淺析大學物理實驗教學改革

宋民青 鄭曙東

摘要：從分析大學物理實驗教學現狀出發，對物理實驗教學從實驗內容、實驗方法、實驗考核等方面的進行改革優化，在教學實施中取得了良好的效果。

關鍵詞：大學物理實驗；教學改革；考核改革

大學物理實驗是理工科院校學生進入大學后的第一門實驗課，是接受系統、嚴格的實驗技能訓練和培養科學實驗能力的開端，是后續實驗課程的基礎。因此大學物理實驗課是理工科學生的一門重要的必修課程。通過幾年來的教學實踐和對學生實驗情況分析的問卷調查，針對我校學生的特點，對大學物理實驗教學進行了一些探索性的改革，并取得了很好的教學效果。

一、物理實驗現狀及調查

大學物理實驗是一門實踐性很強的課程，它在培養學生的動手能力、創新能力，科學的理論思維、合理的數值計算等科學素質等方面有著極其重要的作用。目前現行的大學物理實驗教學與飛速發展的現代科技不協調，方法及實驗內容較為陳舊，手段相對落后，這些不利于實驗教學的發展，制約了創新型人才的培養。現行大學物理實驗大多是一些基本訓練性實驗和驗證性實驗，綜合性和近代物理實驗數量不足。為了讓這門課程發揮出其應有的作用和必要性，我們首先對新生進行了物理實驗情況問卷調查。主要是針對學生對物理實驗的動手訓練情況、實驗課的動機興趣、實驗素質及亟待加強的能力和實驗課模式等12項內容進行調查分析。調查以大一的新生為主，抽樣調查了不同專業、不同層次的7個班的學生，由此掌握了學生的實驗能力的基本情況，并有針對性地對教學內容及方法作出相應的調整，因材施教，更好地完成物理實驗的教學任務。以下是從中抽出的來自不同地區、不同專業的62名學生的抽樣調查結果。

1.新生在中學階段接觸物理實驗情況

（1）經常親手做實驗占21%

（2）做過，但親自動手做的實驗很少占57%

（3）基本上沒親手做過實驗，主要看老師演示占11%

（4）什么實驗都沒做過，老師介紹過一些實驗占6%

（5）從未接觸過占5%

2.學生期望的實驗教學模式

（1）教師講解實驗原理、儀器介紹、示范實驗、學生模仿的占15%

（2）教師講解實驗原理儀器介紹、注意事項、學生實驗、老師指導的占27%

（3）教師介紹儀器、注意事項、學生實驗、同學互助、老師指正的占20%

（4）教師指定學生講解實驗、示范實驗、其他學生指正的占16%

（5）學生實驗、同學互助、老師指正的占21%

二、物理實驗教學的改革

1.實驗教學內容改革

通過問卷調查的總結分析，我校新生的物理實驗素質普通不高且差異顯著。大多數學生雖然在中學均做過物理實驗，只有約21%的學生經常做實驗，能力相對較高，有57%的學生學習做過實驗但親自動手做的實驗很少，甚至有5%的學生基本沒有接觸過實驗，能力很低。因此物理實驗教學不宜采用班級統一實驗的教學模式，而應根據學生實驗能力分層次教學。對基礎較差、實驗動手能力較弱的學生尤其是來自偏遠地區的少數民族學生，我們有目的地增開一些比較簡單但又較為經典的基礎性和驗證性實驗，加強基本實驗儀器的操作水平和基本數據處理能力的培養。例如密度的測定實驗、電表的改裝與校正實驗等。另一方面，通過開放實驗教學，使大學物理實驗教學由“封閉型”向“開放型”轉變，針對學有余力的同學，安排一些綜合性，近代物理實驗內容，并從選擇實驗題目，搜集查閱相關資料，確定實驗方法和實驗過程，都讓學生主動參與，從而培養學生發現問題、解決問題的能力，提高學生的科學實驗能力及創新思維。

2.實驗教學方法改革

（1）實驗教學中與學生互動，培養學生主動思考的習慣

在實驗教學過程中與學生互動。教師講完實驗原理，注意事項后，一般由學生就整個實驗發表個人的意見體會，以及科學合理的數據處理方法。例如在惠斯通電橋測電阻溫度系數實驗中，讓學生通過預習和老師的講解提出增加電橋靈敏度的方法；數據處理中要求學生用作圖法處理數據，除了要求學生用坐標紙進行直線擬合作圖外，鼓勵學生運用相應計算機程序進行最小二乘法直線擬合，并對這兩種方法進行比較，啟發學生如何在直線擬合時正確選擇自變量和應變量。這樣一來不但使學生掌握了另一種數據處理的方法，而且還養成了學生查閱相關資料的習慣，并展開討論，這樣一來大大加強了學生實驗的主動性和創新性。

（2）嘗試個別實驗由學生講解，打破傳統的教學模式

在教學過程中，對個別的實驗內容，我們采取了新的教學模式，即學生講解。在以往的教學中我們發現學生的依賴性很強，雖然要求實驗前要對實驗內容進行預習，并寫出實驗預習報告。但是相當數量的學生在應付差事，照書抄寫，并沒有達到實際效果，上課時對實驗原理及內容沒有掌握，主要還是依靠教師課前的講解。針對這種現狀，我們打破傳統的教學模式“老師講解—學生實驗”改為“學生講解—老師指點—學生實驗”的模式。提高了學生的獨立學習能力和創新思維能力，取得了很好的教學效果，在今后的教學中要逐漸加大此種教學模式的力度。

（3）實施網絡實驗輔助教學

隨著計算機的普及網絡的完善，網絡教學有著越來越大的優勢，要使大學物理實驗課能更好地發揮作用就必將其與網絡教學緊密聯系。在網絡教學中，網絡課程不再是以前單純的文字教材， 而轉變為一個互動的學習平臺。我們正在建立完善自己的大學物理實驗網絡教學，將每一個實驗的原理、內容、儀器使用，包括一些實驗數據處理的小程序放在實驗平臺上，這樣可方便學生進行實驗的預習，加強與學生的互動及溝通，通過網絡使學生更全面地接觸一些新的實驗。圍繞探索性實驗課題，學生可以通過網絡，查找有關資料，在網絡中學生還可將自己對某個實驗的一些好的想法寫出來，并與教師進行討論交流，以進一步完善大學物理實驗網絡選課。這樣學生可根據自己具體的情況選擇上課，大大提高了上課的效率。

3.考核改革

對大學物理實驗進行考核的目的是檢驗該課程的教學效果，改進教學方法、促進學生的素質教育和科學實驗能力的培養。我們改變了過去單一的平時成績加期末考試的方法，在考核中加大平時成績的權重，即平時成績包括實驗的預習、上課回答問題、創新想法的提出、最后實驗的數據處理是否合理，占總成績的70%，期末考試只占30%。這就避免了個別同學平時不好好上課，只要期末考好了就能過關的現象，從而增加了學生上課的積極性。而且在結課后給學生出一些題目撰寫小論文，對寫得好的給予加分，在鍛煉了學生主動學習的同時，還對其如何撰寫論文得到了一定的提高。

結合我校的實際情況，我們近幾年來一直在探索物理實驗教學的一些新的思路和方法，在教學中也取得了一些較好的效果，但有些還不是很完善，需要在不斷摸索中前進，在教學中充分發揮教師的主導作用，激發調動學生對物理實驗學習的積極性，增強師生互動，努力將實驗教學改革深入發展下去。

參考文獻：

［1］肖蘇.大學物理實驗［M］.中國科技大學出版社，2004.

［2］韓兵.淺談網絡課程的開發與設計［J］.江蘇廣播電視大學學報，2010.

（作者單位 青海省西寧市青海大學基礎部）