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物理实验教学“311”模式
物理实验教学“311”模式 摘要：为了更好地培养创新人才，构建了物理实验教学的“311”创新模式，即3 个学期开设基础实验，培养基本实验能力；1个学期开设综合设计性实验，培养 综合实验能力；
1个学期开设创新性实验，培养科研和创新能力．提出实验教学创 新模式和创新人才培养新模式，并就如何科学实施进行了探索，在培养学生的科 研能力、实践能力和创新能力等方面取得了显著成效． 关键词：“311”创新模式；
物理实验教学；
创新人才培养 物理实验是物理教学的重要组成部分，既可以启发学生独立思考、独立解 决问题的能力，又可以培养学生的创造思维[1-3]．国际上大学基础物理实验的教 学倡导学生更加自主地探索，在近代物理实验中，倡导实验课题与科研相结合， 实验内容与学科前沿接轨[4]．为此，围绕物理学专业实验教学改革，提出三级 实验教学体系．针对传统的实验教学中，学生实验的主动性较差，难以达到“独 立、综合、创新”[5-6]的培养目的这一问题，重新构建了地方师范院校物理学专 业实验教学体系，并相应提出了“311”创新模式，在技能训练和人才培养方面取 得了一些探索性成果． 1构建物理实验教学“311”新体系 以地方师范院校办学定位为依据，以特色培养为目标，依托学科和师资资 源，以学生为本，在专业实验上首先打破力学实验、热学实验、电磁学实验和光 学实验的学科界限，将实验教学体系科学分层，基础物理实验开设3个学期，即 “3”；
综合设计性实验开设1个学期，即“1”；
研究创新性实验开设1个学期，即“1”． 设定该体系下的阶梯式分层实验教学，旨在端正学生科学实验态度，夯实学生科 学实验基础，达到培养学生创新意识与能力的目的．1.1基础物理实验．三级实 验教学体系将力学、热学、电磁学和光学实验中的基础部分根据实验内容，依据 由易到难，循序渐进原则，分层整合成３个教学模块：基础物理实验Ⅰ，基础物 理实验Ⅱ和基础物理实验Ⅲ，即“3”．在教学进程的分配上，针对地方师范院校 特点，将该３大模块分别开设在第1，2，3学期．在教学方式上，重视夯实实验 基础理论和基本技能，以彰显对物理知识结构的全面构建和实验技能的稳固提升． 1.2综合设计实验．综合设计实验包括力、热、电、光实验中的综合实验部分、 设计性课题和近代物理实验中经典实验内容，在第4学期开设，即“1”．本学期的 教学为学生重塑知识体系和提升实验技能起到承前启后的作用，该阶段也是学生 综合创新思维的形成阶段，同时逐步培养学生的创新意识和科研意识．1.3研究创新性实验．研究创新性实验包括力、热、电、光实验中的创新实验内容和近代 物理实验中反映现代科技新成果和前沿性的内容，在第5学期开设，即“1”．该学 期旨在对学生的创新能力和独立完成科研项目的能力加以培养，并引导学生进行 前沿性实验探究．“311”教学体系的构建体现了向下延伸和向上拓展的特点：向 下延伸是要与新课标体系下的中学物理实验教学接轨，立足地方性，突出师范 性；
向上拓展是把实验课程延伸到科研实验室，与现代科技发展的新成果和学科 前沿接轨，强化实践性，培养创新性． 2探索创新人才培养“311”新模式 新的实验教学体系创立了分层次循序渐进的教学模式，其目的在于培养和 提高学生的科学实验素质和创新能力，提出了“311”创新人才培养阶梯型模式：
“基本实验能力的培养→实验综合能力与创新意识培养→科研与创新能力培养” （见图1）．2.1基本实验能力的创造性培养．基础实验教学重在培养规范性[7]， 同时应注重创造性的培养．基础实验教学过程中，重视树立科学实验意识，端正 科学实验态度，规范科学实验行为，培养科学实验素养在贯彻绐终．因此，将夯 实基础和扎实学生科学实验的基本功的任务，放在低年级３个学期进行培养训练， 即“3”．与此同时，在先教后学、先讲后做及学生预测实验结论等方面突出创造 性，在教学相长过程中不断探求创造新方法，研究解决学生培养过程中遇到的各 种新问题．2.2实验综合能力与创新意识培养．综合设计性实验，从查阅资料， 提出课题，到设计方案，准备仪器，撰写论文和论文答辩整个过程中，让学生始 终处于主导地位．本阶段占用１个学期，即“1”，通过本课程的学习，学生获得 一整套综合研究的方法训练，进而综合实验能力和创新意识得以提高和培养．2.3 科研与创新能力提高阶段．在高年级的１个学期，即“1”，倡导科研型训练，将 实验课程、实验成果延伸到科研项目中．引导学生对近代物理实验中具有前沿性 的内容进行研究学习，也可以从教师正在进行的科研项目中进行选题，结合教师 的科研成果进行创新性实验．同时还可以由学生提出感兴趣的实验课题，让学生 较早地接触到科研，鼓励学生发表科研论文．对于有标志性成果的学生要给予奖 励，以此激励学生大胆思维，勇敢探索，乐于创新，培养和提高学生的科研能力 和创新能力． 3科学实施“311”实验教学体系的效果 “311”实验教学体系的实施，应根据不同的教学模块，从教学大纲和教学 内容，教学方法和手段．教学评价和反馈等诸方面进行相应改革，科学制定详细 的、具体的和可行的配套措施．3.1新体系下的教学大纲．“311”新体系实验教学大纲按照分层次教学模块编写，应体现出新实验教学体系的特色和创新人才培养 模式的培养目标．在基础物理实验部分，要体现向下延伸的特点，将中学物理实 验内容有机地融入，如“电位差计测电动势”的实验，同时要让学生掌握中学用“伏 安法测电动势”的方法，并且对２种方法进行分析比较．在研究创新实验部分， 要创造条件尽可能地开发与前沿接轨的课题．同时要按照新实验教学大纲重新编 写实验教学指导书．实验教学指导书的编写既要“细”和“准”，又要全面和深入， 将教学内容、教学方法及教学手段等方方面面的教学改革成果都在实验教学指导 书中全部体现．3.2“严、放、带”的课堂教学改革．实验教学体系的各个层次， 应选择不同的教学方法和教学手段，分别进行课堂教学改革，突出各自的教学特 点．对于基础物理实验，突出“严”字，“严”就是夯实基础．实验教学各环节要严 格、规范．预习环节以问题为导向，向学生下发预习思考题，通过预习让学生提 出问题，既培养了学生发现问题的能力，也使教师的讲解有了明确的针对性．在 实验课的指导上，应有启发性，注重培养学生的创新思维和探索精神．在低年级 通过科学实验，培养学生学风端正、思维严谨、操作规范和技能扎实的基本素养， 接受科学的思想和严格的研究方法训练．综合设计性实验，突出“放”字，“放”就 是扩散思维，对学生给予较多的自由空间，引导学生主动探索，以科研的方式进 入课题，进行实验．研究创新性实验，突出“带”字，“带”就是示范启迪，通过聘 请一批高水平的、经验丰富的骨干教师指导实验课题研究，通过言传身教把学生 逐步带入科学研究殿堂．3.3实验教学评价体系改革．基础物理实验考核突出过 程性考核，实验成绩中增加预习成绩和操作成绩的比重，实验总成绩=预习成绩 （20%）+操作成绩（40%）+实验报告成绩（40%）．预习成绩要从预习思考题 和课堂提问的完整性、正确性以及有无创新性等方面予以评定；
操作成绩要从学 生的科学实验态度，实验操作的规范程度，操作技能的熟练程度以及实验数据的 合理性给出成绩；
实验报告成绩要从报告的完整性，数据处理的正确性，误差分 析的客观性和思考题回答的准确性４个方面予以评定．综合设计实验考核，要采 用课程论文答辩方式，由实验指导教师组成考核小组，进行综合评分．研究创新 实验考核，要由实验指导教师组成考核小组，以研究性报告的水平和标志性成果 作为考核依据．通过相对应的科学评价和教学质量监测，及时检验创新模式的实 践效果，同时发现问题，及时校正，使实验教学呈现良性循环的态势． 4结语 “311”创新模式构建了物理学专业多层次阶梯式的实验教学体系，形成科 学有效的创新人才培养模式．通过“311”创新模式教学实践，学生们近2年在各种 大赛中取得优异成绩，如在2015年、2016年山西省大学生物理学术竞赛中，我系学生均获得二等奖的好成绩，在全省师范院校中名列前茅；
在第七届全国大学生 与研究生物理教学技能展评暨自制教具与设计实验展评中，6名参赛学生全部获 得一等奖；
并且不断有学生将自己的实验结果转化为科研成果，发表了相应的学 术论文[8]，实现了学生科研的零突破．“311”创新模式在培养学生的科研能力、 实践能力和创新能力等方面虽然取得了一些成效，但能否很好地适应新形势的发 展和需要，目前还处于探索和实践阶段．“311”创新模式还需进一步完善，将“独 立、综合、创新”原则渗透到物理实验教学的各个环节，发挥其培养创新型人才 的作用． 作者:李建英 韩新华 单位:忻州师范学院
