大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)資源建設(shè)的研究

呂振超

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)大學(xué) 浙江金華 322100）

實(shí)驗(yàn)，實(shí)而驗(yàn)之蘊(yùn)含大量實(shí)驗(yàn)方法，如觀察法和假設(shè)法等，方法眾多，繁多而冗雜卻難缺，學(xué)習(xí)不可謂不難。若教師準(zhǔn)備不充分，學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)間不足，非常容易導(dǎo)致課堂節(jié)外生枝，無法完整進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如按照傳統(tǒng)慣例，每次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，教師都需先行對學(xué)生進(jìn)行授課，告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)方式、檢驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)流程，避免學(xué)生的預(yù)習(xí)時(shí)間不足，不知如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但從客觀角度出發(fā)，學(xué)生時(shí)間匆忙，難以抽出大量時(shí)間聽老師講述實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)流程。且在現(xiàn)實(shí)生活中的具體實(shí)驗(yàn)，尤其本科以上，研究生實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后都是直接動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這將不利于強(qiáng)化學(xué)生對物理知識的深層次理解，并且在尚未得到深度思考的情況下將增加物理實(shí)驗(yàn)失敗的概率，因此教師靈活轉(zhuǎn)變教學(xué)方法和優(yōu)化教學(xué)資源建設(shè)將具有必要意義。

一、物理實(shí)驗(yàn)在大學(xué)物理教學(xué)中的價(jià)值

（一）借助生活實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

物理是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的科目，并具有很強(qiáng)的抽象性，同時(shí)也考驗(yàn)學(xué)生的思維能力，在進(jìn)行實(shí)際教學(xué)活動時(shí)，也需要將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證某些理論，從而加強(qiáng)學(xué)生的理解程度。物理理論一般都是根據(jù)生活中的現(xiàn)象得出的，也可以利用生活中的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，以上的教學(xué)案例都是利用常見的物品進(jìn)行操作的，這樣就可以避免實(shí)驗(yàn)必須去實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作。將生活中的物品代入到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一方面，不用必須在物理實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)，大大節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，另一方面，選擇身邊的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，既發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)新能力，又能夠激發(fā)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣。興趣是學(xué)習(xí)任何科目的前提，只有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，才會有深入學(xué)習(xí)某一門學(xué)科的動機(jī)，在遇到困難時(shí)才不會輕易放棄，努力尋找突破口。

（二）培養(yǎng)學(xué)生思維和操作能力

物理不是紙上談兵的學(xué)科，其要求學(xué)生具有良好的邏輯思維能力、動手能力和分析問題能力。大學(xué)物理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與此要求具有很強(qiáng)的契合性，能夠?yàn)閷W(xué)生提供可靠的實(shí)踐操作平臺。使學(xué)生充分參與實(shí)驗(yàn)，充分體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，展開實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最后得出結(jié)論。同時(shí)，其還能進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，使得學(xué)生能夠更好地在解決問題中感知學(xué)習(xí)物理的樂趣。

（三）減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力

我國的教育難度呈現(xiàn)著層層遞進(jìn)的趨勢。隨著學(xué)生年齡的增長和年級的增高，學(xué)生所接觸的知識的難度也會隨之提升。其中物理學(xué)科作為新增學(xué)科，學(xué)生在沒有足夠的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的情況下往往會在學(xué)習(xí)的過程中碰壁，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力劇增，而大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法則能夠有效地解決這一問題，以實(shí)驗(yàn)的方式替代刻板的理論知識講解，以引導(dǎo)學(xué)生親身參與其中的方式替代死記硬背的學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶的目的，能夠在減輕學(xué)生的心理壓力的同時(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，具有一舉多得的效果，應(yīng)用價(jià)值較大。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

（一）培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣

興趣是最好的老師。若成功培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，可使學(xué)生自發(fā)自覺進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)，從而在老師復(fù)述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)跟隨教師思路，降低教師復(fù)述難度。同時(shí)，成功培養(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，可鍛煉學(xué)生的動手能力，使學(xué)生獨(dú)自操作物理實(shí)驗(yàn)時(shí)有跡可循，有路可思。從而更好幫助學(xué)生創(chuàng)新大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識，提升學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)知識的實(shí)踐能力。如舉辦個(gè)性化物理實(shí)驗(yàn)，即將學(xué)生自身思路代入物理實(shí)驗(yàn)之中。以大學(xué)空中自由掉落加速度探究物理實(shí)驗(yàn)為例，最開始的初始條件為砝碼帶領(lǐng)紙帶砸落，并通過計(jì)算紙帶上方的黑點(diǎn)了解加速度。教師以此實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生提出自己的思路，并加以實(shí)踐。如“加速度可能因?yàn)榻嵌榷淖儐帷?，即改變紙帶平行的角度，加速度是否不同。鼓勵學(xué)生提出自己的想法，并加以完善，最終表達(dá)，進(jìn)行個(gè)性化實(shí)驗(yàn)。個(gè)性化實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谂囵B(yǎng)學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，并使學(xué)生積極拓展創(chuàng)新，不局限于課本等，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，并鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。

（二）改變傳統(tǒng)“滿堂灌”的授課方式

傳統(tǒng)教學(xué)方式難循，無法有效促進(jìn)講課效果提升。因而教師講課過程應(yīng)產(chǎn)生一定程度改變。如傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一次性復(fù)述完成實(shí)驗(yàn)，既浪費(fèi)時(shí)間，也難起效用，無法使學(xué)生有效記憶。教師可嘗試改變講課方式，如將實(shí)驗(yàn)流程分段化。依舊以大學(xué)空中自由掉落加速度探究物理實(shí)驗(yàn)為例，教師首先講解觀察法，使學(xué)生觀察物理裝置，了解物理裝置特殊性和固定性。當(dāng)學(xué)生觀察一段時(shí)間時(shí)，教師可鼓勵學(xué)生，使學(xué)生按照自己的預(yù)習(xí)情況先行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)一定時(shí)間之后，教師可在課堂中復(fù)述實(shí)驗(yàn)情況，講解實(shí)驗(yàn)知識，即可起到講課作用，也可使學(xué)生記憶加深。其中，在教師未曾講課前的先行實(shí)驗(yàn)，可促使學(xué)生自由發(fā)揮，有效帶動學(xué)生興趣、學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維發(fā)展，使學(xué)生更好了解實(shí)驗(yàn)知識內(nèi)容，效果可謂顯著。分段式教學(xué)方法主要目的在于幫助學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐，最后加以總結(jié)，使學(xué)生用自身實(shí)踐感悟教師講課內(nèi)容。即可將教師講課效用最大化，也可幫助學(xué)生鞏固知識，即時(shí)拓展，卻不局限于課本，而是勇于嘗試，不忘本質(zhì)。教師亦可借此拓展自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，便于教師幫助下一位學(xué)生進(jìn)行基于核心素養(yǎng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐。從而彌補(bǔ)教學(xué)方式的不足，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動手能力。

（三）引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐操作中增強(qiáng)創(chuàng)新意識

動手能力的不足并非一朝一夕便可改善，需要堅(jiān)定貫徹熟能生巧思想理念，使學(xué)生多加操作實(shí)驗(yàn)，并按照上述方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終培養(yǎng)學(xué)生良好的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。有效幫助學(xué)生拓展學(xué)識、勇于創(chuàng)新和積極實(shí)踐。但大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)所需的器材造價(jià)較為高昂，對于學(xué)校而言亦不屬于輕代價(jià)。因此熟能生巧方向需要教師盡量聯(lián)合其他教師對校方發(fā)出申請，申請使用實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?；蛘咝７蕉ㄆ诮M成培訓(xùn)，對教師進(jìn)行定期培訓(xùn)，使教師明確實(shí)驗(yàn)器材，并加之錄像，教師將錄像播放于學(xué)生，進(jìn)而提升學(xué)生和教師的工作效率。促使教師和學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之后最快速度解決實(shí)驗(yàn)，處理實(shí)驗(yàn)問題，得到學(xué)生和教師自身想要的答案。

創(chuàng)新和實(shí)踐并非一朝一夕之事，但無論是創(chuàng)新還是實(shí)踐，都需要學(xué)生和教師有牢實(shí)的基礎(chǔ)，可為創(chuàng)新和實(shí)踐提供源源不斷的動力，促使實(shí)驗(yàn)有條不紊地進(jìn)行。因此打好基本功，對于教師教學(xué)計(jì)劃而言占比更高，希望教師更加重視，努力積極配合校方培訓(xùn)工作。

（四）物理實(shí)驗(yàn)的線上線下融合

在線上進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，可以清晰地看到所有的細(xì)節(jié)，并且提高實(shí)驗(yàn)實(shí)施開展過程中的互動性。然而線上實(shí)驗(yàn)操作主要是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行的，或是完全讓學(xué)生自主瀏覽，這和用儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是截然不同的。由于學(xué)生在獲得認(rèn)知時(shí)必須通過理性與感性的共同理解才能深化對抽象內(nèi)容的認(rèn)知，其中情感經(jīng)驗(yàn)則會影響我們對事物的觀點(diǎn)，所以，觀察的實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)不可能代替實(shí)際的試驗(yàn)。因此切實(shí)將線上與線下渠道相結(jié)合展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將成為提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的必要方式。比如在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，老師可以通過網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生發(fā)送一些錄像，讓他們能夠看到具體的操作過程。例如，在展開物理實(shí)驗(yàn)的過程中，要始終保持在一個(gè)平面上，以確保結(jié)點(diǎn)和路徑的精確度。當(dāng)學(xué)生掌握了這一點(diǎn)后，就可以在線下為學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以此引導(dǎo)學(xué)生基于線上所學(xué)內(nèi)容展開實(shí)驗(yàn)操作，以此更好地讓學(xué)生在實(shí)踐過程中掌握基本要領(lǐng)。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)的策略

（一）實(shí)現(xiàn)多主體資源建設(shè)

在新的課程理念下，學(xué)生是課堂教學(xué)的主體，而教師主要發(fā)揮教學(xué)過程的主導(dǎo)作用。因此，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)充分調(diào)動大學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的積極性和自覺性。在特定的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成自主探究的思維能力。眾所周知，物理實(shí)驗(yàn)是高校物理學(xué)科的重要組成部分，長期以來，高校的物理實(shí)驗(yàn)課程都十分注重對實(shí)驗(yàn)信息的采集，而忽視了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程質(zhì)量把控。隨著高校物理實(shí)驗(yàn)課程改革，高校物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程日益受到重視，從總體上說，大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的整體教學(xué)不僅可以提升大學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)，同時(shí)也是獲得實(shí)驗(yàn)資料的重要保證。高校在實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)，要充分調(diào)動學(xué)生的主動性，在實(shí)驗(yàn)過程中，要引導(dǎo)大學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理、方法和效果；除此之外，還需要讓大學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)備有一個(gè)全面的認(rèn)識。只有把這些基本知識完全掌握，學(xué)生才能積極思考，主動投入到實(shí)驗(yàn)中去，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的熱情。

（二）整合物理實(shí)驗(yàn)綜合性資源

從總體上看，綜合性、開放性、設(shè)計(jì)性是高校物理實(shí)驗(yàn)課程的重要特征。高校的物理實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)兩類。綜合實(shí)驗(yàn)涵蓋了力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等多方面的知識，其能夠更大限度上促進(jìn)大學(xué)生的創(chuàng)新思維發(fā)展，同時(shí)也有利于拓寬大學(xué)生的視野，使其加深對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的理解。另外，物理實(shí)驗(yàn)還需要具有開放性，即對學(xué)生開放的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)空間都是開放的，這種開放性的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У丶ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力和創(chuàng)造力。大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)也是有設(shè)計(jì)性的，在進(jìn)行物理設(shè)計(jì)的時(shí)候，教師可以提供一些實(shí)驗(yàn)的題目和要求，讓學(xué)生通過自主思考、自主制訂計(jì)劃以及實(shí)現(xiàn)流程設(shè)計(jì)等方式，切實(shí)提升其整體的操作能力，進(jìn)而為掌握物理實(shí)驗(yàn)的核心內(nèi)涵奠定良好基礎(chǔ)。

（三）提升物理教學(xué)資源水平

在進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，任何一個(gè)領(lǐng)域都離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也要注意利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)。在大學(xué)的教學(xué)中，由于上課的時(shí)間是固定的，因此能夠向?qū)W生展示的內(nèi)容十分有限，而物理老師則可以通過互聯(lián)網(wǎng)將更多的信息和知識向?qū)W生傳遞。目前在教學(xué)中應(yīng)用最多的就是“微課”，利用十多分鐘的時(shí)間，讓學(xué)生可以在課后回顧物理實(shí)驗(yàn)課程，或者對自己所學(xué)到的知識進(jìn)行深入的研究?，F(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)最大的好處就是不受時(shí)空的限制，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，這使得學(xué)生和老師的時(shí)間都變得更加靈活和自由，同時(shí)也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的，既要使學(xué)生對基本的物理實(shí)驗(yàn)知識有一定的了解，又要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力。與一般的文化課相比，物理實(shí)驗(yàn)課有著無可替代的功能和優(yōu)越性。但由于時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備等因素的限制，學(xué)生在教室里只有45 分鐘的時(shí)間，要做到這一點(diǎn)是非常困難的。因此，為了突破這個(gè)瓶頸，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提出了一種新的實(shí)驗(yàn)方法，即用軟件制作出一種新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，讓學(xué)生可以在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此更好地突破時(shí)間、空間和設(shè)備上的限制，使其能夠隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，大學(xué)物理模擬實(shí)驗(yàn)將開放性、設(shè)計(jì)性和研究性有機(jī)結(jié)合，使大學(xué)生在實(shí)踐中不斷地提升自己的實(shí)踐技能和創(chuàng)造力，從而提高自己的綜合素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)。

（四）線上線下資源整合

通過線上教學(xué)，可以增加師生間的聯(lián)系，同時(shí)也可以通過線下的互動，讓老師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在交流互動的過程中要充分發(fā)揮二者的作用，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到優(yōu)化反饋。通過線下課堂教學(xué)，老師可以通過課堂教學(xué)中的“問題”與個(gè)別學(xué)生進(jìn)行交互。而在線上課堂教學(xué)中，老師可以通過微信、郵件、QQ、論壇等多種方式和同學(xué)進(jìn)行一對一的溝通，解決問題。此時(shí)，老師在網(wǎng)上所獲取的資訊，也可以作為與同學(xué)們進(jìn)行線下交流與探討的基礎(chǔ)。線下授課的時(shí)候，如果沒有足夠的時(shí)間，可以在網(wǎng)上進(jìn)行交流，這樣的話，線上線下的交流就能更好地融合在一起，拉近師生關(guān)系，提升問題的效率。

結(jié)語

總而言之，改革高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，有助于提高高校物理教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。在實(shí)踐教學(xué)過程中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生對物理知識的興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動的思考。高校要加強(qiáng)教學(xué)資源的建設(shè)，從而為開展以學(xué)生為主體，教師作為主導(dǎo)的教育模式提供良好基礎(chǔ)。