大學物理實驗教學改革研究

樊艷

摘要：大學物理實驗作為一門基礎性的實踐課程，不僅可以加深學生對各種物理現象的理解，同時對培養大學生用創新的思維方法觀察問題、分析問題和解決問題、動手操作等能力有著極其重要的作用。本文通過對大學物理實驗教學存在的問題和解決對策進行分析和探討，旨在提高物理實驗的教學質量。

關鍵詞：大學物理實驗；實驗內容；教學方法；考核制度；

1.引言

物理學是實驗科學，物理學科的研究都是以客觀實驗為基礎的。大學物理實驗教學是物理課程和物理教學的一個重要組成部分，它既是物理教學的重要基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段，是學生進入大學后接觸的第一門比較系統的實驗課程，需要培養學生掌握更多的實際操作技巧，形成全面的知識體系和操作能力，其在培養學生動手能力、分析和解決問題能力方面發揮著重要的作用，有利于培養學生的自主探究能力和科研能力，提高其實驗素養，形成主動性探究科學問題的能力。因而大學物理課程教學質量的好壞直接影響科技人才培養的質量。然而，長期以來中國大學物理實驗教學改革和發展很不平衡，基本上處于一種封閉的狀態，多年不變的教學體系和教學內容和當今飛速發展的前沿科學新理論，新技術嚴重脫節，實驗設備更新緩慢，以及多年的傳統教學模式、方法和手段更使實驗教學遠遠落后于科學技術進步的步伐。

為提高大學物理實驗教學效果，實現高等教育教學目標，本文從分析傳統大學物理實驗教學存在的問題入手，從教學內容、學生情況、考核辦法和硬件設施等方面詳細論述了大學物理實驗教學改進所采取的具體措施。

2. 大學物理實驗教學的現狀及存在的問題

2.1實驗內容

在實驗內容方面，傳統大學物理實驗的教學內容多數為觀察性、驗證性及基本物理量的測量，缺少綜合性、獨立自主的設計性、專業特色性實驗和創新性實驗。實驗內容之間缺乏聯系，單個實驗項目實驗內容不夠豐富，操作過程，也只需照著教材一步一步進行，很容易得到實驗數據和結果，在難易程度上沒有層次性，嚴重缺乏挑戰性，不利于學生的設計能力和創新能力的培養。

此外大學物理實驗課程是高校面對大部分的理工類專業開設的，存在涵蓋專業廣的特點。但各專業學生因其獨有的專業特點，其自身已有的知識儲備以及后續的專業需求都不相同，統一地按照相同的實驗項目開設課程，一方面會讓部分學生因其專業知識儲備的欠缺，而對實驗課程產生畏難情緒；另一方面也會讓部分學生因所學內容與其專業關聯性不大，而對實驗課程缺乏興趣。

2.2教學方法

在教學方式上，傳統大學物理實驗教學通常為教師主導下的“課前預習、教師講解、教師示范、學生模仿、學生課下完成實驗報告”的單一教學范式，即便是設計性實驗，能夠給到學生自主研究探索的時間和空間都非常有限，缺乏學生自由發揮的空間，使得學生獨立思考能力、動手能力及創新能力得不到培養，學生對實驗的主動性和積極性不高。教學過程收斂有余，發散不足。一方面教學方法較為落后，沒有利用現代化教學手段進行教學，實驗課不夠活潑、生動。這種僵化的實驗教學模式就不可避免地使實驗教學變得枯燥，使學生缺乏對實驗內容的思考，在一定程度上挫敗了學生學習的興趣和激情；整個教學過程以教師為中心，學生主體地位無法體現。

2.3學生情況

大學物理實驗課程通常設在大學第二學期和第三學期，上課的對象正是大一和大二的學生，而大一和大二階段正是學生從高中階段到本科階段的轉折適應階段，由于進入大學階段之后沒有了中學階段的嚴格的管理，學生放松學習，導致有相當一些學生還未形成主動學習的習慣和觀念，因此，學生自制力較差，動手能力較弱。其次，由于中學期間物理學習以分數為導向，導致較多學生重理論，輕實驗，甚至有的高中尚未正式開設實驗課程，即使有的高中開設了實驗課程，但也常流于形式，因此學生對實驗課程的重視程度不夠，未認識到物理實驗是物理學的重要組成部分。另外由于部分學生的基礎不一，在教學過程中往往會遇到學生知識層次不一的現象，對教師開展教學有一定的阻礙。

如有的學生在高中時物理基礎不好，導致在大學時對大學物理產生抵觸情緒，從而將這種情緒帶到了大學物理實驗課堂中，學生不會主動學習，在課堂上完全依賴教師的講解和演示，從而占用了大量的課堂時間，導致學生動手時間少，對實驗缺乏興趣。

同時由于大學學科劃分細化，專業分類多，很多學生是非物理專業，在學習中意識不到物理實驗課程的重要性，就不會產生學習需要，沒有需要就不會產生動機.所以在實驗教學觀察中會發現很多學生表現出懶散的狀態，原因就是他們意識不到學習物理實驗與自身發展的關系。

2.4考核辦法

在大學物理實驗評價體系上，實驗成績評定采用實驗預習、實驗操作、實驗報告三段式考核，實驗報告的格式相對固定，且偏重實驗報告給出最終成績的方式，考核方式單一，不能充分體現出實驗課對實驗技能和實踐能力的培養，也會錯誤地引導學生將精力側重于書寫文字報告上，而忽視實驗操作過程。導致課下完成實驗報告使得學生抄襲現象時有發生，報告成績不能體現學生數據處理及分析問題的能力。

2.5學校方面

部分高校對物理實驗不太重視，投入經費較少，致使實驗室建設滯后，各個模塊的實驗設備不足，實驗設備更新換代不及時，實驗室管理不當等。目前普遍認為，理論教學才是學校教學的重點，實驗只是對理論的補充，學校在壓縮實驗課時的同時，這些觀念和做法都在很大程度上降低了學生對物理實驗重要性的認識，使學生重視理論知識學習，輕視動手能力的培養。

3.大學物理實驗教學問題的解決措施

3.1實驗內容

在實驗內容方面，革新大學物理實驗內容，按照實驗課表充分完成課程進度的同時，鼓勵學生以及實驗小組，或者對原有的基礎性實驗進行重復探究，或者結合專業技能需求提出創新的實驗方案進行實踐，或者在教師的指導下參與新實驗項目的拓展設計等。在由教師對其方案可行性進行評估后，利用實驗室的無課程開放，在教師的指導下完成驗證操作。從而將學生的物理實驗課程與科研創新訓練進行結合，以研帶學，實現學生的分層發展。

這樣一方面可以對原來有限的課堂時間進行了無形的延伸擴展，使學生能更充分驗證和嘗試自己的創新思路；另一方面，在實驗室開放的過程中，通過與學生面對面地深入的互動交流，教師能夠更全面、更深入、更專業地進行知識和技能支持，實現對學生自主學習能力和探究學習能力的最大激發。

大學物理實驗課面向的是非物理專業的學生，針對不同專業的需求不同，提出并對大學物理實驗課實驗內容的進行重新設置。從實驗現象觀察、拓展應用、理論推導及數值模擬等方面適度增添研究性、探索性元素，依據學生的專業特點、特長愛好開設具有創新性的實驗等內容，使學生在掌握基礎性實驗技能的基礎上，能更多地接觸專業相關實驗，也可進行多個綜合性和設計性實驗項目，為后續專業課打好基礎，使學生的基本技能得以全面提高。

3.2教學方法

在教學方式上，改變以教師講解為主、學生按步就班的實驗教學方式，建立以學生自學為主、教師指導為輔的教學方式。在實驗教學過程中，引導學生理解每一個實驗的基本原理，重點介紹實驗的設計思想，使學生理解理論和實驗之間的聯系。實驗操作過程中確立以學生自學為主、教師指導為輔的教學方式，突出學生的主體地位。

教師要對學生進行啟發式的引導，學生要在老師的引導下自主學習，自主探索和思考。每次實驗課結束前預留一定時間，讓學生討論實驗中出現的問題、遇到的困難，以及隨后如何進行數據處理和分析，因為積極主動的討論往往可以讓很多問題找到答案，加深對一些問題、實驗原理、實驗操作過程等的理解。同時鼓勵學生將實驗中的所思所感以及研究性問題的探究過程、結論用研究報告的形式撰寫，提高實驗報告撰寫質量。

3.3學生情況

由于大學物理實驗課程是大學階段開設的第一門實驗性課程，因此，在上課之初，學生的好奇心較強，求知欲也比較強，部分學生期望培養自己的動手能力，將理論與實踐結合，為將來的習慣養成和個人發展奠定一定的基礎。因此，教師應抓住此階段學生的心理特點，積極引導學生加強對物理實驗的興趣，同時幫助學生建立良好的實驗習慣。

針對學生基礎不一，專業不同的實際情況，準確定位學生情況，改變教學模式，本著因材施教的原則，應調整實驗大綱的某些要求，結合每個學生的實際水平，開設基礎性實驗再培訓課程，基礎性實驗是后續實驗的基礎，要求學生先過基礎實驗關。同時在實驗教學過程中，注重對基礎薄弱學生的幫助，在實驗原理的講解中，對一些較難的原理實行精簡或者變換方式進行講解，爭取用通俗且容易理解的方式讓每一位學生都能理解所要做的實驗的原理及內容，而對一些原理簡單的實驗，則對其原理部分進行拓展，并聯系其在生活或者生產中的應用，與專業知識建立聯系，突出實驗的重要性和趣味性。采用靈活的教學方法，培養學生動手能力。

3.4考核辦法

大學物理實驗的成績考核方式在教學中有著重要的導向作用，它直接影響了學生進行物理實驗的整個過程。對于這種現狀，建議對物理實驗考試進行改革，打破傳統實驗考核方式，加大對學生學習態度、學習能力及學習過程的評價，注重學生創新能力考核?？梢栽黾觿邮植僮?，建立一套較為完整的實驗試題庫，每個實驗項目設有多套試卷，使每個學生考試內容不同，并采用隨機抽題方式進行考試，學生在規定的時間內完成。

通過設置新的考核制度，使學生更加重視實驗，從而提高學生的實踐操作能力。同時還可以采用科技小論文的形式，通過對本實驗過程的方法或者改進意見加工整理，撰寫小論文，以此慢慢提高學生的科技論文寫作水平。

3.5學校方面

為了提高大學物理實驗教學水平，必須為實驗教學提供良好的基礎和條件。大學物理實驗室的建設，是物理實驗教學過程中的重要內容。針對當前高校實驗室的建設現狀，應加強實驗室建設的經費支持。一方面，要對各種物理實驗器材進行配備，從而為大學物理實驗教學提供良好的基礎；另一方面，應該加強對大學物理實驗室的管理，設置專門的實驗室管理人員，對大學生實驗室的各種器材、設備等進行綜合管理，防止器材和設備被損壞。

為了激發學生的學習積極性，應該充分利用大學物理實驗室，開展各種科研項目，激勵學生參與到各種科研項目中，利用實驗室現有的資源進行科研，真正利用實驗室的各種設施設備以及材料，使得高校實驗室可以真正發揮作用。

4.結束語

綜上所述，物理實驗是大學物理教學過程的一個重要內容，其教學目標是為了提高學生的實踐操作能力、邏輯思維能力。它不僅是對物理知識的驗證、補充，更是通過學習測量方法、科學思維方法和學科研究方法，來培養學生的實驗設計能力、實踐探索精神、創新意識和創新能力。

本文從大學物理實驗的教學方法、教學內容、考核辦法等多方面探討了大學物理實驗的改進方法。旨在通過靈活多變的教學方法、探究式的實驗內容，以及重視實驗操作過程的評價體系等方面的改進，有效地激發學生學習物理實驗的興趣，掌握科學探究的基本方法，提高學生的學習主動性、動手能力和創新思維能力，進而提高大學物理實驗的教學質量。

參考文獻

[1]梁文耀，陳武喝.基于創新能力培養的自主性實驗教學改革探討[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：289-291.

本論文來源于廣州航海學院2018創新強?；鹳Y助（項目批準號：E410723）

（作者單位：廣州航海學院基礎人文社科部）