大学物理实验“分专业模块化”教学模式探索

毛爱华，蔡 禄，杨友松

（内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010）

大学物理实验“分专业模块化”教学模式探索

毛爱华，蔡 禄，杨友松

（内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010）

配合我校理科教学基地的建设，改革大学物理实验教学体系，提出体现我校工科特点的“分专业模块化教学”模式；本文介绍了教改工作的思路、实施方法以及此项教改工作的收获。

大学物理实验；教学改革；分专业模块化教学

按照教育部关于“目标明确，改革领先，成果突出，师资优化，设备先进，教学优秀，质量一流”的基地建设要求[1]，2009年5月，内蒙古科技大学正式启动了“数理与生物工程理科教学基地”建设项目。加强物理实验基地建设，提高教学质量，构建适合学校实际情况具有工科特色的大学物理教学模式势在必行。

一、教学背景

内蒙古科技大学共有10个学院35个本科专业，近4000名同学均做完全相同的实验项目，实验模式陈旧、单一，不能满足高等教育发展的需要；为了改变目前我校物理实验现状，紧跟理科教学基地建设的步伐，按照各专业课的知识体系、培养方案，就业分配导向，我们大胆改革，选做实验按照“分专业模块化教学”实施教学。即针对不同的专业，编排相适应的物理实验项目模块，体现不同专业在学习内容上的侧重，从而达到教育效益的合理性。

二、实施模块化教学思路和做法

1.增加实验项目。随着时代的发展和科技进步，教学对物理实验课建设也提出了更高的要求。淘汰老项目，增加综合性项目、科技含量高的新项目，学生用上先进测量仪器，掌握先进的测量方法，紧跟时代发展的需求；另外，物理实验存在力学、热实验项目数少的现状，适当增加此类实验项目，使物理实验中力、热、电、光实验项目数均衡。（1）浏览名校网页。从北京大学、清华大学、上海复旦大学、浙江大学、东南大学等十几所著名大学物理实验室网页，下载物理实验室基本情况、课程表及开出的实验项目项，预选出包括基础、综合、设计性项目共47项。（2）查阅名校教材。实验室建设中我们积累许多各高校及各类出版社出版教材，例如：清华大学、北京交通大学、东南大学、华中科技大学、大连理工大学等15所高校的物理实验教材，从中挑出需增设基础、综合实验项目共27项。（3）实地走访区内、外高校。实地走访北方交大、清华大学、内蒙古大学、内蒙古工业大学、内蒙古农业大学、内蒙古师范大学等高校。了解名校实验教学基本情况，由名校教师为我们推荐实验效果好、实验仪器先进的基础和综合实验项目共17项。（4）实验项目汇总。通过以上三种方式，调研实验项目汇总39项，每项都标注出处（校名）、实验类别（基础、综合、近代、设计）。经课题成员多次讨论，联系我校实际情况，从中精心挑选可增设实验项目19项目作为备增实验项目，安排每位老师负责3个实验项目，认真学习实验内容，下载实验讲义，做PPT为大家讲解项目内容；大家共同学习研究新增实验项目。

2.分专业划分实验模块。（1）按专业确定实验模块。从实验教学要求出发，根据不同专业大类的特点，体现实验内容的差异性和可选择性从而更有针对性地改善教学内容，更好地提高实验课时效益和教学质量。我校以工科为主特点将10个学院分成四个组合专业，为每个组合专业提供对应的实验项目模块，模块化教学结构如图：

物理实验设计框图

复合专业一：材料与冶金专业、稀土专业；复合专业二：建筑土木程工专业、能源与环境专业、矿业工程专业；复合专业三：信息工程专业、机械工程专业；复合专业四：数理生物工程专业、化学与化工专业、经济与管理专业。实验项目足够多时还可以增加模块数量，使模块划分得更加细致，使模块划分具有持续性、灵活性、多样性。（2）科学合理编排实验项目。选做实验模块化教学：并本着循序渐进、分层次的教学思路，目前设计了各具教学重点的四个模块，每个模块中的实验项目均含有基础、综合、设计三个层次的实验项目。模块1实验题目：实验1温度传感器特性；实验2磁化曲线；实验3导热系数测定；实验4高温超导材料特性测定；实验5非平衡电桥测量铂电阻温度；实验6半导体温差电偶；实验7硅光电池光照特性的研究；实验8光学成像系统的分辨本领等实验项目。模块2实验题目：实验1固体线胀系数的测定；实验2螺线管测磁场；实验3导热系数测定；实验4测定冰的熔化热；实验5测定液体的粘滞系数；实验6光纤的传输技术实验；实验7超声波探测实验。实验8压力传感器的特性研究等实验项目。模块3实验题目：实验1惠斯登电桥；实验2电表改装；实验3双桥测低电阻；实验4示波器原理使用；实验5RC和RL串联电路稳态特性；实验6温差电偶定标及电动势测量；实验7交流电桥；实验8音频信号的光纤传输等实验项目。模块4实验题目：实验1光强分布；实验2电子逸出功；实验3夫兰克-赫兹；实验4旋光仪测溶液浓度；实验5气垫导轨实验；实验6光学成像系统的分辨本领；实验7微波的布拉格衍射；实验8液晶的电光效应；实验9P-N结温度特性的测量；实验10高温超导材料特性测定等实验项目。一个复合专业选择一个项目模块，每个模块有基础实验、综合性实验、研究性实验等三层次类型。不同模块内的实验项目可以重复，使得模块内实验项目数增加，学生有更多的选择机会。（3）教学实施，网络选课。开放物理实验室：做到实验时间、实验项目全面开放。学生可根据所学专业选择实验模块，由兴趣爱好选择模块内实验项目。实现以学生为主体的“分专业模块化教学”指导思想。

3.撰写模块化教学新大纲、编写配套的实验教材。从实验教学整体要求出发，根据不同专业大类的特点，体现实验内容的差异性和可选择性从而更有针对性地安排教学内容，更好地提高实验课时效益和教学质量。将现有实验项目和预增的实验项目合在一起，组成提供大学物理实验课的模块化教学的实验项目，实验项目的增加及实施教学的模式的变化，需要我们撰写模块化教学新大纲。编写特色实验教学讲义。

三、跟踪评估

对模块化实验教学效果进行评估：通过考试成绩的对比、教改实施前后师生座谈、调查问卷、后续专业课学习的跟踪反馈等多种形式，进行对比分析，改进、完善模块化教学。

四、工作体会

1.本项目主要任务是调研、收集新的实验项目；在走访参观北京以及区内高校的物理实验室同时，对这些高校的实验教学模式、教学特色、实验室基本情况、管理手段、学生人数等多方面都作了了解，收获颇大。

2.多方征求划分实验项目模块建议，我们采取第一：由教研室教师集体讨论确定模块划分初步方案。第二：院教授委员会论证把关，提出改进建议。第三：泛征求外院教学负责人及教师的意见，使模块的划分更加趋于科学合理，为学生后续专业课的学习打好基础，避免闭门造车。

3.新增实验项目使我们学习新的实验知识，提高了业务水平，开阔眼界；明确了实验室工作还有许多有待于提高方面。

4.教师观念明显变化，教改工作积极性明显提高。老师们对实验室工作有了新的认识，整体意识得到了提高。这实际上也是理科教学基地建设的基本目标，也是我们模块化教改项目的要达到的主要目的之一。

5.提供实验室基本情况数据。统计新增实验项目、列出生产厂家、仪器设备总价等数据为学校采购实验仪器提供数据；统计模块化教学实施需要扩增的实验室面积、实验教师人数等，为学校进一步支持物理实验中心改革发展提供依据。

总之，教学模式的转变，需要有全新的视角和极大的勇气来面对，才会使这一改革井然有序，衔接工作做好[4]。

[1]国家教育委员会.关于进一步深化高等理科教学改革的若干意见[EB∕OL].人民网，1996-01-25.

[2]毛爱华，等.理科大学物理实验基地建设实践[J].中国冶金教育，2012，（3）：43-45.

[3]李彪.适应现代远程教育的模块化教学计划体系[J].中国远程教育，2000，（3）：34-36，64.

[4]余志强.模块化教学模式在专业课程教学中的探索[Z].

G642.4

A

1674-9324（2014）35-0241-02

毛爱华，女，山东潍坊人，内蒙古科技大学教授，从事物理实验教学改革工作。