淺談大學物理實驗教學體系的改革

唐賢健

摘要：大學物理實驗是理工科學生進入高校之后的一門必修的基礎課程，在提高學生的實驗方法、實驗技能及解決分析問題的能力方面起到重要的作用。本文結合湖南人文科技學院物理實驗教學的經驗，從實驗目標、實驗內容、實驗教學方法、實驗考核與評價及管理四個方面闡述了大學物理實驗教學體系的改革，提出了改革的基本思路及實施方案。

關鍵詞：大學物理實驗；教學體系；改革

大學物理實驗是一門基礎的必修課，它在培養學生創新能力、動手操作能力上起著不可替代的作用；而且有很大一部分學生對大學物理實驗根本不感興趣，做實驗只是為完成任務，修滿學分的一個手段；另外有些理工科專業的培養計劃都不開設這門課程。因此大學物理作為理工科專業的一門基礎實驗課，正面臨著嚴重的挑戰。隨著社會各個領域改革的推進以及地方本科院校轉型發展的深入，對所需要的人才提出了更高的要求，我們有必要加大大學物理實驗教學體系改革的力度，旨在使得大學物理實驗在培養大學生的能力上起著更大的作用。

1、實驗目標的改革

我們現階段高校的主要責任是培養具有實踐能力、創新能力的應用型人才[1]。在實驗教學上，我們應該樹立傳授知識、培養能力、提高素質、以學生為本的教育理念和以培養能力為核心的實驗教學觀念，在實驗的教學過程中要不斷地探索實驗教學方法，注重學生的實驗過程，注重學生的自主設計能力、實踐能力、創新能力的培養。學生通過做大學物理實驗，不僅讓自己較系統地了解和掌握物理基本知識、鍛煉操作能力，更重要的是要提高自己的思維能力、分析和解決問題的能力以及與科學發展性適應的創新能力。

2、實驗內容的改革

長期以來大學物理實驗都是以基礎性實驗為主，表現為常見物理量的測量、基本儀器的使用方法、基本技能的訓練，而且大部分實驗基本上是課堂教學內容的重復和驗證，與新的科學技術及社會對畢業生的要求嚴重脫節，對學生的創新能力及動手能力的培養很不利。因此大學物理實驗教學內容的改革是非常必要的。筆者建議從以下三個方面進行實驗內容的改革。

2.1設立分層次的實驗內容

實驗內容應該分多個層次，有利于學生的實踐和創新能力的逐步提高，并且適合于不同能力不同專業的學生。第一層次為基礎性實驗，應該主要是一些很重要的驗證性實驗，訓練學生基本的實驗技能；第二層次為綜合性實驗，是將力、熱、光、電、磁、原子物理中的兩個或多個方面相互作用的實驗，主要培養學生綜合應用知識解決實際問題的能

力；第三層次為設計研究性實驗，在原有的實驗的基礎上加以改進創新，或根據實際需要提出一些問題后設計解決問題的方案并進行實驗，這樣能培養學生獨立設計實驗方案并進行實驗解決實際問題的能力。

2.2 實驗教材的更新

我們在原教材的基礎上參考了相關的資料，編寫了湖南省示范實驗室建設教材《大學物理實驗》，該教材已在西南交通大學出版社出版，新教材中刪去了一些落后過時的基礎性的實驗，增加了較多的綜合性、應用型較強的實驗。實驗教材中包括五個部分：1緒論；2 基礎實驗；3 提高實驗；4 綜合與近代實驗；5設計與近代實驗。新教材淘汰了一批舊的實驗項目如雙電橋測低電阻、固體和液體密度的測定、電位差計測電動勢等等；新增了一些體現科技的發展并與社會企業接軌的實驗，如太陽能電池的應用、傳感器技術的應用等；另外為提高學生創新能力新增了微波的光學特性的研究、全息照相、光電傳感器的應用等實驗。這樣能豐富實驗內容，提高學生的實驗興趣。教材中每個實驗都是由實驗指導老師根據本校學生和學校的實際情況進行詳細的修改，這樣能更加適應應用型人才培養的需要。

2.3根據專業開設不同的實驗內容

大學物理實驗主要是面向理工科專業的學生開設的，各個專業對人才需要的能力是有些不同，教學中在不改變課程學時和課程性質的基礎上根據學生專業的不同引導學生從專業學習的角度來思考和分析物理實驗問題，這樣能促進學生對專業的理解并且通過對大學物理實驗課程的認識能強化他們專業思維意識、提高學習積極性[2]。根據我校的情況，電子和通信工程類專業的學生，盡可能的開設一些電磁類的實驗，如晶體的電光效應實驗、微波的光學特性實驗、法拉第磁光效應實驗等；機械及自動化專業應開設一些力學應用性較強的實驗，如金屬楊氏模量的測定、剛體轉動慣量的測定等實驗。讓學生感受到在做物理實驗的同時能聯系到自己所學的專業知識，這樣能提高學生的學習興趣達到進一步鍛煉運用知識解決問題的能力。

3、實驗教學方法的改革

傳統的實驗教學過程中，老師在上實驗之前先把實驗儀器準備好、調節好，有些老師甚至把實驗的線路都幫學生連接好，這樣還不夠放心恐怕學生把實驗儀器弄壞，要詳細的講解操作步驟，并把實驗現象演示出來讓學生看一遍。這樣學生只能是被動的照著老師的演示去做實驗，自己根本沒更多的思考，抑制了其主動性和創造性發揮，可想而知，學生這樣完成物理實驗會有較大效果嗎？在實驗教學過程中，應該以學生為主導把鍛煉學生的實踐能力擺在首位，我們必須充分調動學生的積極性和創造性。學生在實驗課之前應該先做好預習，了解實驗目的、實驗內容和實驗方法，上實驗課的時候，老師講清實驗內容和一些注意事項就行了，對實驗步驟不能做詳細的講解，學生在實驗過程遇到困難或不懂的問題，老師做適當的指導。老師在教學過程中要及時了解每位學生的情況，多與學生溝通，學生的實驗和創新能力是否得到提高，根據學生的情況及社會對應用性人才的需求，不斷對教學方法進行改進。

4、實驗考核與評價及管理體系的改革

4.1實驗考核及評價

對學生的實驗進行合理的考核和評價，不僅能有效的提高學生的學習興趣發揮其實驗的主動性和積極性，而且能督促他們要善于觀察、勤于思考，更好的培養學生的動手和創新能力。傳統的實驗課中考核和評價一個學生的實驗是否成功，關鍵是看能否能按照老師的步驟做出實驗[3]，這樣達不到培養學生創新能力的目的。因此，對實驗考核與評價體系的改革是非常必要。我校大學物理實驗總評成績按100分制評分。每個實驗由學習預習報告情況（15%），實驗態度與操作情況（55%），實驗報告情況（30%）等方面綜合評定成績。實驗成績綜合評分方法：必做實驗成績加選做實驗成成績中分數最高的取平均，再加上超額完成的實驗項目數乘獎勵系數（1-3），最高不超過100。注重對學生實驗過程的考察，應落在對每個實驗各個環節中，不僅僅憑實驗報告給出成績，這樣才能更好的培養學生分析、解決問題及創新、創業能力。

4.2建立好實驗管理系統

實驗室管理體系的建立是教師進行正規的實驗教學、學生在開放的環境下進行實驗的重要保障[4]。我校建立了實驗室綜合管理系統的網上平臺，進入網站界面如圖1所示。教師可以進入系統進行如下操作：導入學生信息數據、添加修改實驗項目與課程、設置實驗的開放時間與地點、錄入修改實驗成績、查看學生的實驗完成情況等等。學生進入系統可進行的操作是：網上預約實驗項目、預習實驗內容、查看實驗項目完成情況、查看實驗成績等等。也可以通過此平臺，教師與學生之間可進行咨詢、交流、研究等過程。通過這樣實驗管理系統，教師能更好的完成實驗教學，學生能在開放的條件下能自舉的完成實驗的選題、操作及總結過程。

5、結語

適逢地方本科院校轉型發展的關鍵時期，對大學物理實驗的教學體系進行改革已經迫在眉睫了。大學物理實驗的教學體系進行改革，不僅可以提高教師的實踐教學能力，更重要的是能提高學生的動手操作能力、創新應用能力，特別對理工科專業來說落實此項改革是培養應用技術型人才的關鍵一步。當然這個大學物理實驗教學體系的改革是個艱巨而復雜的工程，需要我們在實踐中不斷去探索、總結經驗。

參考文獻：

[1]華小洋，蔣勝永. 應用型人才培養相關問題研究[J]. 高等工程教育研究，2012，（1）：101-103.

[2]陳杰.非物理類理工學科大學物理教材的二次開發[J].公安海警學院學報，2016，15（1）：44-46.

[3]李青.培養學生創新能力深化大學物理實驗教學改革[J].高等財經教育研究，2014，17（1）：45-49.

[4]王杰，任佳.大力推進高水平實驗室建設著力培養創新人才[J].實驗室研究與探索，2015，24（11）：233-237.