大學物理實驗課程教學改革的探索與實踐研究

趙保強

（朔州師范高等專科學校，山西 朔州 038500）

物理科目不僅探究物質的內部構成，還研究物質與物質間的作用力，有助于提高人類的生活質量，推動科教的進步，所以，教師需要采取有效的教學方式加深學生對物理知識點的理解，并培養學生的實驗意識與實驗能力。其次，實驗不僅是檢驗物理猜測的重要方法，還是科學認識物質的基本方式，因此，教師需要加強對實驗教學的重視，增加學生進行物理實驗的機會，進而提高學生的創新意識和創新能力。

一、物理實驗教學改革與高校物理教學的關聯性

很多文獻顯示，加強實驗教學改革能夠在增加學生對物理重要性認知的同時，完善學生物理知識體系及物理教學體系，還在很大程度上強化了學生的物理自主學習能力和實踐能力，更促進了高校物理教學發展，所以不斷改革高校物理實驗教學是非常必要和重要的，理應得到重視及關注。

首先，實驗教學是高校物理教學重要組成部分，更是實現物理實踐性教學的關鍵，因此能夠強化學生的物理實踐能力及綜合素質；其次，實驗教學改革是提高高校物理教學質量的關鍵舉措，更在該基礎上強化了學生的物理創造能力，使得學生成長為對社會各大領域都有積極作用的物理人才，更為物理相關技術研發奠定良好的人才基礎；再次，能夠強化學生的物理觀察能力、實驗能力，使得學生得到全面發展。因為實驗教學中需要老師堅持“以學生為主”原則，將課堂留給學生，讓學生自主學習、探究和實驗，整個過程都對學生自主學習能力、觀察能力及實驗能力等強化起到積極作用，更完善了學生物理知識體系和技術系統；最后，能夠促進高校物理教學發展，實驗教學本身就是物理教學主要內容，更是打造高效物理課堂的關鍵性教學手段，幾乎所有的物理教學都開展了物理實驗活動，所以加強實驗教學改革勢必能夠促進高校物理教學發展[1]。此外，實驗教學改革還對高校物理教學體系完善、教育健康發展、物理科學研究等產生積極作用。

二、當前大學物理實驗存在的問題

大學物理實驗是大部分理工科專業的學生必須要學習的一門基礎課程，這門課程主要培養學生動手操作、制定實驗步驟以及觀察思考的能力。可以說，它是高等院校人才培養的重要方式，但是，現階段的大學物理實驗教學仍然存在諸多不足。

（一）教學方法落后

眾所周知，學生才應該是教學的主體，但在實際教學過程中，這一原則并沒有被貫徹落實，“以教師為中心”的現象并不少見。在大學物理實驗的教學過程中，主要的教學方式還是傳統的“填鴨式”教學，教師花費大量時間來講述實驗原理，這樣一來，留給學生用來實際操作的時間就會相對減少。久而久之，這種“填鴨式”教學方法會導致學生在實驗教學中十分被動。

（二）學生的基礎知識儲備不足

大學生一般來自不同的城市，而且，學生的基礎知識水平也有不同程度的差別。很多學生在高中時期并不經常接觸物理實驗，以至于這部分學生在剛剛學習物理實驗時會顯得力不從心。除此之外，很多學生總沉迷于玩樂，在課前沒有認真預習過教材上的內容，不了解實驗器材的作用。如果教師在課堂上直接講述實驗原理，就會導致學生缺少對實驗器材的了解，只能被動地跟著教師的思路走，實際動手操作時也會十分茫然。這就會導致很多學生在實驗結束后也仍然沒有真正了解實驗的內容。

除以上問題外，大學物理實驗教學還面臨著其他問題。如實驗儀器更新率較低，實驗內容陳舊，難以與新技術結合，而且大部分地方高校在引進人才時都是通過校園招聘進行，到崗教師一般是剛從學校畢業就進入高校就業，沒有工作背景及經歷，難以勝任轉型形勢下對應用型人才培養的要求。

三、高校物理實驗教學改革措施及方法

（一）與時俱進，轉變陳舊的實驗教學觀念

首先，高校物理老師尤其是物理專業的老師，必須與時俱進，不斷轉變自己的實驗教學觀念，以保證自己的教學思路及方法跟上時代步伐，從而能夠及時有效地改革和創新實驗教學，提高物理實驗教學有效性；其次，要積極引進先進的教學理念，諸如“以學生為主”教學原則、“公平教育”原則、小組合作及互動交流等等教學理念，以更新物理實驗教學觀念的同時，為完善和創新物理實驗教學方法奠定良好基礎；最后，物理實驗教學改革必須走向世界，即必須結合世界各國物理實驗教學現狀、物理技術研發情況等，不斷轉變和更新實驗教學觀念，以保證物理實驗能夠幫助學生完善知識或者提高老師物理教學有效性，最終促進高校物理教學發展。

（二）構建“互聯網+”師生交流互動平臺

大學的學習和生活比較自由，學生可以在校園內使用手機等移動設備，教師可以利用這一點構建師生互動平臺。比如，教師可以在QQ、微信、釘釘等移動平臺建立群聊與學生進行互動，方便學生交流實驗學習中的問題以及想法。除此之外，在物理實驗教學過程中，教師可以將一部分實驗按照實驗要求拍攝成微課視頻，讓學生可以通過移動平臺提前觀看學習。當學生真正進行實驗操作時，就會對實驗器材的用法以及作用有一定的了解，也就不需要教師再花費時間來講解實驗儀器以及步驟。這樣一來，教師就可以有更多時間來觀察并指出學生操作中出現的問題。

（三）合理選擇實驗教學內容

第一，在開展物理實驗教學前，必須深入研究教材內容，并在該基礎上確定實驗教學內容、目的及原理等，以保證物理實驗教學的針對性及有效性；第二，一定要結合學生實際選擇實驗內容和實驗難度，避免實驗難度和內容與學生實際差距太大，導致學生失去實驗興趣；第三，必須認真篩選實驗內容，并吸取其精華，然后在該基礎上確定具有普及性、新穎性和實用性的物理實驗目的，同時還需要設置各種趣味生動的實驗小活動，以激發學生實驗興趣及積極性，還能夠保證學生能夠正確圍繞目的開展實驗；第四，要做好實驗準備工作，即根據實驗內容選擇實驗設備、工具等，并核實實驗原理、實驗步驟是否與實驗內容相匹配，保證學生能夠順利進行物理實驗操作。

（四）創新和完善實驗教學模式

不能盲目向學生灌輸實驗理論，而是要結合學生的物理學習能力、實驗操作能力等，調整和完善實驗原理及方法等，然后對學生進行針對性實驗操作指導。實驗教學中要盡量留取時間及空間給學生自主實驗和討論，讓學生通過這種自主的啟發式、討論式、問題式教學方法克服各種問題，并營造出良好學習氛圍，提高實驗教學有效性。此外，還需要不斷增設和開放實驗室，并不斷優化實驗教學結構，例如增加多媒體教室數量，以便于將多媒體技術更好地應用于實驗教學中，還可以利用計算機技術來開展仿真物理實驗，以便于學生能夠更加直觀、具體和形象地觀察各種物理現象，從而加深對各種物理知識的理解和記憶。

（五）切實加強學生運用知識解決實際問題的能力

拓展新實驗內容，重視實驗原理、方法的理解與應用。每個實驗涉及的側重點和應用范圍各不相同，因此，可以結合不同實驗項目給學生提供具體測量物品，加強學生運用實驗思想和技能解決問題的能力。比如液體表面張力系數的測定實驗，可以將液體替換成磁鐵，每月更換不同的案例，要求學生講解出自己的測量方法和步驟，注重實驗思想的運用；以賽促學，成立創新小組，將各級別物理實驗競賽的成果加以改造應用到物理實驗教學；邀請學生參加到儀器維修、舊儀器改造、新儀器研制等工作中，通過這些活動，一方面提高學生的實踐能力和創新能力，另一方面可以實現教學資源再利用。將演示實驗與課堂物理實驗結合，激發學生學習興趣和求知欲，提高物理實驗教學質量。

（六）融入多種方式的輔助教學手段，促進實驗教學穩步展開

充分利用網絡教學資源和硬件環境。利用MOOCs、精品資源共享課等網絡資源、大學物理實驗課程網站或者大學物理仿真實驗室，進行實驗項目預習，讓學生對實驗有初步了解，進入實驗室后，教師通過提問等方式了解學生的薄弱點，有針對性地講解實驗知識點。[2]

將情景教學方法引入大學物理實驗，比如認知學徒制教學方式，學生通過小組討論的方式在課前熟悉實驗內容與操作，在課堂上學生輪流講解各自負責部分，其他同學參與提問與討論，教師在教學過程中僅僅是引領作用，反饋學生在知識學習和掌握過程中的強項或者弱項，此種教學方式能有效促進學生學習的主動性以及實驗知識的遠遷移，促進學生運用知識解決實際問題的能力。[3]

（七）建立多元實驗考核方法，提高學生實驗能力和自主學習能力

現行成績考核方式單一，借鑒國外大學物理實驗的考核模式，單個實驗可以增加口試部分，實驗結束后，要求學生敘述本實驗的實驗思想和方法，根據個人表述列入單次實驗成績考核，鞏固學生對實驗知識和技能的掌握；也可以采用課題制，即實驗結束后，根據實驗室現有設備和技術，由學生自己設計題目，列出實驗方案，測量出實驗數據或者制作成展品，培養學生理論聯系實際的能力和創新能力。

總之，高校物理教學對于整個高校教育事業發展來說都起到了不可代替的影響作用，所以提高高校物理教學質量成為很多物理老師的主要工作任務及目標，而實驗教學則是提高高校物理教學質量的關鍵，故越來越多老師開始重視并積極開展了各種物理實驗教學。實驗教學改革能夠在提高物理教學質量的同時，促進高校物理教學發展，所以不斷促進物理實驗教學改革對于高校物理教學發展來說是必經之路，高校物理教師需引起高度重視。