大學物理實驗教學改革探索
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了大學物理實驗教學改革探索范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
【摘要】新工科教學改革的目標是培養(yǎng)更具有創(chuàng)新思維和工程實踐的高素質人才，以適應引領經濟和社會發(fā)展。大學物理實驗作為理工科學生專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的公共基礎課程，對提升學生綜合能力有著重要意義。本文以韶關學院為例，進行現(xiàn)狀問題分析和傳統(tǒng)教學比較，并結合自身實驗室條件，提出地方本科高校大學物理實驗的教學改革方案，以適應新工科建設和發(fā)展。
【關鍵詞】新工科；地方本科高校；大學物理實驗
1項目的背景和意義
新一輪科技革命和產業(yè)變革加速進行，以新技術、新業(yè)態(tài)、新產業(yè)、新模式為特點的新經濟蓬勃發(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，推進新工科建設是國家實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略、推進供給側結構性改革、實現(xiàn)產業(yè)結構轉型升級的必然要求。為培養(yǎng)新一輪變革所需的人才，教育部多次組織高校進行新工科建設的研討會。在新工科概念提出不到一年時間內，新工科建設的“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，構成了新工科建設的“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。相對于直屬高?；虿繉俑咝＃胤奖究圃盒＾k學定位要充分利用地方資源，發(fā)揮自身優(yōu)勢，對接地方經濟社會發(fā)展和企業(yè)技術創(chuàng)新要求。地方高校是推進“新工科”建設的主力軍，必須抓機遇、積極謀劃，潛心提煉新功科人才培養(yǎng)的核心目標，全面提升工程教育質量以適應引領經濟發(fā)展。大學物理實驗作為理工科生剛入學的一門培養(yǎng)實踐能力的公共課程，對于培養(yǎng)學生的實際動手能力、探究綜合能力、創(chuàng)新能力都有著重要的作用。為了適應“新工科”建設的快速發(fā)展以及對新工科人才的迫切需求，在結合學校自身實際和學生特點情況下，論文對大學物理實驗教學的教學模式、教學內容、考核評定方式等，進行改革探索。
2研究現(xiàn)狀分析
韶關學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和廣東省政府提出省市共建高水平應用型本科院校項目的驅動下，正在對本科教學中存在的問題展開深入研究探索。大學物理實驗教學示范中心是學校規(guī)模最大的實驗教學基地，實驗室面積約1800多平方米，固定資產400多萬元。主要承擔物理、電子、汽車、自動化、機電、計算機、數(shù)學、化學、生物等20多個理工專業(yè)的本科學生的大學物理實驗。由于受到地方學校辦學條件、師資力量等的限制，大學物理實驗的教學，也面臨不少問題，尤其是在新工科背景下，大學物理實驗課程教學的不足更加突出。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1實驗室設備條件不足
力熱、電磁學、光和近代物理實驗室都是各自獨立的物理實驗體系，學生對各類學科實驗之間的聯(lián)系認知不足，同時在實驗設備限制下，學生缺乏對復雜物理實驗的學習，不利于學生進行創(chuàng)新實踐。
2.2教學實驗按單一方向教育，忽略學科專業(yè)間的綜合性和交融性
教學過程面向現(xiàn)代工程不夠，對于現(xiàn)代工科生所需的知識和邏輯動手能力培養(yǎng)不足，其所包含的內涵尚不清晰，側重于基礎性和驗證性的實驗和理論知識，綜合性和創(chuàng)造型的物理實驗占據比例較少，同時缺少與本專業(yè)相關的交叉性實驗，較少考慮學生專業(yè)要求，不能很好服務于“新工科”建設。
2.3教學模式落伍
大學物理實驗模式主要以老師教授知識為主，由老師來講解實驗原理、步驟和操作示范，學生只是跟隨教師的腳步進行實驗的驗證記錄數(shù)據，無需過多預習，且?guī)熒幽Ｊ铰湮?，使得學生缺少對實驗的思考性，不利于新工科背景下復合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
2.4考核標準單一
考核期末成績以實驗報告和實驗數(shù)據正確與否為主，忽略學生實驗過程的評定和動手實踐能力的考察，導致學生不能很好地參與到實驗中去，學生只注重成績數(shù)據而無心深入探究實驗原理。
3新工科導向的教學改革實踐
3.1充分利用計算機模擬仿真教學，打破實驗條件限制
近年來，以人工智能為代表的技術快速發(fā)展，各行各業(yè)工程都需要計算機的輔佐，以及教育教學現(xiàn)代化的需要，計算機在物理實驗驗證、實驗數(shù)據分析部分也成為了不可或缺的部分。當今許多物理仿真軟件都較為成熟，充分利用計算機虛擬仿真，能夠有效地解決實驗設備和實驗場地受限的困境，在完成了基礎實驗的情況下，可以很好地利用模擬仿真軟件做出更多具有設計性的物理現(xiàn)象，例如Zemax軟件、Multisim軟件就可以進行許多光學、電學的設計實驗，并且在作圖和實驗數(shù)據分析方面亦可用其它成熟的軟件進行繪制和分析，從而提高精確度，免去手工繁瑣度。通過加入計算機的方式也可以間接增強同學對物理實驗的理解和計算機的應用，培養(yǎng)了多方面動手能力，增強學生們的興趣。
3.2加大創(chuàng)新型的實驗項目比例，提升學科專業(yè)間的交融性
結合學校各個理工科的專業(yè)特色和行業(yè)發(fā)展趨勢，以學科交叉、融合為原則，著力建設一批體現(xiàn)學科前沿的綜合性和設計性實驗項目，課題組將在現(xiàn)有的物理實驗設備和物理基礎知識的基礎上，融合專業(yè)特色，改進現(xiàn)有的實驗項目，在設計性實驗中以本專業(yè)契合點與物理實驗結合設計，破解學科壁壘，構建跨界體系，例如電子信息專業(yè)學生，做了電學和光學實驗后，能在這方面知識深度拓寬，分析光與電的轉換關系，自主設計光電轉換電路，突出不同專業(yè)有不同側重點實驗。
3.3改革教學手段
課前預習部分。充分利用網絡平臺，教師在網絡平臺上推送相關的實驗原理、步驟資源并布置簡單的實驗仿真任務，同學自行通過查閱資料完成實驗仿真且進行兩三句話的實驗現(xiàn)象總結，最后將這些課前部分上傳到網絡平臺。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后，同學在課堂實驗室上自行動手完成基礎性實驗，縮短基礎性實驗的時間，然后布置該實驗的延拓任務，讓同學自主思考完成，教師負責答疑和引導方向。這樣使同學成為課堂主體，充分發(fā)揮同學自主動手能力和邏輯思考能力。充分利用信息技術提供開展支持深度學習的教學活動，讓學生在課堂上活起來，課堂外忙起來。
3.4制定多元的考核評定方式
當前的考核評定方式主要以實驗報告成績和物理實驗數(shù)據結果為主，不能很好地激發(fā)同學對物理實驗的興趣和提高同學的各方面能力。對同學實驗過程動手能力和實驗延拓的設計可行性的考察才能真正的反映同學的學習綜合素質，所以在評定時以上面兩個考察為準，尤其是對設計類實驗，通過對實驗合理性、操作性及完成情況等方面的綜合打分，使同學有效參與其中，這樣既考核了學生的綜合素質，又激發(fā)了學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力及科研能力等。創(chuàng)新技能的考核。鼓勵學生參與課外的大學生物理實驗競賽，對于課外實踐項目參與積極的學生，可以考慮將大學物理實驗競賽、基于大學生物理基礎的大學生創(chuàng)新訓練項目、學生參與教師課題、課外學術“挑戰(zhàn)杯”成績作為課程的額外附加獎勵分，以鼓勵學生參與實驗創(chuàng)新項目。
4結語
適應新工科的地方本科高校大學物理實驗教學改革經過3年的實踐，取得了一定的成果。近年我校理工科學生參加各種專業(yè)技能競賽成績顯著。以物理學、電子信息科學與技術專業(yè)為例，近三年學生獲得大學生物理教學技能競賽國家級獎項12項，大學生物理實驗競賽省級獎項10項，大學生電子設計競賽省級以上獎項60多項。學生科研項目方面，獲得國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目2項，省級項目12項，校級項目28項，學生科研經費累積超過20萬元。綜合上述，依據以韶關學院為例的現(xiàn)狀分析，本文對地方本科高校大學物理實驗教學的教學體系、教學內容、考核評定方式等提出了改革方案。在改革探究中，也需要結合學校自身情況，不斷改革教學方法，探索出符合自身實際的大學物理實驗教學方案，為培新工科人才提供了良好的學習平臺。
參考文獻
[1]付林杰,王獻立,許坤,等.關于新工科背景下大學物理實驗課程教學改革的思索[J].科技風,2020(12):43-44.
[2]張映輝.適應新工科的大學物理、物理實驗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.虛實結合的大學物理實驗教學模式研究與實踐[J].輕工科技,2018,34(1):161-162.
[4]王紅梅,鄒艷,栗軍,等.新工科背景下大學物理實驗創(chuàng)新教學的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2019(21):104-106.
[5]姜珊,張鳳,田宇.新工科高校大學物理實驗課程與教學改革探索[J].產業(yè)與科技論壇,2019,18(12):231-232.
作者：張德錢 黃澤超 張玉芹 單位：韶關學院智能工程學院
