非物理類大學物理實驗教學改革與探索

摘要：通過分析地方院校大學物理實驗教學的現狀，指出了實驗教學過程中存在的一些問題，針對這些問題提出了幾點教學改革的建議，真正做到提高學生的動手能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

關鍵詞：大學物理實驗；實驗教學改革；物理實驗教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）14-0212-02

一、前言

物理學是一門實驗的科學，物理實驗在物理教學中和理論教學有著同等重要的地位[1]。大學物理實驗是高等院校理工農林各學科的一門基礎必修課，也是一門實踐性和應用性很強的課程。大學物理實驗的任務是通過實驗培養(yǎng)學生發(fā)現、分析和解決物理問題的能力，讓學生系統(tǒng)地掌握物理實驗的基本知識、基本方法和基本技能，鍛煉學生的動手能力、觀察分析能力，培養(yǎng)學生初步的科學素養(yǎng)和實事求是的科學精神[2]。可以說，實驗教學是培養(yǎng)學生基本素質和科學創(chuàng)造能力不可或缺的重要環(huán)節(jié)，這也與21世紀高校應培養(yǎng)知識型、創(chuàng)新型、能力型人才的要求相一致[3，4]。所以高校在大學物理實驗教學過程中，積極探索與建立適應21世紀人才培養(yǎng)所需要的實驗教學模式，加強實驗教學的改革和學生實踐能力的培養(yǎng)，是很有必要的。

二、大學物理實驗教學存在的問題

1.學生認識不足。目前各高校在人才培養(yǎng)過程中普遍存在急功近利的思想，對學生就業(yè)重要的課程和教學環(huán)節(jié)就加強，否則就會被忽視，物理實驗由于與各專業(yè)所學專業(yè)課沒有直接影響，而且不能直接對學生就業(yè)產生影響，所以學生認為花在物理實驗上的時間還不如用來學習英語、計算機來得實惠，這種實用主義至上的學習觀念在學生中普遍存在，是當前高校急功近利思想的一個直接反映。就連部分院校的領導和老師也有這種思想，對實驗課的潛在影響明顯認識不足，從思想上不重視物理實驗教學，這種現象對于地方性院校尤為嚴重。

2.教材和教學內容不合理。大部分地方性院校一方面教育經費不足，大學物理課程作為公共基礎課重視不夠，經費投入不足。另一方面實驗課時壓縮，所以實驗課都是以簡單的驗證性實驗為主，綜合設計性所占比例較小。學生做實驗大部分都是按照教材上或課堂上老師所講的實驗步驟重復操作，鍛煉動手能力有限。在選用教材時，地方性院校為了保證教學質量，盡量選用國家推薦教材，而這些教材大部分都是國家重點大學的老師所編，適合國家重點大學，而對于地方院校不一定合適，往往是本校開設的實驗教材上沒有，教材上有的實驗本校又無能力開設。

3.教學方法和教學模式僵化。在地方院校大學物理實驗教學中，普遍存在著實驗教學模式固定、教學方法死板的問題。幾乎所有的實驗都是由負責人事先安排好實驗內容，且一個層次教學內容相同，沒有考慮專業(yè)的不同和學生的興趣。一般都是實驗管理人員準備好實驗儀器，實驗任課老師在黑板上講解清楚實驗原理，擬訂出實驗步驟，甚至還設計好數據記錄所需的表格。這樣學生不用動腦思考，只需要按照教材或老師擬訂好的實驗步驟去做，就能成功地測得數據，完成實驗。這種僵化的教學模式在很大成度上抑制了學生做實驗的積極性和主動性，很難激發(fā)學生的學習興趣。

4.考核方式不合理，過程監(jiān)督不到位。大學物理實驗的考核主要以學生書寫的實驗報告為主。所以學生不管實驗做得怎樣，只要寫好報告就可以得到高分，最后取得好的實驗成績。所以這種評價考核方式顯然不能完成對學生實驗過程的指導監(jiān)督，反而使一部分學生存在投機取巧的心理，使學生認為平時實驗認不認真做沒關系，只要把實驗報告寫好就行。有的學生為了得到理想的數據，還會任意篡改實驗數據或抄襲別人的數據，嚴重違反了實事求是的科學精神，更有甚者干脆直接抄襲別人的實驗報告。所以加大過程監(jiān)督，改革考核方式十分必要。

三、改革的幾點建議

針對上面提到的地方院校大學物理實驗教學中普遍存在的問題，筆者結合多年教學經驗和塔里木大學物理重點課程建設所取得的改革經驗，對地方性院校的大學物理實驗教學提出了以下幾個方面的改革建議：

1.加強制度約束，體現實用性。經過對地方性院校部分專業(yè)老師和學生不重視大學物理實驗現象的調查分析，認為主要有兩方面的原因：一是大學物理實驗現有的內容安排不合理，對學生后續(xù)專業(yè)的學習和各方面能力培養(yǎng)作用不大；另一原因是大學物理現有的教學考核制度不完善，沒有起到約束作用。作者結合多年教學經驗認為，如果想讓學生重視大學物理實驗，不能靠任課老師宣傳物理實驗多么重要，而應加強教學過程監(jiān)督和完善考核方法，比如在實驗成績中將學生做實驗的情況考慮在內。以塔里木大學物理實驗教學為例，實驗成績分為四部分：課堂紀律（10%）、實驗操作（20%）、實驗報告（50%）和實驗考試（20%）。從實際情況來看，實驗效果明顯好轉。除此之外還應該加強教學內容、教學方式等方面的改革，切實能通過物理實驗鍛煉和培養(yǎng)學生各方面的能力，讓學生和專業(yè)老師自己感覺到物理的用處，從而從根本上改變對物理實驗的偏見。

2.自編教材，分層次教學。不同地域不同性質的高校應根據本院校的實際情況選用合適的教材，如果現有出版教材不妥，完全可以結合自己物理實驗室的具體情況組織本校相關老師編寫教材。塔里木大學利用大學物理重點課程建設的機會，編寫了自己的教材。該教材對實驗室無法開設的項目進行了刪減，將正在開設的或實驗室有儀器但沒有開發(fā)出來的實驗項目進行優(yōu)化組合，這樣教材既滿足了學生實驗的需要，也大大減少了實驗教材中那些無關的內容，減輕了學生的經濟負擔，該教材受到學生的好評。

針對物理實驗內容不合理的問題，筆者認為應把大學物理實驗教學分為三個層次：第一個層次是針對理論課程中重要概念定理安排相應驗證性實驗，并且最好是剛學完理論知識就到實驗室做相應實驗，加深對知識的理解和掌握；第二個層次是增加綜合設計性實驗比例，讓學生課下自己設計實驗，經過老師把關后到實驗室自己組裝加以驗證；第三個層次是適當開設大學生創(chuàng)新試驗，利用實驗室的儀器在老師指導下開展簡單實驗研究，在鍛煉學生動手能力的同時，也培養(yǎng)了學生初步的科研素養(yǎng)，也打開了老師科研的思路。塔里木大學的相關老師實踐了這一教學層次：利用邁克耳遜干涉儀測量金屬絲楊氏模量、利用電學方法檢測農產品的品質等，并取得了一些科研成果。

3.豐富實驗教學手段。針對實驗教學方式固化的問題，應在傳統(tǒng)教學基礎上，將網絡虛擬實驗引入教學中，使學生課下可以在電腦上完成對實驗的預演練，進實驗室后可以有針對性地操作實驗，這樣可以大大節(jié)省很多時間，以便保證有更多時間動手操作，鍛煉動手能力。同時可以將計算機引入實驗，學生可以利用某些數據處理軟件分析計算實驗數據，提高了學生分析、處理數據的能力。任課老師也可以將實驗內容做成多媒體課件通過網絡平臺與學生共享，這樣就不需要老師在課堂上詳細講解實驗原理等內容，以便節(jié)約時間讓學生動手操作。

4.改革實驗考核方式。目前實驗課的考核一般采用物理實驗理論知識考試加動手操作相結合的考核方法。其中操作考核大部分都是流于形式，不能真實衡量學生做實驗的效果。可以通過讓學生利用實驗室條件動手設計一個新的實驗，最后根據老師評估來進行評價；或者也可以讓學生根據學習的物理理論知識，對現有實驗儀器或實驗內容進行改進，有條件的高校可以通過平時開放實驗室允許學生到實驗室具體實踐。

四、結論

針對地方院校大學物理實驗教學普遍存在的問題，筆者根據多年教學經驗和塔里木大學重點課程建設改革實踐，對實驗教學內容、教學方法等有針對性地提出了幾點改革的建議供大家參考。

參考文獻：

[1]陳愛輝.《大學物理實驗》教學的思考[J].科技教育，2011，（21）：191.

[2]張敏，何龍慶，張波.大學物理實驗教學改革的研究[J].大學物理實驗，2009，22（1）：100.

[3]肖令平.大學物理實驗教學模式改革初探[J].科技教育創(chuàng)新，2009，（17）：256.

[4]謝莉莎.改革實驗教學提高學生素質[J].大學物理實驗，2005，18（1）：78-80.

基金項目：塔里木大學大學物理重點課程支持項目（TDZGKC09080）