大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景與思考

1、1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景與思考大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(huì)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(dòng)中擺脫出來，那么今天的信息革命將使人類社會(huì)從繁雜的形式化腦力勞動(dòng)中解放出來，大規(guī)模memy的記憶容量，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，Inter網(wǎng)的交互管理能力，智能數(shù)據(jù)庫(kù)、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(duì)待這

2、類腦力勞動(dòng)如同操縱機(jī)器完成體力勞動(dòng)一樣簡(jiǎn)單。也就是說將來的腦力勞動(dòng)性質(zhì)將發(fā)生深刻的變化，站在這個(gè)角度來思考對(duì)未來科技人才培養(yǎng)的目標(biāo)，它應(yīng)該是具有對(duì)所學(xué)知識(shí)的凌駕程度，具有對(duì)知識(shí)的探索，應(yīng)用開發(fā)能力的新型腦力勞動(dòng)者。但是，我們的理工科教學(xué)長(zhǎng)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(fù)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)，實(shí)驗(yàn)為物理學(xué)的基礎(chǔ)，它反映了理工科實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)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(shì)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(shí)驗(yàn)作為大學(xué)生在進(jìn)校后的第一門科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，不僅應(yīng)讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，更主要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?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(shí)際、分析和解決實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該面對(duì)時(shí)代的發(fā)展，科技進(jìn)步的新趨勢(shì)和新挑戰(zhàn)，不

5、斷有所創(chuàng)新。只有這樣，才能適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才知識(shí)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(jìn)缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)產(chǎn)生和進(jìn)化而來。這樣的學(xué)習(xí)容易使學(xué)生把概念絕對(duì)化，形成對(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(jí)開放實(shí)驗(yàn)室，滿足不同層次的學(xué)生獨(dú)立進(jìn)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(dòng)性。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基本內(nèi)容與實(shí)踐大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基本內(nèi)容與實(shí)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(zhǎng)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(shí)代的發(fā)展，科技進(jìn)步對(duì)教育提出越來越高的要求，對(duì)人才的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一種趨向個(gè)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(duì)公共教育來講也要進(jìn)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(jìn)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?cè)趪?guó)際上首創(chuàng)開發(fā)出第一套仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件；98年升級(jí)為Win

8、dows版本，在規(guī)模和虛擬技術(shù)水平上得到進(jìn)一步提高和完善，實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先水平。99年我們又推出了《大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)》的Inter網(wǎng)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)，在國(guó)際和國(guó)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(yáng)。它的意義主要在如下三個(gè)方面：?開創(chuàng)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式，該成果利用計(jì)算機(jī)把實(shí)驗(yàn)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(jī)融合為一體，形成一部可操作的活的教科書，為物理實(shí)驗(yàn)改革提供了有力工具，同時(shí)克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)長(zhǎng)