开放式物理实验室的计算机管理系统研究

摘 要：高校建立开放式物理实验室的计算机管理系统，对发挥学生主观能动性进行自主学习和培养学生的创新能力是非常必要的。运用计算机管理系统能提高实验室、实验设备及元件的使用效率，激发学生学习的积极性和充分发挥教师的指导作用。

关键词：开放式物理实验室；计算机管理系统；作用

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1002－0845(2008)04－0076－02

物理实验是理工类学生进入大学最先接触到的实验课程，在实验中学生通过自己动手而获取相应知识。开放式物理实验室是培养学生创新能力的有效途径，因此越来越受到各高校广大师生的重视，这就使实验室开放成了必然趋势。物理实验门类多，如普通物理学包括了热学、力学、声学、光学、电学等；实验项目数量多，实验中用到的仪器、设备、元件也多。近年来，大学本科扩招，无论是实验师资，还是实验室和器材都出现相对紧缺的状态，实验管理困难，有必要建立开放式物理实验的计算机管理系统，以达到提高工作效率、充分利用实验资源的目的。

一、建立开放物理式实验室的计算机管理系统的必要性

实验教学一直是高校教学的薄弱环节。原国家教委在《关于加强领导和加速高等学校实验室建设的意见》中指出，“当前我国科学技术与国际先进水平相比有理论方面的差距，更突出的是在实验技术方面的差距”。物理实验是培养大学生创新能力和实践能力的重要途径。学生在物理实验过程中，经过系统有效培训完全可以缩小与国际先进水平之间在“实验技术方面的差距”。过去几十年里，实验方式大多由教师上课时统一详细讲解，然后学生按教师的要求或者按照实验指导书上的实验步骤，“顺利”地完成实验操作。这种实验方式使学生被动地接受教育，很少思考实验的设计思路、方案的拟订、器材的选用等，在一定程度上抑制了他们的主观能动性的发挥，不利于学生创新精神和实践能力的培养，实验教学资源也不能充分利用。所以，针对物理实验课实行开放式教学，利用计算机管理系统，让学生自主选项目、选时间、选器材和选指导教师而完成实验。由学校提供实验学习的时间和创造良好的实践环境，从而使学生学会独立思考。这是一种体现能力培养、有效提高素质的新型教育方式。

二、运用计算机管理系统的要求与作用

１．运用计算机管理系统的要求

在开放式物理实验室的条件下，运用计算机管理系统进行物理实验教学有以下要求：

(1)教师确定实验项目和实验室开放的时间

教师根据教学大纲确定实验项目，根据教学进程和教学规律确定实验室开放时间。教师根据实验室仪器和设备的情况，结合教学大纲，确定验证性实验项目、综合性实验项目和设计性实验项目，鼓励学生进行创新设计实验。教师仅确定宏观实验项目，学生可以根据自己的兴趣爱好以及能力选择具体实验项目，在课前独立完成实验的方案设计，对有危险的实验必须经指导教师审核同意，并且教师要全程监控。在实验中学生必须独立完成实验仪器的检查与连接，完成实验后要写出实验报告。教师在实验过程中对实验不做讲解，只对实验过程中需要注意的问题予以强调。教师根据教学进程和教学规律安排实验，并要求学生必须在规定的教学阶段内完成实验。

(2)学生自主选择实验项目和安排实验时间

开放式实验教学不再由教务处统一安排实验课表，在实验课教学的过程中也打破了院、系和班级的界限。学生根据课堂上所学的内容和实验室的仪器设备条件，可以在实验室开放的时间内随时预约做实验，并自行选择实验项目、自行约定指导教师和自行确定实验时间来完成实验，还可以开展一些小发明、小制作等实验活动。在整个实验过程中，学生都要独立思考，自行查阅相关文献资料，综合多方面的知识和技能，进行分析、设计并完成实验。在实验中，始终要强调学生的自主学习，同时教师也要加强指导。实验指导教师可随时查询每天参加实验的学生人数，并做好有关准备工作，以保证实验课有序地进行。这样才能保证提高实验课的教学质量。

(3)鼓励学生参与科研实验

学生可根据本人的知识基础和兴趣爱好，有选择地参与科研实验。教师开展的科研和教研活动，应积极吸收学生参与，让学生在教师的科研和教研项目中得到锻炼和提高。教师根据科研和教研项目，提出实验要求，学生在教师的指导下搜集有关实验资料，制订实验方案，开展实验研究，最后要对教师的课题做出分析和总结。这样可以让学生较早地接触科研，了解科研程序，从中体会科学研究工作的内涵，掌握科学研究的一般规律和方法，以培养学生的科研能力和严谨的工作作风。

２．运用计算机管理系统的实际作用

开放式物理实验室要满足教学的需要，除应有足够的资金设备和师资力量外，还要依靠科学的管理系统。开放式物理实验室管理系统的任务是实现网络发布实验信息、网上预约实验、浏览预习实验课件、生成课表、统计学生实验数目和统计实验指导教师工作量；由系统管理员进行实验资源管理和信息(实验项目、指导教师、实验室、实验器材)发布。在开放式实验室计算机管理系统中，学生不再是仅按教师的要求或者按照实验指导书上的实验步骤，按部就班地“顺利”完成实验操作，而是自主地设计实验和完成实验。在实验预约选时工作中，教师可宏观地控制参与实验的学生与实验设备的使用，使学生失去对教师的依赖，从而充分发挥学生的积极性和主动性。实验管理系统可在实验运行的过程中不断地发现问题和解决问题，以提高实验教学水平。在开放的实验室中运用计算机管理系统，有以下重要作用：

(1)提高了实验室、实验设备及元件使用效率

过去只在教学计划的学时内开设实验课，现在则可以利用课外时间开设。事实上，应用开放式物理实验室的计算机管理系统进行科学的管理，扩大了实验室容量，提高了实验室、实验设备及元件使用效率，缓解了因扩招带来的实验教师、设备和场地不足的矛盾，为提高教学质量提供了保障。

(2)激发了学生学习的积极性和主动性

我们通过计算机管理系统，挖掘实验潜力和开发新的实验项目，并为不同兴趣爱好和不同专业的学生提供了更多的进行物理实验的机会，满足了不同基础的学生的学习需求。开放的物理实验室计算机管理教学模式促使学生开动脑筋，运用所学知识自主地分析问题和解决问题，增强了学生理论联系实际的能力和独立工作的能力，有利于学生开阔眼界、活跃思维，对学生基本技能的训练起到了事半功倍的效用。

(3)充分发挥了教师的指导作用

实施开放的物理实验室的计算机管理，学生在实验中由“被动”变为“主动”。他们成为了实验的主体，是实验过程的设计者和实施者。而教师则能更充分地发挥出实验指导和提供技术服务的作用。为此，教师的理论和实践知识应更深和更广，工作作风应更严谨，工作态度应更耐心、更细致，这样指导学生的实验，才能得心应手，才能有效培养学生实践操作的综合能力。

开放式物理实验室管理系统，采用了计算机技术，真正实现了在开放式实验教学环境下的系统管理，实现了教与学、学生动脑与动手的有机结合，从而打破了陈旧的实验教学模式，提高了实验设备和元件的利用率。由此，我们认识到，应该不断转变教育观念和教育思想，进一步深化实验教学改革，创造更有利于培养学生创新能力的实验教学环境。

参考文献：

［1］王忆．大学物理开放实验建设［Ｊ］．中山大学学报论丛，2006(5)．

［2］刘明珠．开放性物理实验教学管理系统的研究［Ｊ］．教学研究，2004(4)．

［3］袁桂慈．开放实验计算机管理系统的设计［Ｊ］．实验室研究与探索，2005(11)．

［4］林小平．教学实验设备管理中的困难与对策［Ｊ］．中山大学学报论丛，2003(3)．

［5］杨芳．实验室教学设备计算机管理系统的研制［Ｊ］．山西医科大学学报：基础医学教育版，2004(1)．

〔责任编辑：许 佳〕

推荐访问:管理系统 开放式 实验室 物理 计算机