新視角下的大學物理實驗教學

張燕　李曉敏

摘要 大學物理實驗是培養學生的科學思維方式、勇于探索和實踐創新精神的重要實驗學科。從教學理念、教學手段、教學內容和評價方式方面，詳細分析了大學物理實驗教學中的存在的幾個問題，還結合當前“MOOC（慕課）”教學模式，探討了如何改進大學物理實驗教學。

關鍵詞 大學物理實驗 教學 慕課

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.08.063

A New Perspective On College Physics Experiment Teaching

ZHANG Yan， LI Xiaomin

（Shandong Xiehe University， Ji'nan， Shandong 250109）

Abstract University physics experiment is an important subject for students to cultivate the scientific thought method， creative and exploring spirit. This paper analyses several problems in physics experiment teaching on teaching ideal， teaching means and teaching evaluation. Combined with the current teaching mode of "MOOC"， how to improve the university physics experiment teaching is also explored.

Key words college physics experiment; teaching; MOOC

引言

大學物理實驗是一門重要的實驗學科。無論是物理規律的發現，還是物理理論的驗證，都有賴于實驗，通過對實驗現象的觀察分析和對物理學的測量學習，使學生掌握物理學的基本知識、基本方法和基本技能，加深對物理學的理解，培養學生分析和解決問題的能力。因此物理實驗教學是培養綜合素質人才的重要手段。然而，隨著教學理念，教學手段的不斷革新，尤其是以“MOOC（慕課）”①為代表的新型教育模式快速發展，大學物理的教學也面臨巨大的挑戰。本文結合當前大學物理實驗教學中存在的一些問題，進行了全面系統的分析和探討研究，并提出了建設性建議，以期為高校的大學物理實驗教學改革提供借鑒。

1 大學物理實驗教學中存在的問題

1.1 教學方法和手段單一且長期不變

傳統的實驗課模式是教師首先讓學生提前預習實驗內容，書寫預習報告，然后在課上教師講授實驗原理內容、實驗儀器操作和注意事項，最后是學生自己動手操作實驗。通常教師講授的時間是20～30分鐘，在短暫的時間里學生接受的信息量是極大的，很難全部消化吸收，而且有的學生在預習的時候就有很多疑問，這些都給后來的操作帶來更大的困難。因此學生在做實驗時就表現出動手能力不足，主動思考問題的時間少，不得不求助老師或其他同學，從而喪失了獨立思考解決問題和鍛煉動手能力的機會。

1.2 實驗教學理念落后

長期以來大學物理的教學理念認為：只要實驗講義中把實驗原理、操作步驟、注意事項等寫的非常詳細，學生只要看著“說明書”獨立測定出正確的實驗結果，這就是成功的一次實驗。很顯然學生的這種機械模仿，無疑對培養他們的想象力和創造力是不利的，也有悖實驗教學的初衷。②

1.3 實驗教學內容體系有待更新和提高

目前各高校大學物理實驗課是獨立于理論課的一門課，有專門的教材，理論內容嚴謹，內容全面充實。在知識的選取上以經典物理實驗為主，而且主要集中在力學、電磁學和光學部分，驗證性實驗居多，旨在培養學生的實驗操作能力。在課程設置上，也存在幾個問題：首先實驗與理論教學不同步，很多學校不在同一學期開設，導致學生在做實驗的時候感覺理論內容已經生疏，造成了理論與實驗脫節;其次課堂的演示實驗比較少，演示條件落后，致使學生感覺物理知識太抽象，遙不可及;最后物理實驗內容題目較少，選題范圍窄，沒有針對不同層次和不同專業的學生進行設置，無法滿足不同學生的學習需求。

1.4 評價方式不合理，無法調動學生積極性

每次完成實驗后，學生把實驗數據讓教師核對簽字，教師根據數據是否正確來判定學生的實驗成敗，直到測到數據正確為止。課下學生在已有的實驗報告模式上撰寫實驗報告，一次實驗課就此結束。最后的大學物理實驗成績分三部分：預習成績（20%）+操作成績（40%）+報告成績（40%）。其中預習報告大多是學生把實驗指導書上內容的搬家，無法體現學生預習的成效，教師也無法得知學生在預習時遇到什么問題;操作過程則是學生被動地重復老師的演示步驟，就能成功測到數據，難以調動激發學生的積極性和創新觀念;最后的實驗報告都是千篇一律的格式，只是數據不同，不利于鍛煉學生科研寫作能力。

2 改進大學物理實驗教學的措施

2.1 更新教學觀念

開設大學物理實驗的目的是使學生通過物理實驗學會如何解決物理問題，而不是教學生使用儀器設備。學生要通過實驗掌握物理規律，學會用實踐檢驗物理理論，從而進一步發現問題，解決問題。作為教師，我們應該充分認識到實驗教學的目的和意義，樹立更高的實驗教學目標。

2.2 提高教學方法和教學手段

隨著計算機網絡技術的發展，網絡教學廣泛應用到實際教學中。例如，以“MOOC（慕課）”為代表的大規模在線課程給我們帶來了全新的教學模式。③在“慕課”里，使用片段化教學，把視頻課程分解成10分鐘左右的微課程。④學生可以在課下提前觀看教學視頻，且視頻可以重復播放。教師和學生還可以在線互動，學生在學習中遇到的問題可以在交互平臺上提出，幾分鐘內就可以被解答，實現了線上教學。大學物理實驗的教學完全可以引入“慕課”教學模式。教師可以提前把實驗內容的微視頻發布到網上供學生觀看，在課下學生就通過平臺熟悉實驗相關內容，就不會出現以往在短時間接受老師的巨大信息量而無法消化，導致做實驗時困難重重的窘況。在實驗課上教師則側重深入指導、探討和解決實驗中遇到的問題，實現“課堂翻轉”。

2.3 合理安排實驗教學內容

大學物理實驗教學和大學物理理論教學應該合二為一，而不是相互獨立，實驗內容應該緊跟理論教學內容。在內容的選取上，應該增加研究型、設計型和綜合型的實驗，同時讓演示實驗豐富課堂教學，⑤以提高學生的學習興趣和求知欲望。教師還應該針對不同層次和不同學科的學生開設不同的實驗，提出不同的內容和要求，滿足學生的求知探索和創新的欲望。

2.4 考核評價方式應更加科學、全面、準確

實驗考核應對學生采用全過程評價。課前的在線學習可以根據學生參與提出問題和解決問題的活躍程度以及視頻關注度進行評價，這部分成績可占20%。對于實驗操作過程，教師要對學生實驗過程中的環節，如動手操作能力情況、數據記錄等，進行逐個考查，這部分可占40%。對于實驗報告，除了要對實驗數據的真實性和數據處理做評價，還要注重學生能否對實驗中出現的問題作出合理的解釋，這部分成績占40%。⑥筆者以為這種評價體系更客觀，更真實有效，能提高學生的學習積極性和培養學生的創新能力。

3 結束語

物理首先是一門實驗課程，它旨在培養學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，因此大學物理實驗教學至關重要。筆者通過分析當前大學物理實驗教學中存在的幾個問題，從教學觀念、教學方法和手段、教學內容以及評價方式方面，還結合當前“慕課”的教學模式，提出了建設性的改革措施，以促進大學物理實驗的教學改革，提高教學效果，增強學生的實踐和創新能力。

注釋

① 張鷙.“慕課”（MOOCs）發展對我國高等教育的影響及其對策[J].河北師范大學學報（教育科學版），2014.27（2）：90-92.

② 吳海英.《大學物理實驗》改革的幾點建議[J].大學物理實驗，2015.28（1）：101-103.

③ 姜明文，李興洲.“慕課熱”之思考[J]. 河北師范大學學報（教育科學版），2014.16（2）：100-115.

④⑥宋金璠，郭新峰等.微課在大學物理實驗教學中的應用[J].物理實驗，2015.35（2）：12-16.

⑤ 王化忠.中美大學物理實驗教學模式的比較研究[J].云南農業大學學報，2013.7（1）：54-58.