大学物理实验模块化教学探索

一、我校大学物理实验开展状况及面临的问题

目前，我校开设大学物理实验课程的专业有物理学、机械工程、车辆工程、电子信息工程、自动化、应用数学、计算机科学与技术、物联网工程、航海技术、轮机工程、食品科学与工程、水产养殖学、海洋科学、化学工程与工艺和油气储运工程等专业。根据专业的不同，开课的学时从16到3时之间不等。实验项目的开设以传统的基础性实验为主，综合性和设计性实验几乎没有。实验项目的设置也没有根据专业能力需要的不同而不同为16学时课程的实验项目，开课的专业有化学工程、轮机工程、计算机科学与技术等专业），这与我校根据不同模块培养不同专业技能人才的目标严重不符。综上所述，目前我校大学物理实验课程开设的状况存在着“学时少、无设计性实验、实验项目无专业针对性”的问题，远达不到学校运用模块化教学培养高层次应用型人才的要求和目标。因此，大学物理实验模块化教学改革势在必行。

二、大学物理实验的模块化改革思路

1.模块的设计。

模块的设计方针必须紧扣各专业所要求培养的专业能力。大学物理实验作为一门基础实践类课程，最基本的任务就是培养学生理解实验原理、正确操作实验仪器、分析实验数据和书写实验报告的能力。因此，我们首先设置基础模块，通过若干个基础性实验的训练，让不同专业的学生获得以上基本的实验技能。在这个模块里，教师需对整个实验过程讲解得比较透彻，以利于几乎没有物理实验经验的大一新生理解。这样可以使其快速入门并调动学习的积极性，为后面的综合、设计性实验打下坚实的基础。第二个模块为根据不同专业设计的专业模块。物理学主要可分为力、热、光、电学四个大块，涵盖了各个理工科所需要掌握的物理知识，但是不同专业的侧重点有所不同（如电子信息工程专业偏重于电磁学），此模块的内涵是设置与专业相关的实验项目，让学生获得与所学专业相关的物理知识，为以后的专业课实验打下良好的基础。我们设置了电子（针对电子工程、计算机、物联网等专业）、化工（针对化工、食品等专业）和机械（针对机械、轮机等专业）三大专业模块。全校所有理工科专业都可在里面选择一个专业对口的模块。以电子模块为例，该模块里设置了惠斯登电桥测电阻、二极管的伏安特性测量、用电位差计测量电池的电动势和内阻、示波器的使用、RLC电路特性研究、万用电表的组装等实验项目。通过这些实验项目的训练，使电子相关类专业的学生掌握的基本的电学元件、电路的连接和电学仪器的工作原理等知识。第三个模块为设计性模块。学生经过前面两个模块的训练，已经掌握了大学物理实验的基本思路、仪器的操作方法、数据处理计算等方面的技能，因此在最后一个设计性模块中，我们设置了若干个设计性实验，在设计性实验中，教师只给出实验题目和目标，整个实验方案由学生自行设计，学生根据自己的方案，独立进行仪器的选择和操作，完成整个实验。设计性模块旨在训练学生运用所学知识，独立自主解决实际问题的能力。如在实验《液体表面张力系数与密度的关系探究》中，教师仅给出“通过至少3种不同密度的液体的表面张力系数测量，探究液体表面张力系数与密度的关系”这个目标，学生需要自己选择所要测量的液体种类，密度的测量方法，液体表面张力系数的测量方法以及正确处理数据并得出结论。由于我校在开展设计性实验上起步较晚，因此设计性实验项目正在经历从无到有、从少到多的发展阶段，设计性实验项目的开展需要师生共同努力。

2.建立新的考核方式。

一直以来我校非物理专业大学物理实验课程的考核方式为：实验报告60%，平时实验规范过程10%，期末理论考试30%。作为一门实践课程，进行期末理论考试并不能真实反映学生运用所学知识实际问题的能力，因此有必要进行调整。新的考核方式是将期末理论考试取消，取而代之的一个自选综合设计性实验。学生在教师所给出的若干个综合设计性实验项目中选择一个，在规定的4个课时内自行设计实验方案并独立完成。教师以整个实验的设计方案、操作过程规范性和实验报告的质量为依据给出评价。这个考核性的综合设计性实验占总比重的30%。相比于理论考试，新的考核方式更能体现出设置大学物理实验这门实践课的初衷，即让学生掌握能解决实际问题的实践能力。

三、加强实验室的建设

为了更好地推进我校向应用型大学转型的工作，提高实践类教学的比重和质量是教学改革的大方向，要做好这一点，相应的硬件设施不可或缺。近年来，我校大学物理实验配套设施不断得到完善，力、热、光、电学各个分支可以开设的实验项目逐渐增多，这就为实验项目设置的针对性和可选择性提供了有力保障，推动了课程的模块化教学改革进程。下一步我校计划加强近代物理实验室的建设，让学生接触到离现代科技更接近的物理实验，这样不仅能提高学习的积极性，更可以让学生获得更专业的实验手段，如利用光谱对物质进行化学成分分析（对应化工、食品等专业）。对大学物理实验课程进行模块化教学改革，符合我校转型应用型大学的实际要求。通过教学模块的设计和考核方式的革新，可以提高实验项目的专业针对性，使学生在掌握基本实验技能的基础上，可以运用所学技能，独立解决实践中的问题，为其成为高层次应用型人才打下坚实的基础。

作者：黄天宇 谢冰 单位：钦州学院物理与电子工程学院