大學物理實驗教學方法改革探討

王國友　彭柯銘　戴圣偉，鄧志宏　文景　陳光偉

摘要：針對大學物理實驗教學的現狀，本文從學生學習物理實驗的課前預習、課堂教學和成績考核方法等方面進行教學方法改革，激發了學生對物理實驗的主動性，提高了學生的動手能力和創新能力，從而提高了物理實驗的教學質量。

關鍵詞：大學物理實驗；教學方法改革；自主式學習

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）32-0275-02

大學物理實驗是理工科專業學生必修的一門重要的基礎課程，它不但具有豐富的實驗思想、方法和手段，而且提供綜合性的基本實驗技能訓練，是培養學生科學實驗能力、科學素質和創新能力的重要基礎課程。它在培養學生動手能力、分析問題和解決問題的能力，培養學生嚴謹的科學思維、創新意識和適應現代科技發展的綜合能力等方面具有其他實踐類課程不可替代的作用。然而，傳統實驗教學是一種應試教育，根本不利于培養學生的這些能力，嚴重制約著教學質量的提高和創新型人才的培養。因此，改革現有的實驗教學模式已經迫在眉睫。

一、目前大學物理實驗教學存在的問題

（一）教學方法過于單一

在傳統的物理實驗教學中，教師先講解實驗目的、原理、步驟和注意事項，介紹儀器并做演示實驗，然后學生就按照老師講解的步驟進行重復，把測量數據記錄到實驗報告紙上。這種“依葫蘆畫瓢”的實驗教學模式不免使實驗教學枯燥無味，無法激發學生的學習興趣，抑制了學生的主動性和積極性。

（二）學校對實驗不夠重視

學校對物理實驗不太重視，投入經費較少，致使實驗設備更新換代等無法得到滿足。目前普遍認為，理論教學才是學校教學的重點，實驗只是對理論的補充，學校在壓縮實驗課時的同時，這門課程的學分也比相應理論課的學分少很多。這些觀念和做法都在很大程度上降低了學生對物理實驗重要性的認識，使學生重視理論知識學習，輕視動手能力的培養。

（三）成績考核方法太簡單

學校要求每個學生在做完一個物理實驗之后寫一份實驗報告，教師基本上就根據學生這份實驗報告的完成情況給一個分數，然后根據平時的所有實驗分數的總體評價給出物理實驗的期末成績。這種做法致使學生的實驗報告互相抄襲嚴重，許多學生只是為了應付這門課程而上交實驗報告，而對實驗的原理和操作，對實驗問題的思考，對實驗數據的處理等一無所知。這造就了物理實驗的教學質量無法保證。

二、大學物理實驗教學方法改革

（一）課前預習改革

課前預習是進行物理實驗的非常重要的環節之一，學生的預習效果往往直接影響了物理實驗的教學效果。當前學生的課前預習方式是寫好預習實驗報告，其內容包括實驗目的、儀器、原理和步驟，并設計好實驗數據記錄表格。大多數學生通過我們編寫的大學物理實驗教材，將相應的內容一成不變地照搬照抄到實驗報告上，更不用說去查閱相關的參考資料了。這種敷衍了事、應付式的預習根本達不到預習的目的。

課前預習方式從原來的查閱資料為主改變為以微課為主。目前，為了提高學生的學習效果，微課作為一種新的教學模式，在各種課堂教學中的應用得到快速發展，走進高校的課堂。微課通過其豐富的圖片和視頻等更加形象且具體的手段展示實驗儀器和實驗現象，使學生很快地熟悉儀器和操作，比傳統的教材更能集中學生的注意力和引起學生的興趣。我們的物理實驗中心建立了微課網絡教學平臺，將微課應用于物理實驗的課前預習，要求學生一定要在課前登陸這個平臺，觀看相關實驗的視頻，每個視頻的內容一般包括實驗目的、原理、儀器介紹和使用注意事項，以及實驗操作的演示等。對每個物理實驗的實驗方案則要求學生通過查閱相關資料，自己擬定可行的實驗方案。

通過將微課應用于實驗的課前預習提高了學生預習的主動性和興趣，達到了預習的目的，也使實驗課變得有趣，從而提高了實驗教學的效果。

（二）課堂教學改革

傳統的大學物理實驗的課堂教學模式是教師在課堂上把實驗目的、原理、步驟、儀器使用方法、數據處理方法等詳細地講解給學生，甚至將實驗的操作過程也從頭到尾地演示。因此，這種“灌輸式教學”導致學生無需預習和認真思考，只需把教師講解的東西原封不動地重復一遍。學生做完實驗了還不知道使用了什么原理，為什么結果是這樣，更不用說培養學生的動手能力、創新能力和科學素養了。要從根本上改變這種現狀，必須對這種課堂教學方式進行改革。

1.開展以學生為主體的實驗教學。課堂教學應該是以學生為主體，教師為主導的教學模式。在教學的過程中，教師要對學生進行啟發式的引導，學生要在老師的引導下自主學習，自主探索和思考，而不是被動接受老師說的一切。首先，要求學生自己設計實驗方案，教師對學生設計的方案加以指導，學生據此對不妥之處加以修改。然后，教師指導學生按照設定的方案自己組裝實驗裝置，了解儀器的使用方法和注意事項，進行實驗操作并記錄測量數據以及測完后的數據處理。在整個過程中，教師要及時關注學生的實驗進程，發現問題要及時指正。最后，指導學生進行有效的實驗分析，對明顯錯誤的數據要求學生反思，找出原因，甚至重新進行數據的測量。

2.開展學生主動參與的討論。積極主動的討論往往可以讓很多問題找到答案，加深對一些問題、實驗原理、實驗操作過程等的理解。每次實驗完成后，讓學生分組討論一些問題，如對學生確定的實驗方案進行討論，選出正確可行的實驗方案；對操作方法進行討論，怎樣操作才是對儀器正確的操作；對實驗結果的討論，分析誤差偏大的原因，應該怎樣做才能減小誤差；對數據處理方法的討論，采用哪種處理方法可以使計算過程更簡單或計算結果更好；討論相同的實驗方案還可以用來測量什么，可不可以改進，還有沒有別的方案，讓學生做到舉一反三，拓展思維。當然，討論時教師和學生都要積極參與，激發學生積極思考的同時提高學生的主動性，促進學生的創造能力的培養。

（三）考核方式改革

大學物理實驗的成績考核方式在教學中有著重要的導向作用，它直接影響了學生進行物理實驗的整個過程。目前的大學物理實驗的考核方式通常是平時完成實驗報告和在期末時對學生進行實驗考試，這種考核方式沒有發揮出學生的主體作用、主動探索精神和創造性實踐能力，造就了學生對物理實驗的應付式學習。不利于激發學生全身心地投入物理實驗的學習過程中。

對于這種現狀，我們采取提高平時實驗成績的比重，從原來50%提高到70%，使學生更加重視實驗的平時學習。從課前預習、實驗操作過程、實驗討論表現、實驗報告完成情況等方面對每個實驗進行綜合評價。（1）課前檢查預習報告。要求學生利用微課、教材和資料等完成預習和預習報告，上課之前交教師檢查和評分，決不允許沒有交或沒完成預習的學生進實驗室做實驗。（2）課中對實驗操作評分。教師要關注學生操作的全過程，對學生的實驗儀器的操作方法是否正確、實驗操作是否規范、數據記錄是否正確、數據處理方法是否得當、實驗結果是否合理等進行評分。對動手能力強、有創新等表現優秀的學生給予適當的加分。（3）實驗討論評分。實驗做完后進行教師主導、學生積極參與的討論，對討論中非常積極、有創見的學生給予表揚和加分。教師還應對實驗方法、操作、結果等方面加以總結，使學生對整個實驗有個總體上認識和提高。（4）實驗報告評分。教師對學生上交的實驗報告從實驗數據處理、思考題的完成、實驗結論的表述、實驗誤差的分析等情況加以綜合評分。

三、結論

通過對大學物理實驗的課前預習、課堂教學模式和成績考核方法的改革和實踐，使學生從原來的應付式、接受式學習向自主式、探究式學習轉變。在教師主導下，以學生為主體、學生主動參與的課堂教學模式有效地激發了學生的學習興趣，提高了學生的主動性和創造性，鍛煉了學生的動手能力和創新思維能力，從而提高了大學物理實驗的教學質量。

參考文獻：

[1]肖麗娟.大學物理實驗教學的現狀與教學改革的研究[J].大學物理實驗，2015，28（6）：114-116.

[2]范婷，劉云虎，湯國富，等.探究型教學模式下大學物理實驗的改革與實踐[J].大學物理實驗，2016，29（2）：149-152.

[3]王棟.物理實驗教學中本科生創新能力培養的實踐與探討[J].大學物理實驗，2013，26（6）：121-123.