大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的背景與思考

1、1大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的背景與思考大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的背景與思考本世紀(jì)以數(shù)字化為核心的信息技術(shù)的高度發(fā)展，預(yù)示人類社會在21世紀(jì)又將經(jīng)歷一次重大變革。如果說前世紀(jì)的工業(yè)革命使人類從依靠體力的勞動中擺脫出來，那么今天的信息革命將使人類社會從繁雜的形式化腦力勞動中解放出來，大規(guī)模memy的記憶容量，計算機的運算速度，Inter網(wǎng)的交互管理能力，智能數(shù)據(jù)庫、CAD等各種應(yīng)用軟件的功能，以及它們的準(zhǔn)確性都是人腦所不能比擬的，21世紀(jì)人類對待這

2、類腦力勞動如同操縱機器完成體力勞動一樣簡單。也就是說將來的腦力勞動性質(zhì)將發(fā)生深刻的變化，站在這個角度來思考對未來科技人才培養(yǎng)的目標(biāo)，它應(yīng)該是具有對所學(xué)知識的凌駕程度，具有對知識的探索，應(yīng)用開發(fā)能力的新型腦力勞動者。但是，我們的理工科教學(xué)長期受到教學(xué)條件、環(huán)境和師資水平的限制，因襲多年的傳統(tǒng)教學(xué)模式客觀上引導(dǎo)學(xué)生向形式化，記憶型方式學(xué)習(xí)形式化，記憶型方式學(xué)習(xí)，過重的學(xué)習(xí)負擔(dān)也制約了學(xué)生的創(chuàng)新能力及科學(xué)素質(zhì)的養(yǎng)成。物理學(xué)在人的科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)中

3、具有重要的地位，物理實驗課程曾經(jīng)為培養(yǎng)20世紀(jì)的優(yōu)秀人才作出了卓越的貢獻，實驗為物理學(xué)的基礎(chǔ)，它反映了理工科實驗的共性和普遍性問題。當(dāng)我們從21世紀(jì)培養(yǎng)合格科技人才的角度看，當(dāng)前物理課程體系與教學(xué)內(nèi)容與新世紀(jì)的新觀念、新的思維方法及交叉學(xué)科的發(fā)展不甚適應(yīng)。本世紀(jì)中葉以來，以計算機信息科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)、空間科學(xué)、材料科學(xué)等為代表的新的科學(xué)技術(shù)革命，極大地加速了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各學(xué)科之間的相互交叉和滲透，新的綜合化趨勢已成為科學(xué)發(fā)展的主流

4、。因此，高等教育人才培養(yǎng)的思路必然要適應(yīng)這些變化，課程體系，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法、手段必須由封閉型向開放型轉(zhuǎn)變?；A(chǔ)物理實驗作為大學(xué)生在進校后的第一門科學(xué)實驗課程，不僅應(yīng)讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實驗的基本知識、方法和技巧，更主要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決實際問題的能力，特別是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力，因而實驗教學(xué)應(yīng)該面對時代的發(fā)展，科技進步的新趨勢和新挑戰(zhàn)，不

5、斷有所創(chuàng)新。只有這樣，才能適應(yīng)社會對人才知識和科學(xué)素質(zhì)越來越高的要求。根據(jù)上述的想法，我們反省目前教學(xué)上存在的弊端如下：3念的引進缺乏對實驗背景和該概念前的學(xué)科背景講解。這樣雖然學(xué)生理解了概念，但不理解概念是通過怎樣的思考、怎樣的實驗產(chǎn)生和進化而來。這樣的學(xué)習(xí)容易使學(xué)生把概念絕對化，形成對理論的形式化理解，這樣的學(xué)習(xí)不利于科學(xué)素質(zhì)和理論聯(lián)系實際的思考能力的培養(yǎng)。從面向21世紀(jì)科技發(fā)展和人才科學(xué)素質(zhì)需求的角度來考慮，物理實驗教學(xué)的改革，必

6、須建立一種適合當(dāng)代科技發(fā)展、有利于培養(yǎng)具有深厚的基礎(chǔ)知識的創(chuàng)造性人才的教學(xué)新體系。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)反映當(dāng)代教育思想和高科技成果，教學(xué)方法和手段應(yīng)改變過去的單一模式，建立多級開放實驗室，滿足不同層次的學(xué)生獨立進行學(xué)習(xí)和研究的需求，采用CAI、Inter網(wǎng)等現(xiàn)代教學(xué)手段，改善我們的教學(xué)條件，形成多元化的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的基本內(nèi)容與實踐大學(xué)物理實驗教學(xué)改革的基本內(nèi)容與實踐?發(fā)展教育技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)模式教育資源的缺乏

7、是長期困擾教學(xué)質(zhì)量提高的難題，也是教學(xué)改革發(fā)展的瓶頸。隨著時代的發(fā)展，科技進步對教育提出越來越高的要求，對人才的創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)是一種趨向個性化的教學(xué)，需要比普通公共教學(xué)占用更多的教學(xué)資源，對公共教育來講也要進一步提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效益，這些矛盾只能通過發(fā)展教育技術(shù)、創(chuàng)新教育手段來解決。在這些方面，我們進行了多年的探索與研究，研制和開發(fā)一批物理教學(xué)軟件。其中，96年我們在國際上首創(chuàng)開發(fā)出第一套仿真實驗教學(xué)軟件；98年升級為Win

8、dows版本，在規(guī)模和虛擬技術(shù)水平上得到進一步提高和完善，實現(xiàn)國際領(lǐng)先水平。99年我們又推出了《大學(xué)物理虛擬實驗》的Inter網(wǎng)遠程教學(xué)系統(tǒng)，在國際和國內(nèi)物理教學(xué)界都產(chǎn)生了很大的影響，得到了廣泛應(yīng)用和贊揚。它的意義主要在如下三個方面：?開創(chuàng)了物理實驗教學(xué)的新模式，該成果利用計算機把實驗設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容（包括理論教學(xué)）、教師指導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的思考、操作有機融合為一體，形成一部可操作的活的教科書，為物理實驗改革提供了有力工具，同時克服了實驗教學(xué)長