我校大學物理實驗教學的現狀及對策探究

張海康　師文慶　熊正燁　李永強　黃存友　王文華　賴學輝

【摘要】“大學物理實驗”已成為一門獨立課程，與大學物理具有同等的地位。是理、工、農（林）科各專業必修的公共基礎課。縱觀歷屆學生對該課程認識及教學效果的反饋是：“走馬觀花，敷衍了事，興趣不高”；實驗教學內容和方式沿襲著多年來不變的模式，通過對多屆學生的調研分析、總結，提出相應的對策。

【關鍵詞】大學物理實驗 現狀 問卷調查 對策

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）15-0119-02

一、引言

大學物理實驗是學生接受專業實驗方法和實驗技能訓練的開端。是培養學生嚴謹的科學思維、發現與提出問題、解決問題和創新能力的一門必修基礎課程。我校大學物理實驗室超負荷承擔了多個專業學生實驗教學任務。大學物理實驗是集物理思想和實驗技術于一體， 是培養學生科學思維、實踐能力、創新意識的基礎。本文通過對我校大學物理實驗課教學現狀提出相應的對策進行探討。

二、目前我校大學物理實驗教學的現狀及存在的問題

1.教學儀器設備陳舊，實驗內容及形式單一

（1）實驗內容及形式單一

按照高等學校大學物理實驗課程教學基本要求的指導思想和基本要求及教學大綱的限制，實驗教學內容主要還是以驗證性實驗為主。以實驗前預習，教師講解、演示之后，學生按實驗操作步驟進行數據測量、完成實驗報告，整個教學過程忽略了以學生為主體的指導思想，不利于學生能力的培養。

（2）實驗室儀器設備陳舊

在本次本科教學審核性評估中，專家明確指出我校教學實驗儀器設備經費投入不足。目前，多數實驗儀器多年沒有更新，部分實驗項目使用的儀器有兩三個型號，給實驗教學過程帶來不少困難，致使物理實驗內容多年不變。

2.專職實驗教師嚴重不足

大學物理實驗是相關專業進行專業實驗的基礎。自學校擴招至今，我校每屆有3600多學生必修《大學物理實驗》課程。從實驗室到每位教師都承擔著繁重的實驗教學任務。根據專家在本次本科教學審核性評估意見反饋，我校師生比嚴重比例失調。特別是實驗教師編制多年來不變，專職實驗教師太少，學校把實驗員與專職實驗教師混為一起，大學物理實驗課主要由理論任課教師承擔理論講解和實驗指導任務，重理論輕實驗指導思想至今未能改觀。

3.開設綜合性、設計性、創新性實驗比例偏低

目前我校開出的基礎性實驗17個，綜合性實驗3個，近代物理實驗1個，設計性實驗2個，創新性實驗0個，仿真實驗1個。

從上表可以看出：開設的實驗內容比例失調，綜合性、設計性、創新性、近代物理實驗和仿真實驗所占的比例太少，不利于培養學生科學思維、創新意識和分析與解決問題的能力。

4.實驗學時偏少

48個學時的大學物理實驗只能蜻蜓點水。沒扎實的科學實驗基礎，對接觸專業實驗的方法和技巧就難于上手和思考。2學時的實驗根本無法達到教學目的和效果，一則造成學生對實驗的應付；二則無法完成儀器調節有難度的實驗（如光學實驗）；三則降低了學生對實驗的興趣和耐心。

5.無差別實驗教學

目前24個實驗只是分成大學物理實驗Ⅰ和大學物理實驗Ⅱ兩類實驗，勢必造成一些思維活躍且有精力的優秀學生無法觸及到感興趣的綜合性、設計性、近代物理實驗和仿真實驗。無形扼殺了這些優秀生的創造性思維和求知探索精神。

6.考核制度及教學方式單一

主要以實驗報告和一次誤差理論開卷考試或一個簡單的二極管特性研究作為平時和理論成績，且多年不變。這就無形降低和弱化了大學物理實驗課的要求及重要性，引起的后果是學生輕視該門實驗課程。

學生在做每個實驗之前，都是在教師詳細講解、具體演示之后再按實驗步驟進行實驗操作。過細的講解和演示，對學生實驗過程中出現一些實驗現象的及時指導，其結果是學生按步驟機械地重復實驗操作。導致學生在思想上輕視實驗，缺乏獨立思考，動手能力明顯不足。

7.大學物理實驗課程安排不合理

我校大學物理實驗課程是在學生大一第二學期與大學物理課并行進行，85%的實驗內容是在學生還沒有學習理論知識時完成。實驗前的預習如同虛設，學生預習報告、實驗數據的測量和數據處理只能在教師指導下按部就班完成，造成學生無法去思考每個實驗的目的和經典實驗設計思想。理論與實驗的脫節，嚴重影響了學生獨立思考的積極性，每個實驗不但沒有激發學生科學興趣，反而成了學習負擔。作為獨立開設的一門課程，應在學生具備基本的理論基礎知識后開設，才會避免課前預習敷衍了事和完全依賴的思想。

8.實驗室缺乏人性化管理

人性化管理就是在尊重人和人性的基礎上，更有效地實現預期目標，實現集體與個人的協調發展與共同成長。根據我校實驗室管理現狀，經對5個不同專業班級（共計170人）從以下四個方面進行了問卷調查。

（1）實驗室環境

對實驗桌椅、設備整體布局、照明、窗簾、通風、衛生及實驗室環境對實驗效果的影響進行問卷調查顯示很滿意占7%，較滿意占33%，一般46%，較不滿意占10%，很不滿意占4%。

（2）實驗室設備儀器

對實驗設備符合實驗要求度、設備新舊程度與先進性、清理及維護、配備投影儀等多媒體教學設備進行問卷調查顯示很滿意占5%，較滿意占31%，一般52%，較不滿意占10%，很不滿意占2%。

（3）實驗教學

對實驗時間安排、學時數、報告提交方式、開放情況、教師授課態度和方式、教師的專業水平、實驗中遇到問題最先考慮的做法、課外時間與師生交流機會、實驗中是否獲得成就感和樂趣、是否感受到自己能力提升進行問卷調查顯示很滿意占5%，較滿意占25%，一般33%，較不滿意占22%，很不滿意占15%。

（4）實驗室管理

對進入實驗室的管理制度、座次安排、日志的記錄方式等進行問卷調查顯示很滿意占27%，較滿意占40%，一般25%，較不滿意占7%，很不滿意占0%。

從實驗室環境、設備、實驗教學和實驗室管理四個方面問卷調查數據統計可看出目前我校大學物理實驗室人性化管理還存在多方面不足。如：同一個實驗項目就有兩三種型號不同的實驗儀器，勢必給學生和教師帶來講解上的不便和實驗數據測量上的差異。

尤其實驗室管理工作沒有讓人獲得更多樂趣和成功感。沒有定期對實驗室工作人員進行培訓，沒有為實驗室工作人員提供個人發展規劃的指導。

9.學生輕視大學物理實驗課程學習

根據多屆學生實驗課學習情況及反饋和調查，學生輕視大學物理實驗課程學習。

（1）大一學生還不具備一定的基礎知識和自學能力，大部分學生實驗前預習報告照抄教材，不會提煉實驗原理內容。

（2）經對多屆學生觀察，一些實驗每個實驗班不能獨立操作完成實驗的學生占17.5%。

（3）實驗報告中部分學生對數據處理和誤差分析敷衍了事，甚至抄寫別組數據處理結果。有相當一部分學生對數據處理過程中基本單位換算不夠熟悉。不會使用計算器的統計功能和數據處理軟件等方法去處理數據；不習慣采用計算機應用軟件作圖，創新思維能力明顯不足。

（4）大學物理實驗課程成績主要以學生實驗課的操作表現、物理量數據測量以及實驗報告的撰寫情況為依據進行考核。所以實驗過程中對學生的合作精神未能得到體現。

三、我校大學物理實驗課程教學改革對策

1.優化人才培養方案

隨著我校2017級學分制的實施，為培養復合型人才，優化實驗教學內容，制定綜合性較強的基礎性力、熱、光、電實驗。減少基礎性實驗比例，提高綜合性、設計性和創新性實驗比例。對不同的實驗項目，合理分配實驗時數。

2.合理設置大學物理實驗課程教學內容

實驗教學內容的設計應順應時代的發展。實驗內容、設備和方法應不斷更新，以適應教育科學發展。減少一些實驗內容陳舊和相近的驗證性實驗項目，增加綜合性和設計性實驗的比例。對基本型、提高性和創新設計性實驗項目按照2：5：3的比例進行設置，根據現有課時可減少實驗項目數量，增加實驗項目的實驗學時，這樣才能實質性提高學生完成每一個實驗質量，避免學生因學時限制敷衍實驗的思想。

通過基本型實驗，讓學生掌握一些設備的基本操作方法和一些基本的實驗理論知識；通過綜合性提高性實驗鍛煉，培養學生具有一定的創新能力，這對于其專業學習和將來的工作往往能夠起到潛移默化的作用；在教師的指導下自主完成設計性實驗過程和操作，可激發學生對實驗的興趣，會使學生有一種成就感。

3.合理安排大學物理與實驗課程的銜接

實驗是培養學生動手能力、實踐能力的主要方法。沒有一定的理論知識支持，學生所做的每一個實驗猶如蜻蜓點水，所以，大學物理實驗課程應安排在學完大學物理理論課程之后開設，才會使學生做實驗有思考，才會進一步領會經典物理實驗的設計思想，提高實驗興趣，激發學生的創造性思維。

4.培養結構合理的專業實驗教師隊伍

針對專職實驗教師少、管理實驗人員多及業務水平參差不齊情況，學校可采取年度進修學習、培訓計劃，也可在專業教師中進行調整充實專職教師等措施，提高實驗教師的專業素質，建立結構合理的師資隊伍。在政策上突出實驗教學和管理人員的待遇和地位，工作中充分體現多勞多得、優質優酬，激發他們的工作熱情和敬業精神。

5.改變教學形式和教學模式

（1）在實驗教學形式上，采用網絡、錄像和多媒體教學課件輔助實驗教學手段，進行演示講解，優化實驗教學過程，提高實驗教學效果。

（2）在教學模式上，通過實驗開放，讓學生由書本預習轉為到實驗室或中心網站資源庫進行預習，提前了解實驗所需主要儀器設備及原理，數據記錄和處理要求。最終將實驗教學的主動權歸還給學生，激發學生學習的興趣和主動性。

為了使學生綜合思維和創新能力得到鍛煉，一些實驗項目可在教師指導下由學生自己設計方案來完成實驗，正確指導學生進行實驗操作。課堂上采用“討論式”的方法，正確引導學生達到動手動腦的目的。對實驗過程中出現的問題，教師應引導學生分析，找出原因，而不是直接幫助調試，充分發揮學生主動性，分析解決問題。

（3）引入選修學分機制，達到差別式教學目的。

在實驗教學內容、方法、手段上進行開放。可借鑒其他院校的經驗，采取教學內容上的開放，培養方案中可引入選修學分機制。除開設各專業的學生必須完成的實驗外，同時開設一定數量的選做實驗，從而達到差別式教學的目的。

6.升級、維護好實驗儀器設備

因大學物理實驗室使用頻率非常高，加上部分學生的不當操作，造成儀器設備經常出現故障與損壞。幾個實驗管理人員維護工作量太大，因此，在現有條件下，除合理利用實驗室資源以外，學校應定期請有經驗的專業設備維修人員及時維護設備。并加強對學生愛護實驗儀器設備的教育。

7.改革考核方法

除了將課前預習實驗的效果、課上實驗操作的熟練程度和正確性、課后實驗報告的規范化和分析問題的準確性等都納入考核記分外。

（1）可選出綜合性較強的多個基礎實驗項目，由學生抽選進行實驗考核。

（2）為了充分利用實驗室資源，在開放的前提下，鼓勵學生多選實驗項目，并在沒有缺課的情況下，進行成績計算。通過這些改革，以激發學生學習物理實驗的興趣， 促進學生學習的主動性。

（3）提高實驗報告要求

通常實驗報告只是簡單的按要求對數據進行處理、誤差分析及回答幾個實驗思考題。為了讓學生真正的理解實驗，要求實驗教學最后環節可以讓學生談談實驗過程中哪個步驟容易出問題，該如何解決，能不能想到其他的實驗方法，對當前實驗方法有沒有改進意見等。

（4）增加實驗口試考核

在實驗結束時分組對所有學生進行口試，是引起學生對大學物理實驗課重視的關鍵一環。對做過的實驗隨機抽簽回答設定的問題（如：實驗目的、采用的主要儀器、原理及實驗過程主要注意事項等）。

四、結語

針對目前我校大學物理實驗課程教學現狀，借鑒國內一些院校好的經驗，結合自身的辦學定位、師資力量、等因素，通過對大學物理實驗課程體系、內容、方法和模式進行改革，淘汰內容陳舊，不能有效提高學生動手操作能力的教學內容，充實、補充體現前瞻性、綜合性、設計性實驗比例，激發學生興趣和主動性；才能更好地體現以學生為本，能力培養、素質提高協調發展的教育理念。

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作者簡介：張海康（1963-），男，山西運城人，副教授，研究方向為大學物理教材教法研究。