物理专业实验分层次教学模式的探讨

摘 要： 阐述了普通物理实验“分层次”教学模式的基本含义，简要介绍了我院实施“分层次”物理实验教学模式的情况。

关键词： 物理实验； 分层次； 教学改革

中图分类号： G642.423 文献标识码： A 文章编号：1009-8631（2010）06-0183-01

引言

教育部《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》教高（2007）2号文件明确提出要高度重视实践性教学环节，着力推进实验课内容和实验教学模式的改革和创新，培养学生的动手能力、分析和解决实际问题能力成了实验课程教学改革的核心内容。为此，教育部及各省教育厅启动了国家、省级实验教学示范中心建设。在示范中心的建设过程中，不仅仅是加强实验室的硬件建设，更主要的是更新实验教学理念，对实验室的管理体制、实验教学模式、教学方法和教学手段进行全方位的研究与改革。

目前，国内高校中实验教学模式主要有两种[1～3]：一种是分级教学模式，如中国科学与技术大学的四级教学模式，将实验内容分为一、二、三、四级；另一种是分层教学模式，如上海交通大学将教学内容分为：基础训练实验，基础实验，综合设计实验，理科物理实验，近代物理实验。这两种教学模式的实质是相同的，都是按照学生的认知能力，根据学生能力的培养规律，按照实验的难易程度及实验的重要性，将实验内容分为不同的层次。各高校各级、各层的实验内容划分原则差异比较大，设置的实验项目差异也比较大，在这个学校为基础性实验的项目，在别的高校可能是综合性实验项目。

凯里学院是一所地方所属本科院校，一直未进行实验教学模式及实验室管理体制的改革，仍然采用传统的先理论后实验，按力、热、光、电、近代物理分科进行实验的形式。近几年，学校加大对实验室的建设力度，物理实验室的软硬件设施都有了较大的改善，从2010级开始，普通物理实验将采用分层次教学。

一、物理实验分层次教学的含义

分层次的实验教学体系，涵盖基本性实验、综合设计性实验、研究创新性实验等内容；在教学方法与教学手段的要求里，明确要求改进实验课教学方法，建立以学生为中心的教学模式，形成以自主式、合作式、研究式为主的学习方式。通过比较、分析省外高校在实验室建设及实验教学改革方面的做法和经验，根据我校学生的实际情况和学生的认知发展特点，提出的大学物理实验分层次教学的新模式――“五层次”教学模式。“五层次”的含义即打破传统的按力、热、光、电、近代物理分科进行实验的形式，将实验室原有的实验内容进行整合，按由浅入深、由易到难、由已知到未知的循环渐进的原则划分为预备性实验、基础性实验、提高性实验、设计性实验、创新性实验五个层次，不同的层次标志着不同的实验技能和科学思维水平，对应不同的教学方法。

二、分层次教学的具体形式

（一）预备性实验

我校是一所地方所属本科院校，生源主要来自普通高级中学。目前大多数高级中学仍然是应试教育，教材中虽然加强了实验内容，实际上并没有开展学生实验，而是老师讲实验，让学生背实验步骤和实验结果，应付考试。因此，这一层实验的教学重点是让学生将中学物理实验重新单人单组、独立地完成，使其对中学阶段的知识从实验的角度温习一遍，加深理解，学会使用实验仪器，学会观察实验现象，分析实验现象。要达到这一目的，中教实验室必须全天开放，学生只要有时间就可到实验室进行实验，实验室有教师随时对学生进行指导，回答学生提出的问题，为基础性实验打下良好的基础。

（二）基础性实验

物理实验是最基础的实验。这一层次的实验教学重点在于让学生掌握基础知识、基本仪器的使用、基本物理量的测量和控制以及基本的数据处理方法，培养其基本实验技术、良好的实验规范以及敏锐的观察能力。即使在科技高速发展的今天，也不能否认它的基础内容、基本知识、基本方法及基本能力的培养作用。对物理实验中经典的、基础的内容还要进一步加强，如示波器的使用、分光计的调节及使用等。

（三）提高性实验

提高性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验，是学生经过一个阶段的学习后，具有一定知识和技能的基础上，运用某一门课程或多门课程的知识对学生实验技能和方法进行综合训练的一种复合性实验。综合性实验一般可以在一门课程的一个循环之后开设，也可以在几门课程之后安排一次有一定规模、时间较长的实验。主要让学生学习、认识物理学各分支科学之间的相互关联，培养及提高学生综合思维、利用综合知识的能力和处理复杂问题的能力，同时进一步强化在第二层次所培养起来的各项技能。

（四）设计性实验

设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。它不但要求学生综合多门学科的知识和各种实验原理来设计实验方案，而且要求学生能充分运用已经学到的知识，去发现问题、解决问题。设计性实验一般是在学生经过常规和综合性实验训练，经历了一个由浅入深的过程之后开设。由指导教师出题目、定方案，由学生自己拟定步骤、自己选定仪器设备、自己绘制图表等。这一层教学的重点是让学生学会查阅文献资料，学会根据实验目的和要求设计实验方案，选择实验仪器，培养其创新意识。

（五）创新性实验

研究型的创新性实验是更进一步的设计性实验，是指在指导教师出题后，全部由学生自己组织实验，甚至可以让学生自己选题，自己设计，在教师的指导下进行，以最大限度发挥学生学习的主动性。这一层教学的重点在于培养学生独立提出问题和通过实验解决问题的能力，使其具备初步的科研素养和良好的科学创新精神。为了加强学生的动手能力，培养学生的创新精神和创新能力，必须开展物理实验的第二课堂[4]：学生的科技活动和毕业设计，其形式和内容是多种多样的，如教师科研工作中的实验部分可以交给学生，在教师的指导下，学生自行进行调研，写出调研报告，拟定实验方案，完成实验课题。通过这一层次的教学，使学生的创新能力得到较大幅度的提高。

三、结束语

实验课的教学与改革工作是一项综合性很强、需要很多人参与的集体工作，涉及到很多方面，只有通过充分的考虑、具体的实施，不断的总结改进，才会取得较好的效果。随着“五层次”实验教学的开放性不断加大，人员配备的更优化、资金投入的不断提高，“五层次”开放性的实验教学模式的实施必将取得更好的成效。

参考文献：

[1] 周宇安，张丽娟，李春树.基础物理实验课程体系的改革与实践[J].湖南科技学院学报，2006.27（11）.

[2] 王莉，郭长江.大学物理实验分层教学模式探讨[J].江西科学，2005.23（4）.

[3] 赵宗淑.论大学物理实验教学与改革[J].物理与工程，2006.16（3）.

[4] 王恩阳，徐大海.大学物理实验分层教学体系的探讨[J].高等实验工作研究，2009（4）.