工科物理實驗教學的改革與實踐

楊 軍

(中北大學理學院，山西 太原 030051)

大學物理實驗課是大學生入學后第一門實驗操作課，是學生學習實驗方法和掌握基本實驗技能的必修課。因此，根據當代科學技術的發展及社會對人材的多樣性需求，迫切需要改革與社會需求不相適應的實驗內容、實驗方法、實驗教學過程及對不同專業學生的基本要求。

一、優化教學體系，改革教學方法

在工程專業學生培養要求中，如何以學生為主體，在大學物理實驗教學中和實際應用緊密結合，滲透工程觀點[1]。在實驗中不僅讓學生受到嚴格的、系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更主要的是要培養學生嚴謹的科學思維能力和創新精神，培養學生理論聯系實際、分析和解決實際問題的能力。為此我們結合本校實際對物理實驗教學從教學體系、上課形式和上課方法上進行了改革嘗試。

(一)實驗教學存在的問題

(1)物理實驗涉及力、熱、電磁、光等多門類，實驗項目數量多，實驗中用到的儀器、設備、元件也多。在新專業建設中需開設新實驗，實驗指導工作量增大，實驗內容變多、范圍變寬，從而和有限的學時數產生矛盾[2]。(2)我校招生有一本、二本，全國招生，學生入學時的基礎不同，入學后所學專業不同，所以導致不同層次學生對傳統實驗的興趣和要求不同。(3)現在學生中學實驗普遍做的少，學生動手能力普遍不強，對實驗操作興趣不大不夠重視，甚至有的學生認為實驗沒用。

(二)改革措施

大學物理實驗課是大學生入學后第一門實驗操作課，是學生學習實驗方法和掌握基本實驗技能的必修課。開放式實驗教學可以充分利用現有的實驗資源使學生成為學習的主體，引導學生去主動地學習物理實驗系列課程，是創新精神培養的根本保證。針對高校擴招，學生進校分數差距大，兩極分化突出的特點，物理實驗應根據不同入學層次，不同專業分層次開設不同要求的課程，即按不同專業學生對不同實驗的興趣，開設多層次、難易程度和要求不同的系列課程。為此我們開設了予修實驗、必修實驗、選修實驗、提高實驗(主要是設計性實驗和研究性實驗)，這樣有利循序漸進，逐步提高。根據大學物理實驗課程教學基本要求，結合實際，合理安排實驗項目，建立以基礎實驗(必做)、提高實驗(選做)、高級選修實驗組成的新的實驗課程體系，這樣既可以滿足實驗基礎和動手能力差的學生，又可以為有興趣、有能力的學生提供條件。每一級物理實驗學時不同，不同層次的實驗要求具備不同的實驗技能和科學思維水平。同時物理實驗的開設與要求必須與實際應用緊密聯系，特別要與現代科技的發展接軌[3]。如我們開設了用計算機采集數據并通過自編程作圖觀察、分析實驗結果的“RLC暫態過程研究實驗”、“光纖光學與半導體激光的電光特性”、“黑體輻射規律研究”、“掃描隧道顯微鏡”等現代技術用于學生物理實驗之中。同時利用校園網建立大學物理實驗網上選課系統，原來一學期只能開10個實驗，現在我們開設出20個實驗，可以讓不同專業、不同興趣的學生根據自己的需求選修不同實驗，使學生的上課時間和所學內容得到延伸。為此我們購買中國科技大學物理仿真實驗系統(光盤)一套，學生可以網上下載并模擬做實驗，滿足不同層次、不同專業需求的學生學習需求，培養學生自學能力。教學方式上也進行改革，第一學期主要培養學生基本實驗技能和實驗數據處理方法，為此采用教師輔導為主，按計劃課時完成相應實驗。第二學期采用學生獨立學習為主，學生可以通過選課系統選取自己喜歡的實驗，同時完成基本學時還可以多選，教學中以教師輔導為輔，重點培養學生科學思維、分析解決問題能力。

二、改革實踐的體會

按照主體與主導并重、開放與約束并重的原則，實行分段教學。學生按照自己的興趣和所學專業需要，在網上自主選課，打破一個班的學生一張課表的傳統作法，做到一個學生一張課表，使每個學生個性充分釋放，從而全面激發學生主動學習的熱情。當然在實施過程中，教師必須不斷總結經驗改進實驗教學方法，精選基礎實驗，淘汰陳舊的實驗，拓寬綜合性、探索性的實驗，提高自身能力，做到精益求精。