論大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革

李春波

（淮陰工學(xué)院 數(shù)理學(xué)院，江蘇 淮安 223003）

物理實(shí)驗(yàn)是高校各個(gè)理工科學(xué)生的一門必修基礎(chǔ)課，與物理理論課程具有同等重要的教學(xué)意義.物理實(shí)驗(yàn)涵蓋了力學(xué)，熱學(xué)，電學(xué)，光學(xué)，聲學(xué)和原子物理學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)生理解和掌握各種物理原理，學(xué)習(xí)物理方法，解決物理問(wèn)題的方法和手段，可以有效培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力.但是在國(guó)內(nèi)高校中普遍存在輕視物理實(shí)驗(yàn)課程的弊病，本文針對(duì)這些現(xiàn)象，比較國(guó)外名校的做法，提出相應(yīng)的改革方案.

1 目前物理實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

物理是一門基礎(chǔ)學(xué)科，也是一切工科的基礎(chǔ).發(fā)展好物理學(xué)科對(duì)于提高中國(guó)科技創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有舉足輕重的意義.物理理論和物理實(shí)驗(yàn)是密不可分的兩條腿.筆者就擔(dān)任物理教師期間發(fā)現(xiàn)

1.1 學(xué)校存在重理論輕實(shí)踐，重教學(xué)輕實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題

體現(xiàn)在學(xué)校的教學(xué)工作量多，課時(shí)多，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)工作量少課時(shí)少；對(duì)理論教學(xué)管理嚴(yán)格，課堂抽查多，對(duì)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理寬松，不重視的現(xiàn)象.這現(xiàn)象不利于實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教師提高自身要求，不利于自身學(xué)科素質(zhì)和綜合素質(zhì)的培養(yǎng).

1.2 學(xué)生存在把實(shí)驗(yàn)當(dāng)任務(wù)，當(dāng)作業(yè)甚至當(dāng)負(fù)擔(dān)的心態(tài)

學(xué)生調(diào)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄下數(shù)據(jù)就認(rèn)為完成實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和愛(ài)好，更沒(méi)有進(jìn)一步的追究實(shí)驗(yàn)的精妙和改進(jìn)之處，更談不上對(duì)實(shí)驗(yàn)的研究探索進(jìn)而創(chuàng)新.

1.3 實(shí)驗(yàn)教師的素質(zhì)和責(zé)任感有待提高

有些教師只注重完成教學(xué)工作量，教師的教學(xué)方法固定單一，枯燥乏味，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性；對(duì)教學(xué)問(wèn)題缺乏總結(jié)和探索挖掘精神，不在學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維和創(chuàng)新導(dǎo)向工作做出努力；對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新素質(zhì)的提高缺乏責(zé)任感.

1.4 物理實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有得到充分有效的利用

有些高校資金不寬裕，對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室投入資金少，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備老舊落后；有些高校開(kāi)設(shè)的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少課時(shí)少，甚至有理工專業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)急功近利，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)沒(méi)用處，砍掉了物理實(shí)驗(yàn)課程.

2 改革方案

針對(duì)以上各種問(wèn)題，提出相應(yīng)的改革方案，具體如下：

2.1 重視物理實(shí)驗(yàn)課的作用和地位

物理實(shí)驗(yàn)在國(guó)外各名校都受到充分的重視.針對(duì)物理系本科生開(kāi)設(shè)的必修實(shí)驗(yàn)課采取教授負(fù)責(zé)制.例如在斯坦福大學(xué)，獲得諾貝爾獎(jiǎng)的Douglas D.Osheroff教授親自參與物理實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)與教學(xué).麻省理工大學(xué)首任院長(zhǎng)、物理系教授羅杰斯先生早年就強(qiáng)烈倡導(dǎo)開(kāi)設(shè)正式的實(shí)驗(yàn)課程，在他的推動(dòng)下，主持物理系工作的皮克林教授創(chuàng)辦了麻省理工學(xué)院的物理實(shí)驗(yàn)室,并編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),使實(shí)驗(yàn)成為物理系本科生必修的一門課程[1].與此相比較，國(guó)內(nèi)急需增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，聘用較高專業(yè)水平的教師和專業(yè)技術(shù)人員作為物理實(shí)驗(yàn)課程的指導(dǎo)教師.采取有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)管制度，提高教師的教學(xué)積極性，促使教師提高自身的專業(yè)科學(xué)素養(yǎng).

2.2 在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求上，對(duì)不同學(xué)科的學(xué)生要有差別

物理實(shí)驗(yàn)分為演示實(shí)驗(yàn)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，近代物理實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究性試驗(yàn).對(duì)低年級(jí)學(xué)生，要重視在課堂中演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，提倡演示教學(xué)的趣味性，將深?yuàn)W的物理原理寓于趣味之中，讓學(xué)生學(xué)得輕松愉快.演示以培養(yǎng)興趣為目的；對(duì)有些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課改革，改變傳統(tǒng)的授課方式.由原來(lái)老師講原理、內(nèi)容、方法變?yōu)樽寣W(xué)生自己講述實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；學(xué)生之間討論，師生之間討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及解決辦法；鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)和改良；讓學(xué)生進(jìn)一步發(fā)掘?qū)嶒?yàn)應(yīng)用的先進(jìn)學(xué)科前沿，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)工作的興趣和熱情.對(duì)高年級(jí)物理專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的近代物理實(shí)驗(yàn)課程，根據(jù)國(guó)外名校的經(jīng)驗(yàn)，主要采取少而精和觸類旁通的方式來(lái)完成近代物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和要求.近代物理實(shí)驗(yàn)要做的實(shí)驗(yàn)數(shù)目不多，但實(shí)驗(yàn)報(bào)告要達(dá)到寫(xiě)發(fā)表科研文章的要求或者做口頭報(bào)告；要通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)使學(xué)生懂得如何去研究物理問(wèn)題而不只是局限在知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練范圍內(nèi)，要把著眼點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法解決物理問(wèn)題的能力上.要重視設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)課的選題，選題應(yīng)該結(jié)合學(xué)科前沿，要求教師精心指導(dǎo)，從事創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)工作，可以極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)工作的興趣[2].只有更加充分的認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和性質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中樹(shù)立更高的目標(biāo)，才有利于重視科研能力的培養(yǎng).

2.3 要求教師走教學(xué)和科研相結(jié)合的道路

思想上師要提高對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的責(zé)任感.探索思考改革教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求上，對(duì)不同學(xué)科的學(xué)生要有差別.有能力發(fā)現(xiàn)學(xué)生的物理天賦，能因材施教，不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教師的素質(zhì).為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的積極性和創(chuàng)造性就必須要求實(shí)驗(yàn)教師具備較強(qiáng)的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力.學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該支持和鼓勵(lì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃灾?，自?對(duì)能夠不斷開(kāi)發(fā)綜合性，設(shè)計(jì)性，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教師給予支持和獎(jiǎng)勵(lì)[3].

2.4 采取開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

制定配套的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)管理制度；逐步拓展開(kāi)放物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)象的范圍；增加開(kāi)放實(shí)驗(yàn)時(shí)間，不同層次的學(xué)生可根據(jù)自己的興趣和所學(xué)專業(yè)自主選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式開(kāi)放，在物理實(shí)驗(yàn)課程中，教師只負(fù)責(zé)提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)備使用注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)安全等.具體的實(shí)驗(yàn)步驟，儀器操作，數(shù)據(jù)測(cè)量記錄和處理等均由學(xué)生獨(dú)立完成.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和動(dòng)手操作能力效果很好[4].對(duì)于完成具有獨(dú)創(chuàng)性成果的學(xué)生以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)突出的學(xué)生，要給與獎(jiǎng)勵(lì).可以經(jīng)指導(dǎo)教師推薦綜合討論后，在獎(jiǎng)學(xué)金，學(xué)分及其他相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)的評(píng)定中給予加分，從而進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增強(qiáng)堅(jiān)持到底的信心.

3 結(jié)束語(yǔ)

在“物理實(shí)驗(yàn)課程和物理理論課程具有同等教學(xué)意義”的思想指導(dǎo)下，遵循科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，重視大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的作用和地位，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，方法，指導(dǎo)思想，改革方向，師資力量等方面提出了改革方案，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新能力.

〔1〕曹惠賢，等.美國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理情況考察報(bào)告[J].大學(xué)物理，2004,23(3).

〔2〕劉秀英.開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐與探索[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（36）:172-174.

〔3〕張立輝，朱春蓮，徐彬．開(kāi)放式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與研究[J]．江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2009,37(3):108－110.

〔4〕程偉，冉維維.淺談大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考核系統(tǒng)的改革[J].中國(guó)電力教育，2000（6）:120-121.