大學物理實驗教學改革探討

王劍 周思華

（周口師范學院 物理與電子工程系，河南 周口 466001）

1 前言

大學物理實驗現(xiàn)在被教育部定為理工科本科生的八門必修公共課之一，是對學生進行科學實驗訓練，培養(yǎng)學生實驗能力的重要環(huán)節(jié)。通過大學物理實驗課的學習，讓學生掌握一些儀器的使用方法，并通過發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的方法，培養(yǎng)學生科學的世界觀，實事求是的工作作風，勇于創(chuàng)新的個性品質(zhì)。

現(xiàn)行大學物理實驗教學存在諸多弊端，具體表現(xiàn)在實驗項目偏重經(jīng)典、教學內(nèi)容陳舊、教學方法落后等問題，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，為適應社會的發(fā)展，我們應從實際出發(fā)，有必要提出大學物理實驗教學改革方案。

2 大學物理實驗的地位和作用

大學物理實驗不同于其他課程，它是一門獨立的、實踐性很強的課程，對很多專業(yè)的學生而言是唯一一門可以培養(yǎng)學生動手能力的課。與其他課程相比他更注重學生動手能力的培養(yǎng)，在培養(yǎng)學生方面有很強的綜合性。這一課程不僅要求學生有較為扎實的物理知識，同時要求學生具有較強的動手能力、分析問題解決問題的能力，具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科研精神，要求學生具備敏銳的觀察能力。另外由于幾乎所有環(huán)節(jié)都要學生自己完成，所以具有一定的挑戰(zhàn)性，因為每個實驗都相當于一個小的科研活動，所以可以激發(fā)學生的學習興趣。

大學物理實驗的作用表現(xiàn)在以下兩方面：

（1）作為課程本身而言，它于大學物理相輔相成。大學物理實驗是從大學物理中挑出一些知識片段，并把這些片段在實驗室里表現(xiàn)出來，并以此作為培養(yǎng)學生的手段。當前大學物理和大學物理實驗大都是同時開課，但是由于實驗室條件等原因，有些大學物理實驗要開在大學物理的相關(guān)知識開課之前，有的開在之后。前一種情況，由于學生沒有實驗的知識背景，在傳統(tǒng)教學方法下，學生會感到這一節(jié)課很難。但是我認為，這種情況更能促進學生能力的提高，發(fā)揮實驗課的作用，更符合物理學的發(fā)展規(guī)律。后一種情況是對物理知識的一般驗證和應用，可以加深對物理知識的理解，同時在實驗中獲得一定的實驗能力。

當前科技創(chuàng)新是我國經(jīng)濟發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)，我國的經(jīng)濟發(fā)展需要大批高科技人才。當前我國的科技現(xiàn)狀是，在理論上緊跟國際水平，有些領域還處于領先地位；在技術(shù)方面和國際平均水平差距較大；在科技轉(zhuǎn)化方面差距就更大，我國平均科技轉(zhuǎn)化率為5%，遠低于國際水平。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的一個重要原因是我國缺少能夠進行科技轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新人才。在政府的號召下，在當前的社會形勢下，“創(chuàng)新型”成為了高等院校人才培養(yǎng)一大特色。而大學物理實驗課以其自身特點成為了完成這一使命的重要戰(zhàn)場。就當前教育狀況而言，其他課程更加注重知識的傳授。而大學物理實驗是物理知識的求證和應用，是知識和實際應用之間的橋梁，更注重知識的轉(zhuǎn)化應用，符合科學發(fā)展應用社會這一特點。而實驗結(jié)論又可以驗證物理規(guī)律，深化對知識本身的理解。實驗分為驗證性實驗和應用性實驗，驗證性實驗突出物理知識的證明，比如旋光率實驗，霍爾效應實驗等。應用性實驗強調(diào)知識的轉(zhuǎn)化應用，例如電子傳感器實驗。但無論是那種實驗我們的中心任務是通過實驗培養(yǎng)學生的各項能力，為提高學生的綜合素質(zhì)服務。物理學作為一門基礎學科，對其他科學有強大的支持作用，物理知識廣泛應用于各個領域，對其他科學起著促進和制約作用。作為一個非物理領域的科技人員具備一定的物理知識和科學儀器的操作能力是非常必要的，而大學物理實驗正好可以部分的滿足這種要求。

（2）大學物理實驗可以培養(yǎng)學生的多方面能力，比如思維能力，動手能力，觀察能力，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力表達能力，協(xié)調(diào)能力等，但主要培養(yǎng)學生的動手能力，使學生獲得一定的創(chuàng)新意識和初步的科研素質(zhì)（包括實驗技能和科研品質(zhì)），促進學生綜合素質(zhì)的提高。

3 大學物理實驗教學現(xiàn)狀及改革方案

3.1 課程體系方面

傳統(tǒng)的大學物理實驗教學中，內(nèi)容陳舊，與現(xiàn)實生產(chǎn)、生活及現(xiàn)代科學技術(shù)缺乏必要聯(lián)系，難于激發(fā)學生的學習興趣與積極性；實驗資源有限，給學生沒有更多的選擇性，不能適應不同專業(yè)方向不同興趣的學生的需求，不能滿足多元化的人才培養(yǎng)需要。

我們提出的課程體系的改革方案是根據(jù)多元人才培養(yǎng)模式設置多種層次的實驗教學目標，把實驗課程分為(1)基礎實驗，讓學生通過這一階段的訓練，熟悉基本實驗儀器的使用，掌握物理實驗的基本方法，學會實驗數(shù)據(jù)分析與處理并能正確完成科學實驗報告；(2)綜合與設計性實驗。這一階段讓學生了解現(xiàn)代科學技術(shù)的測試方法和手段，激發(fā)學生學習的主動性與創(chuàng)造性，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題能力；（3）科學小實驗。這一階段讓學生根據(jù)現(xiàn)有條件就某一課題進行實驗設計，課題選擇是開放性的，并不局限于教材，重點培養(yǎng)學生的科研素質(zhì)。

新實驗課程的組成部分為：基礎實驗、綜合與設計性實驗、科學小實驗，形成從低到高、從基礎到前沿、從接授知識到培養(yǎng)綜合能力，逐級提高的一、二、三級物理實驗課程新體系。每一級物理實驗標志著不同實驗技能和科學思維水平。

3.2 教學方法方面

目前的教學方法沿襲傳統(tǒng)的方式。教師在上課前把實驗原理步驟等統(tǒng)講一遍，尤其是步驟和注意事項，講的唯恐不精，唯恐學生不能完成實驗。這樣很大的拘束了學生的思維空間，根本不能達到培養(yǎng)能力，鍛煉思維和增強創(chuàng)新意識的目標。除了驗證物理知識，鍛煉動手能力外，其他目標幾乎無從談起。

我們提出的教學方法的改革方案是弱化實驗前教師講授環(huán)節(jié)，增加實驗課前及課后討論環(huán)節(jié)。學生必須自學實驗有關(guān)內(nèi)容，包括原理的掌握，儀器的原理及應用，實驗過程的理解或設計等等。學生自己獨立或和其他同學合作完成實驗和實驗報告。學生可在課前討論新設計的實驗方案可行性，也可把實驗發(fā)現(xiàn)的問題放到課后討論環(huán)節(jié)解決，更能加深對知識的理解。

4 改革方案的實施要求

4.1 對教師的要求

改革方案弱化教師講授，看似忽視了老師的地位，其實恰恰相反，改革方案對教師的要求更高。教師要先弄清學生是怎么想的，怎么做的，引導他們發(fā)現(xiàn)問題之所在，這一點在實驗課的討論環(huán)節(jié)必須得到充分的體現(xiàn)。只有這樣做學生的動手能力分析問題解決問題的能力才能逐步提高。改革方案要求教師不僅有很強的實驗技能，還要會把這種技能付給學生，引導學生解決問題，毫不忽視學生的主體地位。

4.2 對學生的要求

改革方案要求學生具有很強的學習自主性。只有認真準備實驗，在理論上搞清實驗原理，在實踐上明確實驗目標、實驗內(nèi)容和實驗步驟，在數(shù)據(jù)處理上掌握處理數(shù)據(jù)的科學方法，才可以順利完成實驗并得到能力的提升。

4.3 對實驗資料的要求

改革方案既然要求學生獨立的徹底的完成實驗的準備工作，那么實驗資料的編寫就應從從學生角度出發(fā)，應盡量簡練，多用圖列闡述問題，做到言簡意賅。應當注意的是，對于綜合與設計性實驗和科學小實驗，切勿對實驗步驟的講解太細，只要提出幾點大致目標就行。

5 結(jié)束語

應當承認，我們提出的大學物理實驗改革方案還不成熟，有很多問題需要解決，比如實驗教學與大學物理理論教學的配合問題、教學計劃的修訂和新課程體系的細化等等。但是此方案的是以培養(yǎng)學生的實驗能力為出發(fā)點，特別強調(diào)學生得主體地位，充分調(diào)動學生的主觀能動性，在培養(yǎng)學生的實驗能力的同時，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。我們相信，隨著付諸實踐，在應用中發(fā)展，發(fā)展中應用，定能成為大學物理實驗教學改革的新模式。

[2]潘蕾；深化實驗教學改革,適應人才培養(yǎng)需要[J]；實驗技術(shù)與管理；2002年03期

[3]吳云沛；大學物理實驗教學探討[J]；科技信息(學術(shù)研究)；2007年 04期