應用型大學背景下的大學物理實驗教學的改革與實踐

呂桓林+王永良+于曉強+耿新英

摘要：根據大連工業大學建設教學研究型大學的目標，從培養學生實踐和創新能力入手，針對國內物理實驗教學中存在的突出問題，通過課程體系優化、物理實驗競賽、考核方式改革等措施，提高大學物理實驗教學質量。

關鍵詞：實驗教學體系；創新與實踐；實驗考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）14-0005-02

一、引言

大學物理實驗是理工學生必修的一門獨立設置的課程，是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端。學生通過學習物理實驗知識、方法和技能，從而掌握物理科學的研究方法，為今后的其他學科的學習和以后的工作奠定良好的科學素養基礎。然而，很多學生對物理實驗并沒有給予足夠的重視和興趣。

大連工業大學是以工為主，工、理、藝、文、管、經六大學科門類協調發展的大學，以培養輕工、紡織、食品、信息、機械等專業人才為辦學特色的高等學府，遵循“以人為本、強化內涵、彰顯特色、開拓致新”的辦學理念。多年來，我校不斷推行大學物理實驗教學改革，優化現有實驗教學體系，以物理實驗競賽為抓手，完善實驗考核方式，提高了學生實踐能力和創新能力。

二、我國大學物理實驗教學普遍存在的問題

（一）教學模式單一、教學方式傳統，需進一步加強實驗教學多元化模式

大學物理實驗課的教學方式仍以傳統的“說教式”為主，教學過程為實驗課前的理論知識陳述、課前的實驗儀器準備、實驗步驟講解、學生實驗操作、實驗結果評價。在這些過程中，學生參與的只有實驗操作過程，其余都以教師為主來進行。學生動手實踐過程也只是照貓畫虎、按部就班的模仿，缺乏獨立思考和創新實踐能力的培養。

（二）以專業培養目標為導向的實驗教學體系需要進一步優化

大學物理實驗課程內容變化較小，與當今科技的發展容易脫節，如簡單的驗證性實驗項目多，綜合性、創新性的實驗少；經典的物理實驗多，近代物理實驗少，就降低了學生對物理實驗課的興趣和積極性。

（三）課程考核方式較為單一，不能完全激發學生的積極性

實驗課的考核評價分為實驗原理預習、實驗現場操作和實驗報告撰寫，實驗報告只要按要求上交，實驗考核就一般沒有問題。這種考核方式，激發不了學生學習大學物理實驗的興趣，從而造成了學生對實驗課的輕視。考核方法應根據學生掌握實驗設計思想、方法、技能、分析和解決問題的能力，及綜合能力。根據不同學科和層次的教學目的和要求，應采用不同的考核方法，對考核結果進行分析。

三、大學物理實驗教學的改革舉措

（一）建立多層次、模塊化的實驗教學體系

以現代教育理論為依據，打破傳統的按力、熱、電、磁、光和近代物理順序進行教學的舊體系，構建以能力培養為主線[1-2]，分層次、多模塊、相互銜接的實驗教學體系，將實驗教學內容分成基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗、研究性實驗四個層次，前三個實驗模塊是學生的必修模塊，研究性實驗暫時不列入所有學生必修層次，從全校遴選一定數量的學生探索研究性教學的實施。將源頭創新教育理念和以圍繞“問題”組織教學的方法運用到各個教學層次之中。實驗教學內容與科研、社會應用實踐密切聯系，形成良性互動，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合，推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。

以專業培養目標為導向，實行“分層次、模塊化”教學，信息學院、機械學院的學生，可以選擇一些與本專業相關的實驗，如“LED綜合特性及應用實驗”、“太陽能應用綜合實驗”、“紅外物理特性及應用實驗”，而輕化學院、紡材學院可以選擇一些“熱學設計性實驗”.

（二）以大學生物理實驗競賽為抓手，競賽與教學改革相互促進

物理競賽是我校年度參加的大學生創新創業競賽活動之一，大賽旨在激發學生對物理實驗的興趣與潛能，使學生廣泛參與到物理實踐中來，在實踐中培養、提高大學生的創新能力、實踐能力和團隊協作意識，為高素質人才培養奠定基礎。2012—2016年舉辦的大學生物理實驗競賽吸引了我校各專業1000余名同學，共獲校級一、二、三等獎176項，獲得省級獎項36項的好成績，成績居于遼寧省各高校前列。物理競賽的組織和實踐，引導和推進了我校大學物理和大學物理實驗課程體系、教學內容及教學手段的改革，構建了有利于學生物理科學素養和創新實踐能力培養的物理教學內容，并且促進了物理基礎課程的考核方法改革，全面提高了物理課程教學質量和物理教師的業務能力，并且使得物理教師走了出去，開了眼界，長了見識。

（三）探索大學生物理創新實驗室建設，將學生創新、教師科研、校企合作融為一體

以物理創新實驗室為依托，實行探究式的學習方式，讓他們懂得物理實驗學習的過程中，他們是“發現和探索物質世界奧秘與規律”的主動參與者，而不是被動的接收者。培養學生的質疑和探索精神，主動尋找參考資料、設計實驗方案，獨立進行實驗探究，總結成功和失敗的經驗與教訓，在科學實踐與探索的過程中，掌握科學實驗的方法、技術和實驗的綜合技能，以及創新意識和創造能力。

物理競賽一方面需要充足經費的支持，讓學生將最新的知識和技能應用于實踐中；另一方面需要提高物理實驗儀器產業的自主創新的能力，使得國內物理實驗儀器生產行業具備與國際領先企業正面競爭的能力。因此，在我校多次主辦的物理競賽中，大連寧諾奇科教儀器有限公司等國內多個物理科教儀器企業參與競賽的經費支持、技術支持和成果評審等環節，這增加了企業對競賽的關注度。這也是我校轉變物理競賽的觀念，利用高校的人才優勢和科技優勢吸引企業的參與，構建了大學生物理實驗競賽產業化的模式，把企業的資金優勢和高校師生的科技優勢結合起來，建立起深層合作的物理實驗競賽平臺，使得企業創新迫切所需的人才和高校的人才培養實現“無縫對接”。

（四）多元化的考核方法

為深化物理實驗教學改革，提高物理實驗教學質量，規范實驗教學秩序，客觀、公正、透明和科學地評定實驗成績，按照不同的實驗模塊，特制定“大連工業大學大學物理實驗成績評定規范指南”。基礎實驗模塊的考核，主要依據課前預習、實驗原理的掌握程度；實驗課內學生獨立操作的能力；數據處理與結果分析、實驗報告書寫的規范性等。綜合性和設計性實驗模塊的考核，主要根據學生選定的主題，獨立設計實驗操作方案的能力，對實驗結果的分析和總結，實驗方案的可操作性，以及對實驗內容的拓展和改進等。研究性實驗，根據學生的興趣，結合大學生創新創業項目和物理實驗競賽，學生自由選題，根據答辯和實物作品展示來確定學生的成績。

四、結束語

大學物理實驗的教學改革，“分層次、模塊化”的實驗教學體系，提升了物理實驗教學的質量，充分挖掘了學生的創新能力，激發了學生學習物理的興趣和主動性。希望這些改革措施能給其他高校的實驗教學改革提供一些參考和借鑒。

參考文獻：

[1]解光勇.面向學生能力培養的大學物理實驗教學探索與實踐[J].大學物理實驗，2012，（4）：106-108.

[2]王旗，劉國良，杜安.淺談大學生物理實驗競賽的組織及意義[J].大學物理實驗，2013，26（3）：101-103.