新形勢下高校物理實驗課程教學現狀和改革探究*

劉樹成 魏曉楠 周 江

(貴州大學物理學院 貴州 貴陽 550025)

1 引言

在高校實驗教學改革的新形勢下，高校物理實驗教學應與時俱進，步入以提高實驗教學質量為核心、以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才為目標的發(fā)展階段[1].不僅要重視對學生基礎理論知識、物理學專業(yè)技能的提高，還應該注重學生實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[1].物理實驗是物理學學習過程中的重要一環(huán)，它對理工科大學生培養(yǎng)掌握基本知識、實驗技能以及具有嚴謹務實的科學態(tài)度和創(chuàng)新意識有著重要的意義.盡管物理實驗教學在目前高校人才培養(yǎng)體系中占有重要地位，卻依然存在很多嚴重的問題[2].所以，本文中主要分析新形勢下高校物理實驗課程教學的現狀和問題，并在該問題上提出了一些建議和措施.

2 當前物理實驗課程教學存在的問題

2.1 實驗課程不被重視 缺乏實驗教學平臺

物理實驗課程，是大學物理知識和技能的融合，是系統培養(yǎng)學生實驗能力和科學素養(yǎng)的基礎課程.但是，高校物理實驗課程一直處于被忽視的狀態(tài)，幾乎每一所學校都將教學的重心放在理論課程的建設上[3].具體集中體現在以下3個方面：第一方面，非實驗課程教師認為實驗課程并不能激發(fā)出學生的求知欲，也不能給學生提供分析問題和解決問題的實踐能力.第二方面，實驗課程的開展需要一定的實驗平臺.由于高校之間的經濟差距，部分學校完全無法提供足夠的資金，建立起完善的大學物理實驗教學平臺，供理工科不同專業(yè)的學生學習.第三方面，實驗課程方面專業(yè)師資匱乏.當前大部分高校都是重視科研型，很多教師將工作的重心和精力全部放在科研上，導致對物理實驗教學的重視程度不夠，嚴重影響教學質量.

2.2 教學方式不合理

物理實驗課程是緊緊跟著理論課程走，是對當前理論知識的鞏固和應用.實驗教學中，容易出現實驗教學內容之間的重復，造成資源的浪費.實驗授課模式對學生主動性的影響非常大.在傳統的實驗教學中，教師會對實驗項目的目的、過程、注意事項等進行細致地說明，學生僅僅是進行操作，期間沒有任何主動思考和總結[4,5].這種“抱著走”的物理實驗并沒有將實驗對學生綜合能力的提升作用發(fā)揮到最大.學生不需要思考、有創(chuàng)新，僅按要求完成任務.這對學生學習積極性是一種不利的影響[6].長此以往，物理實驗課程也將流于形式，并不能起到提升學生綜合能力的作用.

2.3 物理實驗課程考核方式單一

高校物理實驗課程是一門重點培養(yǎng)學生的基礎知識和動手能力的實踐類基礎課程，該課程的考核重點是學生對物理實驗基礎知識的理解和實驗過程中綜合處理問題的能力.考核工作的全面性和有效性直接影響了學生對大學物理實驗的積極性[7].多數高校對學生的綜合素質評價主要是以實驗報告為主，過多地強調了實驗報告的整體規(guī)范性和工整性、數據處理的準確性，很多時候忽略了學生在實驗過程中根據實驗要求的知識應用能力、創(chuàng)新能力和動手操作并解決問題能力.這種考核方式不能真正地反映出學生在大學物理實驗課程中的綜合素質，也無法提高教學質量，會直接影響學生對大學物理實驗等實踐類課程的學習興趣，甚至對人生都會造成不可逆轉的損失.

3 開展高校物理實驗教學改革

3.1 建立實驗課程教學平臺和完善師資隊伍

學校需要建立完善的基礎實驗室，還應加大資金購置現代化的教學平臺和一定數量的中大型儀器，如X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等.多媒體教學和虛擬仿真軟件等現代化的教學平臺不僅能讓學生對抽象實驗原理理解得更透徹，實驗內容更具體、逼真、生動，還可以降低學生進行物理實驗的時間周期和出錯率，大大地降低儀器設備和實驗器材的損壞率，可見現代化的教學平臺能夠快速地反饋實驗效果，增加學生的積極性.大型儀器的加入使得學生視野得到極大的拓展，學生可以利用大型設備去完成綜合性實驗和研究性實驗，讓學生在實驗過程中激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，利用已學專業(yè)知識去解決新問題.通過大量的物理綜合實驗和研究性實驗，培養(yǎng)學生在團隊中的協作能力和個人的創(chuàng)新能力以及動手能力，讓學生在實驗過程中發(fā)現問題、分析問題，最終解決問題.

大學物理實驗教學主要由科研型教師和實驗室專職技術人員共同擔任，但是高校的科研任務十分繁重，教師根本沒有時間和精力投入到實驗教學中，這極大地影響了實驗教學效果.目前，實驗教學師資隊伍的轉型和升級變得尤為必要，這不僅關系到教師自身的發(fā)展，還關系到學校“雙一流”建設的進程.高校也應該扭轉實驗專職人員教學輔助意識，更要重視他們教學和科研工作，建立激勵制度和培訓制度，鼓勵他們走出去學習更先進的實驗教學理念，開發(fā)出新的教學項目，多參加學生競賽的指導工作和教改項目，切實提升實驗專職教師隊伍教學、科研等綜合水平.

3.2 改革傳統實驗課程教學模式

大學物理實驗課程，是高校學生學習的必修課程，也是理論與實踐相結合、全面提高學生的綜合能力和科研素質的必備課程.在課程設置方面應該要具有層次性，如大學物理基礎實驗、大學物理綜合實驗、大學物理研究性實驗.基礎性的實驗主要是讓學生掌握大學物理和大學物理實驗的基礎知識，熟悉實驗操作流程和方法.綜合性實驗可以適當增加難度，讓學生初步具備發(fā)現問題、分析問題，最終解決問題的能力.研究性實驗則需要學生以現有的實驗設備運用已學的知識去解決未知領域的問題，提高創(chuàng)新能力，激發(fā)科研思維.在實驗教學過程中，教師應該保留傳統課堂的優(yōu)勢，并將“翻轉課堂”的引導作用應用于實驗教學中.這對教師的實驗教學提出了新要求，教師不僅需要在課堂體現主體作用，還應該要做好主導作用.為學生輸送實驗課堂中的基礎知識，并引導和激發(fā)出學生對實驗的積極性和解決問題的實際能力[8].學生應該根據教師的思路結合自己的想法，在學校現有的儀器設備基礎上，設計實驗，親歷實驗，然后利用現代化的教學平臺錄制短視頻，展示實驗成果并與教師充分交流.這種教與學的方式可以使教師與學生的關系更為融洽，溝通更為順暢，可以提高學生的積極性和學生的團隊協作能力，也給教師帶來了挑戰(zhàn)，在這一過程中，教師不僅需要有過硬的教學能力和專業(yè)能力，還需要不斷的學習和思考.

3.3 物理實驗教學考核方法的多樣化

高校物理實驗室重點培養(yǎng)學生的基礎知識和動手能力，教學考核工作應該堅持全面性和有效性原則.具體說來，全面性原則是考核工作應該從學生對大學物理實驗基礎知識的掌握，理解運用大學物理實驗知識解決具體問題的能力，動手操作實驗能力以及數據處理能力等綜合能力的全面估量.首先，教師應該根據大學物理實驗教材設置合理的試卷幫助學生掌握實驗書中的基礎知識.其次，教師應該根據實驗難度開設層次分明的實驗課，如基礎實驗、綜合實驗、探究性實驗，并讓學生獨立完成基礎實驗和綜合實驗，以團隊的形式完成探究性實驗.最后，教師要重點結合學生在實驗中的創(chuàng)新能力、動手能力以及實驗報告綜合全面地評定學生的個人成績.有效性原則是指大學物理實驗作為一門較為特殊的必修課程，它沒有固定的得分標準.因此，需要實驗教師共同探究一套切實可行、讓學生信服的考核方式，以達到以人為本、全面提高學生綜合素質的評價體系.

4 結論

綜上所述，高校物理實驗課程是理工科學生開展的實踐類必修課程，高校物理實驗教學是培養(yǎng)大學生具有創(chuàng)新能力和實踐能力最為顯著的方式之一.但是，當前我國大學物理實驗教學還存在著一些普遍、不可忽略的問題.因此，高校物理實驗的改革要引起足夠的重視，繼續(xù)采取強有力的措施對大學物理實驗課程教學模式改革，這是十分必要的.這對培養(yǎng)創(chuàng)新性、綜合性人才是具有重要意義的.