大学物理实验教学体系的重构

１物理实验教学体系改革的基本原则

１．１开展综合性、设计性实验教学

应综合集成各课程以及现代科技相关学科的知识与技术内容，开设应用性、综合性、先进性、实用性强的实验项目，以利于学生进一步理解物理概念、了解物理实验技术应用，培养学生综合把握和运用课程群、学科群知识分析和解决实际问题的能力。因此，该类实验教学应采用学生为中心进行的协作学习，以学生自学和动手为主的方式，其教学方法可采用讨论式、互动式、任务驱动式等。

１．２创建创新性实验教学

以提高素质为主线，应充分应用新概念、新材料、新工艺、新技术、新方法，鼓励学生自拟实验方案进行探索性、研究性、创造性实践，学生在实践中学习、在实践中探索、在实践中发展，形成创新精神、创新意识、创新方法和创新能力。实验教学中增加科研成果的内容，引导、鼓励学生主动探索、研究，培养科学精神，提高综合实验的能力。其教学模式是采用学生自行提出课题、独立创新完成的方式，其教学方法可采用竞赛式、研究式等。

２我校物理实验教学体系模式的改革

２．１以创新实验室为平台，提高学生的创新实践本领

将基础课教学与测控技术应用融合是学科发展的方向，是学生提高综合能力的需要。以创新实验室为平台，从工程应用的角度出发，引领学生设计与制作测控模块和教育机器人，通过一个典型实例的设计、制作与编程，采用先实践后归纳的教学方法，激发学生的学习兴趣与热情，达到培养学生分析、解决问题的能力。在创新教学过程中注重学生学习习惯和学习方法的指导、学习能力和实践能力的培养，注重学生个性培养和创新精神的养成。在教师的带领下进行有计划、有组织的培训，讲究传、帮、带，形成团队协作、相互学习的氛围，最大限度地激发学生的合作意识，培养学生的创新实践本领。

２．２以生长学习法为教学方法，培养学生的综合能力

创新教育以知识融合为主，具有启发、互动、发现等明显特征，注重学生能力的培养，特别是创新实践能力的培养。在开放实验教学过程中，我们受树苗栽培与成长过程的启发，提出了生长学习法。生长学习法是由教师根据学生的自身特点提出一个实例，由学生通过自主学习和实践来完成，实现以用促学的学习方法。生长学习法的特点主要是以实例教学为手段，以工程应用为目的，在学习过程中培养学生探索、应用知识的能力。在创新教学过程中采用开放式教学方式，通过直观、有趣的设计制作过程，激发学生的学习兴趣和参与热情。整个实践过程，以学生为中心，以任务作驱动，营造一种学生主动探究的学习氛围，充分发挥学生的能动性和创造性，而教师只是组织者和指导者。

２．３采用模块化设计思想，降低初学者的入门难度

对在校学生来说，完全凭借自己的技术实力设计制作出一台由单片机控制、直流电机驱动的机器人是有难度的。为降低初学者的学习难度，采用模块化的设计思想，降低了学生的入门难度，提高了学生的参与热情，学生就像搭积木一样构成一个自己的单片机应用系统，有利于增强学生的自信心和满足欲。

２．４以机器人竞赛为牵引，提高学生的学习兴趣

教育机器人技术综合了单片机技术、传感器技术、电子技术、机械传动和电机技术等学科，是进行测控技术教育的有效载体，集知识性、趣味性、娱乐性于一体，深受学生的喜爱。通过组织学生设计与制作教育机器人，参加机器人竞赛，培养学生的创新意识和团队协作精神，提高学生的自主学习能力和创新实践能力，加强学生之间的互动和交流，使学生获得分解项目、循序渐进地完成项目的实践经验。在整个设计、制作与编程的过程中，学生体验如何用已学的知识、日常的观察和自己的创造性劳动去超越能力极限的挑战。

２．５以光电检测为基础，培养教师的科研能力

光电技术是本世纪的尖端科学技术，是全球高科技竞争的焦点，它将对整个科学技术的发展起巨大的推动作用。光电技术发展的巨大推动力是应用。光电技术已成为军事科学的发展热点，武器装备中的光电产品越来越具有系统性，已经逐步形成现代军用光电技术的特点。光电技术在光电检测、能源自治、精确制导武器、航空侦察技术、光电对抗技术、光电伪装技术、激光辐射防护等军事领域都得到了广泛的应用。目前，我国已基本掌握了信息光电领域的关键技术的主要部分，在光电技术及光电产品方面已具有较好的基础。但是，从整体而言，我国的光电技术水平和产业化程序与国际先进水平相差较大，创新和拥有自主知识产权的先进技术不多。解决上述问题的关键是提高对光电技术领域的重视程度，建立光电创新实验室，进行光电综合检测及军用光电产品的应用研究，培养一支具有较强科研能力的教师队伍。

３我校创新实验室的建设环节

３．１创新实验室建设任务

建立２个创新实验室，一是机器人创新实验室，二是光电创新实验室。坚持办学思路创新、办学模式创新的原则，扩建机器人创新实验室和新建光电创新实验室，不断深化实践教学改革，构建教学科研相结合的人才培养模式和“夯实基础、注重实践、强化创新、学用结合”的实践教学体系。通过基础理论实验、综合设计实验、科技创新实践３个渐进式培养模式，提高学生的自主学习能力、敏锐发现能力、解决问题能力和创新实践能力。

３．２创新实验室建设目标

以本科教学为中心，着重提高学生工程实践、创新意识和科技创新能力，以培养军队建设所需的自动化、电气工程、电子信息类专业应用型人才为目标。通过实践教学将课本上的基本理论与当今广泛应用的专业技术、前沿技术直接接轨，使学生在校园内本科教育阶段就可以完成工程实践，培养出高素质复合型专业人才，建设能够完成综合性、设计性、创新性为特色的，教学科研一体化的实验平台。

３．３创新实验室的主要功能

实验室主要承担本科学生的设计性、综合性、创新性的实验任务。同时，利用该实验平台，教师和学生共同开展多种形式的工程实践、科研创新、教学研讨和学术交流活动，实验室既可作为实践教学基地，又可成为学院的科研基地，促进学院的学科建设和科研发展。

３．４创新实验室建设的基本原则

一是有利于提高教学质量和学生的创新精神和综合实践能力；二是有利于推进实践教学改革，构筑完整、科学的实践教学新体系；三是有利于优化配置教育资源，提高实验室综合利用率和投资效益；四是有利于实验室科学化、规范化管理，提高实验室管理水平。

３．５创新实践教学的培养模式

采用“３３４”的工程实践和创新人才培养模式。“三个阶段”：初级阶段、高级阶段和发展阶段；“三种类型”：设计型、综合型和专业型；“四个层次”：验证性、设计性、综合性和研发性４个层次。

３．６创新实践教学具有的特色

实验类型由演示型、验证型向设计型、研究型发展；实验内容由单纯教学型向教学型和科研型相结合转变；采用工程案例教学，突出科技创新活动在人才培养中的作用；实验室全方位向师生开放，包括时间、空间、设备、实验内容等方面。

４结束语

近几年来，我校形成了多层次、多模块、多样化的实验教学新体系，实现了由传统的技能训练逐步向现代先进技术发展的方向转变，由单纯的本科教学逐步向以本科教学为主体，科研、创新能力培养相结合的方向转变。创新实验教学体系的建设充分发挥了学生的主观能动性，培养了学生的创新精神，顺应了高校实验教学改革的趋势。

作者：李汉军 张晴 杨桂考 韦艳 单位：空军勤务学院航空弹药系