大學物理實驗教學模式改革的構想

鄢銳 武警工程學院基礎部，西安 710086

大學物理實驗教學模式改革的構想

鄢銳 武警工程學院基礎部，西安 710086

依據大學物理實驗的特點，針對傳統大學物理實驗教學模式的弊端，提出大學物理實驗教學模式改革的幾點想法，以提高學生動手能力和創新能力。

大學物理實驗；教學模式

21世紀對人才培養提出了更高的要求，當代的高校教育不僅要向學生傳授知識，更要注重培養學生的能力。自然科學的基石是科學實驗，實驗教學在培養學生運用實驗手段發現、觀察、分析、研究和解決問題的能力，在提高學生的科學實驗素質以及動手能力方面都起著重要作用，也為學生今后的工作和學習奠定了一個良好的現實基礎。如何在大學物理實驗教學中更好地培養學生的能力并增強他們的科學實驗素養已成為當務之急，因此，我們應該積極探索與新時代人才培養要求相適應的實驗教學模式。

一、大學物理實驗的特點

大學物理實驗屬于科學實驗的范疇，不僅生動形象，而且具有很強的真實性，實驗儀器、實驗過程和實驗現象都是學生的直觀感受。相對于中學簡單的驗證性實驗，大學物理中所涉及的實驗其不確定性更強，即實驗結果受實驗條件、實驗方法、實驗手段以及熟練程度等因素的影響很大，需要學生具有科學的探究精神才能得到預期的結果。一般地，大學物理實驗要求學生獨立完成，諸如實驗設備的安裝調試、實驗現象的觀察、實驗數據的記錄與處理、實驗結果的分析等。它的綜合性很強，尤其是近代物理實驗，不僅實驗儀器復雜多樣，而且往往涉及多學科的知識理論，對學生的綜合素質要求更高。

二、傳統物理實驗教學模式的弊端

傳統的實驗教學模式中，教師在實驗前先把實驗原理步驟等細講一遍，學生再根據教師準備好的儀器和指定的實驗方案按部就班地進行。這樣做雖然能夠很好地完成教學任務，但在很大程度上拘束了學生的思維空間，而且使得本來可以做得非常有趣的實驗變得枯燥無味，不能達到培養能力，鍛煉思維和增強創新意識的要求。因此，積極探索與新時代人才培養要求相適應的實驗教學模式是非常必要的。

三、大學物理實驗教學模式改革的探討

3.1 分專業、分層次，明確實驗教學的目標和任務

物理實驗是科學實驗的先驅，體現了大多數科學實驗的共性，在實驗思想、實驗方法以及實驗手段等方面是各學科科學實驗的基礎。但是，對于不同專業、不同學科層次的學生不能一概而論，應把握各自特點，分別明確教學目標和任務。對于工科類學生，應側重實驗方法手段的探索，增強應對實際問題的能力，培養活躍的創新意識；對于理科類學生，應側重實驗理論方面的推敲，培養嚴謹的科學態度，提高理論聯系實際的能力；對于文科類和其他學科的學生，應側重實驗現象的討論及聯想，通過直觀感受豐富多彩的物質世界，提高科學實驗基本素質，培養積極主動的探索精神。

3.2 對實驗項目進行模塊化分類設計

為了適應新時代人才培養要求，學校有必要根據自身實際情況，對已開設的種類繁雜的實驗項目進行模塊化分類設計。模塊化設計（Block-based design）是比較先進的工業設計思想，對大學物理實驗而言，就是將一些聯系緊密的實驗項目組合在一起，構成一個能夠獨立培養學生特定實驗技能的子系統，這個子系統就作為通用性的模塊。首先，總體上可參考大綱要求，將實驗項目分為基礎性實驗、綜合性實驗和設計研究性實驗三個大類。在此基礎上，可以細分為更小的模塊，如力學模塊、熱學模塊、電磁學模塊、光學模塊、近代物理學模塊等，再根據不同學科專業的特點和需要進行優化組合，以提升教學效率。

3.3 與時俱進，采用先進的教學手段

隨著計算機技術、多媒體技術和網絡技術的發展，它們在教學領域中也發揮著越來越大的作用。仿真物理實驗就是先進教學手段的一個典型代表。仿真物理實驗能夠搭建出非常豐富的實驗項目，對實驗儀器及實驗內容與步驟的介紹更為直觀生動，并且支持高效、快速的重復性操作。由于實驗環境和儀器都是虛擬的，學生更不必擔心會損壞實驗儀器。利用仿真儀器進行實驗時，允許學生自行設定各種實驗參數，并且能實時地通過屏幕觀察實驗現象的變化，做出分析判斷，從而理解其物理意義以及儀器的結構與設計原理，這非常有利于學生的獨立思考和實驗技能的訓練。

由于比較容易移植到校園網絡，仿真物理實驗更是開放性實驗的一種重要手段。一方面，這使得學生在實驗時間的安排上及實驗地點的選擇上有了很大的主動權；另一方面，學生也可在實物實驗課前或課后利用仿真實驗進行先期的預習預做和后期的復習總結。同時，教師也可以通過網絡對學生進行指導解惑，完成實驗成績評定等工作。

3.4 強調創新教學

創新教育是一種有利于學生創新個性自由全面發展的教育實踐。通過創新教育活動，可以發展和培養學生的創新性思維能力、學科能力、實踐能力以及自學能力、創新開拓的意識等素質。大學物理實驗為學生提供了良好的創新環境，正是創新教育的好素材。

在大學物理實驗中實施創新教學，可以做以下幾方面的嘗試：首先，實驗教材根據科技發展變化不斷更新，內容和形式上不必把每個步驟都寫得很詳細，注重強調關鍵點，故意設置很多問題，立足點在如何有利于開闊學生思路，學習新本領；其次，弱化教師的作用，教師由傳統的主導教學變為引導教學，把學生作為主體，教師只說明實驗的基本要求和提供必要的實驗設備，讓學生自己根據相關原理，設計具體實驗方案，進行探索和研究；第三，適時增設新的實驗項目，根據科技發展情況適當對實驗儀器設備進行更新換代，以開拓學生視野，豐富創新思維；第四，改變以期末考試成績為主的評價方式，提高平時實驗成績的比重，充分調動學生預習、準備實驗的主動性和積極性，增強教學效果。

大學物理實驗教學模式改革是一項系統工程，我們應積極不斷地探索和創新，同時應注意借鑒國外知名大學的成功經驗，以適應新時代對人才培養的要求。當然，這項系統工程需要廣大教師、學生和教學管理部門的通力合作，才能取得應有的成效。

[1] 張銳波,沈劍峰,杜金潮. 大學物理實驗創新教學[J]. 實驗室研究與探索.2010,29(1):80-82

[2] 肖令平. 大學物理實驗教學模式改革初探[J]. 中國科技信息. 2009,17:256-257

[3] 韋韌,王全軍. 大學物理實驗創新教學的探索[J]. 實驗室科學.2009,2:24-25

Conceptions about the reform in teaching model of college physics experiment

Yan rui
Department of Foundation, Engineering College of Armed Police Force, Xi'an, 710086

Based on the characteristics of college physics experiment, this paper puts forward some ideas on the reform in teaching model with the drawbacks of the traditional model, so as to improve the students’ operative ability and innovative ability.Key words College physics experiment; Teaching model

G642.0

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.172

鄢銳(1981-),男,陜西人,碩士,武警工程學院基礎部物理教研室助教,研究方向為光學工程。