淺談大學物理實驗教學體系的構建和優化

薛禹（北華大學　物理學院，吉林　吉林　132013）

淺談大學物理實驗教學體系的構建和優化

薛禹
（北華大學物理學院，吉林吉林132013）

摘要：我國教學改革的進一步深化，教育現實為教學提出了更高的要求。在以生為本的教學理念支持下，實驗項目的模塊化發展是基礎，實驗教學內容的進一步優化是核心，層次教學是重要的手段，實驗教學運行方式的改善和實驗管理模式的變革是保障，針對本校的物理實驗教學體系的現狀，對其進行進一步的優化和構建，希望可以實現教學質量的進一步提升，充分調動學生學習的積極性，提升動手能力，進一步培養學生的動手能力和創新精神。

關鍵詞：大學物理實驗；教學體系；構建和優化

國際金融危機在消退后，中國經濟的增長逐漸恢復。從這次經濟危機對我國的影響中得知，中國經濟遭受了一次重創，不僅影響了我國的實體經濟，同時也對我國的民生產生了深遠的影響，其中最為突出的就是就業形勢變得愈發嚴峻，學生在就業和工作中都面臨著巨大挑戰，面對嚴峻的就業環境、經濟發展和社會環境的變革中，教學中的基礎教學課程改革也需要進一步推進，學生需要具備理論和實踐相結合的綜合能力。在大學物理教學中高質量的物理實驗教學成為了一項重要的教學工作。

一、大學物理實驗教學的意義

大學物理實驗課程是工科學生在進入大學后第一次接觸的實驗課程，同時也拉開了大學生開展研究和實踐學習的序幕。作為基礎性的實踐學科，它對學生的動手實踐能力的培養具有重要意義。物理實驗的內容體系可以分為三個層次：基礎性、綜合性、設計性；其中包含了基本量的測量和近代物理學實驗方法和技術的應用，凸顯了由淺入深，由簡單到復雜的階段。對實驗項目和內容實行了具體規劃；實驗中主要涉及的方法有對比法、放大法和干涉法等；其中還包含了誤差的發現和消除，對不確定計量的詳細誤差研究理論等。[1]同時還能實現大學生創新能力的培養，在應用型人才的培養中具有重要的意義。

二、實施分層次教學，實現教學模塊的優化

當前，我校大學物理實驗課程主要面向多個學院的20多個專業，全年一共開設了一百多個行政自然班。針對不同學科的專業要求，物理實驗教學中心實施了分類教學，一共分為三個層次。第一層次主要面對工科學生；第二層次是面對理科學生；第三層次是面對農醫科學生。并且實現了將大學物理實驗從理論教學中分離，成為一門獨立課程，對教學大綱和教學計劃進行獨立編寫。實現了在聯系理論知識的同時靈活的組織并開展實驗教學。物理實驗教學的中心需要對三基進行審視，三基分別是基礎知識、基本方法和基本技能，實驗教學內容對原有的基本實驗項目進行了篩選，并適當地進行了調整和改進。同時要做好學校設備和經費的支出項目建設，積極向省教育和財政廳尋求項目支持資金。逐步開設虛擬實驗遠程教學系統、光學和電路設計等綜合性、設計性強的實驗室。[2]

三、豐富教學內容，提高學生學習興趣

觀察以往的物理實驗教學內容，物理實驗需要對多個教學主體進行開放，但是學校內的實驗儀器數量和實驗項目是一定的，基于此教師要對不同程度的實驗進行開發，多在幾個班級中展開難易程度不同的實驗課程。實踐課程和理論課程之間是相互脫節的，不具有層次性特征，也沒有先后的區別，對專業方向也沒有清楚的區別。大學物理實驗課程要對基礎實驗進行保障，同時還要豐富和創新教學內容，實現教學內容和時間上的聯系，爭取同步進行，不斷提升起點，減少簡單性驗證實驗的開展，在教學中加入更多綜合性實驗內容，結合大學物理教學的理論建構具有基礎性和綜合性的多種實驗。對必選和自選實驗的比例進行適當調整，保證在完成必選實驗的前提下，為學生準備更多實驗項目，結合學生的專業，結合學生的興趣，實現學生實驗項目選擇的自主性。這樣學生在掌握必要的實驗技能后，實現自由選擇實驗項目，做自己喜歡的實驗，保證學生在實驗中保持積極良好的情緒，促進學生在實驗中的創新和思考。[3]在保證學生可以單獨完成實驗的前提下設置更多的實驗方法。同時還要開設綜合性較強需要多人合作完成的實驗項目，實現兩人或兩人以上的分組實驗，實現學生團隊合作能力和科技創新能力的提升。

四、改善教學方式，實現教學效率的提升

多媒體課件的應用在教學方法的進一步完善中是十分普遍的做法，但是多媒體教學課件中很多都是制作粗糙、華而不實，針對這一現象，部分院校的實驗中心教師制作了許多實用性強、配套完善的多媒體課件，其中充分展示了實驗原理、詳細的操作過程和細致的數據測量以及實際應用等，具有直觀、生動等特點。但是對于怎樣利用好多媒體教學資源，教師程度不夠，使用課件還不如不用，并不是所有的教學項目都適合應用多媒體。要想達到良好的教學效果，在多媒體技術使用的同時還要確定最佳切入點，掌握好時機，在適當、適度、適時的情況下引入多媒體教學技術。不如在解決抽象的疑難問題中，教師可以采用多媒體授課形式，對學習氣氛進行調節，保證學生注意力的集中。否則對抽象問題進行單純性講解是十分枯燥的，造成教學效率的下降。當前基本上所有的學生都已經有了電腦，就算沒有電腦的同學也會經常上網。學生對通過網絡途徑傳播的內容比較容易接受，因此教師可以將原理復雜、步驟繁瑣的實驗演示在學院的網絡上進行上傳，學生既可以實現網上預習，還能在課后或課余時間進行復習，教師在使用課件講解中可以實現教學的重點的突出講解和演示，避免教師在短暫的時間中不能將原理講清楚、講明白，例如教師在講臺上對一臺實驗儀器的演示中，會有很多學生看不到或者看不懂的現象發生，影響實驗教學的進程。[4]

五、使用多種教學手段，培養創新意識

對于物理實驗教學教師缺乏教學技能的缺陷，教學手段傳統陳舊、單一，通常采取保姆式的教學方法，學生在學習中遇到任何困難就向老師發問，教師不是引導和啟發學生而是直接告訴學生怎樣實施，造成學生思維被限制的問題。一門無趣且具程序化課程會讓學生感到枯燥，甚至對物理教學實驗產生抵觸情緒，參與實現教學往往抱著應付的態度，沒有發揮寶貴的實驗資源，對學生能力和素養的提升及學習積極性造成阻礙，同時也阻礙了學生創造性思維的形成。針對動手能力較差的學生，物理實驗指導教師可以對實驗內容進行詳細講解，結合物理實驗設置問題情境，激發實驗探究興趣，培養創新意識，以及提出問題、分析問題和解決問題的能力。情景的創設主要是為了實現學生將已經掌握的知識和新知識之間產生的沖突，進一步激發學生發現和探究問題的欲望，提出有價值的問題設想。指導教師可以利用生活、實驗和社會中存在的實際問題，創設發現和提出問題的情景。教師要縮短知識講解的時間，讓學生多用眼看，多動手操作，多用腦思考，在問題出現后可以實現學生對問題進行獨立解決，避免教師代替學生學習，導致學生在教學中沒有任何事情可做的情況發生，使學生體會到自己在每一個步驟中都能實現自身能力的提升，學生的想象力可以得到充分發揮，在實驗中獲得成就感，在保證實驗完整性的基礎上，對學生的實驗記錄數據和分析進行檢查。并且不斷鼓勵學生利用有限的器材進行實用性的實驗擴展，對實驗進行改進，將實驗內容和生活內容進行相應的聯系，擴展學生實驗的應用性。

六、利用科學化管理，實施開放式教學

傳統實驗考評法中主要是課堂中操作、課前預習以及完成課后實驗報告等，在以上的每一項過程中教師都要給出公平公正的評價，認真對待對學生的考評。但是這些都只是機械的重復性措施，對學生的實驗報告作假抄襲等現象不能實現制止，造成最后的實驗評價成績對學生的創新和動手能力沒有充分的體現。因此，教師要實施免試和實踐操作結合的考評方法，實行對學生的綜合性評價，在考評中加入學生開放性實驗和設計性實驗中體現出的創新意識、動手操作能力的評價等，并確定操作能力較好、成績比較優秀的學生名單。同時還要為學生提供相對寬松且對學生個性發展十分有利的氛圍，在保證學生完成一定數量的基礎實驗，在學生掌握了基本技能和方法后，教師可以為學生實施開放式教學。開放式教學模式可以通過網絡平臺來實現，物理實驗可以利用學院網對學生實現教學網絡化管理。在校園網上建立物理實驗中心網頁，利用網上實驗預約和網上服務的功能。學生在校園網上可以充分自由選擇自己喜歡的實驗實踐，瀏覽物理相關知識，對實驗成績進行等；在開放性物理實驗教學中要以設計性課程為主。該途徑是實現學生能力提升的重要途徑之一。教師可以在學校的網頁上對設計性實驗項目開放時間進行公布，結合實驗要求，對相關資料進行查閱和查找，畫出實驗設計圖，教師對其理論可行性進行檢查，并為其提供實驗方法和實驗儀器，幫助其初步制定實驗步驟，在授課時間獨立完成實驗。

七、課外實驗基地的建設

實現創新實驗教育是一個比較漫長的過程，它同學校的師資水平和教學設施之間有著密切聯系，建立基礎物理實驗和物理實驗的活動小組，擴大學生的視野，還能激發學生的學習興趣，經常對學院專家和教師進行邀請，促進其對學生新產品的研發進行指導，保證學生科研、實驗的質量，促進學生在物理實驗課程中的積極性，同時還實現了對學校教育資源的充分利用。

八、結束語

依據學生的綜合實驗素質和創新能力的提升，對教學模塊實施分層系優化，建立和優化物理實驗教學的體系。此外還要對教學運行的方式進行變革，優化物理實驗室的管理，開展開放式實驗教學，不僅可以提升學習的積極性和主動性，同時還對非實驗室中的資源進行了充分利用。通過近幾年的教學實踐和教學成果可知，大學物理實驗室教學體系在實施后大大促進了教學質量的提升。主要體現在兩個方面，一是學生的實驗成績在不斷的提升，學生對實驗教學的更加重視，學生在實驗教學中的積極性較高，可以在實驗教學中體會到一定的樂趣。另外，課外物理實驗成果在省外的學術比賽中獲得了許多獎項。但是我們需要知道的是，實驗教學體系的建構和優化并不是一朝一夕就能實現的，需要一個過程，對大學物理實驗教學體系優化和評價，以及長遠效益還需要進一步的跟蹤和調查。

參考文獻

[1]鄭軍，樊艷，周國泉.大學物理實驗教學體系的構建和優化[J].中國科技信息，2008，2：220-221.

[2]張欣艷，王暢，趙達.大學物理設計性實驗教學體系的構建[J].高師理科學刊，2009，5：102-104.

[3]郭軍.大學物理研究性實驗教學體系的構建[D].華中師范大學，2006.

[4]張玲玲.大學物理實驗研究性教學體系的構建與實踐[J].才智，2014，6：151.

[5]潘光義.大學物理實驗教學質量評估體系構建研究[J].教育教學論壇，2013，40：171-172.

Abstract:As China's reform of teaching has been deepening further, education reality proposes higher requirements for teaching. With the support of a student-centered teaching philosophy, modular development of pilot projects is the basis and further optimization of the experimental teaching content is the core, the level teaching is an important means. Changing operation mode of experiment teaching and reforming experimental management mode is the protection. Aiming at the status quo of the teaching system of physics experiment in our college, the further optimization and construction has been done, hoping to improve the quality of teaching, fully mobilize the students' enthusiasm and train students' operating ability and initiative spirit.

Keywords:university physics experiment; teaching system; construction and optimization

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）05-0097-02

作者簡介：薛禹（1984-），男，漢族，吉林省吉林市人，碩士，北華大學物理學院，助教，研究方向：物理學。