非物理專業大學物理實驗教學存在的問題及建議

鄧磊波

【摘 要】大學物理實驗作為理工科學生必修的一門基礎實驗課程，在加強學生素質教育、培養創新能力及提高學生的動手能力上有著其他學科不可替代的作用。針對目前非物理專業大學物理實驗教學中存在的問題，結合學生“學”及教師“教”的角度進行分析，對非物理專業大學物理實驗教學進行了積極思考與探索。

【關鍵詞】非物理專業；大學物理實驗；建議

大學物理實驗是高等學校的一門必修基礎課，它在培養學生嚴謹的科學態度和工作作風、提高學生的動手能力，獨立分析、 解決問題的能力以及加深對物理理論的理解等方面均起著十分重要的作用[1-2]。物理是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在物理學中占據及其重要的地位。然而通過對一些高校的調研以及教學實踐表明，大學物理實驗教學效果卻有一定下滑趨勢。學生學習興趣下降、學習目的不明確、動手能力差，教師教學方法單一、內容陳舊及考核模式落后等都是影響教學效果的主要因素，這些在非物理專業大學物理實驗教學中體現得更加明顯。因此，分析影響大學物理實驗教學效果的原因，提高大學物理實驗教學質量，使其更加有效發揮其教學價值，一直是理工科院校進行大學物理實驗教學改革過程中需要探索和思考的問題。

課堂教學活動是由教師的教和學生的學所組成的“雙邊”的“教”與“學”的活動。實驗教學過程中也是如此，教師的“教”和學生的“學”均是實驗教學活動中的主體，教師是“教”的主體，學生是“學”的主體，因此任何一方出現問題均會影響到實驗教學的效果。

1 大學物理實驗教學中學生“學”的主要問題

大學物理實驗教學一般流程是由實驗指導教師先介紹和講解實驗目的、實驗原理、實驗內容等，然后由學生獨立動手操作，完成實驗報告。從學生“學”的角度而言，目前主要存在的問題有如下幾個方面。

1.1 實驗預習態度不端正，預習報告抄襲嚴重

目前很多高校為了使更多的學生在有限的時間內完成實驗，實驗前一般都要求學生進行實驗預習，完成實驗預習報告。實驗預習一方面可以提前使學生對實驗有一定了解，從而在有限的課堂實驗中提高學習效率，獲得更好的實驗效果；另一方面學生可以通過預習發現問題，帶著問題在課堂及實驗操作過程中加以解決，進而加深對實驗的理解。但是，由于學生對實驗預習的認識度不足，重視程度不夠，缺乏主動學習的積極性，預習報告基本上是草草了事。

實驗原理是實驗的重要組成部分，也是物理實驗中最重要、最基本的一環。它包括知識原理、裝置原理及操作原理三方面內容。然而大多數學生在預習時抄襲課本中的實驗原理，甚至不加以理解原封不動的照搬書本上的文字，忽略了重要的實驗原理圖及公式，或者實驗原理圖上丟三落四，對公式推導過程不理解。說明學生在實驗預習過程中態度不端正，認識程度不夠，大多數學生認為只要會實驗操作，得出實驗數據，完成實驗報告就算完成完成了本實驗，覺得實驗預習沒有必要。學生這種錯誤認識不僅會養成敷衍了事的學習態度，學習目的不夠明確，而且還會影響實驗教學的效率和教學的質量。

1.2 實驗主動性意識薄弱，動手能力差

大學物理實驗課程賦予了學生更多的自主學習的機會，能夠有效的提高學生動手能力的一門基礎課程。然而，由于很多學生習慣了中學的被迫學習方式，動手能力差，在大學物理實驗過程中就不知所措，再加上沒有養成良好的學習習慣和學習動力，主動意識薄弱。認為實驗與所學專業關聯不大，在以后的工作中也不適用，覺得做實驗就等于在浪費時間，容易產生“應付對待”、“依賴老師”及“消極應對”等錯誤認識。

1.3 實驗數據處理重視程度不夠，隨意性較大

實驗數據的準確性及數據處理的好壞是實驗考核需要考慮的重要因素，因此其重要性不可忽視。但是，目前許多高校由于實驗基礎設施落后、師資力量不足等原因，無法達到一人一臺實驗設備或小班授課的要求，這樣教師對學生的實驗操作及實驗結果的考核比較困難。大部分學生認為只要得到了實驗數據，進行了簡單的處理就萬事大吉，對實驗數據的處理重視程度不夠，隨意性較大。

2 大學物理實驗教學中教師“教”的主要問題

2.1 教學方法單一，缺乏靈活性

當前，大學物理教學一般采用預習、實驗、寫報告三步來進行[3]。大學物理實驗教師教學依舊采用傳統的“填鴨式”、“注水式”教學模式：實驗課前，老師實現安排好實驗內容，準備好實驗儀器；課上，老師詳細講解實驗原理和操作步驟及注意事項。教學過程中的實驗項目運行每次都按部就班，教師依然是課堂的主體，學生的主體作用沒有得到很好的體現，只是被動的參與者。這種灌輸式教學方式不利于學生獨立思考及創新能力的培養，也不利于學生動手能力的提高，違背了大學物理實驗教學的目標。

2.2 教學內容陳舊，缺乏針對性

實驗教學內容絕大多數是經典物理的實驗內容，每年的實驗內容變化不大，并且主要以驗證性、模擬性及純測量性實驗為主。實驗沒有充分體現出與現有科技的聯系，這樣就降低了學生對物理實驗課的興趣及積極性。另外，全校所有學生做的實驗內容均一樣，缺乏專業與專業之間的區別，降低了實驗與專業的聯系，缺乏針對性。容易讓某些專業學生覺得實驗與本專業無關，降低了對實驗課的重視度。

2.3 考核模式落后，缺乏創新性

現有的實驗考核一般包括課前預習、課上實驗及數據處理三部分。老師根據學生的預習報告、實驗操作過程及實驗結果進行評判給分。但是，這種落后的考核模式存在很大的弊端：實驗預習過程中，老師只能看到學生文字性的實驗預習報告，無法對每位學生預習程度進行評判，僅僅根據字面上的完成情況來判斷具有很大的片面性；實驗過程中，由于學生多，師資力量不足，往往采用大班或中班形式授課，教師無法對每位學生的實際操作動手能力進行考核，也存在較大的片面性；實驗結果作為實驗過程的最后考核之一，有的老師過于強調了這一步，往往忽略了學生實驗動手能力的培養，對實驗教學的改革有一定的負面作用。

3 改善非物理專業大學物理實驗教學的建議

針對以上非物理專業大學物理實驗存在的實際問題，提出以下改善實驗教學模式、提高教學質量的建議。

3.1 提高學生對大學物理實驗的認識，激發學生的實驗興趣

提高教學質量，加強實驗教學，首先要從觀念上改變對實驗教學的輕視；其次要建立結構合理的實驗教學和實驗管理隊伍。對于學生而言，興趣是實驗教學最好的催化劑。老師在實驗教學中應從激發學生對實驗的熱情，在教學中要結合物理學發展史有目的的講解幾個著名實驗的設計思想、實驗結果和歷史沿革，增強學生對大學物理實驗的認識。另外，讓學生意識到生活質量的提高離不開科學技術的發展，科學技術的進步離不開物理知識的應用，增強學生對物理實驗與科技、生活的聯系，激發學生學習物理實驗的興趣。例如，在《測定不良導體導熱系數》的實驗教學中，老師可以結合生活中的實際例子進行講解：為什么北方家里的暖氣片要使用金屬材料，蓋大樓所使用的外墻保溫材料為什么使用泡沫材料或多孔材料，這些均與材料的導熱系數有密切聯系。

3.2 注重大學物理理論知識及專業與實驗的相互關系及銜接

高校開設大學物理實驗與大學物理課過程中，應充分考慮物理理論知識與實驗的銜接關系，盡量不要出現“大學物理實驗先行，理論知識滯后”的現象。理論知識先行，有利于提高非物理專業學生在物理實驗過程中對實驗原理的理解，同時通過實驗加深對理論知識的鞏固，避免大學物理與大學物理實驗出現“兩張皮”。

對于非物理專業學生開設的大學物理實驗，應充分結合各個專業的特征，有選擇的進行實驗項目，盡量做到學有所用，用有所需的目的。一方面，加強了專業與物理實驗的聯系，另一方面也減輕了學生對非本專業知識的理解障礙，提高了學生做實驗的熱情。例如，電子專業主要是培養學生系統地掌握電子信息技術的基礎理論和基本技能，因此對于本專業學生，可以壓縮力熱實驗的比例，適當加大電磁學實驗的難度，增加光纖傳輸技術實驗、液晶電光效應、示波器的原理及使用等實驗，加強物理實驗與電子信息技術的聯系；對于化學專業及材料專業的學生，可以選取物理實驗中與化學、材料科學聯系密切的一些領域，如熱力學實驗 （不良導體的導熱系數的測定，固體、液體比熱容的測定等），材料學實驗 （磁滯回線的測量，介電常數的測定等）[4]。

3.3 完善和加強對學生的實驗能力及教師的實驗教學考核制度

建立合理科學、準確有效、具有可操作行的考評辦法及考核制度，發揮考核對實驗教學的推動作用，調動學生的實驗興趣及教師的教學熱情，是提高物理實驗質量的重要環節。

對于學生而言，建立和完善的日常實驗操作成績考核及期末實驗綜合考試考核制度。日常實驗操作成績包括實驗預習、實驗操作及實驗報告三部分成績。期末考試測評包括可以通過筆試和實際操作兩部分。通過這樣的考核方式不僅可以考核學生的實際動手能力，而且可以考核學生將所學的理論知識與實驗結合的能力。

對于教師而言，建立和完善學生測評及專家組考核的制度。學生測評采用問卷調查的形式進行，將學生對上課老師在課堂上的教學滿意度進行測評，可以在一定程度上評判教師的授課方式是否合適、授課效果是否達到預期；專家組考核采用聽課形式進行測評，通過專家組對授課老師的課堂教學的評價及反饋，不僅可以起到考核授課教師的作用，而且還可以讓授課教授充分認識到實驗教學的不足，積極改進，對后期的實驗教學起到很好的推動作用。

4 結束語

大學物理實驗是大學物理教學中的一個重要組成部分，它在培養學生嚴謹的科學態度和工作作風、提高學生的動手能力，獨立分析、 解決問題的能力以及加深對物理理論的理解等方面均起著十分重要的作用。目前的大學物理應在提高大學物理實驗認識度、更新實驗內容、改善教學方法、建立和完善教師與學生的考核制度上進行改革，以適應目前的知識更新趨勢，充分激發學生的學習熱情和學習興趣，提高教學質量。

【參考文獻】

[1]呂斯驊，等.新編基礎物理實驗[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]於黃忠，倪新蕾.大學物理實驗教學中素質教育的思考[J].中山大學學報論叢，2007，27（7）：16-18.

[3]沈璐.理工科高校大學物理實驗運行現狀及改革對策[J].科技視界，2015，32：65-66.

[4]曹猛.非物理專業大學物理實驗課程改革的研究[J].中國電力教育，2010，9：132-133.

[責任編輯：楊玉潔]