兰 二 实验技术与管理 第３１卷第３期２０１４年３月 ＣＮ１１—２０３４／Ｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｖｏ１．３ｌ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１４ 军校大学物理实验教学体系的改革与实践 李汉军，张 晴，杨桂考，韦 艳 （空军勤务学院航空弹药系，江苏徐９・ｒ＇ｌ ２２１０００） 摘要：介绍近年来根据应用型人才培养目标对实验教学体系进行的改革、创新与实践。在军校大学物理实 验教学中，用创新式教学思想指导实验教学全过程，努力建立多样化、自主式教学模式，激发学员的自主意 识，对提升学员的创新精神和实践能力发挥了关键作用，取得了良好的效果。 关键词：院校；物理实验教学１．改革与实践 中图分类号：Ｇ６４２．０ ．文献标志码：．Ｂ 文章编号：１００２ ４９５６（２０１４）３—０１６０—０３ １一、 ， １ ● １ ● ● １ ● ● … ＇１ Ｎｅｔｏｒｍ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ０ｎ ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｍｌｈｔａｒｙ ｃｏｌｌｅｇｅｓ Ｉ ｉ。Ｈａｎｊ ｕｎ，Ｚｈａｎｇ Ｑｉｎｇ，Ｙａｎｇ Ｇｕｉｋａｏ，Ｗｅｉ Ｙａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ａｍｍｕｎｉｔｉｏｎ，Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｘｕｚｈｏｕ ２１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｆｏｒｍ，ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ ｔａｌｅｎｔ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｆｉｅｌｄ ｇｏａｌ ｉ’ｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｃｏｌｌｅｇｅ’Ｓ ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｔ’ＩＳ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｔｈｏｕｇｈｔ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｃｒｅａｔｅ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ａｎｄ ｓｅｌｆ－ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ，ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｐｉｒｉｔ，ａｎｄ ｔＯ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ｓｐｉｒｉｔ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｔＯ ｐｌａｙ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ．Ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ【． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ；ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ 随着高等学校教学改革的不断深入，实验教学体 问题的能力，以及良好的实验习惯和严谨的科学作风， 系的研究与实践、实验教行机制的创新与实践，已 经成为高校教学改革研究的热点，同时实验教行 使学生逐步具有良好的实验素质 ］。因此，基础性实 验教学应采用学生为主、教师辅导的方式，其教学方法 可采用现场演示、合作学习等方式。 １．２开设演示性实验教学 机制的构建、创新和落实，也是高等学校实验教学改革 的关键＿１Ｉ¨Ｊ。本文针对传统实验教学的弊端，结合我校 实验教学的现状，对照完善实验教学内容和形式，增强 学生实践创新能力的培养目标要求，提出了创新性实 验教学体系建设的基本架构和实践状况。 ． 演示实验往往要在短时间内给学生介绍比较多的 物理以及实验知识，着重实验现象的观察和实验原理 的介绍，不要求物理量的精密测量和实验数据的精确 处理。演示实验能够提供丰富的知识材料，把抽象的 １物理实验教学体系改革的基本原则 １．１ 加强基础性实验教学 知识形象化，它的最终目的是要通过观察现象启发学 生创造性思维，使学生更好地认识客观规律，发展自主 创新能力，培养学习兴趣。在演示实验过程中，教师启 基础性实验教学是以传授和加强基础性知识为 主，同时注重配合理论课进行的循序渐进的教学模式。 增强了学生对理论的理解和记忆，培养了学生的基本 发学生积极思考，使教师的主导作用和学生的主体作 用达到最佳结合，充分发挥演示实验的教学功能＿４ ］。 演示实验教学可采用现场启发式、互动式等。 １．３开展综合性、设计性实验教学 实验技能和实验方法，使学生在物理实验的基础知识、 基本方法和基本技能方面受到系统训练，熟悉和掌握 仪器设备的使用，培养学生认识问题、分析问题和解决 收稿日期：２０１３—０７—０１修改日期：２０１３一Ｏ９一Ｏ９ 作者简介：李汉军（１９６２），男，河南许昌，硕士，副教授，主要从事物理 教学、实验室建设与管理以及物理实践教学等工作． Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｑｉｎｇｌｈｇ＠１ ６３．ｃｏｒｎ 应综合集成各课程以及现代科技相关学科的知识 与技术内容，开设应用性、综合性、先进性、实用性强的 实验项目，以利于学生进一步理解物理概念、了解物理 实验技术应用，培养学生综合把握和运用课程群、学科 群知识分析和解决实际问题的能力 ］。因此，该类实 李汉军，等：军校大学物理实验教学体系的改革与实践 验教学应采用学生为中心进行的协作学习，以学生自 学和动手为主的方式，其教学方法可采用讨论式、互动 式、任务驱动式等。 １．４创建创新性实验教学 以提高素质为主线，应充分应用新概念、新材料、 新工艺、新技术、新方法，鼓励学生自拟实验方案进行 有难度的。为降低初学者的学习难度，采用模块化的 设计思想，降低了学生的入门难度，提高了学生的参与 热情Ｅ ，学生就像搭积木一样构成一个自己的单片机 应用系统，有利于增强学生的自信心和满足欲。 ２．４ 以机器人竞赛为牵引，提高学生的学习兴趣 教育机器人技术综合了单片机技术、传感器技术、 探索性、研究性、创造性实践［７］，学生在实践中学习、在 实践中探索、在实践中发展，形成创新精神、创新意识、 创新方法和创新能力。实验教学中增加科研成果的内 电子技术、机械传动和电机技术等学科，是进行测控技 术教育的有效载体，集知识性、趣味性、娱乐性于一体， 深受学生的喜爱。通过组织学生设计与制作教育机器 人，参加机器人竞赛，培养学生的创新意识和团队协作 容，引导、鼓励学生主动探索、研究，培养科学精神，提 高综合实验的能力。其教学模式是采用学生自行提出 课题、创新完成的方式，其教学方法可采用竞赛 式、研究式等。 ２我校物理实验教学体系模式的改革 ２．１ 以创新实验室为平台，提高学生的创新实践本领 将基础课教学与测控技术应用融合是学科发展的 方向，是学生提高综合能力的需要。以创新实验室为 平台，从工程应用的角度出发，引领学生设计与制作测 控模块和教育机器人，通过一个典型实例的设计、制作 与编程，采用先实践后归纳的教学方法，激发学生的学 习兴趣与热情，达到培养学生分析、解决问题的能力。 在创新教学过程中注重学生学习习惯和学习方法 的指导、学习能力和实践能力的培养，注重学生个性培 养和创新精神的养成。在教师的带领下进行有计划、 有组织的培训，讲究传、帮、带，形成团队协作、相互学 习的氛围，最大限度地激发学生的合作意识，培养学生 的创新实践本领。 ２．２ 以生长学习法为教学方法。培养学生的综合能力 创新教育以知识融合为主，具有启发、互动、发现 等明显特征，注重学生能力的培养，特别是创新实践能 力的培养 Ｊ。在开放实验教学过程中，我们受树苗栽 培与成长过程的启发，提出了生长学习法。生长学习 法是由教师根据学生的自身特点提出一个实例，由学 生通过自主学习和实践来完成，实现以用促学的学习 方法。生长学习法的特点主要是以实例教学为手段， 以工程应用为目的，在学习过程中培养学生探索、应用 知识的能力。 在创新教学过程中采用开放式教学方式，通过直 观、有趣的设计制作过程，激发学生的学习兴趣和参与 热情。整个实践过程，以学生为中心，以任务作驱动， 营造一种学生主动探究的学习氛围，充分发挥学生的 能动性和创造性，而教师只是组织者和指导者。 ２．３ 采用模块化设计思想，降低初学者的入门难度 对在校学生来说，完全凭借自己的技术实力设计 制作出一台由单片机控制、直流电机驱动的机器人是 精神，提高学生的自主学习能力和创新实践能力，加强 学生之间的互动和交流，使学生获得分解项目、循序渐 进地完成项目的实践经验。在整个设计、制作与编程 的过程中，学生体验如何用已学的知识、日常的观察和 自己的创造性劳动去超越能力极限的挑战＿】 。 ２．５ 以光电检测为基础。培养教师的科研能力 光电技术是本世纪的尖端科学技术，是全球高科 技竞争的焦点，它将对整个科学技术的发展起巨大的 推动作用。光电技术发展的巨大推动力是应用。光电 技术已成为军事科学的发展热点，武器装备中的光电 产品越来越具有系统性，已经逐步形成现代军用光电 技术的特点。光电技术在光电检测、能源自治、精确制 导武器、航空侦察技术、光电对抗技术、光电伪装技术、 激光辐射防护等军事领域都得到了广泛的应用ｕ ］。 目前，我国已基本掌握了信息光电领域的关键技 术的主要部分，在光电技术及光电产品方面已具有较 好的基础。但是，从整体而言，我国的光电技术水平和 产业化程序与国际先进水平相差较大，创新和拥有自 主知识产权的先进技术不多。解决上述问题的关键是 提高对光电技术领域的重视程度，建立光电创新实验 室，进行光电综合检测及军用光电产品的应用研究，培 养一支具有较强科研能力的教师队伍。 ３我校创新实验室的建设环节 ３．１创新实验室建设任务 建立２个创新实验室，一是机器人创新实验室，二 是光电创新实验室。 坚持办学思路创新、办学模式创新的原则，扩建机 器人创新实验室和新建光电创新实验室，不断深化实 践教学改革，构建教学科研相结合的人才培养模式和 “夯实基础、注重实践、强化创新、学用结合”的实践教 学体系。通过基础理论实验、综合设计实验、科技创新 实践３个渐进式培养模式，提高学生的自主学习能力、 敏锐发现能力、解决问题能力和创新实践能力。 ３．２创新实验室建设目标 以本科教学为中心，着重提高学生工程实践、创新 实验技术与管理 意识和科技创新能力，以培养建设所需的自动化、 养中的作用；实验室全方位向师生开放，包括时间、空 电气工程、电子信息类专业应用型人才为目标。 通过实践教学将课本上的基本理论与当今广泛应 用的专业技术、前沿技术直接接轨，使学生在校园内本 间、设备、实验内容等方面。 ４ 结束语 近几年来，我校形成了多层次、多模块、多样化的 科教育阶段就可以完成工程实践，培养出高素质复合 型专业人才，建设能够完成综合性、设计性、创新性为 实验教学新体系，实现了由传统的技能训练逐步向现 代先进技术发展的方向转变，由单纯的本科教学逐步 特色的，教学科研一体化的实验平台口 。 ３．３创新实验室的主要功能 向以本科教学为主体，科研、创新能力培养相结合的方 向转变。创新实验教学体系的建设充分发挥了学生的 主观能动性，培养了学生的创新精神，顺应了高校实验 教学改革的趋势。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］姚毅．高校扩招后的实验教学改革［Ｊ］．理工高教研究，２００２，２１（２）： ３７－３８． 实验室主要承担本科学生的设计性、综合性、创新 性的实验任务。同时，利用该实验平台，教师和学生共 同开展多种形式的工程实践、科研创新、教学研讨和学 术交流活动，实验室既可作为实践教学基地，又可成为 学院的科研基地，促进学院的学科建设和科研发展。 ３．４创新实验室建设的基本原则 一是有利于提高教学质量和学生的创新精神 和综合实践能力；二是有利于推进实践教学改革， 构筑完整、科学的实践教学新体系；三是有利于优 ［２］杨国良，高瑞光．新形势下高校实验教学改革的思考ＥＪ］．教学研究， ２００５，２８（１）：６２－６５． ［３］唐卫红．大学物理实验教程［Ｍ］．徐州：空军勤务学院出版社，２０１２． ［４］韩飞，高允锋，石浩辰．普通物理演示实验浅析［Ｊ］．才智，２０１２ （１９）：１３８． 化配置教育资源，提高实验室综合利用率和投资效 益；四是有利于实验室科学化、规范化管理，提高实 验室管理水平。 ３．５创新实践教学的培养模式 ［５］路峻岭．物理演示实验教程［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００５． ［６］付成华．关于高校实验室建设与本科实验教学的几点思考［Ｊ］．高等 教育研究，２００９，２６（３）：４７—４９． 采用“３３４”的工程实践和创新人才培养模式。“三 个阶段”：初级阶段、高级阶段和发展阶段；“三种类 型”：设计型、综合型和专业型；“四个层次”：验证性、设 计性、综合性和研发性４个层次。 ３．６创新实践教学具有的特色 ［７］明兴祖，唐川林，周静，等．机械类专业应用型本科实践教学模式改 革与建设的探讨［Ｊ］．实验技术与管理，２０１１，２８（９）：１８—２１． ［８］曹宏庆，李艳，董红斌，等．如何求解问题：现代启发式方法［Ｍ］．北 京：中国水利水电出版社，２００３． ［９］刘大茂．智能仪器原理与设计［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００８． ［１０］刘广瑞．机器人创新制作［Ｍ］．西安：西北工业大学出版社，２００７． 实验类型由演示型、验证型向设计型、研究型发 展；实验内容由单纯教学型向教学型和科研型相结合 转变；采用工程案例教学，突出科技创新活动在人才培 ［１１］王庆有．光电技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００５． ［１２］董会瑜．现代军校教育学教程［Ｍ］．北京：军事科学出版社，２００７． （上接第ｌ５３页） ［９］李学慧，徐朋，张秀玲，等．物理实验教学与科学研究融合，培养大学 生创新意识与能力［Ｊ］．实验技术与管理，２００９，２６（８）：５－７． ｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＢａＴｉＯ３ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ［Ｊ＝．Ａｌｌｏｙｓ Ｃｏｍｐｄ，２００９，４６７：５６７—５７１． ［１６］戴明风、邱立翰．染料敏化太阳电池一奈米Ｔｉ（ｈ晶粒和蓝梅或覆箍 ［ＩＯ］薛艳茹，刘敏，赵彤，等．依托学科竞赛，提高地方院校大学生创新 能力［Ｊ］．实验技术与管理２０１３，３０（６）：１７０—１７３． 子的汁液作为染料ＤＩＹ制作染料敏化太阳电池［Ｍ］／／奈米科技 实验手册．教育部中北区奈米科技Ｋ一１２教育发展中心系列丛书， ２００７：１１Ｏ一１３４． ［ｕ］吴肖，熊建文．物理设计性实验中的学生实验行为［ｊ］．实验室研究 与探索，２０１３，３２（１）：１０９—１１０． ［１７］美国威斯康新州立大学麦迪逊分校化学教育研究所（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ—Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ，ＵＳ） ［１２］方霞，任亚梨．本科生课外科研训练体系的建立与实践［Ｊ］．实验室 研究与探索，２Ｏ１３，３２（１）：１３２—１３５． ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｍｒｓｅｃ．ｗｉｓｃ．ｅｄｕ／Ｅｄｅｔｃ／ｎａｎｏｌａｂ／Ｔｉ（）２／． ［１８］Ｄａｖｉｄ Ｒ Ｂ，Ｐｒａｓｈａｎｔ Ｖ Ｋ．Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＴｉＯ２ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃ— ｔｕｒｅｓ ｗｉｔｈ ＣｄＳ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔｓ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｖｅｒｓｕｓ Ｔｕｂｕｌａｒ Ｓｕｐ— ［１３］杜龙兵，徐书克．浅析大学生创新实验计划项目［Ｊ］．实验室研究与 探索，２ｏ１２，３ｉ（２）：８２—８４． ［Ｉ４］Ｆｕｅｎｔｅｓ Ｓ，Ｚ ｒａｔｅ ＲＡ，Ｃｈ ｖｅｚ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒ— ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＢａＴｉＯｓ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｊ］．Ａｌｌｏｙｓ Ｃｏｍｐｄ，２Ｏ１０，５０５：５６８—５７２． ｐｏｒｔ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ａｄｖ Ｆｕｎｃｔ Ｍａｔｅｒ。２００９，１９（５）：８０５—８１ｉ． ［１ ９］Ｌｅｅ Ｙ Ｌ，Ｌｏ Ｙ Ｓ．Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆ ｃｉｅｎｔ Ｑｕａｎｔｕｍ—Ｄｏｔ—Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｏ—Ｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＣｄＳ／ＣｄＳｅ［Ｊ］．Ａｄｖ Ｆｕｎｃｔ Ｍａ— ｔｅｒ，２００９，１９（４）：６０４—６０９． ［１ ５］Ｘｕ Ｊ，Ｚｈａｉ Ｊ，Ｙａｏ ｘ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒ—
