地方性應用型物理實驗論文

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地方性應用型物理實驗論文

1物理實驗課程體系構建的原則

大學物理課程體系要服從和服務于國家人才培養戰略和專業人才培養目標,實現物理實驗在培養理工科學生實踐能力的基礎性和服務于專業培養目標的服務性功能,在構建物理實驗課程體系時堅持了以下原則:

1.1廣泛性和基礎性原則

廣泛性是指實驗教學內容要具有理論知識和實驗技能等方面廣泛性,要涵蓋物理學的力、熱、電、光、原的各個部分。這樣的安排是考慮到一般工程應用型人才要求的實踐能力往往是復合型的、多方面的;基礎性是指學生的物理實驗內容應包含一定的基礎性和驗證性實驗。這些基礎性和驗證性實驗,一方面是培養基本實驗技能、基本實驗方法的經典實驗,另一方面也有助于實驗基礎相對薄弱(尤其是文轉理)的學生不掉隊,再者扎實的實驗基礎有助于學生完成更高層次的實驗。因此在構建物理實驗課程體系時,所有專業的實驗內容均包含一定數量的基礎性實驗。

1.2綜合實驗能力培養優先原則

應用型人才要面向生產、建設、管理和服務第一線,成為生產、管理等方面的工程師,其理論知識要達到普通本科的基本要求,但實踐能力要超出以研究型教育為主的本科生水平,他們應具有較強的將理論知識應用于生產實踐的能力、維持正常生產運行、技術革新和改造的本領。這樣的人才培養目標,需要學生要有較強的綜合實踐能力,而綜合實踐能力培養主要通過實驗課程中的綜合層次的實驗內容來展開,因此大多數專業的實驗課程中都包含了如傳感器、計算機等新技術的實驗項目的綜合實驗和學生自行開展的具有工程設計思想的研究性實驗,這些實驗項目是實驗課程體系的重點。

1.3突出服務于地方產業發展要求的服務性和差異性原則

物理實驗課程體系在兼顧基礎性和技能訓練優先原則的同時,突出課程服務于地方產業發展要求的服務性和差異性的功能。實驗課程準確與專業課程對接,使學生感覺實驗課實用有效;緊緊圍繞地方經濟發展和產業規劃,課程體系中安排的實驗項目要與地方經濟發展和產業規劃高度契合。在構建物理實驗課程體系時,充分考慮地方不同產業發展對專業的差異化要求,制訂不同專業相應的實驗課程內容,學生易對實驗內容有親切和認同感,容易產生濃厚的學習興趣和形成工程設計思想,更好地促進學用接軌和大學生就業。我校所在地區,工程機械是地方第一支柱產業,機械工程生產企業遍布于市、縣工業園。工程機械設備的生產、檢測和控制都涉及到傳感器技術,為適應這一要求,在構建機電工程、工業設備及其自動化等專業的物理實驗課程內容體系時,盡可能多地安排了包含各種傳感器,如位移傳感器、溫度傳感器和光電傳感器等實驗項目;食品工業作為地方經濟發展的另一支柱產業,在構建食品工程、食品質量與安全等專業的實驗課程內容體系時,盡可能多地安排光譜分析方面的實驗項目。這種圍繞地方經濟發展和產業規劃構建物理實驗課程體系的做法,助推了學生專業思想的形成和專業知識的掌握,在2013年全國新建本科教育工作會議上交流時受到與會專家的廣泛贊譽。

2物理實驗課程體系的“模塊化、分層次”結構

2.1“模塊+層次”的物理實驗課程體系

按專業構建相應的實驗課程模塊,如:機械電子工程專業大學物理實驗模塊,全部模塊組成了課程體系;根據各專業特點和地方性應用人才培養目標,在每一模塊內建立基礎、綜合和研究創新三個層次的實驗教學內容。這種“模塊+層次”的物理實驗課程體系較好地滿足了不同專業培養目標和循序漸進開展實驗教學的需要。機械電子工程專業大學物理實驗模塊等組成的物理實驗課程體系。

2.2基礎層次實驗

大學物理實驗在培養各專業應用型人才方面具有功能上的寬口徑和延伸性特點,讓每一位學生都能學會和掌握從事物理實驗和各類專業實驗所必需的基本理論、方法、技能,如數據處理常用的誤差分析;常用的放大法、比較法、模擬法和光電轉換法等實驗方法。在課程體系各模塊中,實驗項目總數中近半數為基礎層次實驗項目,如示波器和信號發生器的使用、靜電場描繪、金屬線脹系數測定等,這些實驗項目的開設,在于訓練、培養學生基本儀器使用、實驗方法選擇和實驗儀器調整等基本實驗技能,而這些基本實驗技能是學生完成綜合層次和研究、創新層次實驗以及專業課程實驗所必需的,同時也為學生進行實驗設計和創新提供實驗方法等方面的支持和準備。

2.3綜合層次實驗

這一層次實驗是為滿足不同專業學生的需要和地方性應用型人才培養的差異化要求而開設的。實驗項目緊跟時代科技發展,集中體現傳感器和計算機等信息技術的應用,同時與地方經濟發展和產業規劃密切相關的實驗測量方法、手段相適應,是實驗課程體系的重要組成部分,是構建實驗課程體系的難點。實驗項目的選擇需要全面了解學生所學專業的人才培養方案和用人單位的需求,達到或基本達到專業實驗和生產一線正在使用的測量儀器和控制設備,在學生進行物理實驗時用到過。如機械設計及其自動化專業需要數字PID控制、溫度控制和二階電路的階躍響應等相關實驗知識,為實現物理實驗與專業課程的有效對接,在該專業的物理實驗課程中安排了RLC暫態過程研究、PID控制下的PTC居里點測試等實驗項目;機電工程專業需要光電檢測方面的實際訓練,通過我校實施的“實踐教學平臺共建工程”的“共建三基地”(學校建成企業的員工培訓基地、技術開發基地和人才供給基地,將企業建成學校的實習實訓基地、、研究基地和就業基地)添置了適用于精密工程機械數控技術的“光柵傳感器和CCD測量應用實驗”項目。可以預見:隨著與地方經濟發展和產業規劃密切深度融合,更多富含新技術的一系列實驗項目將被引進到大學物理實驗中來。

2.4研究、創新層次實驗

這一層次的實驗是為培養學生工程設計能力而安排的,學生可在實驗中心開放實驗項目目錄選擇、也可自擬實驗項目,經過查閱資料、選擇實驗方法、與指導老師商討論證研究方案等環節,通過設計、制作和測試等步驟開展研究工作,最后以答辯的形式報告實驗結果。這樣的研究過程是對學生實驗綜合能力的一次大檢閱、也是評定學生實驗成績的重要依據。

3以豐富的課程資源和科學的課程評價體系保障課程體系實施

3.1教材是實施課程體系的重要抓手

修編適合學校辦學特色的物理實驗校本教材[7],修編過程中增設工程應用類實驗項目、突出傳感器和計算機技術的綜合應用。

3.2豐富實驗課程網絡資源,助推課程體系實施

目前學生的實驗基礎參差不齊,利用實驗中心網絡搭建起學生自主學習的實驗平臺,克服了學生重復和模仿老師操作的現象,實驗技能提高明顯。

3.3全面開放實驗室,營造學生開展實驗學習和研究的環境

學生可在網上自行預約實驗室、實驗時間和選擇指導教師,自主開展實驗研究,拓寬了實驗的時間和實驗形式。

3.4建立有利于應用型人才培養的課程評價機制

建立有利于激發學生實驗積極性的課程評價機制,對學生的課堂實驗、創新實驗和實驗競賽各項成績綜合評價,激發了學生參與實驗學習的積極性,有效促進了物理實驗教學質量的提高。

4結語

按照地方性應用型人才的目標培養,科學構建和實施物理實驗課程體系,有力促進了物理實驗的重視基礎和服務于專業的課程目標實現,推進了物理實驗在培養地方性應用型人才作用的實現。

作者:張秀民 單位:徐州工程學院物理實驗教學中心

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