大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思索

摘 要: 針對(duì)現(xiàn)階段大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，本文以建設(shè)精品課程為目標(biāo)，探討了一系列大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路和方法。

關(guān)鍵詞: 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 建設(shè)精品課程

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的地位及現(xiàn)狀

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為理工科大學(xué)生進(jìn)校后的第一門(mén)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，不僅應(yīng)讓學(xué)生受到嚴(yán)格的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，而且要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新精神，理論聯(lián)系實(shí)際、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，特別是掌握與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)的綜合能力。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

基本思路是突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路和方式的束縛，在保證基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求下，淘汰并更新與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和測(cè)量方法，淘汰一些內(nèi)容陳舊的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并對(duì)部分經(jīng)典基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充和完善、改進(jìn)與提高，將現(xiàn)代技術(shù)融入傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，賦予基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)新內(nèi)容，提升實(shí)驗(yàn)檔次。將學(xué)生的實(shí)踐能力放在首位，賦予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)主動(dòng)性并為其創(chuàng)造更多的有利學(xué)習(xí)條件。學(xué)生在完成必做實(shí)驗(yàn)的任務(wù)后，根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好、專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)等選做開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生獲得更大的自由度，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。與此同時(shí)建立配套的、有效的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)管理制度，并不斷改進(jìn)，使開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和范圍不斷擴(kuò)大，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間不斷增多，使學(xué)生能夠最大限度地利用實(shí)驗(yàn)室鍛煉自己。在開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過(guò)程中，應(yīng)注重開(kāi)發(fā)一些培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的能力的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生正確的、良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，使學(xué)生獲得一定程度的用實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)研究現(xiàn)象和規(guī)律的獨(dú)立工作能力。以建設(shè)精品課成為目標(biāo)，具體可從以下幾方面著手。

1.改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為三個(gè)階段:

第一階段采取分組統(tǒng)一上課的方式講授測(cè)量誤差的基本概念、隨機(jī)誤差的估算、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和處理、測(cè)量不確定度評(píng)定與結(jié)果表示、有效數(shù)字概念和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的常用方法等，使學(xué)生了解測(cè)量誤差的基本知識(shí)，具有正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步能力;了解常用儀器的使用方法，掌握基本測(cè)量工具。

第二階段主要進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室給準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用品，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案、獨(dú)立操作[1]。通過(guò)訓(xùn)練，提高學(xué)生綜合應(yīng)用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器的能力。

第三階段實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。由學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)放式教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生從選題，到搜集資料、確定研究方案、實(shí)施研究過(guò)程，直至最終形成階段性成果，始終體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)參與、對(duì)問(wèn)題的積極探索和對(duì)科學(xué)研究的切身體驗(yàn)。借助于開(kāi)放性學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能學(xué)到物理知識(shí)，而且能學(xué)到學(xué)習(xí)和研究物理知識(shí)的方法。

2.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

進(jìn)行全方位、多層次的開(kāi)放式教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必然趨勢(shì)和發(fā)展方向，是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種挑戰(zhàn)，它涉及整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是對(duì)教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)條件的重新優(yōu)化組合，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重大舉措。開(kāi)放式教學(xué)，不只是實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的開(kāi)放，更重要的是觀念意識(shí)上的開(kāi)放，是一種個(gè)性教學(xué)模式，這種教學(xué)模式能滿(mǎn)足學(xué)生求知、探索和創(chuàng)新的欲望，側(cè)重創(chuàng)新精神與能力的培養(yǎng)[2]。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙Ｗo(hù)學(xué)生的原創(chuàng)精神，使學(xué)生在寬松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。可以說(shuō)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)因材施教的必由之路，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必備條件。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是指在規(guī)定的周次內(nèi)，從周一至周五實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放(8∶30—12∶00，14∶30—18∶00)。打破班級(jí)界限，學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、選擇時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以選擇自己感興趣或與自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)結(jié)合較緊密的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這有利于發(fā)揮學(xué)生的積極性。學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)時(shí)間，這樣不僅可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)集中精力，而且可以消除因受時(shí)間限制，怕做不完實(shí)驗(yàn)便草率從事的現(xiàn)象。

規(guī)定每個(gè)學(xué)生必做和必須完成的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)。動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生可以多選做一些實(shí)驗(yàn)或選做難度較大的實(shí)驗(yàn)，還可以做設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。一般的學(xué)生除完成必做的實(shí)驗(yàn)外，可以根據(jù)自己的情況選做其他實(shí)驗(yàn)。對(duì)于動(dòng)手能力較差的學(xué)生也有足夠的時(shí)間完成基本要求。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可為不同程度的學(xué)生創(chuàng)造學(xué)習(xí)和提高的條件，使每個(gè)學(xué)生都能在原來(lái)的水平上有所提高，既能保證教學(xué)基本要求，又能發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的潛力。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室要求教師加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)組織工作，嚴(yán)格要求學(xué)生，并改進(jìn)指導(dǎo)方法。實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生需要自己選擇實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，課前預(yù)習(xí)尤為重要。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放為學(xué)生提供了到實(shí)驗(yàn)室有針對(duì)性地進(jìn)行預(yù)習(xí)的條件，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室預(yù)習(xí)，教師予以指導(dǎo)，并對(duì)學(xué)生的提問(wèn)進(jìn)行答疑，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造原理與性能作必要的介紹，講清應(yīng)該注意的事項(xiàng)，然后由學(xué)生自己調(diào)試儀器，獨(dú)立操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，教師巡回指導(dǎo)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考解決在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)，教師要審查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，合格的簽字通過(guò)，不合格的首先讓學(xué)生自己查找原因，必要時(shí)教師幫助分析。未能完成實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果不合格的學(xué)生必須重做。

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)該嚴(yán)格考核，將課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三項(xiàng)內(nèi)容綜合起來(lái)考核，確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)。將一學(xué)期所做的全部實(shí)驗(yàn)的平均成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)，期末再進(jìn)行考試，平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)各占一定比例，評(píng)定出實(shí)驗(yàn)的總評(píng)成績(jī)。總評(píng)成績(jī)不及格者按照規(guī)定重修。

4.不斷完善實(shí)驗(yàn)教材

教材建設(shè)是教學(xué)改革和教學(xué)創(chuàng)新的重大舉措，高質(zhì)量的教材是提高教學(xué)質(zhì)量的基本要素[3]。教材作為進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)，必須適應(yīng)教學(xué)法要求，必須及時(shí)修改補(bǔ)充。實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就應(yīng)編寫(xiě)與之相適應(yīng)的新教材，減少驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)性的比例，增加有啟發(fā)性并能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使其具有適合學(xué)生自學(xué)，能拓寬學(xué)生知識(shí)面，利于開(kāi)發(fā)學(xué)生智力等特點(diǎn)。

5.重視多媒體技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，充分利用圖片、聲音、動(dòng)畫(huà)模擬實(shí)驗(yàn)操作。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的指導(dǎo)，教師可以將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容做成多媒體課件，保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，學(xué)生根據(jù)自己所選實(shí)驗(yàn)，在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上調(diào)出程序，就可以在程序的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。在操作過(guò)程中學(xué)生若遇到困難，還可以從計(jì)算機(jī)中調(diào)出課件反復(fù)學(xué)習(xí)、研究再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種課件指導(dǎo)比在傳統(tǒng)教學(xué)中教師在黑板上的板書(shū)更詳細(xì)，可以節(jié)省時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

6.充分利用網(wǎng)上資源

建立大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，進(jìn)行網(wǎng)上教務(wù)管理、網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上遠(yuǎn)程仿真，學(xué)生可以通過(guò)上網(wǎng)借助于教師的電子教案、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)儀器介紹等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。網(wǎng)上資源為物理探究性課題的研究提供了豐富的材料，能激勵(lì)學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，解決特定的問(wèn)題。圍繞探索性實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，查找有關(guān)資料，并圍繞探索的主題在線與教師討論交流，解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為學(xué)生提供了信息豐富的知識(shí)庫(kù)，其突出優(yōu)勢(shì)在于知識(shí)更新速度快，能突破環(huán)境的時(shí)空限制，大大提高學(xué)生在信息時(shí)代的學(xué)習(xí)與研究能力，使學(xué)生從整齊劃一的“不得不學(xué)”變?yōu)橹鲃?dòng)多樣的“要求去學(xué)”，真正成為學(xué)習(xí)的主人。

三、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，如果以建設(shè)精品課程為目標(biāo)要求，那么將是教學(xué)改革和教學(xué)創(chuàng)新的重大舉措。所以我們應(yīng)加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新能力，突破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路和方式的束縛，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。

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