工科專業大學物理實驗教學改革的討論

摘 要:大學物理實驗是高校必修的公共基礎課程，在學生的素質和能力培養方面具有重要作用，而目前的大學物理實驗教學在實驗內容、教學方式、評價體系等方面都存在不足，在教育部啟動“卓越工程師教育培訓計劃”的背景下，工科專業的大學物理實驗教學需要不斷的改革才能夠培養造就一大批創新能力強，適應經濟社會發展需求的高質量的工程技術人才。

關鍵詞:大學物理實驗 實驗教學改革 卓越工程師教育培訓計劃

中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2012)06(b)-0063-01

2010年6月23日，教育部啟動了“卓越工程師教育培訓計劃”(簡稱“卓越計劃”)，強調以“卓越計劃”為突破口，促進工程改革和創新，全面提高我國工程教育人才培養質量，努力建設具有世界先進水平、中國特色的社會主義現代高等工程教育體系，促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。

大學物理實驗在“卓越計劃”中占有很重要的地位。對工科專業的大學生而言，大學物理實驗是他們進入高校后的第一門自然科學實驗課程，大學物理實驗教學的目標是讓同學們受到嚴格、系統和科學的實驗技能訓練，培養同學們的動手能力，分析問題、解決問題的能力，理論聯系實際的能力，以及科學嚴謹的思維方法和創新精神。這些培養目標正是一名卓越的工程技術人才所應該具有的素質。

目前，作為公共基礎課的大學物理實驗還沒有得到足夠的重視，教學課時太少、實驗設備陳舊、實驗教師的師資力量薄弱。同時，大學物理實驗教學自身存在實驗內容陳舊、教學方式單調、評價體系單一等問題[1～3]，這些問題明顯的降低了大學物理實驗的教學效果，難以達到大學物理實驗的教學目標及“卓越計劃”的要求。

為了對工科大學物理實驗進行更有效的改革，我們首先選取了四個工科院系(土木工程、材料、電信、機械)進行了“大學物理實驗滿意度問卷調查”。通過調查我們發現，同學們對目前大學物理實驗的滿意度不高。僅有23.63%的同學認為大學物理實驗課程讓他們受益匪淺，能學到很多東西。以培養學生學習基本物理量的觀測方法及正確的實驗數據記錄、分析處理，掌握物理實驗通用儀器的操作和使用為主的基本實驗技能的訓練已經不能夠滿足同學們的要求。目前的大學物理實驗改革研究強調多層次的教學方式，教學內容在基本物理實驗(力學、熱學、光學、電磁學)的基礎上增加綜合性物理實驗和近代物理實驗。而對于工科專業的大學物理實驗的課程內容，可以進行更加多層次的劃分，即實驗內容可以與各專業的培養目標相結合，增加與專業課相關的實驗內容。例如，對電信學院可以增加電子工程實驗，對土木工程學院可以增加應力測量等方面的簡單實驗。這些實驗內容的增添能夠使大學物理實驗課程內容更加豐富，擴大學生知識面和能力，為他們的后續課程打下更堅實的基礎。在我們的調查問卷中，有高達90.11%的同學希望能夠按照專業設置相應的特色實驗。

在大學物理實驗的教學模式方面，目前的模式依然是教師課堂講授實驗原理并進行演示，然后同學們動手實驗。這種授課模式使得同學們成為實驗的被動參與者而不是主動參與者，不能充分激發他們的學習興趣和積極性。在調查中我們發現僅有16.48%的同學認同傳統的實驗教學模式。同學們更喜歡在課堂上的自由討論，以學生自主操作為主，教師輔導為輔的教學方式。要實現這種教學模式就要求相應的增加物理實驗的教學學時及每次實驗的時間，特別是增加實驗室輔導人員的配備。在實驗室教師緊張的情況，可以嘗試挑選優秀的高年級的本科生進行培訓，然后讓他們以實驗助理的身份走進實驗室做一些輔助性的指導工作，給同學們提供及時的指導。這種方式可以不僅能有效的增加實驗室輔導人員，同時使得這部分高年級本科生自身在實驗能力上得到進一步的提高。根據我們的調查問卷，有42.31%的同學有信心能夠勝任并希望得到這樣的鍛煉機會。

在對大學物理實驗教學改革研究中，開放型實驗教學模式和建立創新實驗基地的教學模式已經引起了人們的普遍重視，并逐步開始實施[4～6]，這兩種教學模式的目的也是為了針對不同層次的學生實行多層次的大學物理實驗教學。根據我們的問卷調查結果，雖然同學們非常希望開展開放型和創新型實驗教學，但是同學們主動參與的比例并不是很高，僅有30.22%的同學在實驗室開放后會主動去做實驗，32.97%的同學會主動去嘗試自己動手設計實驗。因此，如何引蛋⒓同學們參與到這兩種新的教學模式，如何提高同學們的積極性和主動性是擺在我們面前的很大一個問題。與此同時，目前物理實驗普遍采用實驗報告或者考試成績的形式，考核方式過于單一，不能全方位的反映出同學們的動手能力，創新能力和理論聯系實際的能力。將同學們參與開放型實驗或在創新基地取得的成果納入到實驗考核辦法中，實行多樣化的考核辦法，將會在很大程度上激發同學們參與開放型實驗教學和創新基地的積極性和主動性，同時使得這兩種新型的教學模式得到更好的推廣。

高等教育應該主動服務于國家人才培養戰略的需要，在創建新型工業化的道路上，需要一批具有創新能力強，適應經濟社會發展需求的高質量的工程技術人才，大學物理實驗教學正是高等教育中實現這一目標的重要環節之一。針對目前大學物理實驗教學自身在實驗內容、教學方式和評價體系方面存在不足的情況。我們認為。在實驗內容方面，可以與各專業的培養目標相結合，實行多層次教學，增加與專業課實驗相關的實驗內容。在教學方式方面，可以采取以課堂自由討論，學生自主操作為主，教師輔導為輔的教學方式，并嘗試讓高年級的本科生以實驗助理的身份走進實驗室做一些輔助性的指導工作。在評價體系方面，將同學們主動參加開放型實驗或在創新基地取得的成果納入到實驗考核辦法中，這樣既能改變考核方式的單一化，又能激發同學們參與開放型實驗教學和創新基地的積極性和主動性。

參考文獻

[1]呂斯驊，段家忯.全面改革物理實驗教學體系與內容.培養有堅實基礎的創新人才[J].大學物理，2003，22(1):34～36.

[2]趙青生，汪洪.大學物理實驗教學改革的實踐與思索[J].大學物理實驗，2002，15(3):76～78.

[3]沈元華.在基礎物理實驗教學中努力培養創新人才[J].大學物理，2000，19(1):42～44.

[4]陳小鳳，孔祥翔，等.東南大學物理實驗開放教學簡介[J].物理實驗，2002，22(4):22～25.

[5]周嵐，王偉，等.物理實驗開放式教學的探索與實踐[J].大學物理，2002，21(10):43～46.

[6]陳水橋，陳洪山.浙江大學物理實驗基地“3+1”課程體系改革與探索[J].物理實驗，2004，24(1):31～34.