非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)存在的問題及建議

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【摘 要】大學(xué)物理實驗作為理工科學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)實驗課程，在加強學(xué)生素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新能力及提高學(xué)生的動手能力上有著其他學(xué)科不可替代的作用。針對目前非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的問題，結(jié)合學(xué)生“學(xué)”及教師“教”的角度進(jìn)行分析，對非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)進(jìn)行了積極思考與探索。

【關(guān)鍵詞】非物理專業(yè)；大學(xué)物理實驗；建議

大學(xué)物理實驗是高等學(xué)校的一門必修基礎(chǔ)課，它在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)、提高學(xué)生的動手能力，獨立分析、 解決問題的能力以及加深對物理理論的理解等方面均起著十分重要的作用[1-2]。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗在物理學(xué)中占據(jù)及其重要的地位。然而通過對一些高校的調(diào)研以及教學(xué)實踐表明，大學(xué)物理實驗教學(xué)效果卻有一定下滑趨勢。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降、學(xué)習(xí)目的不明確、動手能力差，教師教學(xué)方法單一、內(nèi)容陳舊及考核模式落后等都是影響教學(xué)效果的主要因素，這些在非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)中體現(xiàn)得更加明顯。因此，分析影響大學(xué)物理實驗教學(xué)效果的原因，提高大學(xué)物理實驗教學(xué)質(zhì)量，使其更加有效發(fā)揮其教學(xué)價值，一直是理工科院校進(jìn)行大學(xué)物理實驗教學(xué)改革過程中需要探索和思考的問題。

課堂教學(xué)活動是由教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的“雙邊”的“教”與“學(xué)”的活動。實驗教學(xué)過程中也是如此，教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”均是實驗教學(xué)活動中的主體，教師是“教”的主體，學(xué)生是“學(xué)”的主體，因此任何一方出現(xiàn)問題均會影響到實驗教學(xué)的效果。

1 大學(xué)物理實驗教學(xué)中學(xué)生“學(xué)”的主要問題

大學(xué)物理實驗教學(xué)一般流程是由實驗指導(dǎo)教師先介紹和講解實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗?nèi)容等，然后由學(xué)生獨立動手操作，完成實驗報告。從學(xué)生“學(xué)”的角度而言，目前主要存在的問題有如下幾個方面。

1.1 實驗預(yù)習(xí)態(tài)度不端正，預(yù)習(xí)報告抄襲嚴(yán)重

目前很多高校為了使更多的學(xué)生在有限的時間內(nèi)完成實驗，實驗前一般都要求學(xué)生進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)，完成實驗預(yù)習(xí)報告。實驗預(yù)習(xí)一方面可以提前使學(xué)生對實驗有一定了解，從而在有限的課堂實驗中提高學(xué)習(xí)效率，獲得更好的實驗效果；另一方面學(xué)生可以通過預(yù)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題，帶著問題在課堂及實驗操作過程中加以解決，進(jìn)而加深對實驗的理解。但是，由于學(xué)生對實驗預(yù)習(xí)的認(rèn)識度不足，重視程度不夠，缺乏主動學(xué)習(xí)的積極性，預(yù)習(xí)報告基本上是草草了事。

實驗原理是實驗的重要組成部分，也是物理實驗中最重要、最基本的一環(huán)。它包括知識原理、裝置原理及操作原理三方面內(nèi)容。然而大多數(shù)學(xué)生在預(yù)習(xí)時抄襲課本中的實驗原理，甚至不加以理解原封不動的照搬書本上的文字，忽略了重要的實驗原理圖及公式，或者實驗原理圖上丟三落四，對公式推導(dǎo)過程不理解。說明學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)過程中態(tài)度不端正，認(rèn)識程度不夠，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為只要會實驗操作，得出實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告就算完成完成了本實驗，覺得實驗預(yù)習(xí)沒有必要。學(xué)生這種錯誤認(rèn)識不僅會養(yǎng)成敷衍了事的學(xué)習(xí)態(tài)度，學(xué)習(xí)目的不夠明確，而且還會影響實驗教學(xué)的效率和教學(xué)的質(zhì)量。

1.2 實驗主動性意識薄弱，動手能力差

大學(xué)物理實驗課程賦予了學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)的機會，能夠有效的提高學(xué)生動手能力的一門基礎(chǔ)課程。然而，由于很多學(xué)生習(xí)慣了中學(xué)的被迫學(xué)習(xí)方式，動手能力差，在大學(xué)物理實驗過程中就不知所措，再加上沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)動力，主動意識薄弱。認(rèn)為實驗與所學(xué)專業(yè)關(guān)聯(lián)不大，在以后的工作中也不適用，覺得做實驗就等于在浪費時間，容易產(chǎn)生“應(yīng)付對待”、“依賴?yán)蠋煛奔啊跋麡O應(yīng)對”等錯誤認(rèn)識。

1.3 實驗數(shù)據(jù)處理重視程度不夠，隨意性較大

實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及數(shù)據(jù)處理的好壞是實驗考核需要考慮的重要因素，因此其重要性不可忽視。但是，目前許多高校由于實驗基礎(chǔ)設(shè)施落后、師資力量不足等原因，無法達(dá)到一人一臺實驗設(shè)備或小班授課的要求，這樣教師對學(xué)生的實驗操作及實驗結(jié)果的考核比較困難。大部分學(xué)生認(rèn)為只要得到了實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行了簡單的處理就萬事大吉，對實驗數(shù)據(jù)的處理重視程度不夠，隨意性較大。

2 大學(xué)物理實驗教學(xué)中教師“教”的主要問題

2.1 教學(xué)方法單一，缺乏靈活性

當(dāng)前，大學(xué)物理教學(xué)一般采用預(yù)習(xí)、實驗、寫報告三步來進(jìn)行[3]。大學(xué)物理實驗教師教學(xué)依舊采用傳統(tǒng)的“填鴨式”、“注水式”教學(xué)模式：實驗課前，老師實現(xiàn)安排好實驗內(nèi)容，準(zhǔn)備好實驗儀器；課上，老師詳細(xì)講解實驗原理和操作步驟及注意事項。教學(xué)過程中的實驗項目運行每次都按部就班，教師依然是課堂的主體，學(xué)生的主體作用沒有得到很好的體現(xiàn)，只是被動的參與者。這種灌輸式教學(xué)方式不利于學(xué)生獨立思考及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于學(xué)生動手能力的提高，違背了大學(xué)物理實驗教學(xué)的目標(biāo)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏針對性

實驗教學(xué)內(nèi)容絕大多數(shù)是經(jīng)典物理的實驗內(nèi)容，每年的實驗內(nèi)容變化不大，并且主要以驗證性、模擬性及純測量性實驗為主。實驗沒有充分體現(xiàn)出與現(xiàn)有科技的聯(lián)系，這樣就降低了學(xué)生對物理實驗課的興趣及積極性。另外，全校所有學(xué)生做的實驗內(nèi)容均一樣，缺乏專業(yè)與專業(yè)之間的區(qū)別，降低了實驗與專業(yè)的聯(lián)系，缺乏針對性。容易讓某些專業(yè)學(xué)生覺得實驗與本專業(yè)無關(guān)，降低了對實驗課的重視度。

2.3 考核模式落后，缺乏創(chuàng)新性

現(xiàn)有的實驗考核一般包括課前預(yù)習(xí)、課上實驗及數(shù)據(jù)處理三部分。老師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)報告、實驗操作過程及實驗結(jié)果進(jìn)行評判給分。但是，這種落后的考核模式存在很大的弊端：實驗預(yù)習(xí)過程中，老師只能看到學(xué)生文字性的實驗預(yù)習(xí)報告，無法對每位學(xué)生預(yù)習(xí)程度進(jìn)行評判，僅僅根據(jù)字面上的完成情況來判斷具有很大的片面性；實驗過程中，由于學(xué)生多，師資力量不足，往往采用大班或中班形式授課，教師無法對每位學(xué)生的實際操作動手能力進(jìn)行考核，也存在較大的片面性；實驗結(jié)果作為實驗過程的最后考核之一，有的老師過于強調(diào)了這一步，往往忽略了學(xué)生實驗動手能力的培養(yǎng)，對實驗教學(xué)的改革有一定的負(fù)面作用。

3 改善非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗教學(xué)的建議

針對以上非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗存在的實際問題，提出以下改善實驗教學(xué)模式、提高教學(xué)質(zhì)量的建議。

3.1 提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣

提高教學(xué)質(zhì)量，加強實驗教學(xué)，首先要從觀念上改變對實驗教學(xué)的輕視；其次要建立結(jié)構(gòu)合理的實驗教學(xué)和實驗管理隊伍。對于學(xué)生而言，興趣是實驗教學(xué)最好的催化劑。老師在實驗教學(xué)中應(yīng)從激發(fā)學(xué)生對實驗的熱情，在教學(xué)中要結(jié)合物理學(xué)發(fā)展史有目的的講解幾個著名實驗的設(shè)計思想、實驗結(jié)果和歷史沿革，增強學(xué)生對大學(xué)物理實驗的認(rèn)識。另外，讓學(xué)生意識到生活質(zhì)量的提高離不開科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開物理知識的應(yīng)用，增強學(xué)生對物理實驗與科技、生活的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣。例如，在《測定不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)》的實驗教學(xué)中，老師可以結(jié)合生活中的實際例子進(jìn)行講解：為什么北方家里的暖氣片要使用金屬材料，蓋大樓所使用的外墻保溫材料為什么使用泡沫材料或多孔材料，這些均與材料的導(dǎo)熱系數(shù)有密切聯(lián)系。

3.2 注重大學(xué)物理理論知識及專業(yè)與實驗的相互關(guān)系及銜接

高校開設(shè)大學(xué)物理實驗與大學(xué)物理課過程中，應(yīng)充分考慮物理理論知識與實驗的銜接關(guān)系，盡量不要出現(xiàn)“大學(xué)物理實驗先行，理論知識滯后”的現(xiàn)象。理論知識先行，有利于提高非物理專業(yè)學(xué)生在物理實驗過程中對實驗原理的理解，同時通過實驗加深對理論知識的鞏固，避免大學(xué)物理與大學(xué)物理實驗出現(xiàn)“兩張皮”。

對于非物理專業(yè)學(xué)生開設(shè)的大學(xué)物理實驗，應(yīng)充分結(jié)合各個專業(yè)的特征，有選擇的進(jìn)行實驗項目，盡量做到學(xué)有所用，用有所需的目的。一方面，加強了專業(yè)與物理實驗的聯(lián)系，另一方面也減輕了學(xué)生對非本專業(yè)知識的理解障礙，提高了學(xué)生做實驗的熱情。例如，電子專業(yè)主要是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地掌握電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基本技能，因此對于本專業(yè)學(xué)生，可以壓縮力熱實驗的比例，適當(dāng)加大電磁學(xué)實驗的難度，增加光纖傳輸技術(shù)實驗、液晶電光效應(yīng)、示波器的原理及使用等實驗，加強物理實驗與電子信息技術(shù)的聯(lián)系；對于化學(xué)專業(yè)及材料專業(yè)的學(xué)生，可以選取物理實驗中與化學(xué)、材料科學(xué)聯(lián)系密切的一些領(lǐng)域，如熱力學(xué)實驗 （不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)的測定，固體、液體比熱容的測定等），材料學(xué)實驗 （磁滯回線的測量，介電常數(shù)的測定等）[4]。

3.3 完善和加強對學(xué)生的實驗?zāi)芰敖處煹膶嶒灲虒W(xué)考核制度

建立合理科學(xué)、準(zhǔn)確有效、具有可操作行的考評辦法及考核制度，發(fā)揮考核對實驗教學(xué)的推動作用，調(diào)動學(xué)生的實驗興趣及教師的教學(xué)熱情，是提高物理實驗質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

對于學(xué)生而言，建立和完善的日常實驗操作成績考核及期末實驗綜合考試考核制度。日常實驗操作成績包括實驗預(yù)習(xí)、實驗操作及實驗報告三部分成績。期末考試測評包括可以通過筆試和實際操作兩部分。通過這樣的考核方式不僅可以考核學(xué)生的實際動手能力，而且可以考核學(xué)生將所學(xué)的理論知識與實驗結(jié)合的能力。

對于教師而言，建立和完善學(xué)生測評及專家組考核的制度。學(xué)生測評采用問卷調(diào)查的形式進(jìn)行，將學(xué)生對上課老師在課堂上的教學(xué)滿意度進(jìn)行測評，可以在一定程度上評判教師的授課方式是否合適、授課效果是否達(dá)到預(yù)期；專家組考核采用聽課形式進(jìn)行測評，通過專家組對授課老師的課堂教學(xué)的評價及反饋，不僅可以起到考核授課教師的作用，而且還可以讓授課教授充分認(rèn)識到實驗教學(xué)的不足，積極改進(jìn)，對后期的實驗教學(xué)起到很好的推動作用。

4 結(jié)束語

大學(xué)物理實驗是大學(xué)物理教學(xué)中的一個重要組成部分，它在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)、提高學(xué)生的動手能力，獨立分析、 解決問題的能力以及加深對物理理論的理解等方面均起著十分重要的作用。目前的大學(xué)物理應(yīng)在提高大學(xué)物理實驗認(rèn)識度、更新實驗內(nèi)容、改善教學(xué)方法、建立和完善教師與學(xué)生的考核制度上進(jìn)行改革，以適應(yīng)目前的知識更新趨勢，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]曹猛.非物理專業(yè)大學(xué)物理實驗課程改革的研究[J].中國電力教育，2010，9：132-133.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]