如何提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果

尹躍+祝昆+王家理+楊文韜+陳函

摘 要： 分析了六盤水師范學(xué)院在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的一些問題，從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的考核內(nèi)容等方面提出了改善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的措施。

關(guān)鍵詞：提高 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)效果 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）03-0200-02

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在物理學(xué)的研究中是離不開實(shí)驗(yàn)的，現(xiàn)有的一些物理概念、物理規(guī)律及一些物理公式都是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，學(xué)者們?cè)谖锢硌芯壳把刂兴岢龅囊恍├碚撘惨ㄟ^實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高校理工科類學(xué)生進(jìn)行科學(xué)基本訓(xùn)練的一門必修基礎(chǔ)課程，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端。其在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度、活躍的創(chuàng)新意識(shí)、理論聯(lián)系實(shí)際和適應(yīng)科技發(fā)展的綜合應(yīng)用能力方面具有其他實(shí)踐類課程不可替代的作用。本文介紹了六盤水師范學(xué)院就如何提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果方面做出的一些積極探索。

一、六盤水師范學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)不夠重視

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課是在實(shí)驗(yàn)課開始前指導(dǎo)教師就實(shí)驗(yàn)基本理論知識(shí)方面的內(nèi)容向?qū)W生進(jìn)行講授，主要是向?qū)W生講授大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的地位和作用、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基本過程以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫等方面的知識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)，使學(xué)生明確大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的重要性，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有一個(gè)整體上的認(rèn)識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的內(nèi)容。但是，在我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)中，由于所給緒論課的學(xué)時(shí)較少，再加之大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)內(nèi)容較多，為了節(jié)約時(shí)間，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師往往沒有顧及學(xué)生的接受能力和理解能力，急于在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)把實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫、實(shí)驗(yàn)誤差理論、不確定度的有關(guān)知識(shí)、有效數(shù)字的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等方面內(nèi)容教授給學(xué)生，這樣學(xué)生對(duì)這部分的內(nèi)容沒有完全理解，更不用說運(yùn)用了。導(dǎo)致的結(jié)果是在實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生對(duì)測(cè)量所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不知如何處理，更不用說寫出合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告了。

2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)主動(dòng)意識(shí)差，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不到位

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要是為了訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力。我校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作原理等方面的知識(shí)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在預(yù)習(xí)的過程中對(duì)其中存在的一些問題記錄在記錄本上，然后寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，作出記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)的表格。然而，由于我校很多學(xué)生把中學(xué)的灌輸式的學(xué)習(xí)方式帶到了大學(xué)，沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)的主動(dòng)意識(shí)差，再加之在中學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視，有的學(xué)生在中學(xué)根本就沒有做過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手能力差。因此，在實(shí)際的預(yù)習(xí)過程中，大多數(shù)學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)就是原封不動(dòng)地抄襲課本上的文字，而對(duì)于其中的一些重要的實(shí)驗(yàn)原理圖及公式也不理解。由于學(xué)生的預(yù)習(xí)不到位，在做實(shí)驗(yàn)面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)就無從下手，甚至有的學(xué)生就等著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，然后按照指導(dǎo)教師的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.教學(xué)理念、教學(xué)方法陳舊落后

由于學(xué)生在先前的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中沒有預(yù)習(xí)到位，再加之在實(shí)驗(yàn)之前沒有見到過實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)物。因此，當(dāng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，顯示出了滿臉的茫然，不知如何下手去做實(shí)驗(yàn)。因此，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師一般都采用了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師先講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，甚至有的實(shí)驗(yàn)教師連做實(shí)驗(yàn)的過程也給學(xué)生進(jìn)行演示，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師演示的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就能測(cè)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師采用了這種沿用了多年的老套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法上沒有加以創(chuàng)新和發(fā)展。因此，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師都是處于主導(dǎo)地位，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用，有的學(xué)生甚至不要?jiǎng)幽X，只要按照指導(dǎo)教師的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就能很好的做完實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方法不但使實(shí)驗(yàn)課失去了實(shí)踐性的作用，而且把實(shí)驗(yàn)課變成了一種簡(jiǎn)單的模仿過程。這樣的實(shí)驗(yàn)課毫無創(chuàng)新而言，使得實(shí)驗(yàn)課也就變得枯燥無味了，久而久之學(xué)生也就把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)做要完成的一名課程罷了，使學(xué)生失去了做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，這嚴(yán)重影響了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4.實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容不合理

實(shí)驗(yàn)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。合理的考核辦法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能反映出學(xué)生的綜合索質(zhì)，體現(xiàn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力[1]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的考核是一個(gè)綜合的過程，在此考核過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)該要考慮到實(shí)驗(yàn)課程的特殊性，要考慮到實(shí)驗(yàn)課的方方面面，不能單看哪一個(gè)方面。但是，在我校物理實(shí)驗(yàn)的考核過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師往往只以實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的好壞來對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核，也就是說把實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為唯一一個(gè)考核點(diǎn)。這種考核方法有失公允，因?yàn)榇髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)的過程包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)部分，如果我們只考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告的話，那么勢(shì)必會(huì)忽視其他兩個(gè)方面在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，這種考核模式只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果而忽視了做實(shí)驗(yàn)的過程。實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫的好不好固然可以在一定程度上反映出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ侨绻黄娴貜?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，會(huì)誘導(dǎo)學(xué)生把所有的精力都集中在怎么樣才能寫出一份完美的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來，而且，有的學(xué)生即使在實(shí)驗(yàn)前沒有很好地預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)沒能測(cè)出很好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果通過編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和抄襲別人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)照樣可以寫出一份完美的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來。因此，這種考核方式忽略了學(xué)生自學(xué)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

二、提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的措施

1.加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的教學(xué)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課是教師在做實(shí)驗(yàn)之前給學(xué)生所講授的實(shí)驗(yàn)理論課，緒論課是將學(xué)生引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的先導(dǎo)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課的科學(xué)性、完整性及嚴(yán)謹(jǐn)性將直接影響學(xué)生在后續(xù)實(shí)驗(yàn)課中的學(xué)習(xí)興趣[2]。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，由于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課要講解的內(nèi)容比較多，而我校可用于安排緒論課教學(xué)的時(shí)間相對(duì)較少，因此，在上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課時(shí)要抓住重點(diǎn)，不能泛泛而談，對(duì)于不同知識(shí)點(diǎn)的講解要采用不同的教學(xué)方法。如為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，我校在緒論課上先采用PPT教學(xué)的方式簡(jiǎn)短地向?qū)W生講解開設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的重要性和必要性，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在后續(xù)課程及在科研中的地位和作用，物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展歷史及對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)作用，還特別介紹了一些對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到巨大推動(dòng)作用的經(jīng)典物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。在講解到基本概念和基本公式時(shí)，采用了歸納法，在講解的過程中還附以實(shí)例進(jìn)行講解，這樣便于學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的理解和記憶。對(duì)于誤差傳遞公式 、有效數(shù)字計(jì)算 、有效數(shù)字的修約等知識(shí)，采用了理論結(jié)合實(shí)例來進(jìn)行講解，然后再附以課堂練習(xí)，這樣加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。在講解到具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法時(shí)，我們都以具體的實(shí)驗(yàn)實(shí)例來進(jìn)行講解，讓學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，另外，我們還向?qū)W生介紹了一些處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的軟件，以培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代科技手段對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。

2.改革教學(xué)理念和教學(xué)方法，采用“2+1”的教學(xué)模式

在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我校在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)上采用的都是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即在開始做實(shí)驗(yàn)之前，先由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)本次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，講解內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及做實(shí)驗(yàn)的過程，有的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師甚至把所做的實(shí)驗(yàn)向?qū)W生演示一遍。這種教學(xué)模式顛倒了主次，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)的主角是學(xué)生，而不是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師。這種教學(xué)模式，指導(dǎo)教師把學(xué)生要做的事情在實(shí)驗(yàn)之前都給學(xué)生講清楚了，學(xué)生根本不需要思考，只要按照指導(dǎo)教師的思路操作即可得出想要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，我校在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)上提出了“2+1”的教學(xué)模式。“2+1”的教學(xué)模式就是我們把每個(gè)實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè)階段，即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段和實(shí)驗(yàn)操作階段，其中實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段1學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作階段2學(xué)時(shí)，所以叫做“2+1”的教學(xué)模式，這兩個(gè)階段是我們根據(jù)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出來的。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段，就是學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室面對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)時(shí)間為1個(gè)學(xué)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段要求學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法并做相應(yīng)操作，在此階段如果學(xué)生遇到什么問題，可以問實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，在實(shí)驗(yàn)室預(yù)習(xí)以后，學(xué)生再根據(jù)要求寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)操作階段的時(shí)間為2個(gè)學(xué)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)操作階段實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師只對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行講解，實(shí)驗(yàn)操作由學(xué)生獨(dú)立完成，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中是不允許講話的。通過一年的教學(xué)實(shí)踐，我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課在采用“2+1”的教學(xué)模式后，教學(xué)效果明顯提升。

3.改革實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容，采用“3+1”的實(shí)驗(yàn)考核辦法

在以前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核中，我校一般都是采用單一的考核模式，即只對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行考核，這種考核模式只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而忽視了實(shí)驗(yàn)過程，久而久之，給了學(xué)生一個(gè)信息，即做實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)不預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)做的好不好沒關(guān)系，只要在實(shí)驗(yàn)課后把實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫漂亮點(diǎn)就行，這樣就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)只是一個(gè)形式，實(shí)驗(yàn)操作只是走走過場(chǎng)，達(dá)不到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)目標(biāo)。針對(duì)這種情況，我校對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容進(jìn)行了改革，提出了“3+1”的考核方法，即單個(gè)實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占10%、實(shí)驗(yàn)操作占40%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%綜合給分，然后再綜合每個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)算綜合成績(jī)。除此之外，我們還把學(xué)生的出勤納入了考核，如果學(xué)生在做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)有兩次曠課，本門課程即為不及格。通過教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)采用這種考核模式后，學(xué)生在對(duì)待大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度上大有改觀。

小結(jié)

六盤水師范學(xué)院通過以上舉措，提升了學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的興趣，改善了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。但是，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的道路上任重而道遠(yuǎn)，我們還有很長(zhǎng)的路需要走。

參考文獻(xiàn)

[1]白永國(guó)，對(duì)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的探討[J]，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2009，3（22），91-93.

[2]鄭玉，淺談如何上好大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)緒論課[J]，理論與探討，2013，6（12），109-110.

作者簡(jiǎn)介：尹躍，男，實(shí)驗(yàn)師，主要從事天文學(xué)的研究與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究。

*通訊作者：祝昆，男，副教授，主要從事物理學(xué)的科研與教學(xué)研究。