大學物理實驗教學模式改革研究

郭曉霞

（集寧師范學院，內蒙古 烏蘭察布 012000）

大學物理實驗是理工科大學的大學生必修的一項基礎課程，是通過實驗的形式來對各項物理知識進行分析與解釋，對于培養學生的動手能力、創新能力與實踐能力具有重要意義.隨著時代的進步，學生對于實驗課程學習的趣味性、科技性要求也越來越高，而當前我國的大學物理實驗教學依然存在著教學形式單一、實驗器材陳舊等問題，不利于學生學習興趣與科學素質的培養.本文旨在通過對大學物理實驗教學模式進行分析，以求有所改進、有所發展.

1 大學物理實驗教學模式的特征及意義

大學物理實驗是培養學生動手能力、創新精神和科學素養的重要教學模式，具有能動性、創造性、開放性等特點，對于學生的參與度具有較高的要求.

切實改善大學物理實驗教學模式，可以有效的提高學生的學習積極性與主動性，提高學生的動手能力，培養學生的創新意識.當前是科技化的時代，各行各業均亟待知識型、創新型、復合型的人才，這就要求我們從新型教育理念和時代要求出發，進一步推進物理實驗教學實踐改革，從實驗教學模式方面加大改革力度，增加實驗類型和實驗內容，擴大實驗的開放性，使學生充滿興趣與探索熱情的做實驗,以學生為本進行實驗教學改革.

改革大學物理實驗教學模式，可以有效實現大幅度的提升大學物理教育水平，可以有效提高學生物理學習積極性，可以有效實現物理素養和物理知識體系的灌輸，從而為國家和社會培養出具備科學素養與創新能力的復合型人才.

2 大學物理實驗教學模式現狀及存在的問題

就我國大學物理實驗教學模式的現狀看來，長期以來存在著許多限制教學水平提高的因素.首先，學校的經費缺乏，導致實驗資源配置、教學資源配置和師資力量配備等方面的均難以達到高新科技時代物理實驗的要求；其次，大學物理實驗教學的內容陳舊、手段落后，難以達到培養具備科學素養與創新能力的復合型人才的目的；最后，大學物理實驗教學受傳統教學模式的影響，創新程度不足.實驗教學中受到傳統的實驗教學模式的影響，習慣于把大學物理實驗區分為光、電、力、熱等部分進行實驗教學與實驗操作，實驗內容和實驗技術的內部邏輯聯系統一與互相交映轉變的關系難以體現，不利于學生整體物理體系的建立.

2.1 大學物理實驗教學內容缺乏更新，難以吸引學生興趣

當前的大學物理實驗普遍存在著資金經費等問題，特別是一般理工類院校，在實驗器材、經費等方面嚴重不足，因此在課程內容上普遍缺乏高新型的實驗，而是大多選擇較為傳統、經典的大學物理實驗，或者是選擇對于經典物理知識進行驗證性或仿效性測量的實驗.這些實驗對于學生物理基礎知識的掌握確實具有十分重要的作用，也確實能夠提升學生物理實驗的基本操作能力，但是，隨著時代的飛速進步發展，許多高新物理知識或新奇有趣的物理實驗不斷涌現，這些實驗更能夠吸引學生的學習興趣與動手仿照實驗的熱情，并能夠使學生自覺主動的將物理知識在實驗的過程中反復強化.但是，目前大多學校在該方面的發展建設上均未投入大量資金，從而十分不利于物理實驗教學的更新發展，難以有效提升學生能力.

2.2 大學物理實驗教學結構缺乏有機聯系，難以形成知識體系

由于大學物理實驗項目缺乏更新，導致現有的實驗項目之間缺乏緊密的綜合性和系統性.即使是現有的大學物理實驗中存在著若干綜合性的實驗，這些綜合性的實驗也難以體現出當前物理學科各個分支之間，尤其是一些高新前沿部門與經典物理知識體系之間的有機聯系.

如：現行的大學物理實驗教學課程的體系結構受到傳統實驗教學模式的影響，通常按照通行教材的體系結構設置，將物理實驗教學分為力學實驗、熱學實驗、電磁學實驗和光學實驗等，各實驗內容分散雜亂，各分支之間乃至各個分支內部均難以形成體系化的實驗教學系統.

2.3 大學物理實驗教學手段落后，難以提升學生認知水平

當前，教學手段落后也是影響大學物理實驗教學發展的關鍵因素.實驗標識、實驗器材等硬件設施在大學物理實驗課堂上的缺失，導致許多重要的具有較強危害性的實驗、原理性實驗或過程性實驗均難以開展.大學物理教師只能通過抽象的物理理論和概念的分析講解來對這部分知識紙上談兵，學生缺乏必要的直觀認識，對知識本身認知的難度就進一步加大.

2.4 大學物理實驗教學形式單一，影響學生學習的主動性

大學物理實驗教學往往依據陳舊的實驗教材進行，教學方法受到傳統灌輸式的教學模式的影響，存在公式化、教條化的問題，通常由教師事先指定實驗內容、實驗步驟、實驗儀器乃至實驗的試劑和材料等,學生缺乏自主選擇實驗、自主動手創新的機會，只能在課時要求內完成任務，完全是物理實驗教學的被動承受者.加之當前物理實驗內容的陳舊以及各學科之間的缺乏有機聯系，實驗教學手段落后難以顧及各學科各專業的特點，更加不利于學生的主動探索與創新.

與此同時，當前大學物理實驗教學還存在著實驗教學課時不足，不能涵蓋物理知識體系，無法安排開放性實驗，實驗教學內容單一等問題.

3 改進當前大學物理實驗教學模式的建議和措施

3.1 更新當前大學物理實驗教學課程內容

首先，針對原有實驗教材中的傳統實驗進行科學分析，淘汰內容陳舊、技術水平較低的傳統實驗，對確能提升學生實驗水平與基本能力的實驗予以保留，對與理論知識結合較為緊密的經典物理實驗予以傳承和改進，積極利用現有科技手段進行改造，使之煥發新的活力.

其次，吸收一些基礎性強、學科輻射面廣的近代物理實驗及趣味性的高新前沿物理實驗，提高現有基礎性實驗的水平，調動學生學習的積極性.

最后，根據院校自身條件水平，將資金進行合理化安排，盡量引進一些反應前沿物理科學的實驗內容、實驗器材，提升大學物理實驗教學內容的水平與檔次.

通過以上方式，有效實現實驗內容的與時俱進.在此基礎上，大學物理實驗教師還要圍繞培養學生的動手能力和創新能力，結合各自專業領域發展的前沿，從各自學校的實驗教學條件出發，結合實際開發實驗教材、更新實驗教學內容.此外，在實驗教學過程中，可以引入適量的選修性開發性題目，豐富與充實教學內容，充分調動學生的積極性和主動性，以提高教學質量，培養出大批具備科學素養與創新能力的復合型人才.

3.2 改變當前大學物理實驗教學結構，構建系統性較強的課程體系

在課程體系的構建方面，應當打破原有的模塊化板結的實驗安排模式，合并不同模塊中重復、類似或具有聯系的實驗項目，縮減冗雜課程，增加自主性項目，引導學生主動創建實驗種類和實驗內容，自由進行轉換，切實提升物理實驗課程內容的整體性與系統性，將各門實驗課程內容相互融合，構建循序漸進的體系結構.

大學物理實驗教學的目標是使學生通過做實驗的方式對于物理理論、理念、知識、體系等加強認識、深入鞏固，并通過實際動手操作掌握對物理實驗方式、實驗技巧和實驗能力，了解物理實驗的儀器機構原理及使用方式，培養治理實驗成果的能力等.大學物理實驗老師應當激勵學生參與，讓學生更加積極主動地參加實驗.

在實驗體系構建中，大學物理實驗教學中可以縮減冗雜課程，增加自主性項目，提高多種不同類型的實驗內容讓學生自選，使學生根據自己的愛好和特長選擇實驗，自主分享實驗成果，獲取不同實驗數據，讓學生處理實驗中遇到的問題，提高學生的學習積極性與自主創新能力.

3.3 更新大學物理實驗教學手段，提高教學效果

當前大學物理實驗教學亟待引進先進技術，更新教學手段，然而，資金不足而導致的教學設備等硬件設施落后和師資力量等軟件條件的限制是各學校面臨的現實.對此，筆者認為，引入計算機技術，將計算機機房作為物理仿真實驗室，采用多媒體等形式模擬物理實驗是目前最適當的解決方法.一方面，學校能夠克服條件不足的困難，使學生有機會將教材中的物理知識通過電腦模擬的方式得以直觀性的了解掌握，并可以進行實際操作，提升動手能力；另一方面，電腦模擬實驗的系統性較高，糾錯能力較強，可以減少因操作不當造成的儀器損耗，同時又可以高效提示學生易錯環節，提高學習質量.

各院校可以將物理實驗室的所有資源對學生開放，并在計算機機房的每臺電腦上都安裝仿真屋里操作軟件，作為物理仿真實驗室，在周一至周五全天開放.學生可以根據自己的時間安排，到仿真試驗室進行實驗預習及預操作，從而對知識體系和整體結構進行直觀的了解掌握，并熟悉各項實驗儀器的功能、正確使用方法、操作步驟以及操作中需注意的事項，掌握一定的操作技巧，進而在進行實物實驗時得心應手.

3.4 轉化大學物理實驗學習的地位，使學生成為主動操作者

在實驗開始前，教師應當將儀器調至初始狀態，并設置一些困難，留待學生自己解決.如學生在解決中存在困難，教師應結合該學生的實際水平及困難進行指導，以達到培養學生解決問題的能力和綜合素質能力的目的.在實驗中應結合學生能力，適當增加一些設計性的實驗.設計性的實驗需要學生自主查閱相關文獻資料，并根據已掌握的基礎理論知識及實驗水準、實驗器材等，設計出具有可行性的實驗，并進行論證與實驗操作，最終得到實驗結果.然后結合實驗過程與實驗結果系統性地分析實驗誤差來源，進行總結，并撰寫實驗報告在全體同學面前進行分析匯報.這樣的設計性實驗過程，可以有效全面的提升學生的物理理論知識體系，提高學生的動手能力、實驗能力、糾錯能力及總結匯報能力，從而使其具備科學的實驗素養.

結語：在大學物理實驗教學模式改革的問題上，我們應當切實圍繞學生是學習的主動者這一核心，將培養學生的創新精神和實踐能力放在首位，為國家和社會培養出大批具備科學素養與創新能力的復合型人才.

〔1〕顧艷妮,徐勝.大學物理實驗教學改革探究[J].中國科教創新導刊,2011(10).

〔2〕張曉華.大學物理實驗教學改革初探[J].四川理工學院學報(社會科學版),2003(04).

〔3〕孟影,圣宗強.探析如何促進大學物理實驗教學改革[J].合肥師范學院學報,2009(06).