大學物理實驗教學改革探討

陳琳英

［摘要］大學物理實驗是大學課程中一門重要的實踐性課程。文章就目前物理實驗教學的現狀作了分析,并從實驗教學方法、教學內容以及考核制度等方面提出了幾點改革意見。

［關鍵詞］物理實驗教學改革創新

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）06-0111-02

大學物理實驗在物理教學中擔當著十分重要的角色。實驗和理論是相輔相成，互為依賴，共同締造著物理王國。大學物理實驗是學生進入大學后，接受系統的實驗思想和實驗技能訓練的一門實驗課，是實踐教學的重要部分。因此，我們要重視對學生科學實驗素質的培養，包括獨立思考能力、獨立操作能力、團隊協作能力以及探索未知事物的能力等。為了使學生能夠掌握一定的系統的物理基礎知識、基本方法和基本技能，培養學生嚴肅的科學態度，嚴謹的科學作風和嚴格的科學方法，適應高素質、強能力、創新性、創業型的高級專門人才培養的戰略要求,這就要求我們在物理實驗教學上必須進行改革。

一、物理實驗教學的現狀

（一）教學模式

對于大學物理實驗課的講授教學模式單一，教學形式不夠靈活。每個實驗室安排一個實驗，每個實驗由一個至兩個教師講授。通常教師會把實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟，測量數據表格及注意事項提前板書在黑板上，在學生上課時逐一講解。整個過程顯然是教師占主導地位，學生只是在被動地、機械性地重復教師的講課內容。在這樣的教學模式下，學生不需要思考，只要按照實驗步驟就能完成基本要求。這樣的模式不僅束縛了學生獨立思考的空間，忽略了學生在認知過程中的主觀能動性，而且更大程度上限制了對當代大學生創造性思維和創新能力的培養。

（二）考核制度

大學物理實驗作為考查課，考核制度落后。就目前狀況而言，考核內容主要從預習報告、實驗數據記錄表和實驗報告三方面考核，給出實驗成績。預習報告的內容實驗教材上都有，從學生交來的預習報告來看，有些學生只是簡單的重復抄寫，缺乏對實驗內容的思考，更無法達到設計一個實驗，完成一個實驗的水平。在進行實驗操作時，雖然學生都是兩人一組，但是做的是同一個實驗，因此，測量的結果出入不大。這就使那些對實驗重視程度不夠的學生有機可乘，把別人的數據結果據為己用，完成實驗數據記錄表。實驗報告通常是實驗完成后，下一節課才交的，從而就會出現個別學生抄襲實驗報告的想象。最終實驗成績的考核往往以交來的實驗報告為主，也就缺乏了考核的公平、公正性，無法調動學生探索自然科學的積極性，這些弊端亟待調整。

二、實驗教學改革實踐

（一）教學方法改革

現代教學觀是把學生創新能力的培養放在首位，教師的主要作用是教學的設計者、組織者、幫助者及品德的示范者。首先，教師要轉變教育觀念，要破除“學科中心”與“教師中心”的教學理念，從傳統的接受性學習的學習方式轉移到學生自主學習、合作學習、探究學習相結合的學習方式上來。不能讓實驗成為只是傳授知識的工具。要變教師演示實驗為學生演示實驗，即在教師的指導下，學生演示實驗，這樣有利于學生積極參與課堂活動，有利于學生的主體性和積極性的發揮。

另外，普通物理實驗是大一、大二學生的必修課，他們剛從中學時代步入大學階段，學生的學習觀念也沒有轉變，他們還習慣以老師為中心，缺乏對問題的思考、探究。如進入實驗室，老師就應該把實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟等，甚至還需要老師手把手地教。基于此，老師就應該主動地去引導學生自主學習，指導學生如何提出問題，分析問題、解決問題。教師給出“問題”，讓學生從“問題”出發，設計出這節課的實驗要求，實驗器材、實驗步驟、數據測量與分析，最后得到結論。激發學生的實驗興趣，培養良好的、嚴謹的科學實驗作風。

其次，隨著計算機與信息技術的迅速發展，物理實驗方法也不斷地滲透到其他各個學科和應用領域。在物理實驗中引入計算機模擬與仿真實驗已成為現代化教學中不可或缺的一種手段。利用多媒體技術，可以對實驗原理和實驗過程進行生動形象的模擬仿真，聲音、圖像、動畫、文字有機地組合在一起，增強課堂效果，激發學生的學習興趣，調動學生做實驗的積極性和主動性。

（二）教學內容改革

為了培養學生的科學思維能力、綜合應用能力以及實踐創新能力，適應新時代專業人才的需要，根據學校教學目的和要求，可以把大學物理實驗建設成真正意義上的開放性實驗室。打破以往固定的教學模式。即本學期實驗都在網上開放，學生根據自己興趣愛好、學科要求自由選擇實驗時間、實驗教師、實驗項目。目前，我校正在實施，效果頗為滿意。不僅提高了學生學習的積極性，還帶動了一批學生自發地進行科研創作，使得學生能夠從單純的學習型人才向學習創新型人才轉變，真正體現出“人本”化的教學理念。

另外，在教學內容上，整個大學階段的物理實驗由三大模塊組成：基礎型實驗、提高型實驗、設計型實驗。

1. 基礎型實驗

為了使學生對基本儀器儀表的構造特點、規格性能、讀數原理、使用方法以及日常維護有一個清晰的了解，在實驗當中能夠恰當地選擇使用，開設了包括力學、電學、熱學、電磁學在內的基礎性實驗。如：力學基本測量、電學基本測量、分光計的調整、邁克爾遜干涉儀、示波器的使用等實驗。使學生在掌握了基本儀器使用的同時，學會正確處理實驗數據，正確分析實驗中的各類引入誤差。

2.提高型實驗

提高型實驗是在傳統實驗教學的基礎上開設的，有些實驗利用計算機控制模擬，不僅可以鍛煉學生的實際操作能力、研究動手能力，又體現出專業知識的新穎性和實用性。如：氫光譜測定實驗、光電效應實驗、CCD圖像處理實驗、激光拉曼光譜實驗、夫蘭克-赫茲實驗等，實驗內容豐富、力求能夠反映物理學理論的研究成果、最新進展及其應用。在此基礎上，還開設核磁共振譜（NMR）實驗了解核磁共振的基本原理和氫譜的測定方法，掌握簡單核磁共振氫譜譜圖的解析技能；利用電子衍射儀進行真空鍍膜，驗證粒子的波粒二象性；掃描隧道顯微鏡（STM）的使用觀察物質表面形態，了解物質的微觀結構；光鑷實驗研究光的力學效應等等。這些實驗相比基礎性實驗而言具有一定難度，操作起來也較為復雜性，但是應用廣泛且實用性強，通常學生都非常感興趣，完成的質量也比較高。通過做實驗能夠切實體會到現代物理學理論的奧妙，領悟實驗設計的思想，將理論和實踐緊密結合起來，有效地拓寬了學生的知識面，激發了學生的求知欲，提高了學生科學研究的能力。

3. 設計性試驗

設計性實驗著重培養學生的實驗設計能力，是在學生具備一定綜合能力的基礎上，通過教師擬定題目或者學生自擬題目，實驗中心提供場地和儀器，內容要求來源于生產實際，具有一定的先進性和技巧性，能夠解決生活中的實際問題，給學生提供一個設計平臺，使學生的潛能得以開發。如：我們開設的諧振頻率測量、全息照相實驗，在教師的指導下從實驗的設計、實驗器材的選取、實驗步驟的安排、實驗數據的測量及數據處理與分析，學生都能夠親自完成。通過設計性實驗充分鍛煉了學生的動手能力和思考能力。

（三）試驗考核標準

為了能夠全面科學地考核與評定學生的綜合實驗能力，考核學生科學嚴謹、實事求是的科研作風，建議將學生的實驗成績評定分為平時成績和實驗成績兩部分。對于平時成績的考核可參考：出勤、預習報告、上課回答問題情況、實際解決問題情況， 對實驗實際操作情況，數據測量情況，代課教師根據以上標準給出平時成績。實驗成績的評定可以根據原始數據記錄表、實驗報告給出。即在學生完成實驗后，教師要檢查每組的原始數據記錄表，并隨機提問，在撰寫的實驗報告上給出實驗成績。平時成績占總成績的40%，考試成績占總成績的60%，實驗不及格的學生要重修、補考。

實驗成績評定的科學化、合理化、準確化，可以很好地激發學生上課的積極性和主動性，自覺遵守實驗課紀律，有效減少、杜絕不預習實驗，不認真做實驗，偽造實驗數據、抄襲實驗報告的現象。

三、結論

當代前沿的物理實驗常常是一項綜合性的巨大工程，培養學生優秀的科學創新品質，提高學生自身的綜合素質，使學生的創造潛能充分得到發揮尤為重要。大學物理實驗是在校大學生接觸科學實驗研究的第一步，正確引導，建立科學的、規范的、制度化的實驗室管理是一項長期的工作，在實驗教學中，還有許多新的規律、模式等待著我們去探索、研究。

［參考文獻］

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［2］.汪文明.大學物理實驗教學改革［J］.大學物理實驗，2004，（3）.

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［責任編輯：左蕓］