“課程+創新”教學模式在大學物理實驗教學中的應用研究

丁昌江 宋智青 王景峰 陳浩

摘?要：大學物理實驗是理工科學生進入大學后最先接觸的公共基礎課程之一，是系統接受實驗方法和實驗技能等實踐動手能力訓練的開端，在人才培養過程中扮演著非常重要的角色。本文結合教學現狀，從課程為本和創新導向兩個方面入手，對大學物理實驗課程進行教學改革，形成一種新的教學模式。經過教學實踐，提高了教學效果，取得了一系列較滿意的結果。

關鍵詞：大學物理實驗；課程為本；創新導向

1?概述

教育是創造的產物，創造是教育的核心，但是目前我國大學教育只重視基礎科學和技術知識的傳授，忽略了學生綜合素質教育和綜合能力培養，忽略了對學生們創造性和個性化的培養，嚴重違背了現代化人才教育的本意。就像楊叔子在《綠色·科學·人文》書中所提的那樣：教育是“育人”，而非“制器”。

大學物理實驗課程是整個實踐教學工作中非常關鍵的一環，是理工科學生進入大學后最先接觸的公共基礎課程之一，是系統接受實踐動手能力訓練的開端。大學物理實驗課程包含大量的科學思想、物理原理和實驗方法，使其覆蓋的知識面非常廣，可以加深學生對理論知識的理解，提高理論聯系實際的能力，促進知識、能力、素質的協調發展。開設大學物理實驗的主要目的是培養學生掌握實驗的基本理論、方法和技巧；培養學生理論聯系實際地分析問題、解決問題的能力；培養學生嚴謹的思維能力和創新精神，幫助學生把握物理學的內涵和精髓。大學物理實驗在適應科技發展和社會進步對人才的需求方面有著不可替代的作用。

隨著社會的發展，對人才數量和質量的需求也越來越高。大學物理實驗作為培養理工科人才非常重要的一部分，對其教學要求和水平也越來越高。全國許多高校在教學模式、課程思政和考核手段等方面進行了大量的教學研究、探索和改革，取得了不錯的教學效果[1-10]。因此，進一步深化物理實驗教學改革，對培養學生實踐應用、科學研究和科學創新等綜合能力具有重要意義。

2?大學物理實驗教學過程中面臨的問題

（1）大學物理實驗室的面積、儀器設備等硬件情況不容樂觀，存在非常大的壓力。實驗項目中基礎性實驗題目偏多，探究設計性實驗題目偏少；單個實驗題目實驗內容少，且多為觀察性、驗證性及基本物理量的測量；注重動手能力訓練，忽視思維能力訓練。

（2）由于實驗課程學時有限，大學物理實驗教學中主要以“教師為中心”，忽略學生的主體地位，造成的結果是老師上課對實驗內容進行詳細和系統講解，學生只是簡單模仿，根本達不到對學生綜合能力培養的目的。老師們講的累，學生們聽的也累。

（3）實驗教學內容加多，課時有限，造成教師上課時只注重理論知識地講解?？己朔绞奖容^單一，特別是平時成績方面，缺少多元考核，忽略學生做實驗過程中的表現。

針對教學過程中存在的問題，內蒙古工業大學理學院在學校十四五規劃，學科布局，新工科建設和工程認證等大背景下，從課程為本和創新導向兩個方面入手，對大學物理實驗教學模式進行改革。本文介紹了大學物理實驗課程的改革思路，總結了我校開展的教學探索、實踐和取得的效果，為提高教學效果提供一定的線索。

3?大學物理實驗課程教學改革

（1）以“課程為本”的方針下，優化教學內容，拓展教學方式，完善考核方式，提高教學效果。

對現有課程教學內容進行優化，逐步提升基礎實驗項目的深度，加大實驗內容的廣度，提升設計和創新實驗的比重。同時對配套教學文件（教材、教學大綱、教學設計等）進行相應修改。

在大學物理實驗教學過程中增加前沿、背景、物理學史和教師科研的介紹，充分挖掘實驗教學內容，加強對物理學發展史和物理學名人軼事的學習，以此來傳遞科學家不畏艱險，求真探索的科學精神和理想信念教育。在互聯網上獲取、收集、整理各類實驗教學素材、課件等相關資料，結合自身特點，統一制作教學PPT課件，搜集課外閱讀材料。

充分利用“物理實驗課堂”微信公眾平臺，將電子資源上傳到平臺，利用微信等軟件發布實驗教學配套文件和信息，且留一些思考題，讓學生們以帶著思考題進行預習實驗內容，并在微信群中進行答疑，充分利用先進技術，實現線上和線下教學互相補充。到現在為止，在“物理實驗課堂”微信公眾平臺上發表63個相關資料，近2000人關注，為學生學習大學物理實驗提供了非常好的平臺。

將大學物理實驗的平時成績分為預習報告（包含實驗題目、實驗目的、實驗儀器、實驗原理和實驗步驟等環節）、課堂表現（包含回答問題、實驗現象和數據記錄、儀器操作、整理儀器、打掃衛生等環節）、實驗報告（包含數據處理、結果分析、思考題和實驗心得等環節）和創新參與（重點考察大學生創新項目、相關大學生競賽、發表文章和申請專利等方面）四部分。在實驗過程中要做到求實和求真，強調無壞的實驗結果，只有壞的實驗態度，培養學生勇于實踐，勤于探索，求真務實的科學品質。在平時成績上實現多元考核，加大學生對物理實驗的參與度，逐步轉換教學中心。

（2）在“創新導向”的方針下，實行“以問題為載體，以團隊為主體，以教師為主導，以網絡為輔助，以探究為驅動”五位一體的教學模式，加強學生綜合能力培養，尤其是創新能力方面。

經過前期的大學物理實驗教學，學生已經完全掌握了基本的實驗內容、設計思想和儀器操作。學生根據所學內容自己提出問題，由實驗教師審核，或者沒有問題時，由實驗教師提出問題。在網絡搜集一些關于方案設計，經過教師加工，制作成網絡資源，將問題進行豐滿，形成一系列的物理實驗專題。

在大學物理實驗教學中，發現成績優秀者，鼓勵參加物理專題研究。將所制作的資料發給有興趣的學生，激發學生的探究興趣。學生根據自己的興趣對物理實驗專題進行自由選題，然后自由組隊。

組隊學生利用“互聯網+”對專題進行查資料，找依據，設計合理的實驗方案。經過組員和指導教師進行討論，確定實驗方案。鼓勵他們親手搭建實驗平臺驗證自己感興趣的物理實驗專題，引導學生仔細觀察實驗現象，激發靈感，思考問題本質，培養他們解決實際問題的能力、自主創新能力。根據實際情況，鼓勵學生申請或參加院級、校級、自治區級和國家級大學生創新項目。

根據實驗方案，學生團隊對物理實驗專題進行全面實施。物理實驗室提供場地，儀器等一切便利條件，供學生完成物理實驗專題。實驗后，對實驗結果進行分析和評定。如果完成目標，則進行下一步研究，否則對實驗方案進行修改和完善，重新進行實驗實施。

學生對所研究的物理實驗專題進行總結。對完成度較好的，鼓勵學生撰寫研究論文，或者申請專利，或參加全國大學生物理實驗競賽。

結語

經過多年教學改革，取得了一系列較滿意的結果。近年來，大學物理實驗課程教師指導國家級大學生創新創業項目4項，內蒙古自治區大學生創新創業項目1項，內蒙古工業大學校級大學生創新創業項目20多項；指導學生發表科研論文10多篇；指導學生獲得國家專利多項；指導學生在全國大學生物理實驗競賽上獲得二等獎2項，優秀獎4項；指導學生在內蒙古工業大學“互聯網+”大學生創新創業大賽上多次獲獎。通過大學物理實驗課程教學模式的系統改革，提高了學生們的學習興趣，受到了學生的好評，為培養高質量復合型人才奠定堅實的基礎。

參考文獻：

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基金項目：?內蒙古自治區教育科學研究“十三五”規劃課題（NGJGH2019095），內蒙古工業大學教學改革項目（2021239），內蒙古工業大學研究生教育教學改革項目（?YJG2020028）

作者簡介：?丁昌江（?1978—??）?，男，內蒙古呼倫貝爾市人，博士，教授，主要從事《大學物理實驗》《近代物理實驗》《實驗設計與數據分析》和《高電壓與放電等離子體應用》等課程的教學工作和電磁場技術與應用、放電等離子體應用方面的科研工作。