工科院校大學物理實驗教學改革探索

摘要:物理實驗課是一門綜合性很強的基本實驗技能訓練課程，對于培養學生的創新意識和創新能力、引導學生樹立正確的科學思維方法、提高學生的科學素質具有重要作用。因此，研究物理實驗的教學方法十分重要。

關鍵詞:工科院校;大學物理實驗;教學改革;能力培養

大學物理實驗作為高等工科院校開設的一門獨立的必修課程，是系統訓練大學生實驗方法和實驗技能的開端課程，是系統培養大學生實驗素質、動手能力和創新能力的基礎課程。近年來，各工科院校對物理實驗教學進行了全方位、多層次的改革，取得了一定的成績，但也存在一些問題:一是從實驗內容上來看，驗證性實驗較多、與物理科學的前沿比較接近的實驗較少;二是從教學方法上來看，教師多以“言傳身教”為主，這種“填鴨式”教學方法難以激發學生的學習興趣，不利于培養學生的創新能力;三是教學手段、技術與設備落后，CAI教學作用未能得到充分發揮，計算機和網絡技術在教學中的應用程度較低;四是教師在培養學生的實驗能力時只是一味地講解理論，介紹實驗儀器操作方法、實驗步驟和實驗注意事項，使得學生只會按照教師講述的內容機械地測試一些結果，即使在實驗中遇到問題也不想辦法解決，而是依賴教師，這不利于培養學生的能力。因此，必須對大學物理實驗的教學內容、教學方法和教學手段進行改革。

一、合理設置實驗項目

按照學?！皬娀A、重視應用、開拓思維、培養能力、提高素質”的人才培養要求，在教學實踐中把實驗內容框架體系分成三個層次:基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。基礎性實驗主要是讓學生掌握實驗的基本技能和方法，培養學生的基本實踐技能;綜合性實驗主要是與現代科技聯系密切的實驗，其目的是培養學生的綜合實踐能力;設計性實驗主要是由學生獨立提出設計思想、實驗原理、實驗方案、實驗儀器，自行完成實驗的全過程，其目的是培養學生的科學實驗素質和創新能力。

鑒于此，可以這樣設計整體優化實驗教學內容體系的改革思路:(1)在保證基礎性實驗內容的前提下提高起點，減少簡單的驗證性實驗，逐年增加綜合性、設計性實驗，適當增設開放性實驗;(2)為適應時代發展的需要，在保證基本教學要求的前提下，對原有實驗項目進行精選、合并、更新、改造，淘汰那些陳舊的驗證性實驗，增設一些能培養學生創新思維、提高學生綜合能力的應用性實驗;(3)不同的專業對學生實踐能力的要求也不同，基礎性實驗是各專業學生都必須做的，綜合性實驗是部分專業學生全都要做、部分專業學生選做其中一部分的;(4)學生在完成了一定數量的基礎性實驗、接受了基本實驗技能和實驗方法的訓練后，可以根據自身的愛好和特長自主選擇設計性實驗。

二、改革教學方法

1.采用嘗試教學法

對于物理基礎較好的學生，在進行基礎性實驗時可以采用嘗試教學法，即教師在實驗前先不講解實驗內容和原理等，而是讓學生在做好實驗預習的基礎上直接開始實驗，然后根據學生實驗的情況進行評析和總結。這種教學方法可以促使學生主動預習實驗內容，而且由于實驗是由學生自己獨立完成的，學生在相互討論的基礎上自己推斷并得出結論，可以激發學生的學習興趣，培養學生的自學能力和探索精神。

2.采用啟發、引導和討論式教學法

對于綜合性實驗和一部分較難的基礎性實驗，為體現教師的主導作用和學生的主體作用，教師可以采用啟發、引導和討論式教學法。教師可以要求學生進實驗室時必須提交預習報告，內容包括本次實驗的目的、內容和步驟等。然后，教師簡要介紹實驗原理和做實驗時的注意事項，啟發學生思考這次實驗所用的儀器是否還有其他用途。教師在提出問題和分析問題時要盡量調動學生的興趣，讓學生積極思考，主動索取知識。接著，教師要全場巡視，解決學生在實驗中遇到的共性問題。能力較強的學生在完成規定的實驗內容后，教師可以讓其作為教師的“小助手”來幫助其他同學，從而達到讓所有學生都掌握實驗內容的目的。最后，在完成實驗時，教師要教育學生整理實驗操作臺，這對培養學生良好的科學作風非常重要。

3.采用探究式教學法

對于設計性實驗，教師最好采用探究式教學法，即教師不介紹設備、儀器的使用方法，而是讓學生自己閱讀教材和儀器使用說明書，接著由學生集體討論、交流各自的實驗預習報告，介紹實驗方案，匯報測試過程、分析結果，教師再提出問題，啟發學生，并引導學生展開討論，最后完成實驗。這種課堂上的互動不僅能培養學生主動參與、獨立思考、積極探索的精神，為他們終身學習打下良好的基礎，而且能增強學生的競爭意識和進取意識，鍛煉學生的口頭表達能力。

三、引入現代技術

1.利用多媒體技術

利用多媒體技術可以對實驗原理和實驗過程進行生動形象的模擬仿真，利用數據處理和邏輯判斷功能對實驗結果進行分析和預測，將靜態變為動態，使聲音、圖像、動畫、文字有機地組合在一起，增強教學活力，激發學生的學習興趣，改善實驗教學效果。

2.使用錄像設備

教學中配合使用錄像設備、CCD微觀圖像攝像顯示設備和高亮度投影設備，既可以使學生觀察到原來無法觀察到的實驗現象，很快理解教師講授的內容，節省時間，給教學帶來很大的方便，還可以使學生根據錄像和CCD攝像顯示很快將儀器調節到正常工作狀態，提高教學效率。

3.建立實驗室物理教學網站

學生可以根據中心提供的網址登錄網站，在網上了解每學期的實驗設置和內容介紹等情況，根據選課規則選擇自己在本學期要做的實驗題目和實驗時間，以便更好地安排時間預習功課。

四、改革考核方式

要建立“注重平時、能力為主”的綜合考核方法，即注重平時成績、淡化期末考試成績、注重能力考查。平時成績占實驗課總成績的70%，分為三部分，即自學能力(預習情況成績評定)、操作能力(實驗過程和原始數據記錄成績評定)和綜合實驗技能(實驗報告成績評定)。期末考試時，教師可以將實驗理論與操作合并進行，讓學生在已開設的基礎性實驗和綜合性實驗中抽簽，考題中只給出實驗儀器、實驗目標和實驗要求，學生根據考題要求分析實驗原理、確定實驗方法、擬定實驗步驟，在規定的時間內完成實驗并寫出實驗報告。教師評卷時對實驗原理、實驗方法、實驗步驟、數據處理、實驗結論、實驗報告各部分按比例判分，成績占實驗課總成績的30%。平時成績和期末考試成績之和為大學物理實驗成績，與其他課程等價。

教師在批改實驗報告時應注意以下三點。一是書寫實驗報告要本著從簡的原則。教師應要求學生用自己的語言概括實驗原理，在對數據進行處理后要寫出不少于50字的實驗心得。二是要在評分制度中去除“失敗”的概念。不管是哪一個實驗，教師都應允許學生失敗，并鼓勵學生重做，要讓學生懂得“失敗乃成功之母”。如果學生沒有做好實驗，沒有得到理想的實驗結果，教師可以允許學生用分析失敗的原因這種方式來替代本次實驗結果。三是要認真批改實驗報告。教師要認真批改實驗報告，并及時將報告發給學生，讓他們知道自己的實驗對在哪里、錯在哪里。

近幾年，我國高等學校招生規模不斷擴大，使得必修物理實驗課的學生數顯著增加，非物理類專業理工科學生的大學物課實驗課學時數不同程度地減少，而必修大學物理實驗的學生又來自不同專業，實驗能力參差不齊。在這種情況下，如何組織大學物理實驗課教學、保證實驗效果，應該是教育工作者尤其是大學物理實驗課教師認真思考和探索的課題。

參考文獻:

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