yàn)如何操作，如何進(jìn)行由學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)去實(shí)施，整個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的結(jié)果體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中．這樣通過一個(gè)具體的普物實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)CDIO每一步所包含的內(nèi)容，使學(xué)生CDIO的能力得到不斷地鍛煉和提高．
4課程教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和表達(dá)能力
CDIO教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一是要培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和表達(dá)能力，教學(xué)過程中我們有意識地將一些思考題或項(xiàng)目以作業(yè)的形式讓學(xué)生以宿舍為單位，課下進(jìn)行充分的討論和論證，然后每個(gè)宿舍推舉一個(gè)同學(xué)在課堂上進(jìn)行表述．例如，在電磁學(xué)中，講解霍爾效應(yīng)和電磁感應(yīng)的內(nèi)容后，我們布置的項(xiàng)目是用什么物理原理去測量磁場，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)了有關(guān)的物理知識，如何去用，如何根據(jù)相應(yīng)的物理原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，開始是很欠缺的，需要不斷引導(dǎo)和反復(fù)訓(xùn)練．通過宿舍內(nèi)同學(xué)之間的討論，同學(xué)們思考問題的不同方式，開闊了思路，增強(qiáng)同學(xué)之間團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，同時(shí)也鍛煉了表達(dá)能力．
5基于CDIO的教學(xué)模式改革
傳統(tǒng)的物理課側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，往往忽略了培養(yǎng)學(xué)生在領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行上的能力，這也是CDIO改革希望達(dá)到的目標(biāo)之一．傳統(tǒng)教學(xué)模式，重點(diǎn)放在被動(dòng)的信息傳遞上，而沒有放在讓學(xué)生更多地從事操作、運(yùn)用、分析和判斷概念上．加之課程概念抽象、公式繁雜，這樣的教學(xué)模式很難取得好的教學(xué)效果．傳統(tǒng)的普通物理實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例較大，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、企業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際的工程環(huán)境幾乎沒有聯(lián)系，這使得學(xué)生在本來最方便獲取工程經(jīng)驗(yàn)的環(huán)節(jié)反而收獲甚少．此外，更重要的是沒能將個(gè)人能力、職業(yè)能力、素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力等一系列綜合能力的培養(yǎng)融于課程中．CDIO改革的三個(gè)總體目標(biāo)是把學(xué)生培養(yǎng)成能夠掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識；領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行；理解技術(shù)的研究與發(fā)展對社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響．據(jù)此，“大學(xué)物理與實(shí)驗(yàn)”課程體系改革必須考慮一體化課程的構(gòu)建．制訂一體化課程計(jì)劃，首先向?qū)W生闡明該學(xué)科與其他學(xué)科知識的聯(lián)系，讓學(xué)生認(rèn)識到物理知識與其他各種學(xué)科知識是相互支持的；其次在課程學(xué)習(xí)中，將個(gè)人的交流能力以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)建造能力的培養(yǎng)看作這個(gè)課程計(jì)劃不可分割的一部分．無論理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，目的是希望學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)學(xué)到相應(yīng)的知識和具備一定的應(yīng)用能力．理論教學(xué)不應(yīng)該是簡單枯燥的“填鴨”，而應(yīng)該是基于主動(dòng)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法的教與學(xué)．例如“大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)”課程中關(guān)于光的波動(dòng)性、光的波長、光的干涉、衍射等光的特性的學(xué)習(xí)，學(xué)生很難根據(jù)公式來深刻理解．但是如果我們采用以下過程，學(xué)生一定會(huì)有領(lǐng)悟．課前準(zhǔn)備：教師提出與相應(yīng)概念有關(guān)的一個(gè)典型工程案例，學(xué)生查找相關(guān)概念的資料；課上教師講授，學(xué)生分組討論或辯論；課后實(shí)踐：也可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證有關(guān)概念，最后才是學(xué)生做課后計(jì)算作業(yè)．該過程就是一個(gè)主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，讓學(xué)生致力于對問題的思考和解決．這個(gè)認(rèn)知的過程不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，取得良好的學(xué)習(xí)效果，而且可以幫助學(xué)生培養(yǎng)批判性思維能力和養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)能力．教學(xué)過程中把教學(xué)的重點(diǎn)放在物理原理和物理知識的應(yīng)用上，簡化有關(guān)物理原理和公式的推導(dǎo)，精心設(shè)計(jì)有關(guān)的題目或項(xiàng)目，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，強(qiáng)調(diào)在實(shí)際環(huán)境中制造產(chǎn)品和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)把所學(xué)到的理論知識和專業(yè)興趣聯(lián)系起來．例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)測試方案，確定勻強(qiáng)磁場和交變磁場的實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)目作為課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)雖有相關(guān)內(nèi)容，但學(xué)生必須了解同樣是測量磁場，不同性質(zhì)的磁場，其測量方法是不同的，所用物理原理也不同，學(xué)生可以首先自主設(shè)計(jì)測試方案，以宿舍為單位進(jìn)行交流和論證，然后到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試，最終上交書面報(bào)告．該報(bào)告并非只是測試結(jié)果，而是完整的方案解決報(bào)告．可以選擇項(xiàng)目成績好的學(xué)生制作PPT進(jìn)行全班的交流．逐漸培養(yǎng)個(gè)人工程推理和解決問題的能力、系統(tǒng)思維能力、創(chuàng)造性思維能力以及人際交流等等．
關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；電類專業(yè)；創(chuàng)新能力
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要任務(wù)是在有限學(xué)時(shí)內(nèi)提高教學(xué)效果[1]，使學(xué)生的各種能力得到最好的訓(xùn)練和培養(yǎng)。目前，由于國內(nèi)大部分高校存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入相對不足，造成大部分高校對工科所有專業(yè)開設(shè)同樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容[2]。鮮有高校針對某一類工科專業(yè)或某一專業(yè)開設(shè)特定的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容；另外，物理實(shí)驗(yàn)室也存在儀器較為陳舊，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式較單一等現(xiàn)象[3-5]；除此之外，高校由專才教育向通識教育的轉(zhuǎn)變，減少學(xué)生的基礎(chǔ)課時(shí)，造成學(xué)生的基礎(chǔ)不扎實(shí)，削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程的興趣。這些原因使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)難于達(dá)到較好的效果。因此，探索更有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對促進(jìn)學(xué)生各種能力的培養(yǎng)具有積極的意義。為此，我們以電類專業(yè)學(xué)生為研究對象，結(jié)合電類專業(yè)后續(xù)課程的需要和對該類人才的需求，探討了電類專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
1各專業(yè)特點(diǎn)
1.1課程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
電類專業(yè)在理工科高校中占有半壁江山，是國內(nèi)理工高校專業(yè)的重要組成部分。電類專業(yè)包括通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、微電子技術(shù)等專業(yè)。其培養(yǎng)目標(biāo)是：主要培養(yǎng)從事通信工程及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行等方面的研究、制造、開發(fā)和應(yīng)用，且具有扎實(shí)基礎(chǔ)、寬廣知識面的、寬口徑就業(yè)的高級人才[6-7]。電類專業(yè)即與“電”相關(guān)的專業(yè)，主要課程有：電路理論系列課程，如電路分析、電子線路、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)；通信理論系列課程，如電磁場理論、微波技術(shù)與天線、光纖通信、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信；自動(dòng)控制系列課程，如自動(dòng)控制理論、信號分析與處理；以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等課程。這些專業(yè)課程的基礎(chǔ)必修課程為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電工實(shí)驗(yàn)等。國內(nèi)有不少高校對高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程對后續(xù)專業(yè)課程的影響作了較深入的研究[8-10]。得到了扎實(shí)的基礎(chǔ)課程理論對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有很大的幫助。另外，基礎(chǔ)課程的開設(shè)及內(nèi)容選擇對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)也具有較大的影響。工科專業(yè)的課程任務(wù)較重，各學(xué)科課時(shí)也顯得較為緊張，特別是目前大學(xué)教育呈現(xiàn)寬口徑就業(yè)人才培養(yǎng)的情況下，表現(xiàn)尤為突出。因此在壓縮基礎(chǔ)課程時(shí)間的前提下，如何設(shè)置基礎(chǔ)課程，結(jié)合各工科專業(yè)需要，選擇基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果是工科各專業(yè)教研教改的探索方向。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為高等理工科院校的必修基礎(chǔ)課之一，在人才培養(yǎng)方面啟到了非常重要的作用。但目前全國理工高校仍采用各專業(yè)統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的模式。這種情況嚴(yán)重脫離各專業(yè)發(fā)展需求和社會(huì)發(fā)展需要，沒有達(dá)到與時(shí)俱進(jìn)的目的。因此，結(jié)合各專業(yè)后續(xù)課程研究大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇對探索人才培養(yǎng)具有積極意義。
1.2就業(yè)方向及要求
近年來，電類行業(yè)快速發(fā)展，電類專業(yè)的畢業(yè)生如沐春風(fēng)[11]，如華為、中興、UT斯達(dá)康等知名企業(yè)給電類專業(yè)的畢業(yè)生提供了很多就業(yè)崗位，而且是誘人的高薪職位。因此，電類專業(yè)畢業(yè)生的前景較好。畢業(yè)生的就業(yè)方向分為研發(fā)職位、非研發(fā)職位以及其它職位。研發(fā)職位包括硬件工程師、通信工程師、電子工程師、電氣工程師等；非研發(fā)職位包括電氣運(yùn)行與維護(hù)、測試工程師、技術(shù)支持等；除此之外有部分電類畢業(yè)生也走上公務(wù)員、教師、管理等崗位或繼續(xù)深造。隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)各崗位對電類專業(yè)畢業(yè)生的基本素質(zhì)要求除了要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識、寬廣的知識面外，還必須具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。除此之外，隨著高校培養(yǎng)電類人才總數(shù)的增多，各類企業(yè)對該類人才需求相對減小，因此高校必須培養(yǎng)更具競爭力的畢業(yè)生才能更適應(yīng)社會(huì)的需求。這種競爭力包括學(xué)生的創(chuàng)新能力。因?yàn)閯?chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，而且必須有扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理知識和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)和電工實(shí)驗(yàn)技術(shù)，所以基礎(chǔ)課程的教學(xué)必須更有效，基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容也必須與時(shí)俱進(jìn)。各類實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力起著關(guān)鍵的作用。其中物理實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有不可代替的作用。因此基于教學(xué)內(nèi)容分類模式研究不同專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，擴(kuò)大學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識面，培養(yǎng)學(xué)生各種能力具有重要意義。
2教學(xué)改革
目前，我國高校專業(yè)設(shè)置多樣化，新專業(yè)、熱門專業(yè)層出不窮[12]。受高校硬件條件和師資條件影響，針對每個(gè)專業(yè)定制特定的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目并不現(xiàn)實(shí)。因此，把同類型的專業(yè)按大類開設(shè)相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是一種較優(yōu)化的方式。所以我們以電類專業(yè)為例，針對該專業(yè)探討物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目與內(nèi)容的改革。
2.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改革
改革前，我校理工科專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)共64學(xué)時(shí)，包含緒論課學(xué)4學(xué)時(shí)，共2學(xué)分，在大一下學(xué)期和大二上學(xué)期開課。全校理工科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相同，也即所有理工科專業(yè)必須完成相同的20個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目才能取得相應(yīng)的學(xué)分。改革前后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目同樣分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（A類）、綜合性實(shí)驗(yàn)（B類）、設(shè)計(jì)性或探索性實(shí)驗(yàn)（C類）。但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容突出“電“的特點(diǎn)。在保證課時(shí)不改變的前提下，擬對減少電類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但深化每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容，開展探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)。減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的有二方面：一是改變以前教學(xué)中各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目平均用力的現(xiàn)象，導(dǎo)致每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成并不理想；另一方面是雖然減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容加深，讓學(xué)生能更深入地研究改革后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而讓學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力得到更好的培養(yǎng)。如表1為改革前后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)數(shù)。為了更好地結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程，深化學(xué)生知識的運(yùn)用能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，所以增加了霍爾效應(yīng)的應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計(jì)的探索性實(shí)驗(yàn)，而且把探索性實(shí)驗(yàn)作為電類專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的重要內(nèi)容，學(xué)時(shí)共為12學(xué)時(shí)。
2.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇依據(jù)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容選擇的主要依據(jù)為與電類專業(yè)后續(xù)課程相關(guān)，有利于畢業(yè)生的思維能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力的培養(yǎng)，突出“電類“的特點(diǎn)。如示波器（包括數(shù)字示波器和模擬示波器）是電子技術(shù)、醫(yī)療檢測技術(shù)中使用最廣泛的測量儀器之一。它能直接測量電信號或能轉(zhuǎn)化為電信號的物理量的波形。電類專業(yè)的后續(xù)課程電路分析、電子線路等課程均要用示波器檢測的基本知識。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，掌握示波器的基本原理，以及測量電信號和分析電信號波形的方法。電類專業(yè)畢業(yè)生走上專業(yè)對口的工作崗位仍需用到示波器檢測電子設(shè)備的信號波形。因此，開設(shè)示波器的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能起到為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工作崗位奠定基礎(chǔ)；又如巨磁阻效應(yīng)在硬盤存儲技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛，由于巨磁阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，改變了硬盤的讀寫方式，巨大地促進(jìn)了硬盤的存儲密度，使硬盤的存儲容量以MB字節(jié)計(jì)到GB到TB字節(jié)計(jì)的飛躍發(fā)展，通過該實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解巨磁阻效應(yīng)現(xiàn)象及其基本原理，以及在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用；霍爾效應(yīng)傳感器是一種靈敏度極高的傳感器，它可直接測量磁場或磁場的變化，而且測量數(shù)據(jù)非常精確。根據(jù)磁場的變化還衍生出位置傳感器等等。因此霍爾效應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于各類的電子產(chǎn)品或其它工業(yè)，如手機(jī)、汽車等。因此增設(shè)霍爾應(yīng)用的應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計(jì)的探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，旨在深化電類專業(yè)學(xué)生對知識運(yùn)用能力、思維能力，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?？傊?，實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目改革體現(xiàn)讓學(xué)生掌握物理基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生各種能力的同時(shí)，讓物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更好地成為專業(yè)課程的基礎(chǔ)和學(xué)生走上工作崗位的基礎(chǔ)。
2.3考核評價(jià)方式
考核評價(jià)是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的一種總結(jié)，也是教學(xué)效果的反饋之一。因此，一個(gè)合理的考核評價(jià)方式是教學(xué)改革的成敗的體現(xiàn)之一。改革前的考核方式采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告評分制，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告權(quán)重一致，最后得到平均值，然后再轉(zhuǎn)化為“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格“、”不及格“的五級制。改革后，為了體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易，簡單將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分別標(biāo)為A、B、C類等級，A、B、C類等級的權(quán)重分別為0.2、0.3、0.5，然后將全部實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)采用A、B、C類等級的加權(quán)平均算法得到一個(gè)平均實(shí)驗(yàn)成績，(1)根據(jù)公式（1）的加權(quán)平均值，將平均成績轉(zhuǎn)化為五級制等級。采用不同權(quán)重的目的不僅是為了突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，更重要的是突出教學(xué)內(nèi)容背后創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)。
3結(jié)束語
目前的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在二方面的不足：一方面與后續(xù)專業(yè)課程結(jié)合不緊密，另一方面存在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過多，不利學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)掌握過多的基礎(chǔ)知識和對某一知識點(diǎn)的深入研究。因此，結(jié)合后續(xù)專業(yè)課程的特點(diǎn)和需求，探索不同專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對人才培養(yǎng)具有積極的意義。我們以電類專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，研究了電類專業(yè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，并在部分電類專業(yè)作了嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。在保證學(xué)時(shí)不變的情況下，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室已有的實(shí)驗(yàn)儀器和專業(yè)后續(xù)課程，并突出“電”相關(guān)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但深化每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容和深度。并增加了具有研究性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用及基于霍爾效應(yīng)的漏電開關(guān)設(shè)計(jì)。通過探索性研究實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，深化學(xué)生的知識基礎(chǔ)，激發(fā)了學(xué)生探索研究物理的積極性，同時(shí)強(qiáng)化了電類學(xué)生對霍爾傳感器在電子技術(shù)中的應(yīng)用能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此，這種結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)方式能較好地激發(fā)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，也能較好地培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，以及促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)的基礎(chǔ)知識。
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關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；參與性學(xué)習(xí)；獨(dú)立學(xué)院
近年來，隨著各行各業(yè)對創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的需求，本科教學(xué)的模式也該隨之變革。多年來中國的教育使得大多數(shù)學(xué)生養(yǎng)成被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，重理論、輕實(shí)踐，不愿花費(fèi)時(shí)間去找辦法解決實(shí)際問題。而參與性教學(xué)是解決這一現(xiàn)狀的比較好的方式。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)遇到的第一門實(shí)踐性課程。開展好這一門課對學(xué)生的意義重大。除了學(xué)習(xí)操作儀器處理數(shù)據(jù)等一些必需的技能外，還必須讓學(xué)生明白在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決是十分重要的。目前，物理實(shí)驗(yàn)參與性學(xué)習(xí)甚至研究性學(xué)習(xí)在一些大學(xué)中已開展得比較系統(tǒng)，如東南大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)皆有自己的一套物理實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)模式。對于這些學(xué)校，一方面，教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室條件好；另一方面，學(xué)生基礎(chǔ)好，對學(xué)習(xí)有興趣并更具鉆研精神，參與性教學(xué)比較容易開展。而對于獨(dú)立學(xué)院，相對來說實(shí)驗(yàn)室條件有局限性，教師的主要任務(wù)是搞好教學(xué)，大部分學(xué)生也是以拿到學(xué)分為目標(biāo)而完成課程。但是，筆者認(rèn)為獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生也是需要進(jìn)行參與性學(xué)習(xí)培養(yǎng)的。本文結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)討論在現(xiàn)有條件下如何在獨(dú)立學(xué)院的物理實(shí)驗(yàn)課程中開展參與性學(xué)習(xí)。
一、獨(dú)立學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
以中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院為例，該學(xué)院對廣播電視工程、通信、電信專業(yè)的學(xué)生開展了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)這幾部分，基本符合對工科電類本科生的培養(yǎng)要求。學(xué)院針對自己所具備的實(shí)驗(yàn)儀器已經(jīng)編寫出配套的實(shí)驗(yàn)教材，并在10年來的教學(xué)中積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但仍然存在一些問題需要重視和解決。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式化。實(shí)驗(yàn)課的流程是教師講解實(shí)驗(yàn)原理，介紹實(shí)驗(yàn)儀器，安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生按部就班測量數(shù)據(jù)，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種模式下，學(xué)生往往在原理還比較模糊的情況下就機(jī)械性地測量數(shù)據(jù)，最后雖然完成了實(shí)驗(yàn)，但很多學(xué)生并沒有去思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器搭配等基本問題，應(yīng)具備的科學(xué)和工程素養(yǎng)得不到提高。
2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式死板。實(shí)驗(yàn)報(bào)告使用的是統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊。上面分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理與分析這幾塊。除了最后一塊，大多數(shù)學(xué)生只是不加思考去抄實(shí)驗(yàn)教材。一則浪費(fèi)時(shí)間，二則沒有琢磨和真正理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)中的一些實(shí)際問題。
3.實(shí)驗(yàn)考核形式單一。目前，實(shí)驗(yàn)成績由兩部分構(gòu)成，出勤和操作占50%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%。一方面，學(xué)生是按教師的講解按部就班操作的，很難提高學(xué)生操作技能和解決問題的能力；另一方面，由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式死板，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績相差也不大，不能反映學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的真實(shí)掌握情況，也不能通過實(shí)驗(yàn)成績對學(xué)生實(shí)現(xiàn)成績上的區(qū)分和應(yīng)有的激勵(lì)作用。
二、物理實(shí)驗(yàn)參與型學(xué)習(xí)方案探討
目前，國內(nèi)獨(dú)立性學(xué)院正處于發(fā)展初期，學(xué)校往往由于辦學(xué)條件和生源層次的限制，無法在實(shí)驗(yàn)科研條件和學(xué)生課外科研項(xiàng)目上有太多的投入。在長期的教學(xué)實(shí)踐中，筆者總結(jié)出以下幾種參與性學(xué)習(xí)方案，并取得了較好的效果。
1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式。實(shí)驗(yàn)報(bào)告采取一份報(bào)告對應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的形式。報(bào)告上印制好做該實(shí)驗(yàn)前需要作答的問題，用來檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。接著是數(shù)據(jù)表格的填寫、誤差分析、作圖等。最后是實(shí)驗(yàn)完成后需要作答的一些問題。該方法既能大大節(jié)約學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間，又能使他們更加認(rèn)真地進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過問題不知不覺地對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行掌握。
2.與學(xué)生一起解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。當(dāng)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，總會(huì)碰到一些意想不到的問題。教師可以抓住這些機(jī)會(huì)，在排除實(shí)驗(yàn)儀器故障或錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，讓學(xué)生參與其中觀察，思考甚至動(dòng)手來一起討論解決這些問題，這樣能夠使得學(xué)生深刻地了解儀器的構(gòu)造，并提高其發(fā)現(xiàn)解決問題的能力。
3.拓展實(shí)驗(yàn)小課題。在常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師還可以建議學(xué)生利用現(xiàn)有儀器去探究其他的物理現(xiàn)象和規(guī)律，自己完成感興趣的實(shí)驗(yàn)小課題。比如分光計(jì)實(shí)驗(yàn)的常規(guī)內(nèi)容是對三棱鏡的頂角和汞光燈綠色譜線折射率的測量，在此基礎(chǔ)上，教師可以啟發(fā)學(xué)生測量汞燈的光譜和色散曲線。再比如，霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中除了常規(guī)的測量線圈軸線上的磁場外，還可以將測量擴(kuò)展到整個(gè)空間的磁場分布。這種擴(kuò)展可以有很多，它既不需要購買新儀器，又可以鍛煉他們科學(xué)研究的能力。本文通過分析獨(dú)立性學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀，探討設(shè)計(jì)了具有較強(qiáng)可行性的參與性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。希望通過開展上述參與性學(xué)習(xí)方案，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件在規(guī)定的必修課時(shí)內(nèi)，促使獨(dú)立學(xué)院工科學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的方法和手段，培養(yǎng)應(yīng)有的科學(xué)研究和工程技術(shù)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳乾，戴玉蓉，錢鋒.課內(nèi)外相結(jié)合引導(dǎo)低年級學(xué)生自主研學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（10）.
在教學(xué)的過程中“照本宣科”。就算是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也有部分教師依照教材所示方法給學(xué)生講解和演示，或要求學(xué)生依照其事先擬好的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這完全違背了培養(yǎng)應(yīng)用型人才的要求，也影響了教學(xué)質(zhì)量。導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是教師素質(zhì)不高。有些教師因忙于科研工作而忽略了教學(xué)，有些教師則是因?yàn)閷I(yè)基礎(chǔ)不扎實(shí)，缺乏創(chuàng)新精神導(dǎo)致難以引導(dǎo)學(xué)生順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新課堂教學(xué)方法。成績考核體系不科學(xué)?，F(xiàn)大多數(shù)地方應(yīng)用型本科院校的大學(xué)物理課程考核多是采取筆試成績?yōu)橹鳌?shí)驗(yàn)成績?yōu)檩o的方式，其中實(shí)驗(yàn)成績主要包括學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)。但很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告只是在網(wǎng)上搜索的，有些甚至是抄襲的，而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)教師也難以全面了解;筆試又多是考理論知識，難以全面、客觀地反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，在很大程度上打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自信心和積極性。
二、地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)改革措施
培養(yǎng)應(yīng)用型人才既是現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求，也是本科院校立足于教育市場的有效方法。大學(xué)物理是很多地方應(yīng)用型本科院校的必修課程，這門課程可幫助學(xué)生打好扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)造性思維能力。［3－4］因此，地方應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理教學(xué)現(xiàn)存在的問題必須解決。第一，更新教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施“模塊組合”教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生獲取知識的主要來源之一，不同教學(xué)內(nèi)容的組合是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種手段。首先要更新教學(xué)內(nèi)容，將最新的前沿成果融入教材當(dāng)中，讓學(xué)生了解所學(xué)知識與實(shí)際生活的聯(lián)系，使其認(rèn)識到大學(xué)物理在社會(huì)生活中所發(fā)揮的作用。如在講波動(dòng)光學(xué)時(shí)可引入激光、光信息、光刻等方面的技術(shù)知識，聯(lián)系生活中常見的光盤記錄、激光防偽等技術(shù)，使學(xué)生感受到物理知識與實(shí)際生活有密切的聯(lián)系，對物理產(chǎn)生濃厚的興趣。此外，大學(xué)物理的課時(shí)有限且多為公共課，不同專業(yè)的學(xué)生對這門課程的需求也不盡相同，教師要恰當(dāng)?shù)剡x擇教學(xué)內(nèi)容，將其模塊化，并科學(xué)、合理地進(jìn)行組合，實(shí)施“模塊組合”教學(xué)。如將大學(xué)物理中相對獨(dú)立的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、振動(dòng)和波、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)學(xué)列為縱向模塊，將近代物理及物理應(yīng)用歸為橫向模塊，這樣可以根據(jù)課時(shí)安排或不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)組合各模塊，讓學(xué)生既能學(xué)到物理知識，又能提高邏輯分析能力及應(yīng)用能力。第二，改善教學(xué)方式，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以觸及學(xué)生興趣點(diǎn)，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果不佳。教師可以采用探究式教學(xué)法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、演示教學(xué)法等方式，活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。如在講“紅限”時(shí)，因其概念抽象，教師可用演示實(shí)驗(yàn)的方法，用不同強(qiáng)度的紅光照射于金屬鉀電極表面，都不會(huì)產(chǎn)生任何光電流，但用綠光進(jìn)行照射卻有光電流出現(xiàn)。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易就能理解“紅限”的概念。此外，為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，教師應(yīng)將課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際生活當(dāng)中。如在講“霍爾效應(yīng)”時(shí)，可引入新聞“量子反?；魻栃?yīng)”，這樣不但增長了學(xué)生的課外知識，而且通過前沿問題的反應(yīng)讓學(xué)生了解到大學(xué)物理在實(shí)際生活中的作用，使學(xué)生樂于深入探索物理知識。第三，提高教師職業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)教師教學(xué)能力。教師在教學(xué)的過程當(dāng)中起主導(dǎo)作用，教師的職業(yè)素養(yǎng)是影響整個(gè)課堂效果的主要原因之一，要想提高教學(xué)質(zhì)量就必須提高教師的職業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)教師的教學(xué)能力。為此，可讓教師進(jìn)入專業(yè)的培訓(xùn)中心進(jìn)修，轉(zhuǎn)變教師的教育理念、改善其教學(xué)方式、端正其教學(xué)態(tài)度。另外，借助教研活動(dòng)讓教師在授課之余了解最新的物理科技動(dòng)態(tài)及科研成果，豐富教師的物理應(yīng)用知識。鼓勵(lì)教師加強(qiáng)自身的創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)的過程中深入思考新問題，這樣才能為學(xué)生樹立榜樣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。第四，完善成績考核體系。成績考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)，成績考核的方式在一定程度上影響成績考核的結(jié)果。為全方位、客觀地考查學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，教師可采取多元化的考核方式，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同層次采取不同的考核方式。如針對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可采取實(shí)驗(yàn)成績加筆試成績的考核方式，其中實(shí)驗(yàn)成績包括預(yù)習(xí)成績、實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告三方面。通過考查學(xué)生的預(yù)習(xí)成績可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性;實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)考查學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì);實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告考查學(xué)生的數(shù)據(jù)分析及處理能力。另外，通過筆試成績可清楚地了解學(xué)生對理論知識、實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟的掌握程度。這種考核方式是改善了傳統(tǒng)的考核方式，全面體現(xiàn)了學(xué)生的綜合素質(zhì)及能力。
三、結(jié)語
[關(guān)鍵詞]“問題教學(xué)法”；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐；教學(xué)效果的評估
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）05-0014-03
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的“在于引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程主動(dòng)獲取新知識，發(fā)現(xiàn)新問題，培養(yǎng)分析和解決問題的能力”。[1]教學(xué)目的需要通過一定的教學(xué)方法才能達(dá)到。為了達(dá)到上述教學(xué)目的，我校承擔(dān)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師們經(jīng)過多年的艱苦勞動(dòng)，探索出一種“問題教學(xué)法”，并運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐中，取得了較為顯著的教學(xué)效果。本文對這一實(shí)踐做總體介紹。
一、什么是“問題教學(xué)法”
所謂“問題”是指在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)、探討并加以解決的矛盾和疑難。[2]這里的“矛盾”是指主觀認(rèn)識與客觀情況不一致的地方，而“疑難”是指有疑問而難于判斷或者處理的地方。所謂“問題教學(xué)法”是指在教師以“問題”為主線組織整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的活動(dòng)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的始終，通過實(shí)驗(yàn)來分析、討論和驗(yàn)證，并最終解決這些問題，從而完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。
與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，“問題教學(xué)法”以學(xué)生為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題，分析、討論問題和解決問題的積極性與主動(dòng)性。它既可適用于低年級的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，又可適用于高年級的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
二、“問題教學(xué)法”在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐探索
從教學(xué)過程來看，“問題教學(xué)法”在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中分為兩大階段：以教師為主角的階段和以學(xué)生為主角的階段。
（一）以教師為主角的階段
這一階段的主要任務(wù)是為開展實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。為此，教師應(yīng)做好如下工作：一是分好做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)，一般以自然班（約35人）為單位，人數(shù)如太多則難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二是教會(huì)學(xué)生正確掌握實(shí)驗(yàn)操作方法，正確掌握各種儀器和設(shè)備的使用方法，以確保實(shí)驗(yàn)的安全。必要時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。三是在教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示過程中，要求學(xué)生注意觀察，學(xué)會(huì)觀察，把發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來。因?yàn)椤叭魏螐?fù)雜多變的事物，它的本質(zhì)是通過各種現(xiàn)象表現(xiàn)出來的，人們通過長期耐心細(xì)致的觀察，才能對各種事物取得規(guī)律性的認(rèn)識，不會(huì)觀察就不會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”。[3]四是布置正式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生課后抓緊時(shí)間預(yù)習(xí)，在正式實(shí)驗(yàn)時(shí)對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做到胸有成竹。
（二）以學(xué)生為主角的階段
從運(yùn)用過程來看，“問題教學(xué)法”主要有五個(gè)階段：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容―實(shí)驗(yàn)操作―對重要或者較難問題展開討論―解決問題，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)―教師點(diǎn)評，完成實(shí)驗(yàn)。
1.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
這一階段的主要任務(wù)是熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，繼續(xù)學(xué)習(xí)、掌握實(shí)驗(yàn)操作的正確方法，掌握各種儀器和設(shè)備的正確使用方法。要求每個(gè)學(xué)生至少要發(fā)現(xiàn)一個(gè)以上的“問題”，同時(shí)，教會(huì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出問題的方法。質(zhì)疑法、比較法、歸納法、綜合法和觀察法等都是一些非常有用的方法。例如，1879年美國物理學(xué)家霍爾就是通過這些方法發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決問題的，如此反反復(fù)復(fù)，最終提出“霍爾效應(yīng)”原理。又如，牛頓就是仔細(xì)觀察了習(xí)以為常的“蘋果落地”這一自然現(xiàn)象，然后通過思考，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律的。
2.實(shí)驗(yàn)操作
在此階段的主要任務(wù)是要求每個(gè)學(xué)生正確掌握各種實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的使用方法，按照實(shí)驗(yàn)要求和正確方法親自操作，把實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用實(shí)驗(yàn)的方式體現(xiàn)出來。目的是利用實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握做好實(shí)驗(yàn)的方法和技巧。這個(gè)階段應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：一是安全問題。必須強(qiáng)調(diào)每個(gè)學(xué)生都要正確使用實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，運(yùn)用正確方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，樹立安全第一的意識，確保實(shí)驗(yàn)安全。二是要求每個(gè)學(xué)生要注意觀察在實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題，一些較易或者一般性問題由學(xué)生自己加以解決。比如，在做光纖通信實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)示波器波形彎曲畸變，檢查示波器、信號發(fā)生器和光學(xué)器件后又沒有發(fā)現(xiàn)問題，那么，這是什么原因造成的？教師不要急于告訴原因，而應(yīng)要求學(xué)生自己觀察分析，查找原因。這樣的要求無形中培養(yǎng)了學(xué)生的觀察問題的能力。三是要把在實(shí)驗(yàn)過程中新發(fā)現(xiàn)的問題記錄下來。如果新發(fā)現(xiàn)的問題能在本次實(shí)驗(yàn)中加以解決，就應(yīng)當(dāng)由學(xué)生本人當(dāng)場解決。如果自己通過做實(shí)驗(yàn)也解決不了，而且這一問題具有典型性或者重要性，也可以報(bào)告給實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，要求在課堂上進(jìn)行分析討論。學(xué)生應(yīng)該積極尋求解決問題的方法，或者等到下次實(shí)驗(yàn)來解決。
3.分析討論
此階段的主要任務(wù)是對學(xué)生發(fā)現(xiàn)的重要或者疑難問題進(jìn)行分析討論，加深對這些重要或者疑難問題的理解和認(rèn)識，目的在于教會(huì)學(xué)生掌握分析問題的方法。這個(gè)階段應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：一是用來分析討論的重要或者疑難問題應(yīng)當(dāng)具有典型性。這種典型性主要體現(xiàn)在：能突出本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，或者能抓住本次驗(yàn)的關(guān)鍵，或者問題的解決方法具有普遍意義等。比如，在“霍爾效應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)中，24歲的霍爾在分析比較中如何認(rèn)識“磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系”？“霍爾效應(yīng)”在工業(yè)上的應(yīng)用是如何的？目前物理學(xué)家對“霍爾效應(yīng)”有什么新發(fā)展？這些問題都非常典型，并具有方法論意義。二是分析討論的問題不宜過多，一般有兩三個(gè)就夠了。如果問題過多，分析就不透徹，只是蜻蜓點(diǎn)水，不痛不癢。要集中精力把問題弄得透徹明白，使所有學(xué)生都能理解和掌握。三是時(shí)間安排方面，可以是一邊做實(shí)驗(yàn)一邊分析討論，也可以放下實(shí)驗(yàn)集中討論，時(shí)間可多可少，靈活掌握。四是討論組織形式方面，一般以自然班為單位。一個(gè)自然班人數(shù)一般為35人，要求每個(gè)學(xué)生都要參與其中，并積極提出自己的看法或者觀點(diǎn)。
4.解決問題，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
此階段的主要任務(wù)是發(fā)動(dòng)所有學(xué)生對分析討論的問題提出各自的解決方法，并當(dāng)場通過實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)，目的是教會(huì)學(xué)生掌握解決問題的方法。這個(gè)階段該注意如下幾點(diǎn)：一是要求每個(gè)學(xué)生對所分析討論問題提出自己的解決辦法，并要求學(xué)生自己動(dòng)手通過做實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)修正。如在RLC串聯(lián)諧振的實(shí)驗(yàn)中，如何修正電路品質(zhì)因數(shù)Q的實(shí)驗(yàn)測量值與理論計(jì)算值之間的偏差問題?？梢髮W(xué)生在電磁學(xué)理論指導(dǎo)下，分析LC的總損耗電阻對電路品質(zhì)因數(shù)Q的測定值有何影響。[4]二是要求學(xué)生在自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)新問題解決不了的，就應(yīng)該主動(dòng)請教實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，直至自己弄明白能解決為止。三是在實(shí)驗(yàn)過程中，指導(dǎo)教師要密切關(guān)注學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)指出，并根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)加以指導(dǎo)。
5.教師點(diǎn)評，完成實(shí)驗(yàn)
此階段的主要任務(wù)是指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)以解決問題的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，尤其對具有創(chuàng)新性的閃光點(diǎn)要多加表揚(yáng)鼓勵(lì)，目的在于調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的積極性和主動(dòng)性。這個(gè)階段應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：一是指導(dǎo)教師要對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一個(gè)總體評價(jià)，辯證分析其優(yōu)缺點(diǎn)。二是要充分肯定學(xué)生具有創(chuàng)新性的閃光點(diǎn)。號召其他同學(xué)向具有創(chuàng)新性閃光點(diǎn)的同學(xué)學(xué)習(xí)，還可以在學(xué)期總評成績中對這些具有創(chuàng)新性閃光點(diǎn)的同學(xué)給予加分獎(jiǎng)勵(lì)。三是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，教師也可以根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對學(xué)生提出一些問題，比如，此次實(shí)驗(yàn)與以往同類實(shí)驗(yàn)有何不同？通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下面的比較：邁克爾遜干涉和牛頓環(huán)等厚干涉，拉伸法測量金屬絲的楊氏模量與拉脫法測液體的表面張力，拉伸法測量金屬絲的楊氏模量與金屬線脹系數(shù)，它們之間有何不同？如何測定？[5]要求學(xué)生自己總結(jié)，寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給指導(dǎo)教師，作為評定平時(shí)成績的依據(jù)之一。
三、“問題教學(xué)法”教學(xué)效果的評估
任何教學(xué)方法都會(huì)涉及教學(xué)效果的評估問題，“問題教學(xué)法”也不例外。那么，如何評估“問題教學(xué)法”的教學(xué)效果？
（一）從學(xué)生上課表現(xiàn)出來的興趣來評估
興趣，有時(shí)也叫“熱愛”。它是一種帶傾向性的心理特征，是人的一種積極探索某一事物或活動(dòng)的心理傾向。它又是帶有情緒色彩的意向活動(dòng)。當(dāng)一個(gè)人對某事物感興趣時(shí)，他總會(huì)覺得稱心如意，甚至廢寢忘食；反之，則心灰意冷，會(huì)持“無所謂”的態(tài)度。興趣有三種類型：一是直觀興趣。它是由直觀感覺所引起的，特點(diǎn)是缺乏延展性，不能持久。二是自覺興趣。它是受家庭或社會(huì)的影響，經(jīng)由情感和聯(lián)想，記憶和想象等一系列思維活動(dòng)而引起的，其特點(diǎn)是延展性強(qiáng)，往往時(shí)過境遷，還能令人回味。例如，某位老師精彩的講課曾經(jīng)引起了你個(gè)人的自覺興趣。若干年后，對該教師的音容笑貌，你還能記憶猶新。三是潛在興趣。它是由情感、想象，特別是由個(gè)人意志所引起的，是一種層次很高的興趣。它絕不僅僅是由直觀或某人聯(lián)想所引起的，而是潛在于一個(gè)人的思想之中。這種潛在興趣的特點(diǎn)是方向性、自覺性強(qiáng)，積極性高，穩(wěn)定性持久。例如，牛頓、愛迪生、愛因斯坦等偉人，在潛在興趣的支配下，表現(xiàn)出頑強(qiáng)的意志，為從事自己熱愛的事業(yè)而戰(zhàn)斗到生命的最后一息。我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生上述三種興趣，尤其要注意培養(yǎng)直觀興趣。如何判斷學(xué)生的興趣程度呢？筆者認(rèn)為，這可以從平時(shí)上課學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的熱烈程度，課堂討論、發(fā)言的氣氛是否活躍等來判斷。
（二）從學(xué)生上課的動(dòng)手能力來評估
應(yīng)開放物理廢舊實(shí)驗(yàn)室和物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作儀器，仔細(xì)觀察物理現(xiàn)象并進(jìn)行思考，使其加深對物理世界的感性認(rèn)識，強(qiáng)化對物理概念、物理規(guī)律的理解，體會(huì)到實(shí)驗(yàn)思想的嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙，培養(yǎng)其理性思維方式，提高其創(chuàng)新能力和科學(xué)觀察能力。[6]
（三）從學(xué)生課后學(xué)習(xí)成績來評估
這里所講的“課后學(xué)習(xí)成績”不能理解為僅僅指學(xué)期的總評成績，而應(yīng)該也包括平時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末實(shí)驗(yàn)操作測試、參加各種比賽等方面的成績。盡管影響學(xué)習(xí)成績的因素有很多，有些因素可能還具有偶然性，但是，總體而言，學(xué)生個(gè)人努力狀況和實(shí)驗(yàn)技能總是決定性因素。因此，學(xué)生課后的學(xué)習(xí)成績大體上能反映出“問題教學(xué)法”教學(xué)效果的優(yōu)劣，應(yīng)是評估的基本依據(jù)之一。成績比較好，說明“問題教學(xué)法”教學(xué)效果好；反之，教學(xué)效果就差。
四、結(jié)論
“問題教學(xué)法”是在教師指導(dǎo)下，要求學(xué)生樹立發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，分析解決問題的“問題意識”，以發(fā)現(xiàn)或者提出的問題為起點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)來分析、討論和驗(yàn)證，并最終解決這些問題，從而完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)方法。從教學(xué)實(shí)踐來看，“問題教學(xué)法”的教學(xué)過程分為以教師為主角和以學(xué)生為主角兩個(gè)階段。其中，以學(xué)生為主角這一階段非常重要，它經(jīng)過如下環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容―實(shí)驗(yàn)操作―對重要或者較難問題展開討論―解決問題，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)―教師點(diǎn)評，完成實(shí)驗(yàn)。可從學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力和期末成績等方面評估“問題教學(xué)法”的教學(xué)效果。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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【關(guān)鍵詞】物理專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系；課堂與實(shí)踐
1 物理專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)
學(xué)院的物理專業(yè)教學(xué)的目的是為了培養(yǎng)具有堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)理論知識、基本的實(shí)驗(yàn)方法以及技能，理工結(jié)合的高級復(fù)合型工程技術(shù)人才。對于實(shí)踐體系教學(xué)就是為了培養(yǎng)學(xué)生要具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，在實(shí)驗(yàn)的條件下，能夠動(dòng)手操作出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并對其進(jìn)行歸納分析，并以此來撰寫論文，做到有可以和同學(xué)彼此進(jìn)行交流的能力；除此之外，還要能夠運(yùn)用現(xiàn)代物理在工程技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)。因此在課程教育實(shí)驗(yàn)方面要加大和加強(qiáng)，尤其是綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，有條件的話最好能夠讓同學(xué)們進(jìn)行小型的科研試驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識進(jìn)行創(chuàng)新并與工程技術(shù)專業(yè)聯(lián)系起來，使其能夠在將來從事相關(guān)的專業(yè)工作中可以更好的發(fā)揮。
為了深化教育改革，充分體現(xiàn)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式，增大學(xué)生的就業(yè)幾率，按照院里物理專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，再加上實(shí)踐教學(xué)老師們共同的努力教學(xué)，以及大量的調(diào)研、搜集所得到的相關(guān)的資源，對完善教學(xué)實(shí)踐管理體系，提供綜合性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)以及建立網(wǎng)絡(luò)教育平臺提出了更深的討論。在以培養(yǎng)計(jì)劃為指導(dǎo)，挖掘各種實(shí)驗(yàn)課，課程設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系，科學(xué)、安全、合理的設(shè)計(jì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)課題的項(xiàng)目的方面已經(jīng)基本建設(shè)出了比較完善的體系，這將對培養(yǎng)學(xué)生們的綜合素質(zhì)起到了關(guān)鍵的作用。
2 物理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)成
通過各種實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系以及科學(xué)合理的設(shè)計(jì)的一些實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目等已經(jīng)構(gòu)建出了比較完善又能體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的物理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，包括了10們實(shí)驗(yàn)課，4門課程設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)如下：
2.1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，霍爾位置傳感器測楊氏模量；實(shí)驗(yàn)2，扭擺法測物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；實(shí)驗(yàn)3，示波器的使用；實(shí)驗(yàn)4，粒狀物體極不規(guī)則物體密度的測量；實(shí)驗(yàn)5，顯示駐波法測空氣中聲速。
2.2 光學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用；實(shí)驗(yàn)2，邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)3，光強(qiáng)綜合測試；實(shí)驗(yàn)4，牛頓環(huán)測球面的曲率半徑；實(shí)驗(yàn)5，組裝望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡。
2.3 電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，磁場的測量與描繪；實(shí)驗(yàn)2，電表的改裝；實(shí)驗(yàn)3，霍爾原件測磁場；實(shí)驗(yàn)4，物理電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)5，電位差計(jì)測熱電偶的電動(dòng)勢。
2.4 近代物理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，密里根油滴實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)2，塞曼效應(yīng)；實(shí)驗(yàn)3，夫蘭克――赫茲實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)4，電子射線的電偏轉(zhuǎn)與磁偏轉(zhuǎn)；實(shí)驗(yàn)5，電子射線的電聚焦與磁聚焦；實(shí)驗(yàn)6，光電效應(yīng)測普朗克常數(shù)；實(shí)驗(yàn)7，氣體放電等離子體的研究；實(shí)驗(yàn)8，全息照相；實(shí)驗(yàn)9，硅光電池特性測試實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)10，光敏電阻特性測試實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)11，光速的測量；實(shí)驗(yàn)12，金屬電子逸出功測定；實(shí)驗(yàn)13，復(fù)合電鍍實(shí)驗(yàn)（一）――赫爾曹實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)14，復(fù)合電鍍實(shí)驗(yàn)（二）――金屬-固體微粒復(fù)合膜電鑄工藝研究。
2.5 電路實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，驗(yàn)證基爾霍夫定律；實(shí)驗(yàn)2，RLC穩(wěn)態(tài)電路特性的研究；實(shí)驗(yàn)3，RLC二階電路暫態(tài)過程的研究；實(shí)驗(yàn)4，RC、RL一階電路暫態(tài)過程研究；實(shí)驗(yàn)5，RLC串聯(lián)諧振電路的研究。
2.6 模擬電路實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，電壓放大器的調(diào)試與測量；實(shí)驗(yàn)2，拆動(dòng)放大器；實(shí)驗(yàn)3，低頻OTL功率放大器；實(shí)驗(yàn)4，射極跟隨器；實(shí)驗(yàn)5，RC正弦波振蕩器。
2.7 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)（一）；實(shí)驗(yàn)2，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)（二）；實(shí)驗(yàn)3，集成555定時(shí)器及其應(yīng)用；實(shí)驗(yàn)4，計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用；實(shí)驗(yàn)5，數(shù)/模（D/A）及模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換。
2.8 通信原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，F(xiàn)SK調(diào)制實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)2，抽樣定理與PAM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)3，二相PSK（DPSK）調(diào)制實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)4，二相PSK（DPSK）解調(diào)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)5，F(xiàn)SK解調(diào)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)6，脈沖編碼調(diào)制PCM與時(shí)分復(fù)用。
2.9 傳感器原理與應(yīng)用試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，金屬箔式應(yīng)變片――單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)2，集成溫度傳感器的特性；實(shí)驗(yàn)3，差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)4，電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)5，直流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)6，金屬箔式應(yīng)變片――半橋、全橋性能和電子秤實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)7，光電二極管和光敏電阻的特性研究。
2.10 光電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)1，光源特性測試；實(shí)驗(yàn)2，電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)3，聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)4，廣電倍增管綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)5，光電二極管光電特性測量；實(shí)驗(yàn)6，光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)7，硅光電池特性測試；；實(shí)驗(yàn)8，面陣CCD實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)9，光電探測器直流參數(shù)測試；實(shí)驗(yàn)10，APD光電二極管特性測試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11，光電耦合開關(guān)實(shí)驗(yàn)。
2.11 電路課程設(shè)計(jì)
萬能表的組裝與調(diào)試。
2.12 光電轉(zhuǎn)換課程設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)1，雙光纖通信傳輸認(rèn)識；實(shí)驗(yàn)2，固定速度時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用；實(shí)驗(yàn)3，變速率時(shí)分復(fù)用；實(shí)驗(yàn)4，數(shù)字信號電――光、光――電傳輸；實(shí)驗(yàn)5，模擬信號電――光、光――電傳輸；實(shí)驗(yàn)6，變速率時(shí)分復(fù)用/解復(fù)用。
2.13 數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)
數(shù)字時(shí)鐘的制作。
3 教學(xué)改革建設(shè)實(shí)踐
通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)安排可以看出力學(xué)，光學(xué)，電磁學(xué)，這三門實(shí)驗(yàn)課是基礎(chǔ)，其他的實(shí)驗(yàn)課基本上就是圍繞這三們展開的，所以要注重打好學(xué)生們的基礎(chǔ)，就要對其進(jìn)行改革選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。所以希望每位同學(xué)都可以做到，課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)做好充分的了解，自己動(dòng)手操作，通過實(shí)驗(yàn)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，能夠充分理解并能作適當(dāng)?shù)闹v解，然后對其結(jié)果作評論。除此之外，課堂上學(xué)生是自由的可以自由發(fā)揮及討論。實(shí)驗(yàn)室充分提供給大家，讓那個(gè)每個(gè)同學(xué)都能充分的去做實(shí)驗(yàn)。此次教學(xué)體系的建設(shè)就是讓同學(xué)能夠徹底明白每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，能夠從中收獲到知識，更好地為未來所要從事的專業(yè)工作打好基礎(chǔ)。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，真正的學(xué)到知識。當(dāng)然我也會(huì)在為學(xué)生提供這樣一個(gè)展現(xiàn)自我的。
4 總結(jié)
在此次教學(xué)體系的設(shè)計(jì)中，就是為了通過新的教學(xué)體系能夠更好的讓學(xué)生學(xué)好物理實(shí)驗(yàn)，更好的開發(fā)頭腦的思維能力，提高學(xué)生的動(dòng)手發(fā)言的勇氣，自己也能更好的教學(xué)。
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