大學物理實驗教學要與時俱進

摘要： 大學物理實驗是理工類大學生的一門重要的基礎課，在大學物理實驗教學過程中，現有的教學模式及內容已遠遠落后于時代的要求，本文從實驗內容體系、教學方式、教學方法等方面提出了一些建議。

關鍵詞： 大學物理實驗 教學改革 動手第一

1.引言

《大學物理實驗》是理工類大學生的專業基礎課《大學物理》的必修重要實踐課程，課時是《大學物理》理論課的1/2。做實驗不僅鞏固了學生的物理理論知識，而且是在現代化科學技術迅猛發展的時代對高素質人才的要求形勢下培養學生以后從事技術生產的基本能力的必經之路。因此實驗教學是全面提高學生綜合素質、實現能力培養的重要途徑。為了使學生獲得具有一定系統性的物理基本知識、基本方法和基本技能，培養學生嚴肅的科學態度、嚴謹的科學作風和嚴格的科學方法，培養學生在實踐中提出問題、分析問題和解決問題的能力，獨立學院的物理實驗教學必須進行改革，跟上現代科學發展的腳步，與時俱進。

2.構想與實踐

2.1實驗教學內容體系要與時俱進

物理實驗是一門必修基礎實驗課，其教學思想、教學方法、教學儀器、教師和技術隊伍等方面應自成體系。應改變現行實驗課力、熱、電、光分支過細的狀況，根據實驗教學的自身規律，按照能力培養由淺入深、循序漸進的原則，將全部實驗內容劃分為基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗三部分，各階段教學方法不同，目標要求逐步提高。

基礎實驗主要培養學生基本的實驗素質，學習基本的物理思想，進行基本知識、基本方法、基本技能的訓練，這一階段學生的動手能力差，實驗要求教師“帶著做”。

綜合性實驗的難度略有增大，要求學生初步運用物理思想解決實際問題。如教師可出些貼近工程實際的實驗題目，學生根據愛好按要求的數量選擇幾個，教師幫助學生弄清實驗的設計思想，使學生看懂實驗原理，指出可能出現的問題及解決辦法。教師不操作示范，只做輔導，通過有針對性地對學生進行綜合實驗技能培養，使學生在實踐中自主應用知識去分析問題、解決問題。這一階段教師是“看著做”。

設計性實驗要求學生有一定的綜合能力，教師提供若干個供選擇的實驗題目，提出要求和目的。學生通過查閱資料，互相討論，綜合運用物理思想，制定優化可行的實驗方案。教師審閱后，根據實驗室現有條件確定方案，由學生自己實施完成。這一階段實驗內容主要由學生“自己做”。當然，在學生以自己的能力達到了瓶頸時，教師應當適時引導、啟發，最大限度地培養學生的獨立研究能力與創新能力，同時讓學生達到一個新的水平，使學生最終成為實驗的探索者。

2.2實驗教學方式要與時俱進

在教學方式的改革上，我們應重視學生能力的規范培養，改變以往實驗課教師講得多，學生做得少，以及學生過分依賴教師的現狀，強調多給學生動手時間，具體為：一是要求學生做好課前預習，突出自學能力的培養。二是教師上課精講實驗的重點、難點及操作的注意事項，留出更多時間讓學生安裝實驗設備，調整儀器，測量相關數據。

一般的，實驗原理不清往往會導致實驗不成功或結果牛頭不對馬嘴，但過猶不及，過多地講解理論原理會占用太多實驗時間，讓原本就只有3個小時的上課時間捉襟見肘；枯燥的理論公式使學生實驗中茫然失措，特別是當實驗步驟較為繁瑣時，不客氣地說，講了等于沒講，講了不如不講。而物理實驗的特性，甚至是歷史上出名的實驗大師們做實驗時理論往往是不完善的，比如伽利略做自由落體實驗時，連重力加速度都不知道；牛頓做出牛頓環，赫茲驗證電磁波等等，都沒有嚴格的理論依據而在實驗中水到渠成，這本就是物理實驗的特點。對我們的學生而言，日后專做物理實驗的不到一成，我們的教學目的當然是培養學生的動手能力，在保證學生不會亂摸亂動搞壞實驗儀器或引起別的危險的基礎上，我們要讓學生的動手能力、想動手做實驗的欲望得到充分展現，引導學生注重實驗過程中的現象，培養學生分析理論與實踐的差距的能力，而不是單純地驗證經典實驗結果。

正因如此，我們不但要適當修改教材，使其側重實驗過程與分析，適當地闡述理論原理，還要在實驗課上鼓勵學生動手，解除學生畏手畏尾的心理束縛，真正讓學生做實驗而不是復制教師的實驗步驟，看一下做一下。

2.3實驗教學方法要與時俱進

眾所周知，社會的進步體現在生產生活工具的進步上，生產工具是社會先進程度的標志。同樣的，實驗儀器的先進程度，不僅體現了實驗教學的先進程度，更影響了學生做實驗的積極性。實驗儀器陳舊，實驗方法單一，觀測工具落后，學生的實驗積極性可想而知。比如“密立根油滴”實驗，原來的實驗條件要求學生湊在一個小孔里找到一個合適的小油滴，控制并觀察其運動，學生眼睛容易累，還要分心操作，過程又枯燥，效果可想而知。而采用新的智能型實驗儀，學生可以在監視器上清楚地看到油滴，且操作簡便，各個數據都由智能芯片記錄，并由微機處理，學生可以有更多時間精力觀察實驗過程與現象，實驗效率大大提高，學習效果與之前不可同日而語。

探索實驗儀器與微機結合，是網絡時代實驗改革的必經之路。我們目前已經有三個實驗（分別是磁滯回線、密立根油滴、普朗克常數）做到了與微機結合。實踐表明，這三個實驗大大減少了學生的繁瑣操作與重復記錄數據的時間，使學生更好地理解實驗本身的內涵。而且由于微機的自動化功能，減少了學生操作中的失誤，延長了儀器使用壽命，相當于節省了實驗成本，我們覺得很有推廣的必要。如果能開出仿真實驗，學生的積極性與實驗效果都將得到極大提升。

至于說仿真實驗使得學生脫離了具體實驗儀器，荒廢了動手能力，這不得不說是一個誤區。我們培養學生的動手能力，難道是為了使他們像繡花的姑娘一樣有一雙巧手嗎？此動手能力非彼動手能力。我們的目的是使學生明白基本的物理原理，并能根據現有的儀器，自己動手完成實驗，達到目標。由此可見，讓學生熟悉先進的工具，減少繁瑣的操作，利遠大于弊。

3.結語

荀子說：“年日新，月日新，旬日新，日日新。”在科學技術高速發展的今天，以前陳舊的《大學物理實驗》課程顯得臃腫不堪，唯有與時俱進，從實驗內容到實驗手段徹底改革才是唯一出路。筆者認為，在實驗內容安排上尊重學生的學習學習規律（由易到難），教學中以學生為本（動手第一），采取先進的實驗教學方法（人機結合），是實驗改革的一條可行之路。

參考文獻：

［1］唐亞明.工科物理實驗課程改革與實踐［J］.大學物理實驗，2006，19，（1）.

［2］楊秋波.大學物理實驗教學方法探索［J］.實驗室研究與探索，2003，22，（5）.