摘 要 通过对大学物理实验课程开放实验教学目标的分析，指出目前开放实验仪器采购方面存在的误区，提出以平台化实验仪器为主进行开放实验项目设置和仪器采购。
关键词 大学物理；开放实验；仪器选择
中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)18-0114-02
1 引言
近年来，高校在社会经济发展中的作用越来越受到重视，中央和地方各级政府对高等教育的投入大幅增加，高校对实验实践类课程的投入也随之增加。同时，随着技术的进步和对外交流的增多，大学物理实验课程可供选择的实验项目和实验仪器越来越多，物理实验教学仪器也得到快速更新。
随着对学生素质教育的重视程度不断加大，开放实验已成为大学物理实验课程发展的重点方向。高校的大学物理实验课程一般都开设了开放实验，以提高学生实验能力与素质，拓宽学生视野。但目前大学物理实验课程的开放实验项目在设置和仪器购置方面，很多高校出现偏向高端仪器、高集成度仪器的现象，这对大学物理实验课程的发展是不利的。部分院校在增加开放实验项目时偏向于选择与近现代物理知识相关的项目，这类实验项目涉及较深的物理知识，实验过程和实验结果不直观，对于普通本科生而言较难。而且这类项目的实验仪器集成化程度高，仪器易损坏而难维修，实验仪器的维护也存在一定困难。这样就出现了学校在开放实验中投入大量的资金和精力，而最终开设的开放实验项目却并不受学生欢迎的现象。
地方普通理工科院校多数没有物理类专业，物理实验室经费投入有限，在这种情况下要想开展好开放物理实验教学，根据自身特点来选择合适的实验项目和开放实验仪器是很重要的[1]。
2 大学物理实验课程项目设置与仪器选择的出发点
大学物理实验课程面向的对象主要是普通理工科学生。现在我国高等教育已经由精英化阶段进入大众化阶段，普通理工科学生的物理理论知识水平普遍不高。大多数学生对涉及较新、较深物理理论知识的实验理解起来有一定困难，操作时容易出现知其然而不知其所以然的情况。若实验仪器集成化程度高或者理论知识要求较高，学生在实验时便只会根据课本和教师要求一步步进行机械的操作，最后得出一个结果就算完成了实验。学生在实验时不能理解实验现象，实验结束后不会分析实验结果，导致实验教学效果并不好，也使得学生对实验课的兴趣降低。
出现这种情况的原因是在设置开放实验项目、购置开放实验仪器时，部分教师认为开放实验应该重在学生能力的培养而非实验基本技能的训练，因此购置的仪器偏高端化、偏集成化，力图向学生展示最新的物理研究成果。然而，开放实验是大学物理实验课程的一部分，根据《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》，大学物理实验课程的具体任务是“培养学生的基本科学实验技能，提高学生的科学实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法，提高学生的科学素养”。对课程教学目标过于拔高，不利于普通本科专业学生的基本实验技能和素质的培养。因此，开放实验应该是基本技能训练与能力培养并重，不应该轻视学生基本实验技能的锻炼[2]。开放实验项目的设置和仪器的购置也要结合物理实验课程实际进行选择，而不是盲目攀比，购置各种高端实验设备。
3 物理实验课程项目设置与仪器选择
随着各高校对实验室建设投入的不断增加，普通理工科院校大学物理实验室开放实验的仪器设备也在不断增加。但新增加的部分仪器与较深、较新的物理知识相关，如核磁共振实验、高温超导实验等，对物理理论知识要求较高，而且需要学生投入较多的时间和精力，则在普通理工科院校中不宜开展。这类实验适合于有物理类专业的院校面对专业学生开设，对普通学生而言，仪器集成化程度较高，反映的物理现象不直观，理解起来比较困难。同时购买这类实验仪器，花费大、实际收效小、仪器易损坏而难维修。对于普通地方高校来说，针对物理实验教学，学生不是需要更多地理解高深复杂难解的理论加简单的操作，而是应该着眼于基本实验技能和能力的培养提高及对实验课程兴趣的激发。
相比较而言，以通用实验平台类仪器加上各种配件组成的平台化仪器更加适合开放实验。除了直接采购平台化实验仪器如光学实验平台，还可以通过对已有某些实验仪器进行改造，自行配置一些配件，组成一套平台化实验仪器。这类平台化实验仪器在大学物理开放实验中有着诸多优点。
首先，平台化的实验仪器利于实验项目的设置。同一个实验平台可以开设多个实验项目，如采购一套WSZ光学平台后，可根据不同的配件组合，开设出各种干涉、衍射、偏振、几何光学等数十种光学类实验，大大增加实验室可开设的实验项目数量。教师可以针对不同专业的学生，利用同一实验平台开设不同的实验项目，更容易激发学生的学习热情。
其次，平台化的实验仪器利于提高学生实验素质，培养学生自己动脑设计实验、动手组装实验仪器的能力，激发学生对物理实验课程的兴趣。如MSU-1磁悬浮实验仪配备了各种金属和非金属圆环、小灯泡等，可以让学生自己根据兴趣进行研究，而且可以让学生自制各种导体回路进行研究。学生很容易根据现象，结合自己学习过的电磁感应现象进行定性和定量的分析，在较短的时间内（如2～3节课）完成实验。在实际实验教学中可以鼓励学生利用实验平台设计开发其他实验项目，根据自己的想法自行设计完成实验，这也有利于提高学生创新能力和解决实际问题的能力。
再次，平台化的实验仪器方便管理，易于维护。由于部分学生准备不到位、开放实验本身较难等多种因素，开放实验仪器很容易发生损坏。在广西工学院大学物理实验教学中心的实验教学实践中，开放实验仪器损坏率相对较高，仪器维护成为教师教学工作的一个很大负担。而平台化的实验仪器则方便维修与保养，只要有各种备用配件，就不会因为一些小的毛病而使仪器不能使用。
最后，平台化实验仪器的使用，可以带动教师利用已有实验仪器开发新实验。如液晶电光效应实验，实验装置本身已有半导体激光器、轨道、光功率计等，除了这套仪器原设置的实验项目外，教师还可以根据自己院校的特点，配备其他光学配件，开设新的实验项目，让学生研究其他的光学现象。再如利用等厚干涉实验装置，可以设计实验项目让学生测量纸的厚度、头发丝直径、水的折射率等。这样改造现有实验仪器来开发新实验项目，可以拓展教师思维，增加开放实验数目，减少仪器购置费用。
4 需要配套的设施与条件
在大学物理开放实验中，平台化的实验仪器虽然有诸多优点，但也需要多方面的软件条件和硬件设施的配合，才能发挥出最大作用。
首先，要充分利用网络资源。平台化的实验仪器需要学生更多地发挥自己的主观能动性，但这要建立在学生掌握足够的资料、对实验原理和实验目标有充分了解的前提下。普通的纸质实验教材信息容量有限，很难满足学生查找资料、设计实验等多方面的需求。现在各高校校园网建设均已比较完善，可以依托校园网建设物理实验教学网站，搜集、开发各种网络教学资源，利用各种网络教学手段辅助进行开放实验教学。以广西工学院物理实验教学中心自主建设的物理实验教学网站为例，网站上有丰富的文字、图片和视频实验教学资料，是学生在准备相关实验时查找资料及实验完成后分析实验结果的好帮手，成为纸质教材的重要补充。
其次，开设虚拟仿真实验。这类实验可以让学生通过网络远程模拟实验进程，验证自己的实验设计。学生在使用平台化实验仪器时有更高的自由度，但同时也会带来一些问题。学生很难在实验前对自己的设计方案进行评价，为实验给出预期结果。而开设的虚拟仿真实验，可以让学生在未接触实验仪器前，先在网上进行模拟实验，得出模拟结果，从而完善自己的实验设计。虚拟仿真实验在现阶段可作为实际实验仪器的有益补充，而且随着虚拟实验项目的增多和远程实验平台的完善，以后可以作为物理实验课程发展的一个新方向。
5 结束语
大学物理实验课程的开放实验项目设置和仪器采购要切合课程教学目标，不要过于偏向高端化、集成化的实验仪器。而依靠平台化的开放实验仪器进行实验项目设置，不仅可以锻炼学生的基本实验技能，同时也可以提高学生实验素质和动手能力。通过建设实验教学网站，整合网络教学资源，开设虚拟仿真实验，有利于平台化的实验仪器发挥更大的作用。
参考文献
[1]李未,陈小玲,何玉平.工科院校大学物理开放实验教学模式探讨与实践[J].大学物理实验,2011,24(4):97-98.
[2]高凤梅,蔚国栋.构建工科院校物理开放实验的措施和意义[J].宁波工程学院学报,2010,22(2):84-86.