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1、“三位一体”大学物理实验教学模式的探索与实践国务院国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）及教育部关于开展“十二五”高等学校实验教学示范中心建设工作的通知的颁布与实施，要求高等学校教育必须以专业为基础、教学科研协同、注重因材施教、校企之间及高校本身形成优质资源，促进社会新常态下应用型创新人才的培养；同时，要求在人才培养过程中，要坚持以人为本，充分发挥学生的主动性，提出高校必须坚持教学内容、方法、手段改革。随着高校扩招，学生规模增大，部分地方高校教学资源严重不足，给高等教育创新应用型人才的培养带来了挑战。 大学物理实验是高等教育的基础课程之一，在理工科类高校中其地位更显重要，其基
2、本知识和技能是学习、掌握后继专业实验课程的必备基础。大学物理实验课程不仅可以培养学生的动手操作能力、敏锐的洞察力，更能培养学生的严谨的科学态度、创新思维与能力。但遗憾的是，现阶段的理工类的大学物理实验教学大部分是局限于教学任务的完成，设置的教学内容很少综合学生的基础、兴趣及专业等因素，没有考虑因材施教，影响实验教学效果。 针对大学物理实验课程教学所面临的问题，结合桂林理工大学理工科各专业的课程特点对大学物理实验课程的教学进行系统的改革，构建了教学内容、专业知识和课外活动“三位一体”大学物理实验课程教学模式，即对教学内容进行分模块与分类别处理，对不同的专业在实验中进行专业知识渗透，以及把课外科技
3、活动创新作为大学物理实验的一个有益的补充三者有机融合的教学模式。 一、“三位一体”实验教学模式的构建 （一）教学内容分模块与类别 在具体的教学安排及实验过程中，我们把大学物理实验中的预备实验、基础型实验、综合型实验、设计创新型实验、研究型实验等实验类型分成三个模块：基础实验；演示与仿真实验；综合与创新实验。这个模块分类方面与全国大部分高校基本一致，但是我们在选课的环节上，让学生有更多的自主权。学生可根据自身基础、兴趣爱好和能力，在保证实验总量的前提下，可自主确定、适当调整三个模块实验项目的比例。教学内容及方法上按照认知规律进行教学，综合考虑由浅入深、难易结合、循序渐进。实验课程内容设置遵从教学
4、法的一般规律，知识由易到难、从基础到前沿、由打基础到攻难关，逐渐培养学生的综合能力及素质。 桂林理工大学自1952年建校以来，现已逐步发展成为一所以工学为主，理、管、文、经、法、艺7大学科门类的应用型大学。近年来，学校对教学工作十分重视，特别对基础课程的教学改革十分关注，这给大学物理实验的教学改革及发展带来了机遇。针对我校的原有以地质类、土木类专业为基础，环境类、材料类和化学类专业迅速发展的具体实际，将大学物理实验课程的教学内容分为理科类、工科类两个大类别，其中工科类又分为A和B两小类。理科类的全部实验教学课时为64学时，其教学内容侧重于物理实验的基本知识和基本原理的了解与掌握，该类主要应用于
5、信息与计算科学、地球物理等7个理科专业，同时，我们也注重该类大学物理实验课程的教学内容增添了一些与对应专业相结合的前沿理论与知识。教学过程中，强化物理学知识的研究方法和思维能力的培养，并且对实验有关物理学规律及原理方面阐述比较详细。工科A类的实验教学课时为48学时，主要应用于土木工程、化学工程与工艺等15个工科专业，实验教学内容体现大学物理的基本理论与学生的专业知识相结合。工科B类的实验教学课时为32学时，降低了基本理论知识的要求，强调应用型人才的培养，适用于电子信息工程、通信工程和网络工程等其余工科类专业，对课程的教学内容进行了大幅度的简化，注重培养学生在专业工程技术中的一些基本技能。 （二
6、）专业知识渗透教学的理念实践 不同的专业其专业定位和人才培养目标存在差异，且其后续学科专业课基本完全不同，故各专业对大学物理实验知识需求的侧重点存在较大的差别。因此，在保持物理实验原有内容体系的基础上，对不同的专业教学突出结合专业的具体需要而有侧重地设置课程内容，即不同专业可自身定制教学内容，实施相关教学。 土木、地质类专业的主干专业课程大多与工程力学相关，而其研究的主要内容为连续体或其系统的运动状态和运动规律，其运动状态及变化规律描述的主要是对力的有关参量与系统外参量的相互影响和相互作用，其基本理论与物理学中的质点系、刚体力学与流体力学的运动规律相一致。因此，在大学物理实验课程教学中加强了力
7、学方面的相关知识的渗透，在进行实验原理的教学中增加一些质点力学和刚体力学方面的理论知识。 化学、材料类专业的无机化学、物理化学等课程是化学与材料类专业的基础课程，但其内容均有一定的难度，无机化学课程与原子物理学课程的知识有很大的类似之处，均是有关物质结构的基本原理；而物理化学课程与热学和热力学与统计物理课程内容很大的相关性，如热力学三大定律以及热学中的一些基本概念是物理学中热力学内容的扩展。因此，在大学物理实验教学中加强了物质结构、热力学及量子论的相关内容的渗透。 电子、通信类专业的电子与通信类课程与物理学中的电磁学有深刻的联系，物理学中侧重于理论上的描述，而电子与通信类专业课程中强调的是应用
8、。在其专业课程中，核心是“路论”，其基本理论是电磁学中的场论，只是理论应用于以各类电路系统。电磁场的描述、场与场源的相互作用、矢量场的基本知识与基本规律等是电路系统中的能量流、物质流及信息流的物理基础，大部分是关于“场论”的知识都是“路论”的基础。因此，在大学物理实验教学中把“场论”与“路论”结合起来。 （三）课外科技活动创新的探索 课外科技活动创新主要以演示实验室和物理协会等为载体，以科学实践活动为主要形式，以创新创业项目为推动力，以培养学生的科技探索意识和科技创新能力为目标，它有效地培养了学生的兴趣爱好，挖掘了学生的潜能，促进了学生创新能力的培养。为此，我们在以下几个方面进行探索与实践。
9、桂林理工大学在2005年新建物理演示实验室，最初为40多个实验项目，后期陆续增加实验仪器，至2012年增加到近100个实验项目。实验项目成倍增长，给学生提供了很好的实验条件与环境，丰富了大学物理实验教学。同时，我们也改革了大学物理演示实验室的管理模式，演示实验室由应用物理学专业高年级学生管理，全面对学生实行实验室开放式，为爱好大学物理实验的学生提供了良好的实验环境。 桂林理工大学大学生物理协会于2008年成立，主要是由应用物理学专业学生承担一切协会工作，应用物理学专业教师在知识方面做一些专业指导。物理协会专门建立科技活动小组，开展你身边的物理知识与现象讲座、日用家电维修、小型实验仪器维修与改造
10、和理学院数理文化节等活动，组织学生参加全国电子设计大赛及各种科技竞赛活动等，充分地把物理实验课程中的基本理论与基本技能运用到日常生活与学习之中。通过这些活动取得的成绩，使学生有了较大的成就感，也更深刻地懂得了学好大学物理实验的重要性。 二、教学改革与实践成效 通过近5年的实验教学改革与实践，实验室教师先后发表教学改革研究论文30余篇；出版了物理实验教材2套；组织教师编制了与教材配套的多媒体课件；建立了基于校园网的“物理实验教学中心”网站。近几年，学生在全国和区级电子设计大赛、广西创新训练项目和大学生科技立项中成绩显著；教师参与教学改革的积极性也有了较大的改善。通过实验教学改革，涌现出一批优秀教师，一些优秀教学成果，近几年来，实验教学中心教师分别获得校级 “十佳青年科技工作者”“学生科技活动优秀指导教师”“实验讲课比赛一、二等奖”“优秀实验技术人员”等荣誉。共获得7项国家及省部级科研基金资助项目，3项省部级教改项目，4项校级教学工程改革项目。