工科院校物理實驗教學改革的探索*

劉蘭君 肖海霞

(河南工程學院數理科學系 河南 鄭州 451191)

大學物理實驗課是高校工科學生的一門必修的科學實驗課程，該課程內容豐富，覆蓋知識面廣，是工科學生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是培養學生科學實驗能力、思維能力、分析解決問題能力和創新精神的基礎課程．因此，大學物理實驗課程，在與科技發展相適應的綜合能力和工程創新能力的培養中具有無法替代的作用．

近年來，各高校對大學物理實驗教學進行了全方位、多層次的改革，取得了一定進展，但也存在不足．本文結合教學實踐，對大學物理實驗課程改革進行了初步探索．

1 大學物理實驗教學中存在的問題

1.1 教學內容陳舊實驗項目不合理

實驗項目過于陳舊，大部分是物理學的發展史上具有重大影響的經典實驗和基本物理規律的驗證性實驗，缺少與現代科技新發展、工程技術相聯系的綜合性實驗和近代實驗．大學物理實驗課程缺乏創造性和挑戰性，使學生認為該課程就是為了驗證實驗定律和實驗規律，不能開闊學生視野，不能激發學習興趣．

1.2 教學方法單一教學手段落后

受傳統教學理念的影響，大學物理實驗教學常常是“教師先講，學生再做”，以教師為主體進行灌輸式教育；先進的教學手段、技術設備沒有得到廣泛應用，學習效率低下．并且，由于擔心學生課堂完不成實驗或實驗儀器損壞，教師講解盡量詳細．教師講授完實驗在實驗室內巡回走動，接受學生詢問，幫學生解決問題．學生對教師講授具有依賴性，學習不主動，按教師的講解做實驗，不注重對物理思想、實驗方法的認識，不利于動手能力及創新能力的培養．

1.3 考核方式以實驗報告為主

實驗課考核主要依據實驗報告，學生把大部分精力放在實驗報告的書寫、實驗數據的處理上.但是，實驗報告不能全部體現學生對實驗思想、實驗方法和實驗技能的掌握情況，不能公平、客觀、合理地評價學生的實驗成績，因此，學生的創新能力得不到有效的培養．

2 大學物理實驗課程教學改革與實踐

2.1 在教學中必須讓學生意識到物理實驗課程的地位和作用

物理學是工程技術的基礎，是一門實驗科學，一切物理理論都必須以科學實驗為依據．大學物理實驗是高校工科學生的第一門科學實驗課程，該課程內容豐富，覆蓋知識面廣，是工科學生接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端．大學物理實驗課程，在與科技發展相適應的綜合能力及工程創新能力的培養中有著無法替代的作用．

2.2 加強課程建設合理設置實驗內容

(1)合理調整課程體系實行分層次教學

整個課程體系應打破傳統的按力、熱、光、電、近代物理的分類方法，進行交叉、綜合，將實驗分為基礎性試驗、綜合性實驗、設計性實驗三個層次.由淺入深，從基礎到前沿，從傳授知識到培養綜合能力，形成臺階式上升的教學體系．

(2)改革教學內容注重實驗的時代性與先進性

實驗內容上，應加強基礎性實驗，減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性實驗的比重，體現動手能力與動腦能力相結合的實驗教學改革思路．剔除內容陳舊的驗證性實驗、刪減與中學重復或相似的實驗，增加富含新思想、新方法、新技術的內容，增加源于基礎理論又與前沿知識緊密聯系的工程專題，實現近、現代實驗比重的提升．對不同學科專業可以采用不同的物理教學模塊，制定不同的教學大綱．

基礎性實驗首先要學習基本理論知識，然后安排一些具有代表性的實驗，以培養學生的基本實驗方法、實驗技能和初步的科學實踐能力．

綜合性實驗是一些研究型、技術性較高的實驗或現代氣息濃厚的近代物理實驗，例如聲速測定、密立根油滴實驗、光電效應、金屬逸出功測量、弗蘭克-赫茲實驗等．其目的在于加強學生對現代物理技術的認識、對基本技能的應用，并激發學生的求知欲望．

設計性實驗是學生獨立設置實驗項目、設計實驗方案、選擇實驗儀器，然后獨立進行實驗.該實驗能夠有效地訓練學生對所學知識的綜合運用，增加科學觀察力和判斷力，潛移默化中培養自主實踐能力和探索精神．

分層次實驗教學突出體現了學生的主體地位，使學生在充分理解實驗思想、方法的基礎上有效地解決實際問題，循序漸進地培養學生的實驗技能、綜合分析問題和解決實際問題的能力，更有利于啟迪學生的創新思維．

2.3 改革教學方法采用以學生為主體的教學模式

教師必須徹底轉變教學觀念，要在知識的傳授過程中更加注重對學生能力的培養，即在教學過程中，啟發學生思考，拓寬學生思路，培養學生創新意識．

教學中要采用“以學生為主體，教師為主導”的教學模式，采用啟發式、提問式、研討式等多種教學方法，加強師生互動、生生互動，有意識地鼓勵學生發現問題，解決問題，使學生從被動學習轉變為主動學習．

(1) 對于原理簡單、易于操作的驗證性和基礎性實驗，學生可以在課前預習的基礎上，在課堂上直接做實驗．

(2) 對于綜合性實驗可以采用啟發式、提問式教學方法．教學中要合理設置疑問，適當地提問學生.學生提出的問題，不要急于回答，啟發他們獨立思考．實驗中發現儀器發生故障，啟發學生自己動手維修、調節，以增強動手能力．

(3) 對于設計性實驗可以主要采用研討式教學方法．各實驗小組的學生各抒己見，有利于培養團隊精神、創新思維能力、嚴謹的科學態度和堅韌的意志．

實踐表明，在教師適時、適度的指導和幫助下，學生能夠獨立思考、積極探索，學習興趣、應用基礎知識的能力得以提升，課堂教學效果得到提高．

2.4 運用現代化教學手段激發學生學習興趣

(1)教學中利用現代實驗手段，改造傳統的實驗項目．例如，密立根油滴實驗、牛頓環實驗可以利用CCD微觀圖像攝像顯示設備代替普通的實驗觀察系統，增加可視性和精確度，用計算機模擬實驗中難以實現的效果，給教師教學和學生實驗帶來方便．

(2)運用錄像、投影、多媒體技術．將儀器介紹、使用方法、實驗目的、原理、內容和要求、注意事項等制作成錄像、電子課件．多媒體教學把圖像、聲音、動畫、文字有機組合在一起，生動形象，提高了實驗教學的表現力，使學生感到了學習的樂趣，改善了教學效果．

(3)建設物理實驗中心教學網站．學生可以通過網絡查看教學內容、教學課件、演示錄像等內容，便于學生預習、復習，使教學內容在時間和空間上得到延伸．網站還可以開通“師生互動平臺”，設置“知識園地”．這樣，既實現了師生之間的及時交流與溝通，又能為學生介紹物理常識、物理實驗科學的新進展及科研成果等，從而開闊學生眼界，激發他們對物理實驗的興趣，提高教學質量和教學效果．

2.5 改革考核方式

在考核方式上，以“重視知識與能力的綜合，兼顧實驗過程與實驗結果”的原則，對學生進行綜合考核．大學物理實驗課程考核，既要體現在對實驗理論的掌握上，更要體現在實驗思想和方法，儀器的操作和使用，現象的觀察、分析和數據處理等環節組成的綜合能力上．所以，要注重平時實驗中每一教學環節的全面考核．每一個實驗可以按預習情況、實驗操作、實驗報告等給出成績．每個實驗成績的綜合構成平時成績，占實驗課總成績的70%，期末考試成績占30%．這種考核方式，既能考查知識的掌握，又能考查實驗技能，促使學生重視實驗教學，積極主動地去學習，收到了良好的教學效果．

3 結語

以上教學改革實踐表明，大學物理實驗課教學是培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑，也是一項長期而艱巨的任務，需要廣大實驗教育工作者共同探討．

參考文獻

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