深化大學物理實驗教學改革 提高大學物理實驗教學質量

葛向紅 王秀杰

（中原工學院理學院 河南 鄭州 450007）

大學物理實驗是工科院校獨立開設的一門必修課程，是學生進入大學后首次接受動手能力系統訓練的一門實踐課程，通過物理實驗對學生進行實驗技能的系統訓練，可使學生學到許多在實際工作中有用的知識和技能，同時物理實驗還有益于培養學生科學的工作態度和工作作風。從而為后續專業課程的學習、畢業設計以及以后的工作打下良好的基礎。為全面提高大學物理實驗教學質量，中原工學院物理實驗中心的老師們刻苦追求、辛勤探索，在許多方面進行了改革和探索，取得了豐碩的成果，概況起來主要表現在以下三個方面。

1 加強綜合性、設計性實驗，提高學生的動手能力和創新能力

1.1 綜合性、設計性實驗的開發與實踐

綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗；設計性實驗是指給定實驗要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。綜合性、設計性實驗可以充分調動學生的學習積極性，大大提高其獨立解決實際問題的能力及創新能力。

經過中原工學院物理實驗中心部分老師的辛勤工作，在現有實驗儀器和設備的情況下，開發了多項綜合性、設計性實驗項目，并在實驗教學中加以運用，取得了良好的教學效果。近幾年開發的綜合性、設計性實驗項目見表1。

1.2 設計性實驗教學方式及考核方式

設計性實驗在實驗難度、教學方法、考核方式都與其他實驗有明顯的不同。設計性實驗做實驗時間在大學物理實驗課表中沒有編排，設計性實驗室全天候開放，其做實驗時間采用預約制。預約實驗要求以組為單位、提前一周左右到實驗室，預約實驗時要在預約記錄本上填寫班級、姓名及做實驗時間，同時了解該實驗的要求、實驗室所提供儀器的種類、數量及功能。

表1 綜合性、設計性實驗項目

預約實驗后按實驗要求及實驗室所提供儀器設計實驗方案，也就是撰寫預習報告，內容包括:實驗名稱、實驗目的、所選擇實驗方案的實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據記錄表格等，并回答有關思考題，做實驗時首先要將所設計的實驗方案交實驗指導老師審閱，合格后方可做實驗，若不合格，則需要重新撰寫實驗方案并重新預約實驗時間。

學生按照預約的時間到實驗室做實驗，做實驗時老師不再進行詳細的講解，學生按照自己設計的方案（經老師認可）做實驗，實驗結束時，老師根據學生完成設計方案情況、課堂操作情況、實驗數據準確程度等方面情況按百分制在成績單上打下設計性實驗的第一個成績，課后完成實驗報告。

收到實驗報告后，老師按照實驗報告要求進行批改，然后按照百分制在成績單上打下設計性實驗的第二個成績。將這兩個成績取平均為設計性實驗的成績。

2 改革傳統的實驗教學方式，調動學生的積極性和主動性

為了充分調動學生做實驗的積極性和主動性，物理實驗中心的實驗指導老師與有關任課老師經過充分協商和調研，在中原工學院應用物理專業的力學、電磁學、光學實驗三門課的教學方法上進行徹底的改革，經過幾屆學生的實踐，取得了明顯的成效。

上述三門課所開設實驗項目均為工科學生大學物理實驗常設項目，每個實驗項目都有專職老師負責，應用物理專業每學期學習上述三門課的學生可在理論教學進行到三分之一以上內容時到實驗室熟悉、操作、講解實驗，具體步驟為:

2.1 預習實驗

通過實驗教材認真預習該門課程所開設的實驗，了解該實驗有關內容，寫出預習報告，內容包括:名稱、目的、原理摘要、主要步驟、數據記錄表格等項內容。

2.2 熟悉實驗

在大學物理實驗上課期間到相關實驗室跟著實驗老師聽課，了解該實驗的實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟、數據處理方法等項內容，可與實驗指導老師探討有關問題，但不參與做實驗，每個實驗聽課一到兩次。

2.3 做實驗

在實驗室開放的任意時間到實驗室做已經熟悉過的實驗，做實驗期間老師不再講解，有問題可向老師提問，實驗應在一般應在2課時內完成，若不能完成可另找時間來實驗室繼續做，實驗做完后持實驗數據經老師簽字后方可離開實驗室。

2.4 撰寫實驗報告

按照有關要求認真撰寫實驗報告，并在做下一個實驗時交到該實驗的指導老師處。

2.5 講解實驗

通過以上幾個環節，學生應對實驗項目有較深的了解，為了考核學生的掌握情況，要求學生在工科學生做大學物理實驗時，在所做過的5個實驗中選擇1個實驗進行講解并參與輔導，實驗指導老師在學生講解并輔導后將學生講解及輔導情況進行評議并給出成績。

2.6 成績考核

實驗成績分三部分:課堂成績（含預習報告）、實驗報告成績、講解實驗成績，每一項都按百分制打分。每門課程有5個實驗項目，每個實驗項目的課堂成績（含預習報告）和實驗報告成績取平均為該實驗項目的成績，5個實驗項目取平均占總成績的60%，講解實驗成績占40%。

在以上幾個環節中，實驗室在每一個環節上對學生都是全面開放的，學生聽實驗時一次聽不懂，可以聽第二次，做實驗時，一次做不好，可以做第二次，甚至第三次。本次實驗教學改革的最大亮點是讓學生講解實驗，這使學生既有壓力，也有了動力，為了講好某一個實驗，有些學生會到實驗室反復做實驗，詳細了解實驗的每一個細節，并與老師認真探討如何講好講清實驗的每個環節，然后懷著激動而又興奮的心情去講解實驗，通過這樣的過程，一個實驗從原理到儀器，從實驗操作到數據處理，學生全方位得掌握了這個實驗，同事是也為學生提供了一個展示自我的舞臺，鍛煉和提高了自己的能力，取得了突出的教學效果。

3 完善成績評估體系，全面考核實驗教學各個環節

為了全面、系統的考察實驗教學的各個環節，經過多年的探索和實踐，中原工學院大學物理實驗已經形成了一整套考核全面、操作性強的成績評估體系。

中原工學院大學物理實驗分上、下兩門課，分兩學期完成，各1.5學分，共計50課時，是考察課。其中大學物理實驗（上）共計9次課，每次3課時，包括1次緒論課和8次實驗課，其中1次為設計性實驗，大學物理實驗（下）沒有緒論課，包括8次實驗課，其中1次是設計性實驗。

成績考核包括兩個方面:平時成績和設計性實驗成績，其中平時成績包括預習報告、課堂操作、實驗報告，設計性實驗成績考核方式前文已述，具體考核內容如下:

3.1 預習報告

實驗前必須認真閱讀教材，閱讀時要以實驗目的為中心，搞清楚實驗原理、操作要點、數據處理及其分析方法等。在此基礎上寫出預習報告，內容包括:名稱、目的、原理摘要、主要步驟、數據記錄表格等項內容。每次做實驗時要向實驗教師出示預習報告。

3.2 課堂操作

進入實驗室首先根據教材或儀器說明書熟悉儀器，特別注意儀器使用的注意事項，在實驗操作前要認真聽老師的講解，在老師的指導下了解儀器的使用方法。進行實驗時，應合理操作、集中精力、仔細觀察、認真思考，把實驗數據和觀察到的實驗現象及時細心記錄下來，實驗結束時經實驗指導老師簽字認可方可離開。

每次實驗結束時，實驗指導老師根據學生預習報告完成情況、課堂操作情況、實驗數據準確程度等方面情況按百分制在成績單上打下本次實驗的第一個成績。

3.3 實驗報告

實驗報告內容及撰寫要求如下:實驗目的:要求逐條寫清楚本實驗的實驗目的；實驗原理:在理解的基礎上，用簡短的文字扼要地闡述實驗原理，力求做到圖文并茂，用圖表示原理圖、電路圖或者光路圖；實驗儀器:列出實驗中實際使用的儀器的名稱、規格、型號、編號和數量；實驗步驟:根據實際操作過程寫出主要的實驗步驟和安全注意事項；實驗數據:將實驗中測量的數據以表格的形式羅列出來，在標題欄內要注明單位；數據處理:按照實驗要求計算有關物理量，計算時要有計算過程。按照規范形式寫出完整的實驗結果。誤差計算要預先寫出誤差公式。需要畫圖時必須畫在坐標紙上；思考題:完成實驗指導教師規定的思考題，必要時還需寫出對該實驗的體會和建議。

實驗指導老師收到實驗報告，按照以上要求進行批改，然后按照百分制在成績單上打下本次實驗的第二個成績。這樣每次實驗就有兩個成績，將這兩個成績取平均為本次實驗的成績。

3.4 緒論課作業

大學物理實驗第一次課為緒論課，上緒論課學生不到實驗室，而是將每次到實驗室做實驗的學生集中起來到教室統一上課，主要講述大學物理實驗的教學安排、考核方式、誤差理論、數據處理方法等內容，課后要完成緒論課作業，老師批改后也按百分制打下成績，緒論課作業成績等同一次實驗的成績。

3.5 成績核算方法

大學物理實驗（上）包括9個成績:1個緒論課作業成績和8個實驗成績，期末成績總評的方法是:設計性實驗在實驗難度、教學方法、考核方式都與其他實驗有明顯的不同，因此在期末成績總評中占的比例較多，占總成績的30%，其他8個成績（含1個緒論課作業成績）取平均占總成績的70%。

大學物理實驗（下）沒有緒論課作業，包括8個成績，期末成績總評的方法是:設計性實驗成績占總成績的30%，其他7個成績取平均占總成績的70%。

4 結束語

通過加強綜合性、設計性實驗的開發與實踐，改革傳統的實驗教學方式，完善成績評估體系，從而提高了學生的動手能力和創新能力，調動了學生的積極性和主動性，達到了全面考核實驗教學各個環節、提高實驗教學質量的目的。

［1］梁富增，方莉俐.新編大學物理實驗[M].沈陽:沈陽出版社，2007.

［2］王秀杰.應用物理專業普通物理實驗改革嘗試[J].中國科技教育，2009，1.