大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

摘要：結(jié)合武漢科技大學(xué)《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出改革的方向。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)教改

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2014）08-0054-02

作者簡(jiǎn)介：王玉華，男，博士，副教授，研究方向?yàn)榉蔷€性光學(xué)、金屬納米材料；李祖睿，男，助教，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

基金項(xiàng)目：本文系武漢科技大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“材料物理前沿課程加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)研究”（編號(hào)：2009029）的研究成果。

21世紀(jì)科技的發(fā)展要求高校更注重人才思維能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程作為大學(xué)生進(jìn)校后的第一門(mén)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)具有重要作用和意義。因此，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育教學(xué)發(fā)展的必然舉措。但目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)還存在很多問(wèn)題，妨礙了對(duì)大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和思維能力的培養(yǎng)。

武漢科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）下設(shè)15個(gè)學(xué)院，其中10個(gè)理工科學(xué)院的50個(gè)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，每年平均有約4000名學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)多年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度和實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)方法、教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面還存在一些需要改進(jìn)和提高的地方。

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是許多高校的一門(mén)公共基礎(chǔ)課程，是高校學(xué)生進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的開(kāi)端，不僅讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方式和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，特別是掌握與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展的能力。[1]但是，以我校為例，在知識(shí)傳授為背景的傳統(tǒng)教學(xué)思想支配下，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和新形勢(shì)下人才培養(yǎng)的目標(biāo)與目的還存在著很大的差異。

1.經(jīng)典、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，學(xué)生創(chuàng)新能力弱。目前的物理實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)多來(lái)源于課本講義，很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前都已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果爛熟于心，只是將實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果驗(yàn)證一遍，這種情況直接導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)的意義缺失。另一個(gè)重要的問(wèn)題是，現(xiàn)在的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與社會(huì)需求相脫節(jié)，社會(huì)需要實(shí)踐性人才，而大學(xué)實(shí)驗(yàn)卻跟不上社會(huì)步伐，創(chuàng)新能力得不到提高。

2.教學(xué)模式單一，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔恪，F(xiàn)階段，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程一次課為90分鐘，普遍采用學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上操作、課后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的教學(xué)模式來(lái)完成。在短短的90分鐘課堂時(shí)間里，學(xué)生需要掌握實(shí)驗(yàn)原理、儀器原理、儀器操作和實(shí)驗(yàn)測(cè)量并完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理存在很大難度，而學(xué)生一旦課前預(yù)習(xí)效果不佳，課堂實(shí)驗(yàn)測(cè)量的效果就更是大打折扣了。課堂上教師一般還對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟、儀器操作方法等一一交代清楚，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的內(nèi)容和教師講解規(guī)范來(lái)做就可以完成，缺少了獨(dú)立的思考機(jī)會(huì)，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒和敷衍了事的心態(tài)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ貌坏藉憻挕?/p>

3.師資力量薄弱、考核方式單一、實(shí)驗(yàn)儀器陳舊。我校理學(xué)院物理系教師40名，每個(gè)學(xué)期需要承擔(dān)約4000名本科生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，教學(xué)工作量大，內(nèi)容單一重復(fù)，教師易產(chǎn)生疲勞感。我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核一般是由平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)按比例組成。平時(shí)成績(jī)包括學(xué)生上課情況和課堂表現(xiàn)，期末成績(jī)一般參照學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果是課后完成，易出現(xiàn)雷同、抄襲等現(xiàn)象，難以達(dá)到檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰团囵B(yǎng)目的的效果。此外，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備自2005年之后就沒(méi)有進(jìn)行過(guò)大的更新?lián)Q代，實(shí)驗(yàn)設(shè)施和儀器部分出現(xiàn)老化情況，現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少，這也是國(guó)內(nèi)高校普遍存在的現(xiàn)狀。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

1.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中，應(yīng)逐步建立起以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的新的教學(xué)理念。通過(guò)對(duì)教學(xué)目標(biāo)的修訂，敦促教師在教學(xué)實(shí)踐中將手把手、扶著走的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極引導(dǎo)、啟發(fā)，放手讓學(xué)生去大膽實(shí)踐。[2]逐步調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，在原有教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)代科技發(fā)展的需要，注重實(shí)用性，培養(yǎng)創(chuàng)新性。有針對(duì)性地提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，有效提高思維活躍、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.實(shí)踐開(kāi)放式教學(xué)理念。開(kāi)放式教學(xué)理念不光是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重新考量，對(duì)實(shí)驗(yàn)教師、學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室也有新的要求。實(shí)踐開(kāi)放式教學(xué)，要求實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生創(chuàng)造寬松自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，引導(dǎo)和幫助學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)；要求實(shí)驗(yàn)學(xué)生不局限于課本和教材，自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并努力去解決問(wèn)題，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)；要求實(shí)驗(yàn)室具備水平較高的實(shí)驗(yàn)設(shè)施，在時(shí)間和空間上能夠保證教師和學(xué)生的科研需要。

3.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)交互式教學(xué)平臺(tái)。雖然目前我校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資力度大大增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境得到了改善，但仍然存在經(jīng)費(fèi)比較緊張，實(shí)驗(yàn)條件不夠完善，以及人機(jī)矛盾等方面的問(wèn)題。為此，利用現(xiàn)代教育技術(shù)就成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中極為重要的手段之一，近年來(lái)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)開(kāi)始走進(jìn)了高校的校園，這是一種以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)為核心的多媒體輔助教學(xué)模式。因此，我們可以建立數(shù)字化教學(xué)資源庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)課程、作業(yè)提交系統(tǒng)、考試系統(tǒng)，答疑系統(tǒng)、課件發(fā)布系統(tǒng)、精品課程、網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教案、網(wǎng)絡(luò)課堂、智能化遠(yuǎn)程教學(xué)與技術(shù)等，這種網(wǎng)絡(luò)交互式教學(xué)模式，具有靈活性、開(kāi)放性、多層面性等特點(diǎn)。我院大學(xué)物理課程為省級(jí)精品課程，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程為校級(jí)精品課程，這些都為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提供了很好的理論指導(dǎo)和數(shù)字化資源，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上可以包括以下一系列內(nèi)容：文本、圖形圖像、音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)、課件等。[3]教師也可以結(jié)合自己的科研實(shí)驗(yàn)，將一些相關(guān)的成果（包括論文、專(zhuān)利及制作發(fā)明等）通過(guò)這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行資源共享。

4.改革實(shí)驗(yàn)考核方式方法。目前國(guó)內(nèi)各高校常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)考核方式為：筆試考核、實(shí)驗(yàn)操作考核和課堂實(shí)驗(yàn)考核，等等，但這幾種考核方式在—定程度上依然存在不足，需要繼續(xù)改進(jìn)。借鑒國(guó)內(nèi)部分高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核改革措施，實(shí)行多元化、分層次的考核模式是當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核改革的有效方法。

（1）多元化考核。根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解、科學(xué)作風(fēng)、分析解決問(wèn)題能力和探索精神等為基礎(chǔ)，主要根據(jù)平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)進(jìn)行綜合評(píng)定。例如，總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×50%+期末考試成績(jī)×50%，其中平時(shí)成績(jī)由課前預(yù)習(xí)（20%）、課堂操作考核部分（40%）和實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）三部分組成。另外，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)學(xué)科特點(diǎn)，期末也可采取不同的實(shí)驗(yàn)考核辦法。

（2）分層次考核。目前我校一本、二本和專(zhuān)科均開(kāi)設(shè)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，針對(duì)不同層次的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)考核的重點(diǎn)也不同。在考核中對(duì)一、二本學(xué)生的考查傾向于應(yīng)用創(chuàng)新、探索實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等，對(duì)專(zhuān)科學(xué)生則為基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用能力等方面的考查。

根據(jù)我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)高校對(duì)這一領(lǐng)域的研究情況，改變傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、改革傳統(tǒng)教學(xué)方法、改善教學(xué)環(huán)境是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的必由之路，以此才能適應(yīng)新形勢(shì)下高校人才教育的發(fā)展需要。

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（編輯：易繼斌）