新疆高校大學物理實驗教學的現狀與思考

呂長武　李琳

摘要：大學物理實驗是培養大學生的創新能力和實踐能力的重要實踐類課程。由于經濟發展的原因，新疆高校的大學物理實驗課程改革進程比較遲緩，學生對物理實驗的興趣不高，無法有效地激發學生學習的積極性和創造性。本文結合新疆大學物理學院大學物理實驗中心實驗教學的實際，對實驗教學的現狀進行了深入分析，提出了一些建議。

關鍵詞：新疆高校；大學物理實驗；教學改革

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）49-0265-02

大學物理實驗是高校理工科必修的一門獨立的基礎實驗類課程，是進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能的開端。物理學是一門實驗科學，物理實驗在物理學的產生、發展和應用過程中起了十分重要的作用。物理實驗課程的學習不僅能夠加深對物理理論、方法和概念的理解，更重要的是使學生獲得基本的實驗知識，掌握實驗技能，提高科學實驗素質和創新能力。

一、新疆高校大學物理實驗教學的現狀

新疆大學少數民族學生占在校本科生47%左右，漢族班中也有少量的漢語水平達到要求的雙語學生和民考漢的學生，這些學生由于基礎較薄弱，學習成績普遍處于中下水平。

針對我校本科生的現狀，大學物理實驗教學在實驗教材編寫，教學方法和考核評價方面進行了改革。首先根據能夠開設的實驗項目先后編寫了《新疆大學物理實驗教程》與《大學物理實驗》兩本教材。新教材刪掉了以往老舊的實驗，如天平的使用、重力加速度的測量等，新增了實驗如液體表面張力系數的測定與光柵常數的測定。新教材總共開設了25個基礎實驗和10個設計性實驗。基礎實驗按照力、熱、電、光的順序編排，一學期學生完成10個基礎實驗和2個設計性實驗，每個實驗的時間是兩小時。教材介紹了實驗背景、實驗目的、器材、實驗原理、內容和詳細的步驟以及注意事項和數據處理表格，學生可以參照教材獨立完成實驗的內容。其次強調了預習的重要性，學生進入實驗室前先要預習所做的實驗并且把實驗預習寫在實驗報告冊上。實驗前教師要檢查學生的預習情況，沒有預習的同學不能做實驗。再次，在對待不同程度的班級教學方法也會不同。根據學生的現狀進行的實驗教學改革在一定程度上起到了較好的教學效果，學生都能順利的在課堂時間內完成實驗，得到正確的實驗結果。對學生的實驗技能和動手能力及分析解決問題的能力的培養起到了一定的作用。

二、存在的主要問題

但是我校本科生大學物理實驗教學與內地高校相比仍然有很大的差距，在爭創國家和自治區級實驗教學中心和創新研究型實驗教學平臺的道路上還有很長的路要走，還存在很多不足和需要改進的地方。主要體現在以下幾個方面。

首先在實驗項目的設置方面基礎實驗比重大，綜合性實驗比重太小，設計性實驗缺乏設計性和創新性。基礎性實驗一般都是驗證性的內容，目的是使學生掌握基本物理量的測量和驗證基本的物理規律。但隨著科技的發展，很多物理方面的技術不斷的進步，綜合性實驗能促進大學物理實驗發揮其應有科學前沿的作用，培養學生創新精神與創新能力。

其次學生對大學物理實驗教學的重視不夠。實驗教學是物理教學中的薄弱環節，大學物理的理論課中本該有很多演示實驗，但是由于課時被壓縮，內容太多而沒有時間也沒有條件去演示。實驗課是唯一能夠讓學生自己動手的課程，但是由于學生對實驗重要性的認識不足，加之很多實驗的趣味性不濃，實驗課后需要大量的時間處理實驗數據，造成了學生對實驗課敷衍和應付。大學物理實驗一學期只有1個學分，而且考核通過率幾乎100%，學生對大學物理實驗的學習沒有壓力也就導致學習的動力不足。實驗課前的預習不認真，預習后不知道實驗要做什么；實驗時有個別學生想蒙混過關，自己不動手與其他組同學共享實驗數據；實驗數據處理抄襲，結果與原始數據不符的現象時有發生。這些都是學生對課程不重視的表現。在教師教學中體現在上實驗課的有些新教師沒有經過培訓聽課的環節就直接上實驗課，上課前沒有提前寫實驗報告和進行實驗操作。

第三，大學物理實驗教學改革進展緩慢，和內地高校的差距越來越大。大學物理實驗分層次教學、計算機輔助教學、開放性教學，虛擬仿真實驗以及創新實驗等教學改革方法和理念雖然早已經提出，由于經費投入與實驗儀器及實驗場地的限制，教學改革開展緩慢。物理實驗根據學生的不同需求和層次可以分成不同的層次。基礎性與預備性實驗可以在大學物理實驗課之前開設，中學沒有接觸過物理實驗，沒有掌握基本的實驗儀器操作的邊遠地區學生可以選修基礎性物理實驗課程。在大學物理實驗課程之后，可以針對對物理實驗感興趣的學生和希望繼續深入學習研究的學生開設更高層次的創新性物理實驗。發揮學生的創造性，為學生綜合實驗能力與創新能力的培養提供平臺和途徑。利用計算機和校園網絡進行大學物理實驗的課前預習和評價在很多高校已經進行，學生在網絡完成對實驗的預習后考核合格才能進入實驗室進行實驗。計算機和網絡輔助教學還能進行虛擬仿真實驗和網上預約實驗，虛擬實驗使學生熟悉實驗儀器，網上預約實驗可以實現實驗室的開放性。學生根據自己的時間選擇不同的實驗項目，合理高效的利用實驗室資源。

第四，目前的物理實驗課的評價體系無法激發學生的好奇心與創造力。實驗報告和平時表現是對學生成績進行評價的主要依據。但是這些只在一定程度上體現了學生的實驗能力和科學素質。許多動手能力強、愛思考的學生由于實驗報告完成的質量不高，實驗報告成績受到影響。而實驗報告成績會影響學生下次實驗的積極性，從而產生不愛動手和敷衍的惡性循環。太在意實驗報告的成績還會驅使學生數據造假、涂改數據，使實驗結果和實驗誤差控制在合理的范圍以獲得較高的分數。

三、幾點建議

針對本校大學物理實驗教學中出現的學生學習興趣不高、對實驗課程不重視和實驗課無法起到激發學生創造力和培養學生科學思維能力等問題，筆者提出如下建議以供參考。

首先要豐富大學物理實驗課程的內容，對于學生感興趣的以及與日常生活相關的一些現代科學技術綜合性實驗要新增進實驗教材。提高教材中綜合性和設計性實驗的比例，降低基礎驗證性實驗的比例。針對高中沒有接觸過實驗和對基礎實驗有興趣的同學可以在大學物理實驗課前開始基礎物理實驗和綜合設計性實驗選修課。開放實驗室，通過網上預約選課的方式自主安排上實驗課的時間的實驗項目。教學以學生為中心，根據學生的需求和時間安排課程內容。

其次要為學生創造良好的實驗環境。實驗儀器和實驗室的設施確保按時維護和更新，要保證每個學生都有實驗儀器。學生通過網絡提前預習實驗，并經過必要的考核通過后再進入實驗室。學生的實驗數據處理也是通過網絡進行提交，計算結果可以直接通過公式由計算機給出，節省了大量的計算時間。對預習要求的加強使學生在課前已經掌握了實驗的基本原理和實驗內容，通過課堂教師的講授和學生的實驗操作，實驗課的教學質量和效果一定會得到提升。

最后課程的評價按照網上預習、課堂實驗、實驗結果處理和網上實驗考試成績綜合評定實驗成績。教師根據學生的課堂實驗和實驗結果處理情況給出學生的實驗成績，占總成績的50%。網上預習后的考核成績占30%，實驗考試的成績占20%。科學的評價體系對保證教學效果和學生掌握課程的內容起到積極的作用。

面對國家“一帶一路”和學校“雙一流”建設的重要發展機遇期，學院應加快推進大學物理實驗教學的改革，完善各項實驗保障措施，加強教材的建設和分層次實驗教學，建設和引進大學物理實驗網絡預習和考試系統。大力推進大學物理實驗中心自治區級大學物理實驗中心教學平臺建設，做好基礎設施和實驗環境的硬件投入。以學生為中心，改善大學物理實驗教學的環境。激發學生的學習興趣、求知欲和創造力，為國家的發展培養更多的優秀人才。