創新大學物理實驗教學的實踐與研究

摘 要：闡述了大學物理實驗課程的地位與作用，分析了大學物理實驗教學存在的主要問題，提出了實驗教學的改革思想。

關鍵詞：大學物理實驗；教學改革；人才培養質量

中圖分類號：G642.4文獻標識碼：A文章編號：2095-7394（2015）02-0101-03

0 引言

物理學是自然科學的基礎，物理學的思維方法和研究方法應用于自然科學的幾乎每一個領域，是近代高新技術主要的源泉。大學物理是理工科非物理專業的一門重要的必修基礎課，不論從知識體系、方法論體系還是哲學思想體系，都是訓練學生智能和培養學生科學素養的教育載體。大學物理是一門實驗學科，物理概念的建立、物理定律的發現，都有堅實的實驗基礎，實驗在物理學的發展中有著巨大的意義和推動作用。物理概念的建立和物理規律的發現，都以嚴格的科學實驗為基礎。另一方面，物理規律的正確與否、適用范圍也必須經得住實驗的檢驗。大學物理實驗課是一門獨立設置的基礎必修課程，是學生進入大學后接受系統實驗技能訓練和創新能力教育的開端，更是一系列專業實踐訓練的重要基礎。大學物理實驗教學的目的是通過系統的物理實驗訓練，使學生具有一定的物理實驗基礎和基本技能，培養、提高學生的觀察與分析實驗現象的能力，理論聯系實際的獨立工作能力?？傊?，大學物理實驗教學作為物理教學的重要內容、重要方法、重要基礎和重要手段，決定了實驗教學在物理概念、規律的教學中，和在培養學生能力、興趣等方面都有無可替代的重要作用，影響著人才培養的質量。

1 大學物理實驗教學現狀

1.在教育觀念上，目前仍然存在著重視理論知識傳授、輕視實踐能力培養的傾向。學生實驗動手能力的訓練程度的薄弱，特別是在設計型、綜合型和創新型實驗的訓練與培養上力度的不夠，提供給學生的實驗學習與訓練的空間較小。

2.教學模式單一，現有的物理實驗教學模式一般是教師先講解實驗原理，再講解并演示操作步驟和過程，指出實驗中應注意的問題，然后學生測量出相應數據。這種教學模式難以調動學生的主動性和積極性，很難激發其自身的創新思維，也不利于創新素質的培養。在實驗教學過程中，未能有效實施因材施教，不利于學生個性發展。

3.教學內容陳舊，主要是一些經典的、以驗證某一物理理論為主的實驗內容，與當今高新科技聯系相距較遠，時代感不強，實驗結果都在意料之中，缺少進一步探究的過程。

4.儀器自動化程度較高。先進的實驗設備減少了人工的參與，操作更加方便，提高了實驗的效率，這是先進實驗儀器的積極作用。然而，此類實驗對學生而言，先進設備操作過程過于簡單規范，學生的思維能力、動手能力得不到應有的訓練。

5.實驗考核方法單一.現行的實驗評價方法缺乏科學性。大部分教師僅僅依靠實驗報告內容進行考核作為該課程成績的評定標準。這樣就無法避免一些學生為獲取高分而不獨立完成實驗的現象，能力考核虛多實少，無法真實反映學生的實際操作水平和創新能力。

另外，師資力量相對薄弱、實驗經費不足、網絡資源利用不充分等也制約著大學物理實驗教學。

2 大學物理實驗教學的改革舉措

大學物理實驗必須堅持“理論實踐并重，能力素質為先”的教學理念，在教學內容上堅持“基礎性與先進性相統一，應用性與選擇性相結合”的原則，逐步形成重視通識教育，強調實踐教學，注重學生科學素質的提高與創新能力培養的教學特色。從教學環境、教學體系、教學內容到教學手段等方面改進大學物理實驗教學。

2.1 革新教育教學觀念

長期以來，物理實驗教學過程中一直存在著不同的看法，比較有具有代表性的看法就是：物理實驗是物理理論知識教學的、實驗能力輔助教學，教學目的就是要去驗證物理學的定理、定律，這種觀念在教學中強調傳授知識，忽略了學生動手能力的培養。隨著科技的飛速發展，知識更新速度加快，信息教育技術的實施，素質教育的要求，迫切要求教育工作者轉變教學觀念，樹立起以學生為本，知識、能力、素質協調發展，以培養具有創新精神和較強實踐能力的高素質人才為根本宗旨的新的實驗教學理念和以培養創新能力為核心的實驗教學觀念。淡化理論知識教學與實踐教學的界限，實踐教學與理論教學并重，將理論教學與實踐教學有機結合。實踐教學不是理論知識教學的輔助，而是理論教學的延伸。實踐教學的目標不是簡單地驗證理論知識，而是真正提高學生的實踐能力，培養創新精神。教師應引導學生大膽提出問題、善于發現和提出問題，并在師生間多向交流、相互探討中解決問題。老師還要鼓勵學生不迷信權威、

不滿足現在的唯一答案，創造性解決問題，不斷拓展學生思維的發散性。

2.2 改進教學方法

傳統的實驗教學模式是以“教師為中心”，往往忽視了學生自主學習探索的能力。針對實驗教學改革中存在的問題，應將培養學生的創新意識和科學精神作為教學改革的指導思想，將兩種模式有機結合，探索和實踐一種教師的主導作用和學生的主體作用相結合的“整體式”創新教學模式。引導學生積極思考和探索，充分調動學生的學習積極性；采用開放式和探索式教學，鼓勵學生參與大學生課外科研活動。實踐證明，這種“學教并重”的創新教學模式有利于調動學生與教師雙方的積極性，既發揮了教師的主導作用，又發揮了學生的主體作用，有利于培養學生發現問題、分析與解決問題的能力，促進其創新意識與批判性思維的形成。

2.3 建立新的教學體系

對教學內容進行整合和優化，形成從低到高、從基礎到前沿、從傳授知識到培養能力的逐級提高的大學物理實驗課程體系。實行“預備性實驗、基礎性實驗、綜合性實驗、研究性實驗”4個層次的實驗教學課程體系，充分體現基本實驗技能的系統訓練與科學研究能力相結合。

由于部分學生在中學階段實驗課程開設得并不理想，在講解數據處理、誤差分析理論的同時，首先進行預備性實驗，讓學生熟悉實驗室，學會常用測量工具的使用以及電表的使用、改裝等等。然后再根據實驗室的設備情況、實驗內容及學生知識水平，精選一些既不受較深理論限制，又能保持實驗內容的物理實驗項目作為基礎實驗，如示波器的原理和使用、聲速的測定、惠斯通電橋，分光計調整、電勢差計測電動勢等，對學生進行必要的基本技能訓練。

在基礎實驗的基礎上，引入選修實驗，學生完成基本實驗技能訓練后，可以根據自己的專業能力和興趣選擇實驗項目完成剩余的教學內容，選做實驗給學生學習以充分自主權，激發了學生的學習興趣，實現基本能力培養共性教學與個性化教學相結合的目的，因材施教，充分調動學生學習的積極性和主動性。

設計性實驗則要求學生根據實驗室能夠提供的條件，在規定的時間內，通過查閱資料，設計實驗原理，擬定實驗方案，選擇儀器設備，確定實驗程序和注意事項，調整測試，合理處理實驗數據，寫出完整的實驗報告。設計性實驗是對學生進行的一種介于基礎教學與科學研究之間的教學實驗，它對開拓學生思路、鍛煉學生思維能力、擴展學生知識面、培養學生的科學實驗能力具有非常重要的意義。

這種既保證經典實驗項目的開展，強化基礎訓練，又強調設計性、綜合性實驗的課程體系，促使驗證性實驗向設計、探索性實驗的轉化。隨著設計性探索實驗及學生課外活動小組等科研活動教學改革的深入開展，不僅促進了對學生創新意識的培養，還能幫助教師知識面的拓展及科研水平的提高，使學科整體實力不斷提升。

2.4 構建新的實驗教學評價制度

實驗教學考核內容包括平時成績（包括實驗操作、課堂提問、實驗報告等）、期末操作考試成績、期末筆試成績、實驗設計大綱或實驗小論文成績等4部分。具體辦法如下。（1）實驗課程結束后進行實驗操作考查和筆試。（2）實驗評分標準：平時成績占20%；期末實驗操作考查占40%；理論筆試占20%；設計性實驗或實驗小論文占20%。（3）實驗操作考查不合格者一票否決，無設計性報告者最高成績為“良”。

2.5 其他

重視和加強實驗師資隊伍建設。實驗教學的改革不僅需要配套的軟硬件設施，也需要高素質的師資力量。建設一支結構合理、業務素質高、熱愛實驗教學的師資隊伍是實驗教學改革可持續發展的根本保障?？梢酝ㄟ^培訓、進修、引進等多種方式，不斷提高和更新實驗教師隊伍的知識水平和業務素質，以保證實驗教學質量的穩定提高。

3 結語

大學物理實驗教學改革是一項系統工程，廣大物理教學工作者要不斷地探索和創新，與當前應用型高等院校的辦學理念及特色相適應，同時，要借鑒國內外知名大學的成功經驗，敢于創新，打破傳統教學思想的束縛，從教育理念、教學內容體系、評價考核制度等方面深入進行改革，以適應新時代、新形勢對人才培養的要求，真正為培養應用型人才服務。

參考文獻：

[1]何永凡，周紅，周曉兵.基于STS理念的大學物理實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2011，9（5）：78-81.

[2]張銳波，沈劍峰，杜金潮.大學物理實驗創新教學[J].實驗室研究與探索，2010，29（1）：80-82.

[3]張慶國，尤景漢，陳慶東等.大學物理實驗教學改革的實踐與探索[J].物理與工程，2008，18（4）：48-50.

[4]畢麗娜.建立實驗教學新體系建設實驗教學示范中心[J].實驗室科學，2006，5：4-6.

Abstract：Based on the position and function of college physical experiment，main problems existing in college physical experiment have been analyzed and，the reform ideas of experimental teaching has been put forward in the paper.

Key words：college physical experiment；teaching reform；quality of personnel training

責任編輯 祁秀春