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少数民族物理学人才培养模式的构建与实践论文
少数民族物理学人才培养模式的构建与实践
我校担负着为新疆经济建设与社会发展培养教师和高次专业人才的重要任务，具有涉及专业门类多、规模小、基础相对薄弱的特点，在教育教学水平、师资队伍结构和生源整体素质等方面与内地高校有一定的差距，亟待提高和改善。
一、存在的问题
长期以来，在新疆少数民族教育事业发展中，存在着数量增长较快与质量提高不显著的矛盾。尤其高等学校扩招以来，这个矛盾更加突出。目前在全疆专业技术人员中，少数民族比例已上升到了50%以上，但是高考年招生分数线民汉始终存在150分左右的分差，尤其主要在数学、综合理科成绩方面的差距突出。据调查在全疆初、中、高三级专业技术人员中，少数民族分别占53.04%、43.31%、31.73%。比例依次递减，既说明少数民族高级人才的短缺，也说明少数民族专业人才的发展潜力和后劲不足。
二、改革的目的与思路
（一）全面提高少数民族高等教学质量
面向新世纪的高等教育质量，以素质教育、创新能力培养为特征，因材施教、突出个性培养；针对人才培养与教学体系中的若干问题，围绕涉及人才培养若干方面的根本性、基础性工作，广泛深入地开展教学改革的探索与实践；扎扎实实地进行改革与建设，使人才培养质量跃上新台阶。
（二）坚持理论与实践结合、以立项项目为重点，以点带面
从课程体系和教学内容、教学方法及时间等各个教学环节对本科理科学生教育的整体培养方案进行改革和完善；着力加强重点课程、核心课程及基础课程建设，大胆改革实践教学，广泛深入地开展创新教育；寻找适应本地实际情况、面向新世纪的人才培养体系和模式、办学经验及行之有效的措施，不断寻求提高人才培养的新思路、新方法。
（三）扎实数理基础、拓宽专业口径、重视实践环境、加强应用创新
加强“知识、素质、能力、创新”协调发展与全面提高的理科人才培养目标。培养六种能力：交流与表达的能力；思考与判断的能力；主动获取信息和知识的能力；不断学习的能力；发现并提出、分析、解决问题的能力；实践与创新的能力。树立五种精神：科学和人文精神；紧跟时代，勇于创新的精神；知难而进，一往无前的精神；艰苦奋斗，求真务实的精神；淡泊名利，无私奉献的精神。
在培养过程和方法上，奠重教育和人的智力成长规律，根据少数民族学生的特点，确定“低起点、分流培养、体现多层次、多模式”的培养方法。
三、少数民族物理学人才培养模式的构建与实践
现代教育理念强调学生的全面发展，突出对学生独立性、自主性、创新综合性的培养，重视提高学生综合素质和创新实践能力，强调教与学的互动性。着眼培养和训练学生的综合素质，提高学生的独立性、自主性、创新综合性，重视提高学生综合素质和创新实践能力，分析和比较学科建设与人才培养工作中的不足和差距，分析自身的特点、优势和能力，有所为，有所不为。
（一）修订和完善人才培养方案、课程体系
科学地设置物理专业基础课、专业课及选修课。在课程设置上做到科学合理、针对性强，加强实践、突出应用。
（二）改革教学方法和教学手段，打造课程建设平台
引导学生转变观念，变“要我学”为“我要学”，由“被动学”变“主动学”，也就是说把“被动学习”变成“自觉、自动学习”，养成诚信学习，在课堂教学这一主渠道中，坚持摒弃灌输式教学，强调“以问题为纲”，启发学生主动思考和创造性思维，积极探索和寻求启发式、讨论式、参与式等各种不同的教学方法；使学生真正成为教学的主体，从而培养学生分析问题和解决问题的能力，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，进而提高学习能力、拓宽知识面；充分发挥校园网络的资源优势，采用信息技术为特征的现代化教学手段，使教学工作的效率进一步提高。为夯实基础，对物理学专业的重点课程进行教材与内容、方法与手段、组织与考核办法、“教”与“学”的质量评估监督、网络教育资源开发、试题库建设等全方位的完善、改革和建设。
（三）加强基础设施建设，重视实践教学，打造学生实践能力培养平台
实践教学是物理学专业学生基本实践能力训练的重要环节，也成为培养学生创新意识和创新能力的重要途径。实践教学改革的基本思路：完善实践教学环节、优化实验课程体系；对实践教学体系、管理体制的建设也要求系统化和规范化；对实践内容和教学方法、考核方法的改革要求现代化、实用化和多样化。
（四）建立健全了老师辅导制和本科生导师制以及教学质量监控体系
实验班所有专业课程原则上都安排了讲师以上职称的骨干教师任课并进行硕士研究生或任课教师辅导制。学校将为在实验班讲授专业基础课和专业课的任课教师配备一名助教，助教从全校硕士研究生中选拔。根据学校要求，主要专业课都安排了骨干教师上课并研究生或任课教师每周一次辅导（答疑）。力学、热学、热力学与统计物理等课由阿力甫·莎吾提副教授主讲并辅导；电磁学由艾合买提·阿不力孜教授主讲并辅导；光学课由王先明教授主讲并辅导；原子物理学课由秦晨讲师主讲并辅导；理论力学、普通物理研究、量子力学二等课由马晓栋教授主讲并辅导；电动力学课由裴永祥教授主讲并辅导；量子力学课由艾尔肯教授主讲并辅导；高等数学课由穆哈拜提（副教授）、陈莉（副教授）、杨晓英（讲师）、肖冰（讲师）等教师主讲并辅导。日常教学管理由学院承担。实验班实行全封闭管理，正常上课期间实行早自习和晚自习制度，实验班自一年起开设基础英语课程，连续开设三年。实验班可根据学生实际情况利用星期六进行半天或一天补课，补课内容视具体情况由教务处会同学院协调决定。物理学人才培养模式的构建与实践探索学习与研讨面向新世纪的高等教育质量，以素质教育、创新能力培养为特征，因材施教、突出个性培养；针对人才培养与教学体系中的若干问题。
（五）建立良好的师生关系，以帮促学
帮助学生解决学习和生活上遇到的问题，确确实实地做到教书育人。少数民族06物理实验班有26名学生，绝大多数学生家庭经济情况有困难，父母已去世的有2名，父亲已去世的学生有5名，获西部开发基金的学生有2名，另外有南疆平困地区的学生。在大学学习期间，经常遇到学习和生活上困难时，受到任课教师和班主任的帮助。有时学生生活上有困难需要钱时，任课教师和班主任帮助了他们，有时还需要借给他们学费。
任课教师和班主任在学习上引导他们，生活上帮助他们，成为学生们的学习和生活上可依靠的人。另外，这些家庭经济有困难的学生，在4年大学学习和生活过程中，受到了国家级助学金和学校各种生活补助，学习成绩优秀学生获得了国家级奖学金、国家级励志奖学金和校级各种奖学金。有了国家的关怀，全部学生成绩优良，即将毕业。
给少数民族实验班学生上课以及做学生工作过程中，根据少数民族学生的特点，只上课，不管学生，不引导学生学习，得不到好的学习结果。实验班实行全封闭管理，正常上课期间实行早自习和晚自习制度，物理实验班进行诚信学习与自觉学习和诚信考试制度，做诚信人，在专业学习方面，实验班指导教师要准确引导学生学习和制订学习计划以及帮助他们顺利完成学业。
四、建立适合少数民族学生的教育教学模式
（一）加强基础课程的学习，积极编写少数民族学生物理基础的辅导材料
少数民族学生的中学理科基础较差，在大学阶段教学中，采用适合于大学生的教学方法，并通过启发式教学调动他们学习的积极性。具体作法：1.用汉语讲课时，注意中学内容与大学内容的衔接，速度要慢，多举例子并详细讲解；2.为了了解学生的学习情况，每门课都必须进行期中考试，题目以基础内容为主，覆盖面广、题量多，这有利于启发学生的学习积极性，如果出难题、怪题，基础差的学生做不出来，调动不了他们学习的积极性，反而导致学生厌倦学习。3.少数民族学生基础较差，为了让学生掌握扎实的基础知识，对物理入门课力学、热学、电磁学等课程都编写了课程补充练习题。即力学补充练习题与解答、热学补充练习题与解答和电磁学补充练习题与解答等。练习题包含单项选择题、多单项选择题、判断题、填空题等并附有标准答案，学生做这些习题集能巩固扎实的基础理论知识，为专业理论课的学习打好基础。
（二）建立适合于少数民族学生的教学模式和方法
在培养过程和方法上，尊重教育与人的智力成长规律相结合，根据少数民族学生的特点，以“低起点、分流培养、体现多层次、多模式”的培养方法，突出因材施教，改进教学方法和教学手段，打造课程建设平台，引导学生转变学习观念，变“要我学”为“我要学”，由“被动学”变“主动学”，也就说把“被动学习”变成“自觉、自主学习”，养成良好的学习习惯，在课堂教学这一主渠道中，坚持摒弃传统的灌输式教学，强调“以问题为纲”，以启发式的指导思想，提高学生的思维能力和创造能力，积极采用讲授法、实验法、讨论法等各种不同的教学方法，是教学方法多元化，从而培养学生分析问题和解决问题的能力，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，努力提高学生的学习能力、拓宽知识面，充分发挥校园网络的资源优势，采用信息技术为特征的现代化教学手段，使教学工作的效率进一步提高。为夯实基础，对物理学专业的重点课程进行教材与内容、方法与手段、组织与考核办法、“教”与“学”的质量评估监督、网络教育资源开发、试题库建设等全方位的完善、改革和建设。
（三）加强少数民族学生的语言能力的培养
为了巩固学生的汉语水平和提高他们的汉语阅读、说和写的能力，坚持对实验班实行完全汉语授课，所有教学要求参照同专业的汉语班教学计划进行教学，并根据实验班具体情况适当修改。经过完全汉语授课和学生的努力，现在学生的HSK考试成绩取得了可喜的成绩。
见表1所示：
（四）注重少数民族学生的学习策略，寻找行之有效的学习方法
大学生的学习方法十分重要，而少数民族大学生的学习方法显得尤为重要。我们从开学开始班主任和专业课教师就给学生强调学习方法的重要性，特别强调了大学阶段的学习有其自身的特点，可以说主要以自学为主，不同于中学阶段主要以教为主的学习。作为教师仅起引导和敲门砖的作用，即所谓“师博领进门，修行在自身”，大量的学习任务将由学生在课余时间自主完成，也正是学习方法将直接影响学生的学习成绩，因此在学习过程中逐步探索，掌握一套行之有效的学习方法是非常必要的。
五、教育教学改革成果
（一）报考硕士研究生学生人数多，并且录取率高
报考参加全国硕士研究生学生人数多，如2006-15实验班中有21名学生报考全国硕士研究生考试。总成绩达到国家分数线的10名（其中少数民族高层次骨干人才计划3名，疆内7名）。复试后被录取的8名，其中中国科学院高能物理所1名，华北电力大学1名，陕西师范大学1名，疆内5名（其中破格1名），全班研究生录取率达到30．77%，参加研究生考试学生的录取率达到38．1%；2007-9实验班中有27名学生报考全国硕士研究生考试。总成绩达到国家分数线的10名（其中少数民族高层次骨干人才计划2名，疆内8名）。复试后被录取的7名，其中华中师范大学1名，南京理工大学1名，疆内5名（其中破格1名），全班研究生录取率达到24．24%，参加研究生考试学生的录取率达到29．63%；2008-9实验班中有36名学生报考全国硕士研究生考试。总成绩达到国家分数线的10名（其中少数民族高层次骨干人才计划6名，疆内4名）。复试后被录取的9名，其中陕西师范大学1名，南京理工大学3名（其中破格1名），山东大学2名，疆内3名，全班研究生录取率达到25%，参加研究生考试学生的录取率达到25%；2009-10实验班中有34名学生报考全国硕士研究生考试。总成绩达到国家分数线的8名（其中少数民族高层次骨干人才计划3名，疆内5名）。复试后被录取的8名，其中南京理工大学3名，疆内5名（其中破格1名），全班研究生录取率达到23．5%，参加研究生考试学生的录取率达到23．5%。
（二）获得教育教学成果
“少数民族物理实验班的教学实践研究”荣获2010年度新疆师范大学优秀教学成果三等奖。“进一步深化少数民族物理实验班的教学实践及加强考研复习确保考研录取率”项目荣获2011年度新疆师范大学优秀教学成果三等奖。
总之，在课程改革的大背景下，探索和研究少数民族理工科本科教育教学改革，意义重大，在今后一个相当长的时期里，仍然必须重视少数民族高等教育的数量增加，同时要更加重视教育质量的提高，逐渐走出低质量相互影响的恶性循环，明确少数民族高等教育的发展定位问题。这是个长期性、系统性工作，有待于我们继续的探索与实践。
参考文献：
［1］汪西原，王正英，张磬兰.少数民族地区理工类人才培养模式探索与实践［J］.高等理科教育，2006，（6）.
［2］陈国庆，孙炯.数理学人才培养基地办学的探索与实践［J］.高等理科教育，2001，（2）.
创建创新型人才能力培养模式及其完善
实施大类招生、大类培养，就是淡化专业界限，促进学科交叉，顺应市场经济对复合型人才的需要，从之前“专才”的培养模式转变为“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的应用型人才培养模式。佳木斯大学的物理学专业为师范类专业，历史较长，主要侧重培养中学师资力量。这样的传统专业在大类招生背景下更有必要制定适合的物理学专业的创新型人才培养模式。
一、目前物理学人才培养模式的弊端
1. 重视理论知识，忽略人文素质训练
文理分科，造成理科大学生的人文素质普遍偏低，在文学艺术修养、语言文字表达能力、文字书写质量方面的能力都相对不够，不能够很好的表达自己。作为师范生，这种表达上的缺失会对其日后的教师生涯产生很大的障碍，影响与学生之间沟通的有效性。人文素质的不足还表现在缺乏对自己民族传统文化的基本了解，文化底蕴不足以及缺乏人际交往的体验和起码的社会知识，人与人之间关系淡漠，不懂得奉献与爱心。
2. 教育过程缺乏个性，学生专业兴趣不高
现行的人才培养模式中缺乏让学生发挥个性的空间，学生很难在教学中获得兴奋点，难以激发创新的欲望。大类招生模式的开启，某种程度上有所缓解，但是教育缺乏个性现象还相当普遍。
3. 校内时间集中，学生缺乏社会经验目前高等学校的开放度和社会化程度很低。即使有个别学校和学校、企业之间建立了一定的联系，这种联系也多半是简单的。物理学专业培养的师范类学生只有短短的一个半月左右实习时间，接触社会、真正融入社会的时间远远不够，没有与社会紧密接触，自然就不了解社会对人才的需求，难以完善自身。
二、创建创新型人才能力培养模式
1. 人文素质与科学教育齐抓并进
人文素质体现一个人的道德境界与人格魅力，是成人的主要标志；科学教育提升一个人的专业素质，是成才的必经之路，二者相融相生，相辅相成。目前我们关注的主要是成才，即科学教育充足，很多人都忽视了学生的人文素质培养，特别理工科学生，人文教育严重缺失，所以增强学生的人文教育势在必行。改变传统的育人模式，突破人为的文理鸿沟，确立文化素质在人才培养中的基础地位，是建立人文理工渗透的育人模式的方法。佳木斯大学理学院的院训即为“明礼诚信、敏思笃学，文理相容，知行合一”，充分体现了人文教育在理科学生培养中的重要性。可以通过增设人文选修课、辅修人文专业和双学位、开展社会实践活动、挖掘自然社会中的人文精神， （物理学专业开设了人文物理等选修课程） 等途径，培养学生的人文素质，形成物理学科和人文学科的协调发展。
2. 突出个性教育，创建弹性考核机制
教育的真谛就在于发现学生天赋，并加以培养，使其个性获得充分而自由的发展。促进个性发展的人才培养模式，就是要尊重学生差异性，因材施教。因材施教首先要认真分析每个学生的实际情况，针对学生的特点和个性设计教学，使教学的深度、广度、进度适合学生的知识水平和接受能力；注重启发式和指导式教学，鼓励学生标新立异，打破学生思维定势，激发学生的创新意识；尊重学生兴趣，增设辅修专业门类，充分利用网络资源，增加学生学习的自主权、选择权，使其能真正按照自己的爱好学习。改革考核方式，建立弹性的人才考核机制，尽可能地发现和发展学生多方面的潜能，解决学生发展中的需求，帮助他们树立自信、认识自我、完善自我。弹性考核的标准要符合下列要求：评价内容要全面化，要兼顾学生的智力因素和非智力因素的情况；将不同阶段的评价有机的结合起来；评价的标准多样化，相互结合；积极鼓励学生进行自我评价，且要将定性评价与定量评价结合起来。
3. 完善并优化课程体系
创新型人才培养计划及与之相对应的课程体系是培养创新型人才的关键和前提。根据物理系生源特点及专业的办学特色，将物理学专业的核心课程进行优化。
（1） 减少大型理论化课程，增加实践课、选修课比例。为了体现学生的主体性、提高学生的创新能力，课程设置中不断增加选修课的种类，增加实践类课程的比例，实现小型化、弹性化，尽量减少大型理论化课程，多渠道增强实践环节，使专业课程体系能服务和服从于培养学生创新性能力的需要。特别设置了与今后的创新有密切联系的综合实践类课程及各类素质教育课程，如我们开设了机械制图课程，以增强学生的工科基础训练；开设了钳工实验课程，学生可以亲手制作实用的工具，锻炼学生的动手能力；开设了需要手脑并用的电子线路实验，并结合专业原有的师范特色，形成了“理工师”结合的培养模式，以适应社会对人才多方面的要求。
（2） 调整课程实验课时安排。理论环节是实践环节的基础，同时实践环节又能促进理论知识的学习与掌握。因此，物理学专业的实践教学体系既要考虑到动手能力的培养，也要考虑对基础知识学习的反馈作用。为使实践教学体系能科学合理地培养学生掌握专业基本知识的能力，同时具有培养应用型人才为目标的特色，我们结合社会发展需求，根据我校实际，扬长避短，确立了实践教学体系必须符合人才培养的定位。以夯实基础为出发点，以如下几个方面对物理学专业实践教学环节进行优化与创新。一是调整实验教学课时数，总的教学课时大约增加了 20%，理论教学课时数相应减少。二是增加了综合性、设计性实验的比重。在未优化之前，课程实验中 90%以上是验证性实验，优化之后大量增加了综合性、设计性实验的比重，每门课程实验的综合性、设计性实验的比重大约达到 30%。这些综合性、设计性实验的优化设置，不仅能培养学生的动手能力，还大大加强了学生对基本知识的系统掌握。
4.增加实习机会，创造交流环境
为了使学生早日了解社会，提前适应社会，增加学生实习机会、接触社会的举措是必不可少的。我们积极开展与相关中小学、企业的人才培养合作机会，建立以中小学、企业为依托的高校科技团队，开创依托利用社会资源，解决实际需要的特色科技创新之路。针对物理学专业的“理工师”结合的培养模式，发挥坚实的理论基础，充分利用附属中小学的资源，学生作为班级的副班主任，负责学生习题课、自习课的工作，零距离接触学生，解决教学上的实际问题，并在课余时间带领学生进行小发明、小制作等科技创新活动，在实际活动中增强学生的创新能力；由于学生接受过基础的工科训练，可以承担适当的工科实训，将毕业设计与生产实际适当结合，真题真做，结合科研项目解决实际问题，让学生的创新精神和实践能力进一步得到加强。
科技创新活动是培养大学生创新能力的载体，结合专业特色，鼓励、辅导学生参与大学生数学建模大赛、物理知识竞赛、挑战杯、电子设计竞赛、机器人大赛等科技创新活动。这些活动涉及范围广泛，国内各类学院均有队伍参赛，这就为大学生之间的学习、交流提供平台，提供发挥创新精神、锻炼独立工作能力的机会。鼓励学生参与此类竞赛，能充分检验学生创新活动的水平和素质。同时，激发广大大学生崇尚科学、追求真知、学术研究的兴趣，培养大学生实事求是、刻苦钻研、团队合作的精神，提高大学生科研创新技能、创造性思维、创新积极性，形成良好的学术氛围。
大类招生带来人才培养要求的变化，促使人才培养模式也要相应的发生变化，注重人文素质、突出学生个性发展、提高学生动手实践和创新能力已逐步渗透到教学工作的方方面面，并取得初步成效。我们将继续努力，进一步完善物理学创新型人才能力培养模式，为社会培养出更多具有创新意识和实践能力的创新型人才。
参考文献：
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［2］ 张宏亮，张华，何波. 地方性普通高校实施大类招生的条件和可行性［J］. 绵阳师范学院学报，2011（6）.
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［4］ 方晓峰，李应岐，曾静. 从高等数学教学谈学生创新能力的培养［J］. 大学数学，2010，26（1）.
物理实验教学中分光计调平方法和使用方法
分光计是一种常用的分光和精密测角的仪器，在利用光的反射、折射、衍射、干涉和偏振等原理进行的各项实验中用做各种角度测量。例如：利用光的反射原理测量棱镜的顶角，光的折射原理测量棱镜的最小偏向角，从而计算棱镜玻璃的折射率和色散率；和光栅配合，做光的衍射实验，测量光波波长；和偏振片、波片配合，做光的偏振实验等［１－２］。它是大学物理实验中光学部分一个重要、基本的测量仪器。使学生掌握基本的分光计调平方法和它的使用方法是分光计实验教学中的重点和难点。
在分光计实验教学中，我们经常发现即使是在学生充分预习的基础上，学生在实际操作中对分光计进行调平也具有很大的难度，耗时很长；并且，在用分光计测三棱镜折射率实验中，在测量最小偏向角时，学生很难找到折射光线。针对这些问题，我们进行了分析和研究，在多次实验和教学过程中总结出了一套行之有效的解决方法。在此，我们以浙江光学 仪 器 厂 生 产 的ＪＪＹ－１型 分 光 计 为 例 进 行介绍。
１分光计的调平过程
众所周知，分光计的调平主要是调节分光计的三个平面的水平［２］。通常情况下，我们将调节步骤分为以下几个步骤：
１．１调节载物台平面和望远镜光轴水平
粗调：
首先对载物台进行粗调，主要是对支撑载物台平面的三根螺丝进行调节［３］。为了能更方便地对三根螺丝的整体高度进行观察和对比，我们所采用的方法是：一边用手转动载物台，一边观察三根螺丝支撑平面的长度是否等长，根据实际情况进行调节。
这样我们可以很快将三根螺丝支撑平面的长度调到大致等长。
然后将望远镜转到适合观察的角度，观察望远镜和载物台平面是否平行，并根据实际情况对望远镜俯仰程度进行调节，使望远镜和载物台平面大致平行。
旋转望远镜目镜手轮，使视场清晰，以看清视场内的两横一竖测量黑线为准。
在对望远镜目镜调焦时，并不是将望远镜对准远处的物体来调焦［２］，因为在望远镜里观察远处物体时有时看不清楚，而且在实验室里很难找到相对较远的物体。我们的做法是将进行细调时用的平面镜直接贴在望远镜的另一端上［４］，平面镜此时是严格与望远镜光轴垂直的。根据垂直入射光线反射时的光路可知，此时反射回的十字叉丝像的水平线一定与调节用叉丝重合［２］。再对望远镜目镜进行伸缩调节，当目镜处在某个位置上时，我们会观察到反射回来的清晰的绿色十字叉丝像。这样的做法一可以对目镜进行大致调焦；二可以让学生很容易地观察到反射回的十字叉丝像，提前对它有所认识［５］，并很容易理解此时的光路是怎样的；三能够理解接下来的细调是根据什么原理进行的。
细调：
我们仍然使用逐次逼近各调一半的方法对载物台和望远镜进行细调［６］。依据粗、细调相结合、细调中不时进行粗调的方法，要求学生必须在平面镜的两个反射面上均能看到叉丝，并再次对望远镜目镜进行严格调焦至叉丝像与测量叉丝间无视差后，再进行细调。在进行细调时，严格按照逐次逼近各调一半的方法进行，不可一味盲目的调节一个螺丝。
当某个反射面上的叉丝在视场中看不见时，立即停止细调，重新粗调载物台水平和望远镜的俯仰程度。
这样粗、细调结合起来后，可使学生极少犯极端的调节某个螺丝或某个面而不顾及 整 体 水 平 程 度 的错误。
１．２望远镜光轴与准直管光轴水平
在这个步骤中，由于望远镜光轴已经和载物台平面相互平行，不能再调节望远镜的俯仰来破坏这种相互水平，所以要求学生只可对望远镜进行左右位置调节，而不做其他调节。因此只能对准直管进行调节。
在对准直管的结构进行讲解时，由于准直管和望远镜的结构有很多相似之处，可将望远镜和准直管并在一起，将两者进行对比，分析它们的异同，使学生更容易理解这两种部件，也使接下来的准直管调节变得更容易。
在整个调节过程中，会多次要求学生调节反射回的十字叉丝像与测量叉丝间无视差［２］，但很多学生在学完分光计之后都对这个概念没有实际印象。
在准直管的调节部分，我们特地在这里插入这个学习环节，使学生在调焦完成和故意破坏一点的两种情况下，前后水平移动眼睛，来观察像和测量叉丝之间的距离是否有变化，进行对比观察，从而理解无视差的概念。
由于分光计的调节方法步骤繁多，在讲解完后，学生还是无法记住并按顺序完成每个调节步骤，所以可采用讲解一段就让学生操作一段的方法进行。
教学中还可使用分光计示教仪进行示范［５］，它能将教师分光计的望远镜视场中的图像在屏幕上清晰地显示给学生观看，使学生对整个过程都能事先有个清晰的认识，而不再盲目地进行调节。
２测三棱镜玻璃折射率时快速观察到折射光线的方法
在利用分光计测量三棱镜玻璃折射率时，我们需要找到钠光经过三棱镜两次折射后的光线，学生在载物台上放置三棱镜时，如果不事先分析折射时的光路，就很可能在放置时让入射角偏小（如图１），使得第一次折射后的光线进入了三棱镜的毛面而无法观察到出射光线。
所以在放置三棱镜时，一定要强调入射光线的入射角尽可能大一些，这样才能保证能从望远镜中观察到两次折射后的折射光线［１］。由图１可看出，在相同入射角的情况下，入射部位靠近顶角时较靠近底部时更易观察到折射光线。
在观察到折射光线后，我们再缓慢移动载物台、望远镜跟踪观察，从而确定最小偏向角的位置［１］。
３读数问题
在分光计的读数过程中，学生经常有两个地方容易犯错。一是在０．５度刻度线上容易将它们读成整刻度线，对此我们只有在实验中反复强调这一易错的地方，并检查学生的实验数据以判断他们是否犯了这种错误。二是在望远镜过零刻度线时的读数问题，对此，我们要求学生在前后两次的读数中要做到数据是增还是减心中有数，当第一次读数偏大（假设为３５０°）而且第二次读数增加时，我们认为读数是一直增加的，当第二次读数时显示为１０°时，我们将读数仍然记为３７０°（１０°＋３６０＝３７０°），认为读数是从３５０°、３６０°一直增加到３７０°的（如图２）。反之，当第一次读数偏小，而读数又一直减小时，我们将第一次的较小的数据加３６０°，然后再与第二次的较大的数据进行计算。通过这样讲解和在分光计上进行读数演示后，学生对分光计的测角原理和读数规则都能很好的掌握了。
４结束语
在分光计的调平过程、三棱镜玻璃折射率的测量和分光计的读数过程中，我们采用了从实际教学经验中总结的方法和心得，使教学效果得到了很大的提高。
［参考文献］
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［６］ 赵青生．大学物理实验［Ｍ］．合肥：安徽大学出版社，２００４．２１１－２１7.
构建高校物理实验室现代化管理体系
物理是大部分自然科学学科专业都必须要学习的基础性学科.随着我国改革开放与国家科技发展速度的不断加快，对人才知识水平与科研水平的要求也逐渐提高，因此物理教学作为以锻炼科学认知能力的基本学科，在这个过程中也越来越受到重视.物理实验课程是物理课程的重要组成部分，它旨在培养学生的动手能力与学习自主性，从而使学生的理论物理知识得以巩固、科研能力得以增强.就高校而言，物理实验室是承载学生物理实验课程的重要硬件设施.
物理实验室管理的好坏直接影响高校物理实验教学的实施以及其科研能力的提高.良好的高校物理实验室管理体系能够为师生提供一个安全、舒适与学习氛围良好的物理实验学习环境.因此，本文就如何对高校物理实验室的管理进行优化，构建高校物理实验室现代化管理体系进行探讨.
1高校物理实验的要求与特点
高校团队是我国科研事业得以顺利发展的中坚力量，因此对我国高校物理实验教学与物理实验室的管理、构建应该提出更高的要求，以促进科研事业的合理实施.
1.1高校物理实验教学的要求
高校物理实验教学的目的旨在培养具有实干性与创新性的综合性人才.一个学校物理实验教学与实验室的构建水平，直接反应出这所学校在物理方面的科研与实践水平.因此，构建现代化的高校物理实验室管理体系，有助于加强实验室构建的制度化、科学化、合理性并提高高校物理实验教师团队的整体素质.
就目前的高校物理实验教学过程而言，大多还停留在较为简单的验证性实验方面，而与教育部门要求的探索性、创新性实验课堂的要求不符.因此，有必要对高校物理实验教学与实验室管理体系进行改革，对物理实验课程内容进行完善.
1.2高校物理实验室管理的特点
高校物理实验室必须能够满足学校多方面的使用需求，它具有如下几方面的特点：
（1）综合管理的复杂性.高校物理实验室管理涉及物理实验课程内容的确定、实验材料的准备、实验仪器的采购及维修、物理实验工作的安全性等一系列管理问题，其本身具有一定的复杂性.特别是在物理实验课程内容的选择以及物理实验仪器的购置上，这直接影响一个学校物理实验研究的走向和学生学习的内容.
（2）教学与科研相结合.高校物理实验室具有教学功能与科研功能的双向功能性.在一方面，高校物理实验室应满足学习各相关专业的物理实验教学功能，做好物理实验教学材料准备与仪器准备等工作，以保证物理实验教学行为的顺利实施；另一方面，高校物理实验室还应充分满足高校物理科学研究的使用要求.在很多时候，实验室管理机构必须处理好实验教学工作与科研工作之间的协调问题，以保证两方面工作的顺利进行.
（3）安全性与开放性的结合.开放性高校物理实验室是目前物理实验室的整体发展趋势.然而在开放性实验室实施过程中，学生与科研人员的安全问题是实验室管理人员必须要注意的问题.因此，除充分保证高校物理实验室的开放性意外，还应随时监督，并督促学生在实验前对实验操作进行充分的预习，从而使实验实施者的人生安全得到保障，并能有效提升仪器的使用寿命.
2目前高校物理实验室管理存在的问题
高校物理实验室内实验仪器种类一般较多，各种仪器的使用方式与养护方式各不相同.由于高校物理实验室管理者经验缺乏或理念较为落后，时常会出现多方面的问题.
2.1实验仪器购置的盲目性
大部分高校物理实验室在购置物理实验仪器时，都具有一定的盲目性.这很大程度上是由于实验室管理者对物理实验教学课程或研究方向的不了解所致.许多仪器自从购置回实验室起，就几乎没有使用过，仅仅成为一种面子工程式的摆设，以表示该实验室设备的齐全性.这种实验仪器购置方式与高校物理实验室建设的目的严重不符，由于实验室构建经费的浪费，许多在数量上需要得到补充的实验仪器没有得到及时的购置，致使在实验教学过程中，多个学生共用一个仪器.很多时候由于课程时间设置，部分学生在还没有动手进行实验操作的情况下便已经下课.这也阻碍了学生动手能力与实践能力的发展.另外，由于实验室管理者在购置仪器时对实验仪器质量检测力度的不足，许多购置回来的仪器在质量上并不过关，仪器损坏现象也极为严重.
2.2对损坏的仪器修理不及时
通过调查不难发现，许多高校物理实验室内仪器损坏现象较为严重.许多仪器因为损坏长期无法得到维修，时间一长，便逐渐遭到了淘汰.本文对陕西某高校的硕士研究生进行了调查，结果显示，科学研究实验用时较长，在很多时候不是因为实验本身耗时太多，而是因为学校实验仪器损坏较为严重，经常在使用过程中出现损坏，并在损坏后修理时间较长，致使实验进度遭到了延误.除此之外，对损坏仪器修理的不及时，还会在一定程度上影响实验教学的实施，部分物理实验教学课程因为学校实验仪器的损坏，被授课教师直接跳过，这也不利于高校物理实验教学的合理、健康发展.
2.3监督性差，对参与实验的学生要求较低
据调查，虽然在进行物理实验教学工作以前，教师会要求学生在课外对将要进行的物理实验进行预习，但在实验实施过程中，还是会出现许多学生胡乱操作仪器、实验顺序颠倒等错误的出现.一方面，这是由于学生对自己要求不严格，在实施物理实验前没有对实验手册进行研读，缺乏完善的预习工作所致；另一方面，这是由于教师对学生的监督力度较差，教学作风较为懒散所致.这也在一定程度上加速了高校物理实验室仪器的损坏速度，浪费了许多物理实验室管理经费，同时造成了物理实验教学工作开展效果的不理想.
2.4实验室开放性严重不足
虽然在几年前开放性的高校物理实验室理念就被提出，高校相关管理部门也以开放的态度对开放性实验室进行了构建，然而其效果并不理想.如前文所述，由于学生预习认真程度的不足，许多学生在根本没有掌握正确的实验方法的前提下，就进行物理实验，致使实验仪器损坏严重.正是因为如此，高校物理实验室的管理者对于向学生完全开放实验室也心有余悸.实际上，这在很大程度上是由于物理实验课程教师、物理实验室管理者以及学生三者之间观念不协调所致.开放性实验室并不开放的现象是目前高校物理实验室面临的重要问题.
3现代化实验室管理体系的构建
为改变目前我国高校物理实验室管理的现状，相关部门应从实验设备的配备、相关人员的协调、开放实验室的落实等多方面做出改变，构建新型的现代化实验室管理体系.
3.1实验仪器的合理配备与购置
现代化实验室管理体系中，实验室管理人员应对实验室设备的配备状况进行改良.首先，实验室管理人员应对本校物理实验课程的大体内容有一个较为细致的了解，并根据课程学生数量进行相应实验仪器的购置；其次，科研人员应与实验室管理人员进行沟通，表达自己的实验需求，实验室管理人员在充分统计学习科研人员需求的前提下，再进行实验设备的购置；最后，实验室管理人员在进行实验设备购置时，应对实验设备质量进行严格把关，充分保证购置的实验仪器的质量以及其售后服务.
3.2加强仪器设备的备案
实验仪器是高校物理实验教学与科研工作得以进行的基本工具.由于高校相关部门分配给物理实验室的实验仪器购置经费有限，因此，对于实验仪器的管理与备案工作应该做到细致、完美，从而保证实验仪器使用年限的增加以及仪器损坏责任的追究.在设备备案过程中，应对仪器设备的型号、购置时间、保修单、发票等与仪器相关的单据与资料进行整理，并严格记录仪器使用者的相关信息.另外，实验室管理人员应对相关的仪器进行适时的保养，对容易松动或损坏的部分进行适时的查看，以保证实验仪器的使用时间更长，并为实验实施者的人身安全提供充分的保障.
3.3学生、教师与管理人员的相互协调
学生、教师、管理人员三者沟通的不及时性，致使了高校物理实验室仪器购置与教学、科研的偏差，教师要求与学生实际行动的偏差等问题.因此，在现代化物理实验室管理体系构建过程中，应对三方的需求与供给关系进行及时的协商与协调，以保证物理实验室管理者能够按照学生与科研团队的需求进行实验设备的购置，同时学生与科研团队也能够按照物理实验室管理人员的要求进行相关的实验准备与规范实验操作.
4结语
高校物理实验室的高效管理对于实验仪器的合理配置、实验实施者操作的规范化以及提升高校科研水平等都具有重要的作用.为规范我国高校物理实验室管理体系，确保我国高校物理实验室能够充分发挥其在教学与科研方面的功效，论文从高校物理实验教学、研究的要求与特点出发，分析了目前我国高校物理实验室构建过程中存在的较为普遍的问题，并对如何对我国高校物理实验室进行现代化管理体系构建提出了建议.成果有利于推动我国高校物理实验教学与科研工作的进一步发展.
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互动式大学物理试题库建设要点
1、研究背景
大学物理是理工科大学生的一门十分重要的基础课程，它不但可以培养学生分析问题、解决问题的能力，还有助于培养学生探索精神和创新意识，帮助学生养成科学的世界观．因此，大学物理教学质量成为大学素质教育的重要组成部分，同时还直接影响学生相关专业课的学习．近年来，随着高校不断扩招，学生在物理基础方面的差异不断增大．针对这一情况，很多高校逐渐改变大学物理课程的单一教学模式，采用选修与必修相结合、根据专业特点设置不同学时等分层次教学方法．同时，由于学生学习能力和教师教学水平参差不齐，教师教学风格各异，兼之高校重科研轻视教学等各种因素的影响，大学物理教学质量的监控与客观评价成了一个难题．迫于学生就业压力，教师给全班学生加分的现象屡见不鲜．不少教师对学生的学习态度不满，教学情绪受到科研等各方压力而低落，优秀学生对老师也开始怀疑，落后学生则盲目乐观，用人单位不甚满意的现象频发．“教考合一”的测评方式已经不能体现真正的教学水平．为此各类资格水平考试和升学考试中普遍采用的“教考分离”成了大学物理的教学改革的方向之一．教考分离不仅能保证考试公平公正，客观评价学生的大学物理水平和能力，为学生后继课程学习和专业选择提供依据．还能提高学生上课的出勤率，提高教学知识点的覆盖率．但是每学期组织专家进行教考分离命题是一项较大的投入．上世纪90年代以来，随着计算机辅助教学(CAI)的发展，人们开始寻求利用计算机制作试题库，并设计了很多种生成试卷的软件．目前很多教材都配套了自己的电子题库．随着网络技术的提升，云数据库等先进技术的出现，如何利用好已有题库，提高大学物理教学质量成为大家关注的问题．尤其在大学物理实施分层次教学以后，使综合题库适应不同层次教考分离试题命题也是需要解决的问题．本文将在总结传统题库的不足的基础上，针对大学物理多层次教学现状，充分运用高校网络信息系统，设计一种互动式大学物理教考分离题库．
2、现有试题库有待改进的方面
传统的大学物理教考分离题库的不足主要表现在下面几个方面:
2．1大部分教考分离题库的设计目的是教学质量评价，试卷的产生只有非任课教师与教务人员一起操作，学生只是被动接受测试．学生学习过程中并不能利用到数据库资源．随着教务系统网络和云数据库技术的发展，学生在学习过程中充分利用试题库，对物理知识点的掌握情况进行自我测试和评价已经成为可能．
2．2部分学校的大学物理试题库由少数教师在教务处等教学质量监督机构的要求下建立起来．广大一线教学的教师，尤其是年青教师，并未有效参与其中．因此，教师、学生和考评者之间关系分立．这不利于教师依据考试结果进行教改工作，反而容易催生大学物理也是应试教育的观念，导致教学过程中学生的物理素养和应用能力被忽视．
2．3随着大学生物理基础和学习要求的层次化，大学物理分层次教学已经成为一种新的趋势．到目前为止，分层教学的理念还未能融合到大学物理教考分离数据库中，不能为不同基础和专业的学生产生分级试题．
2．4传统试题库的功能比较单一．在充分解决上述前两个不足的同时，互动式试题库本身不仅可以在大学物理教育质量评价中发挥作用，还能成为教学研究和教学改革的综合性工具．
3、互动式大学物理试题库建设要点
3．1知识点词条数据库建设．分层次教学大纲是各专业学生大学物理教学和教考分离题库建设的纲领．建设互动题库首先要对教学大纲中的知识点进行整理归类，建立知识点词条数据库．例如，南京信息工程大学按照各专业对物理学要求程度的不同，将大学物理教学大纲分为三个层次:
A气象类，128课时;B电子信息类，92课时;C环境类，64课时．虽然各类学生学习的章节内容均涉及力、热、光、电、近代物理等部分，但对具体知识点有不同的要求．分为了解(X)、理解(Y)和运用(Z)．例如:在刚体转动部分，转动惯量的概念是三个层次学生都要掌握的．转动惯量词条的教学目标属性就是:ZZZ．对运用三维积分计算刚体转动惯量的知识点，只对气象和电子类学生要求会应用，其词条教学目标属性就是ZZY．另外每个知识点还有章节属性，考试比值，本学年学生训练错误率、历年错误率平均值等教学效果属性．
3．2试题词条数据库建设．在健全大纲信息库的基础上，对题库中的每道试题，也要建立相应的信息数据表．具体题目的属性包括:题型，即单项选择题、填空题和计算题;题目包含的知识点，知识点难度和综合程度．根据分层次教学的要求，具体试题还包含专业特色属性．例如:关于流体动量和能量变化的计算题，其属性为:计算题－［动量定理+能量守恒］－综合题－气象类特色题．在具体的数据库中属性用:C－DLDL+NLSH－ZH－QX表示．为满足数据库的动态分配和在线习题产生的多样性，每个知识点对应同一题型的题目不低于20道．
3．3教务系统与题库的互动融合．为实现题库在教学过程中的互动学习功能，必须将现有的教务系统和题库相贯通．学生在教务系统登录后，可以选择进入大学物理练习数据库．首先根据章节和知识点选择随机生成在线测试题．题目会自动保持到个人账号内．在学生提交测试解答后，成绩和试题答案会显示在学生当前测试页面，并保存在历史记录中．这样学生的互动性学习过程及效果信息就产生了．学生练习完还可将错题作为下次练习的优先选项．这些信息会共享到任课老师教学管理账号中．教师通过登录系统，可以浏览学生完成学业的情况，了解讲课的真实效果．在线练习记录也是学生学习态度和平时成绩得分的依据．
3．4题库互动式更新机制．题库的互动式动态更新是新型大学物理试题库必须具备的另一个功能．题库作为大学物理教学的重要组成部分，必须不断更新发展，适应各相关专业的最新要求．在内容上，试题要求每年有10%的更新率．在更新方式和手段上，应当充分调动学生和任课老师的积极性，根据实际使用情况进行理性调整．在新系统中，学生可将学习过程中遇到的，需要物理知识解决的各类问题提交给系统，由老师改编成具有专业特色的物理试题．老师可根据学生练习的反馈情况，将知识点进行优化组合，设计出各类新题目．这些新的题目，在学期末经过大学物理教研室讨论后，择优更新到数据库中．为激发大家的参与热情，参与题库互动更新的学生可以获得平时分数奖励，老师则能获得相应工作量补偿．对于使用情况不理想的过时、重复的题目，则会被及时淘汰出数据库，或者降低其使用等级．
3．5题库建设涉及的具体技术．在实现互动式大学物理教考分离题库过程中运用到的具体技术问题，如数据库语言的选择，用户终端界面设计，在线习题公式网页显示语言设计，考题的审核和考试组织方式，不同操作系统或者智能终端的设计，云数据技术的运用等，将由专文给出．
4、小结
本文提出建立一种适应当前高校大学物理教学和考核要求的智能化题库系统．理论上可以将高校现有教务系统和大学物理动态试题数据库联合起来，通过优化数据库共享方式，设计师生参与和教务管理终端，建设一个互动性大学物理教学数据库．其不仅给学生提供自学和同侪教育的平台，也能为高校教务人员和教师对教学、考试过程进行科学管理提供帮助．在具体的实践过程中，我们还将对系统理念和技术进一步优化，最大程度挖掘系统的教学和教研潜力，有效增进大学物理教与学的整体活力，提高大学物理教学水平与效果．
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基于大学物理学课程的跨学科教学理论和方法
20世纪20年代“跨学科 ”(Interdisciplinary)一词在美国出现,经过一段时间的关注并于20世纪80年代作为研究通识教育(general education)而引入的新的综合方法得到全面的研究和发展.
我国是从20世纪80年代兴起“跨学科”研究,研究时间不长,成果有限.跨学科被界定为 “打破学科壁垒,将不同学科的理论或方法有机地融为一体[1].”目前,跨学科研究已经成为当前世界各国科学与教育发展的一个重要趋势.
由于我国大学起步较晚,大学跨学科研究仍存在着较多的问题:缺乏宏观上跨学科的有效管理体制、运行机制以及有效的跨学科研究平台;教师的跨学科意识不强,对跨学科片面理解为知识交叉等[2].
中国的教育系统庞大,如希望自上而下地在具有了一定的“跨学科”体制、制度、平台后再开展对应的“跨学科”尝试,还需要漫长的过程.
鉴于此,我们课程团队着眼于实际的教学课程,在重点研究了 “跨学科”的内涵基础上,脱离单纯的“跨”学科知识,创新性提出了基于大学物理学课程的跨学科教学理论和方法,并运用于实践,希望能推进“跨学科”教学的发展.
1、“跨学科”的内涵
1.1从“学科”到“跨学科”
人类采用科学分析与科学综合的方法使其能逐步去了解既统一又多样性的世界.
“学科”就是人类在认识世界的过程中采用科学分析的方法将世界分解成的亚体系,随着局部亚体系的深入,科学综合将已有的局部知识整合成更加完整的认识整体,而“跨学科”就是科学综合的尝试.
科学史证明,科学的分化与整合并不互相排斥,而是相互交织、互为补充、彼此转化的.分化是为了更深更广的整合,而更深更广的整合又使新的分化成为可能[3]
.
“跨学科”首先是一种科学综合.
1.2“跨学科”不是简单的交叉
“跨学科”被大多数研究者界定为打破“学科”壁垒,将不同学科的理论或方法有机地融为一体.
“跨学科”通过两门或者两门以上学科间的相互交叉融合来实现两学科、多学科、群学科、交叉学科等的交叉和融合.而在“跨”的这个科学综合行为中,尤其要注重学科特点的融合.“学科”根本上是一种特有的体系,它包含了学科知识、学科价值、学科方法论、学科语言、学科学术风格以及学科认同等基本要素.
所以,跨学科不能仅仅理解成学科知识的融合,还包含了学科所具有的特点的交叉和融合.在美国高等教育领域,跨学科被通俗地表述为“回答一个问题、解决一个问题或者选择一个话题的过程 …… ”.
用一个问题,一个话题,一个主题的的解决来实现“跨学科”的目的,贴近自然现实,跨越知识界限,实现全方面的融合.这样的融合反馈到具体的形式上可以是大的文理融合,可以是交叉学科研究中的学科融合,也可以是关联课程间的课程融合,乃至课程中知识、方法、语言等的融合.
笔者认为这是“跨学科”的本质[4].
2、大学物理学开展“跨学科”教学势在必行
2.1物理学是自然科学的重要基础学科
在科学发展的“分合运动”中,物理学作为自然科学的基础学科,一方面随着新现象的发现、新概念的产生及其向纵深方向的不断发展,在内部形成了众多的分支学科;另一方面,物理学的横向拓展使之渗透到自然科学领域,形成了众多的跨学科研究和交叉学科,如生物物理学、物理化学、量子化学、量子生物学、地球物理学等.
所以,物理学本身就是一个较开放的综合学科,适合开展与其他平行学科和后续学科的跨学科融合.
2.2传统大学物理学教学壁垒森严阻碍了课程目标的实现
教育部把大学物理课程定位为高等学校理工科各专业学生一门重要的公共必修基础课程.毋庸置疑,通过大学物理课程的学习,培养学生获取知识的能力、科学观察和思维的能力、分析问题和解决问题的能力以及求实创新等能力[5].
但是,传统的物理学学科壁垒森严,教学模式地位依然牢固,课程教学严重缺乏跨学科的沟通和联系,使得课程越来越远离时代.
教师苦教,学生厌学,加之课程改革学时一再缩减,教学成了以完成教学内容的体力活,严重背离了课程教学目标.
因此,从教学的根本出发,一方面有的放矢地革新教学内容,突破传统;另一方面在大学物理的教学中进行跨学科教学,与专业,与时代契合,才能提高教学质量,真正实现教学目标.
3 、大学物理课程教学中渗透“跨学科”教学理念
基于“跨学科”理论的分析,而不仅仅是片面的“跨”学科知识,针对大学物理课程教学中的不足,笔者从大学物理学本身的课程体系出发,结合我校院系特点作了以下相关方面的课程跨学科教学思考和实践.
3.1课程设置体现“跨学科”———分层、分类教学结合、必修选修相辅相成大学物理学是整个理工科的公共基础课,不同的专业由于其自身特点和研究对象的差异,一方面纵向以物理学知识为轴线,另一方面横向向专业切合的交叉学科辐射,以加强学科间的渗透、交融及综合[6].
我们在充分考察各专业方向的前提下,把后续专业课作为跨学科教学的主要依据,建立了公共大学物理课程4个层次、5个类别的教学体系,即112学时、96学时、80学时和40学时4个层次;光电类专业、材料类专业、生物类专业、机械类专业、化工类专业为5个类别.
一方面,突出专业特色,打破传统架构,学科融合突出应用,譬如光电类侧重于力学、电磁学、光学、近代等;材料类侧重于电磁学、光学、近代物理等;另一方面,加大了近现代物理知识在教学中的比重[7],因为近代物理理论是高新技术的基石,也能体现新方法新思想,并能培养一定的创新能力,与时代接轨,更能体现科学的综合,如:激光技术、等离子体、液晶、超导、全息、信息光学、电子显微镜、核磁共振等的应用.
由于课程的分层分类教学,学科融合的考虑,大学物理课程在有限学时内必然有不能充分阐述的部分.
为了给同学们提供更全面的物理学平台,我校开出了“物理思想与人文精神”“改变世界的物理学”“现代物理应用技术概论”层次特色鲜明的全校素质选修课,并配设了“大学物理演示实验”,在课程之余把基于文理交融、学科交融、高新技术交融赋予物理学的后续选修课程,为大学物理的跨学科教学提供了更加完善的补充.
3.2课程内容体现“跨学科”———中心课题设置,专业知识结合,构建跨学科资源库在课程分层分类教学的基础上,课程教学内容重点体现“跨学科”理念,这也是课程实现跨学科教学的重要环节.
我们的指导思想是保证物理基础知识讲解为前提,建立以体现跨学科特色的“中心题目”为载体的大学物理跨学科教学模式.
形成基于我校各个专业的,由物理课教师和专业课教师组成的“跨学科”教学小组;通过学科分析、专业课程分析,提取有价值的“中心题目”;编写出中心题目为主体,分别适用于我校电子、车辆、材料、生物等专业的大学物理补充教材;针对中心题目,以重点阐述物理知识点与中心题目需讲解相关专业问题的交叉或后续的关系,重点以定性与半定量讲解为主.
譬如,对于光电类,结合波动光学知识设定“光栅衍射与光谱分析及其应用”“基于衍射原理的无损检测应用”等中心题目;结合电磁学知识设定“无处不在的场”“基于场与物质作用的安全用电指导”“电磁波的传播特点”等中心题目.
对于机械类,结合力学知识设定“力矩在机械装置中的应用”“车辆运行中简单的力学原理”“建筑中的力学应用”等.
对于生物类,结合力学运动学知识,设定“加速度与人体生理反应”“太空漫步失重的人体反应与克服”;结合电磁学设定“人体心电图信号”,结合光学设定“基于电磁波特性的医学探测器”等等.
对材料类,结合弹性形变知识,设定“材料的应变和应力”;结合近代物理知识设定“超导体材料特性”“纳米材料特性”等的中心课题.
尤其在数学专业的的大学物理课程中,重点强调物理内涵、物理思想和物理方法,结合数学方法开展相应的数学建模,其成果作为教学课件再应用于教学实际.
“中心课题”的选取和讲解思路需要物理教师与相关专业教师共同交流,所以我们的工作才起步,希望能经过一段时间,形成有效的“中心题目”资源库,能有效地开展课堂的跨学科教学.
3.3课程教学方法体现“跨学科”———文理教学方法交融,多媒体辅助长期以来,理工科课程教学的特点是逻辑性很强,一环紧扣一环.
对于听课的学生来说如果错过了前面的知识,后面就可能听不懂了,理科课程的特点决定了教师课堂教学严谨度高,常常让学生会感到听觉疲劳.
而文科教学的特点是发散式的,围绕着一个中心,教师无不是旁征博引、浮想联翩,像一篇散文,但又形散神不散.
学生在听课时跟着教师欣赏华美语句的同时还若有所思,若有所悟.
目前,全球范围内“讨厌理科”的现象有日渐扩张的趋势,这与理科学习的特点不无关系.
一些理科教师上课时贪多求全,不能抓住典型问题深入分析,导致课堂教学效果不佳,忽视了学生理解理科教学内容的特点.
大学物理课程是理工科的基础课程,仍然具有理科教学的特点和不足,但是物理课程也有它自身的特点,基于物理思想、物理精神、物理方法的讲解可以借鉴文科教学方法.
鉴于此,笔者在大学物理的教学过程中逐步形成以物理学史的人文事迹和跨学科的中心题目为教学兴趣刺激点,在一个核心知识开始讲解时,用物理学史的人文事迹的发散式教学展开学习,引起学生学习的兴趣,在知识点逻辑讲解完后,再以跨学科的中心课题讲解跨学科应用案例.
这样循环往复,通过教学法的文理融合促进教学质量的提高.
譬如,经典力学动力学学习之前,引入亚里士多德、伽利略、牛顿等事迹与科学发现过程的人文讲解;动力学(质点及刚体)基础知识学习后,完成对中心课题“桥梁中的力学原理”“汽车的扭矩”等的跨学科定性讲解.
结合多媒体技术,我们也逐步构建起这样的配套知识库,当然,这样的累积需要不断地更新,结合当今实例,这样才能有新的兴趣刺激点.
3.4课程语言体现“跨学科”———强调基础,深挖内涵,融会贯通众所周知,以物理作为基础的分支学科很多,但是由于课程教学常常受到教材、教参以及传统教学惯性的影响,在物理课程教学的过程中,常常采取自己的课程语言来讲解相关知识,而与后续分支学科课程以及平行交叉学科课程的关联太小.
这里的课程语言,主要指某种知识含义在该课程当中的名称或称谓.
通过开始开展跨学科专题调研以及多年的教学实践,笔者发现在分支学科课程和平行学科课程中存在很多相同、相关和相容的知识点,而仅仅因为各自课程的语言不一致,而无端形成了壁垒,增加了重复知识,也阻碍了对知识的深入理解.
比如大学物理学中的“矢量”概论和高等数学中的“向量”概论,在讲解时应该一并提到,并重点阐述内涵;大学物理学中的微元“dm”等物理量与高等数学中的微分量“dx”等的一致内涵,乃至应用于各学科中的“连续不均匀”的问题;再比如大学物理学中的“力矩”概念与理论力学中的“力偶”“力偶矩”“扭矩”“转矩”等相关概念的理解和学习;大学物理学中的“弹性形变”与材料力学中的“应力”“应变”的学习;大学物理学中“波函数”“波的分解和合成”与信息光学中的“光信号”“光信号衍射和叠加”与数字信号处理中“电信号”“电信号的分解和合成”“滤波”等的相通之处,以及数学中“傅里叶变换”的基本原理及其在上述理论中应用的讲解;大学物理学中“光栅衍射”与生物物理学的“光谱分析技术”的关联性;大学物理中的相对论思想,光的波粒二相性与哲学中的一分为二等等.
我们通过组建团队,交叉学习,分工合作,逐步在交叉和后续学科课程中发觉相同相关知识,跨越课程语言描述的不同,深挖知识内涵,强调其本质含义,将知识融会贯通.
4、结语
实践表明,大学物理课程“跨学科”教学,能激发学生学习物理的兴趣,使学生体会到物理学在所学专业中的重要性,能将物理学的学习与所学专业的发展需要密切联系起来,增强了学习物理的主观能动性,有效地提高大学物理课程的教学质量.
“跨学科”教学是长期建设的课题,需要所有物理工作者和相关专业教师的通力合作,课程的交叉,教师的交流必将促进“跨学科”研究的大力发展,为进一步的“跨学科”平台的搭建打好坚实的基础.
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基于网络的开放性大学物理实验教学管理系统应用
1、引言
大学物理实验课是高等学校对学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修课程，通常也是学生接受高等教育系统实验方法和实验技能训练的开端.课程目的是为了让学生得到严格的和系统的基本实验技能的训练，以培养学生实践能力和创新能力.对于理工科专业一般只开设一个学年，共计五十五学时左右.传统排课方式是以班级为单位，以固定的时间、指定的教材和实验内容分组进行实验教学.随着学校招生规模不断扩大造成学校实验用房、仪器设备套数、实验指导教师总量等教育资源紧张的局面，有必要采用大学物理实验选课系统.通过改善大学物理实验的教学管理，可以缓解上面的招生规模和教学资源的不平衡的关系.
2、大学物理实验开放教学
长期以来，大学物理实验的教师往往处于教学中心的地位，是实验知识的灌输者，而学生的任务就是要理解教师讲授的内容，按照教师的讲解或实验指导书按部就班地做实验，学生是被动接受者，成为知识与经验的灌输对象.为了改变大学物理实验室开放程度低，学生主动参与机会不多，不能锻炼学生认识过程的主观能动性和创造性的状况，国内高校都在探索和研究大学物理实验开放教学，最早的上海交通大学、北方交通大学、清华大学、北京科技大学、同济大学、中南工业大学都按照本校特点进行大学物理实验开放性教学的实践.
大学物理实验开放性教学在贯彻建构主义学习理论的思想下普遍有以下特点：在教学内容上把实验划分为基础性物理实验、综合性物理实验、设计性物理实验、探究性物理实验；在教学方法和手段上实行教学有法、教无定法，改变注入式、教师全部包办的教学方法，采用引导，讨论，答辩等新型的教学方法，教学中使用投影仪、录像、计算机、网络等现代化的教学手段；在教学管理上学生拥有很大的自主性，实验项目的选择和实验时间的确定都由学生自己决定，打乱学生所在班级.利用计算机和网络在教学和管理中迅速普及，建立“开放式物理实验选课系统”，让学生任何时间和地点都可以预约实验，查询己选择的实验项目、时间、地点，有变动后还可以进行预约后的调课补课.同时教师也能在家或者学校的计算机上进行教学管理，有效地提高物理实验教学管理的效率和水平；在教学评价上不能只重视实验的结果，也要重视实验的过程，特别是实验过程中学生所表现的动手能力、分析问题能力、解决问题能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力等，总之，成绩评定的方式要多样化.
3、基于网络的开放性大学物理实验教学管理系统
大学物理实验开放性教学摆脱了传统封闭式实验教学的束缚，使得实验教学充满灵活,但是开放式实验教学的特点决定了在教学管理方面要面对的是教学对象、内容、时间等因素的不确定性，使得教学管理难度变大.利用基于网络的开放性实验教学管理系统可以很好地解决，同时也克服了大学物理实验传统式教学管理的缺点.以我们学校为例，物理实验传统式教学管理有下面三个方面的缺点：
（1）每学年大学物理实验中心要面对全校理工科约四十个班级学生，每次上课的学时数为三学时，这样上午三、四节课有其他理论课的班级就不能安排在上午一、二节课，同时周二、周三晚上全校有公共选修课，不能安排实验课，学校运动会、法定节假日、实习周都不能安排实验课，这样教务处安排物理实验课的难度很大，经常安排到周六周日上课，学生们周六周日也有自己的时间安排，从而造成了周末上课教学管理上的一些困难.
（2）在大学物理实验上课过程中，经常会碰到学生们生病，参加各项学科比赛，参加学生会活动，参加各种体育比赛等原因不能按时来到实验室上课，每次都需要重新安排到其他时间段来补做实验，因此给负责大学物理实验课程教学管理的老师也增加不少负担.
（3）实验课老师的上课强度也很不平衡，一周里面有时一天都不上课或者只上一次，有时一天需要上课三到四次（每次三学时），这种忽忙忽闲的上课节奏对于年轻的老师还可以承受，但是对于年纪大的或者身体较弱的老师就比较困难.
4、开放性大学物理实验教学管理系统的应用
选择基于网络的开放性大学物理实验教学管理系统要重点考虑系统的稳定性、可靠性、实用性、灵活性以及安全性.功能上教师、学生、系统管理员都是在客户端进行操作，用www浏览的方式实现交互功能，达到信息共享、文件传输和远程管理.为此我们选择使用的是合肥市中科大奥锐科技有限公司的产品《实验选课及教学管理系统V3.0》，这个系统总结了全国很多所高校实验中心的实际需要，在功能上不断改进，集实验教学排课、学生自主选课、师生交互、递交批改实验报告、成绩管理、智能统计等，系统充分体现了实验教学的开放性和交互性，体现以学生为主体、教师为主导的实验教学模式.
《实验选课及教学管理系统V3.0》中分别有系统管理员、课程管理员、教务管理员、教师、学生五种身份，系统管理员是操作本系统的最先入口，为一切操作准备基础数据，包括学期设置，实验室设置，院系班级设置，节假日设置，学生类别设置，教师及学生信息，课程信息等输入；课程管理员进行课程属性设置，任课教师设置，实验项目及分组，设置实验开课时间，排课表，实验课表一览，学生选课设置及查询，成绩管理及发布教学公告等功能；教务管理员可查看课程各项基本信息，发布教学通知公告，以图形或表格等形式对教师工作量、各学期学生成绩等进行自动统计和分析；教师可以查看及打印自己的课表，录入及查询学生成绩和考勤情况，以及自己的工作量；学生可以进行选课、查看课表、查询成绩.
我们针对部分班级和部分实验项目进行了具体地实践.实践班级选择上特别包含了教学情况比较特殊的理学院数理实验班，数理实验班的学生大一、大二是学习公共基础课阶段，大三、大四就根据自己的兴趣特长选择学校任何一个学院的专业方向继续学习，但是大一、大二的课程也包含了他们已经选择的学院专业方向的一些专业基础课程，因为大家既有集体共同修的课程，也有各自选择的专业方向的课程，所以教务处在安排他们上实验课时间困难比较大.实验项目也选择选做的近代综合磁学实验项目进行，这些综合性物理实验只对使用这个教学管理系统的班级开放.
经过一学期的尝试，系统充分发挥了网络化校园的优势，基本达到预期的开放性的实验教学管理的目的，在老师和学生中得到了肯定.在脱离教务处的课表下，学生们物理实验上课的时间安排更加科学合理，特别对于数理实验班的同学能够抽出更多时间去学习自己选择专业方向的一些专业基础课，而且对于临时调课的同学，也不至于总往实验室跑，可以在网上直接取消和修改自己的上课时间，同时教师自己的时间安排也比较灵活，使得每一天的工作量和工作强度都不至于太大，初步克服了前面提到的物理实验教学管理的三个缺点，系统让教师和学生们双方都受益.
5、结论
随着培养学生实践能力和创新能力越来越得到重视，开放式的大学物理实验教学模式是大势所趋，计算机以及网络技术的飞速发展和普及使得开放式的物理实验教学管理得以不断地完善和优化，从而为开放式的大学物理实验教学模式最大限度地打好了基础.
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