作者：王建明  张春梅 张萍 北方民族大学  宁夏  银川

摘要：本文对民族院校大学物理实验分层次教学进行了研究，并介绍了北方民族大学针对民族院校学生的特殊性,采取的实验教学改革举措和物理实验教学体系。
关键词：民族院校 物理实验 分层教学 认识与实践 大学物理教学论文 大学物理论文 大学物理实验论文
 
分层次教学方法在国内各高校普遍使用。由于不同院校的具体情况不同,分层次教学的教学体系与内容应有所不同。
北方民族大学是我国唯一建立在少数民族自治区的部属综合性民族高校，学生来源具有其特殊性。省区之间、不同语言教学地区之间、不同区域考生之间的巨大差距，导致学生基础教育整体水平与其他普通高校有明显的层次上的差距。学校坚持高等教育规律和民族高等教育特殊性相结合，充分考虑生源基础差异和学生个性、特长、潜能发展的需要，提出在培养方案中贯彻因材施教的培养模式，按照学生基础教育水平、学习接受能力、发展潜力等方面的特点，进行有针对性的培养，帮助学生打好基础，具备继续学习和进一步发展的能力。
大学物理实验是培养学生实践能力、提高学生综合素质的重要环节。近年来，结合基础物理实验教学示范中心的建设，我们对实验室的管理体制、教学模式、教学内容及教学方法和手段进行全方位的研究与改革。不断探索适合本校实际的大学物理实验分层次教学体系。
1.实验教学理念与改革思路
1.1实验教学目标定位
物理实验中心的实验教学定位为理工科非物理专业的公共基础课。教学目的是培养学生的基本科学素养和科学实验能力。要求学生具有实事求是、理论联系实际的科学态度，严肃认真不怕困难的工作作风；不断思索、勇于创新的科学精神；遵守纪律（操作规程）、爱护公物的优良品德；同学之间的团队协作精神。内容是使学生得到物理实验的基本知识，基本方法和基本技能训练。在保证学生基本的实验技能 (常规仪器设备的使用、基本实验方法、手段的掌握和实验误差理论与实践能力等)得以训练的前提下，为现代的实验理论、技术、方法和手段打好基础。
1.2实验教学改革举措
充分考虑民族院校学生的特殊性,充分体现大学物理实验的独特性。坚持因材施教的教育思想，不断探索和实践因材施教的教学方法，把统一要求和个体差异相结合, 采取分层和分级等教学措施，使学生的个性得到充分发展。切实培养严谨求实的实验态度和科学作风，让学生在物理实验的全过程中体现科学研究的美，塑造自身创新意识和追求真理的科学作风，激励学生参与科研和创新活动，促进学生科学素质养成。
1.1.1增加教学层次、实施开放实验教学、实现因材施教
在课程体系设置和教学方法上，针对少数民族学生的文化水平和心理特点，不断探索和实践因材施教的培养模式。设置了分层次、模块化、个性化和自主学习的培养模式;考虑到不同阶段的学习目标，将课程分成不同类别的模块，相应开放程度和选课情况也有所不同。构建了从预科一年级到本科生的多层次实验教学体系，创建了以学科为基础，面向专业的实验模块群。采用开放自选不记学分的方式专门为基础较差的学生开设了预备技术模块。学生可根据自身的水平，兴趣和能力预定实验等级。既注意能力强的高层面学生的动手、研究和创新的需要，同时兼顾普通生能力培养的需要，还照顾少数落后生的补习需要。所有设计性题目完全开放自选，单独培训。通过这些课程设置和实验安排，使学生由浅入深，由易到难，由简单到综合，逐步提高动手能力，使学生个性得到充分发展。
1.1.2教学内容逐步更新，教学手段丰富多样
考虑到少数民族地区学生物理实验基础较为薄弱的实际状况，在基础技术模块中将实验室基本测量仪器的使用和基本物理量的测量，与大学物理实验课的理论课学习结合起来，将基本数据处理方法与所测实验数据结合起来，通过理论与实践的结合培养学生严谨求实的科学素质。例如：通过金属杯体积的测量、毛细管内外径的测量、物体密度的测量等具体实验的操作练习，一方面熟悉游标卡尺、读数显微镜、天平等基本测量仪器的使用，另一方面将理论课所涉及到的误差处理、有效数字的记录与运算，测量结果的不确定度评定有机的结合起来。使学生既对基本测量仪器的使用有一个逐步熟悉的过程，又通过实验操作进一步加深、理解和巩固理论知识。在基本测量中，我们引导学生不仅了解学习游标卡尺的原理、实验内容和方法，而且启发学生由游标原理与现代测量技术应用较广的测量仪器、广泛使用的“圆盘游标”、各种圆盘平台中使用的游标记数和高精度的数据处理设施中，引导学生的学习兴趣和实验原理的拓宽应用，丰富学生的实验思路和应用技术。
为加强基本训练，运用有代表性的仪器和实验方法，开出系列化实验，在“示波器的使用”实验中，除了让学生广泛接触不同型号的示波器，提高对示波器的使用能力外，还安排一些如“交流电及整流滤波电路”、 “声速测定”、 “软磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的测量”、“振动法测弹性模量”等相关综合性实验，进行反复训练。
对一些比较经典的实验内容，改用设计性实验形式排出(并不是复杂的、难度大的实验才是设计性实验)，如：“电表内阻测量”、“不规则物体密度的测量”、“重力加速度的测定”等。不但要求学生运用已有的知识设计实验，又要通过实验进一步加强基本训练，从而提高了实验起点。
2．实验教学体系与内容
大学物理实验分层次教学新体系的核心是以培养学生的实践能力、创业精神为出发点 , 改变原有的教育观念和教学模式，打破传统“力、热、光、电”之间、普通物理与近代物理之间、近代物理与专门化实验之间各自独立的界限，,实行各门实验交叉、综合、有机结合、整体优化 ,加强综合设计和研究性实验的力度 ,形成从低到高 ,从基础到前沿 ,从接受知识型到培养综合能力型的逐级提高的物理实验课程新体系。变验证性实验为研究性实验，变单一实验为综合性实验，大大增加了综合设计性实验的比例和难度，让学生能综合运用所学的知识进行实验训练。
在实验项目设置上，根据学生所在学科和专业的不同，依照学校教学培养方案中各学科专业对普通物理实验的不同课时要求，制订相应的实验教学大纲，每学年根据各专业教学计划的设置，分模块开设8-16个不完全相同的实验题目。既考虑普通物理理论课教学与实验教学的关系，又兼顾基础实验教学与其后所学专业课教学的关系。
 
分层次实验教学体系及项目设置如下：

实验层次	实  验  项  目	面向专业	所占比例
理     论	测量误差、有效数字、不确定度及数据处理	理工科各专业	12%
预备技术    （开放）	游标卡尺的使用、千分尺的使用、读数显微镜测毛细管内外径、流体静力称衡法测物体密度、单摆测重力加速度、在气垫导轨上测量加速度、滑线变阻器分压电路	理工科各专（偏向少数民族及远地区等实验基础差的学生）	课外 实验
验 证 性  （力热模块）	惯性秤测质量、共振法测弹性模量、动力法测转动惯量、弦振动的研究、金属线胀系数的测定、空气摩尔热容比的测定、P-N结正向温度特性的测量、液体粘滞系数的测量、用稳态平板法测量不良导体热导率、液体比热的测定	理工科各专（偏向材料、化工各专业）	40%
验证性 （电磁学模块）	惠斯通电桥测电阻、直流双臂电桥测电阻、交流电桥实验、模拟静电场实验、霍尔效应测磁场、螺线管磁场的测量、示波器的使用	理工科各专（偏向电信、计算机各专业）
验证性（光学模块）	牛顿环干涉实验薄透镜焦距的测定、光强分布的测定、分光计的调整和使用、光栅衍射实验	理工科各专业
综合性实验（学生选做2-3个）	杨氏模量的静态法测量、声速的测量、软磁材料磁滞回线的测量、光学平台综合实验、光电效应及普朗克常数的测量	理工科各专业	20%
近物（选做1-2个）	迈克耳孙干涉仪实验、全息照相实验、密立根油滴实验、核磁共振实验	理工科各专业	10%
设计性（选做1个）	学生自主提出的实验，每年更新的设计性实验项目	理工科各专业	18%

 
























3．实验教学方法与手段
学校建立了校园网一卡通，开放物理实验室也得到了科学的管理，学生可刷卡进入。网络教学资源中包含实验预习、实验教程、电子课件、仪器使用说明书、推荐下载资源等丰富的教学资料，可以开拓学生的眼界，满足不同层次学生的学习需求，给学生提供了自学物理实验的环境，购置了大学物理仿真实验全套软件，物理学史多媒体资料，物理演示实验多媒体课件和北京交通大学等十二所高校联合制作的多媒体电子课件。
设计性实验题目由学生自主选择，通过自己亲自选择、在自己能够接受的水平和基础上，自主设计、试验，解决困难和问题，综合运用所学知识，展现自己的才智和能力，心情愉悦地实验和研究，体验自主实践的成果，充分调动学生实验、实践的积极性和主动性。
学生的课程总成绩为平时成绩和期末成绩两部分之和。平时成绩主要是实验预习、实验操作、实验结果、实验报告等综合考核。期末成绩为课程结束时对一个实验项目全过程（提出任务、构思设计、调试仪器、用科学实验方法与测量方法完成实验、取得数据、处理数据、分析结果、写出报告或论文）的考察成绩。
4.教学效果与教学成果
近年来，随着实验设备和实验环境的显著改善，教师队伍的大力充实，教学管理和教学运行制度的不断完善，学生对物理实验课程的重视程度、动手能力、创新能力得到了明显的提高。
4.1实验教学效益显著提升。实验教学体系更加合理，教学内容更加丰富：实验开出率达到100％，基础实验项目更新率为20％，综合和设计性实验项目更新率为80%。
4.2教学覆盖面广。实验中心面向全校理、工科各个学院，19个专业，年均2500名学生，开设了不同层次、与专业设置相关的模块化《大学物理实验》课程，年总人学时数达到41200人，实验开出率为100%，有综合和设计实验的课程占100%， 每名学生在一学年的课程学习中至少选做一项设计性实验项目，设计性实验为自主选题，开放管理的实验模式，参加开放式教学的年总人学时数年均为7000人左右。
4.3每年实验中心举办一次物理实验基本技能和创新实验竞赛，参加人数逐年增加。其中还有文科院系的学生参加，并且取得很好成绩。给学生创造了一个充分展示实验技术技巧和创造性设计实验的机会。充分调动和展示了学生学习物理学科和物理实验的兴趣，积极为培养学生，丰富学生的知识，拓宽学习渠道，促进教学等方面其道理积极的效果和良好的学习风气。
结束语
大学物理实验教学体系的构建是一个长期研究的课题，每个学校的学生基础、专业及设备、师资力量都不相同，物理实验项目的设置也有所不同。如何针对自己的实际情况构建合理的物理实验教学体系及内容关系到人才培养的质量,也是物理实验教学中需要重点研究的内容。北方民族大学是一所建校时间不长的高等院校，对学生的要求也是处在一个力争培养以大学本科为主，应用性人才为基本目标，并积极创造条件向研究型人才或更高要求的目标而努力。在现有基础上，我们将继续遵循因材施教的教育思想，增加层次、更新内容、开放实验、因材施教、个性发展、鼓励创新的方针，办出特色，办出水平。创建一个环境优越、设备精良、手段先进、队伍优秀、成果显著和机制健全的“自治区级物理实验教学示范中心”，成为民族地区和民族院校具有示范和辐射作用的物理实验教学示范基地。
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