關(guān)于高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

劉甲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西晉中030800）

關(guān)于高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

劉甲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西晉中030800）

高校物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，旨在活躍大學(xué)生的物理實(shí)踐，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維與科研能力。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式早已無法適應(yīng)新形勢下對物理人才的要求。因此，文章著重探討了如何從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)體系等方面進(jìn)行改革，以促進(jìn)教與學(xué)的互動，激發(fā)大學(xué)生的參與積極性，進(jìn)一步提高他們的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

高校物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革策略

物理是一門極具專業(yè)性與技能性的專業(yè)學(xué)科，其中，物理實(shí)驗(yàn)是高校物理教學(xué)中的重要組成部分[1]。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)大學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，增強(qiáng)他們的物理意識。這對他們今后的動手實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維的開發(fā)都大有裨益。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往由教師做主，學(xué)生只需按部就班完成實(shí)驗(yàn)操作即可。這種僵化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式極大抑制了大學(xué)生的積極性，也不利于培養(yǎng)他們的動手實(shí)踐能力?；诖?，文章著重探討了如何對高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，以期進(jìn)一步提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

一、高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施改革的必要性

（一）社會對大學(xué)生的要求逐步提高

伴隨著社會的高速發(fā)展，很多用人單位對高校畢業(yè)生的實(shí)踐能力有更高的要求?？梢姡訌?qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大勢所趨。高校是為國家培養(yǎng)有科研能力的創(chuàng)新型人才。但近年來隨著高校的不斷擴(kuò)招，而高校教學(xué)質(zhì)量、硬件設(shè)施、辦學(xué)水平卻未跟上擴(kuò)招的要求。這集中表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)場所匱乏，儀器設(shè)備老化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件與模式滯后明顯。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)不被重視

受長期應(yīng)試教育的影響，很多大學(xué)生仍用高中階段的眼光來看待物理課程，重理論、輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象較為普遍。很多學(xué)生并未認(rèn)識到物理實(shí)驗(yàn)課程的意義，根本不重視物理實(shí)驗(yàn)課。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是以教師為主體，學(xué)生被動開展實(shí)驗(yàn)。這種單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，并抑制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維[2]。此外，在考研與就業(yè)等重重壓力下，物理實(shí)驗(yàn)往往被忽視。不少學(xué)生對待實(shí)驗(yàn)總是敷衍了事，甚至互相抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（三）教學(xué)方式有待改進(jìn)

隨著時(shí)代的發(fā)展，高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備雖在不斷更新，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式卻毫無變化。實(shí)驗(yàn)老師一般在實(shí)驗(yàn)前確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并完成對相關(guān)設(shè)備器材的組裝。在課堂上由老師講解實(shí)驗(yàn)操作步驟，如何獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方法。學(xué)生只需按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作即可。這樣的教學(xué)模式難以真正培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。此外，?shí)驗(yàn)課通常是由一個(gè)班的學(xué)生或部分學(xué)生在課堂上共同完成的，又是用同樣的方法。因此，一些學(xué)生不用思考直接模仿他人實(shí)驗(yàn)即可。

二、高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

（一）對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革

科學(xué)選編實(shí)驗(yàn)教材是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提。根據(jù)院校特點(diǎn)，按照基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、近代物理實(shí)驗(yàn)、引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的順序合理編排各章節(jié)。對于誤差以及數(shù)據(jù)處理的相關(guān)知識、物理實(shí)驗(yàn)基本儀器與基本測量方法等知識要求學(xué)生必須掌握，因此，教材中要分章節(jié)詳細(xì)介紹，使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選編方面，應(yīng)結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)以及今后發(fā)展需要根據(jù)“循序漸進(jìn)”原則，合理編排力、光、電、近代物理方面的內(nèi)容。每學(xué)期規(guī)定若干必修內(nèi)容，并補(bǔ)充一些選修內(nèi)容，以滿足不同層次學(xué)生的需要[3]。

在課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容選擇上，應(yīng)結(jié)合我國國情，并參照國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改革。其中，要注意四點(diǎn)：一是重視基本功的訓(xùn)練，不可忽視物理實(shí)驗(yàn)中的基本內(nèi)容。二是不能輕視驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生更好的理解相關(guān)物理概念。三是教改必須遵循認(rèn)知規(guī)律，從實(shí)際出發(fā)，比如，對于低年級學(xué)生不要過多開設(shè)獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)以教師指導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)為主。四是若條件允許可采用分層次、開放式的教學(xué)模式，既能滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，還能實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的有效互動。

（二）對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改革

針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的弊端，本校開始對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行試探性改革。在普通物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)老師確定設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目與要求，并提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器。要求學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖灾鞑殚嗁Y料了解實(shí)驗(yàn)原理以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。篩選教材中一些簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫下實(shí)驗(yàn)主要步驟以及相關(guān)注意事項(xiàng)。這要求學(xué)生獨(dú)立查閱資料，在分析理解資料與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，完成預(yù)習(xí)報(bào)告。因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力[4]。比如，在“電阻的測量與伏安特性的研究”實(shí)驗(yàn)中，只給出了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理及儀器使用方法，可讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高，因此，對于某些有難度的實(shí)驗(yàn)可采用小組合作的方法，安排各小組獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

比如，在惠斯通電橋測電阻實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與公式計(jì)算如下：

（三）對實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段進(jìn)行改革

1.變廢為寶，組建廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室

將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的廢舊儀器或相關(guān)配件放在廢舊儀器實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，讓學(xué)生動手實(shí)踐，變廢為寶。教師要給予相應(yīng)的指導(dǎo)，提醒學(xué)生規(guī)范操作，培養(yǎng)他們良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。學(xué)生通過對廢舊器材與配件的重新拆組完成自己的小實(shí)驗(yàn)，能讓他們體會到實(shí)驗(yàn)的樂趣。同時(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與動手能力。

2.運(yùn)用多媒體教學(xué)手段

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師可借助多媒體技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)方法、原理、步驟等通過圖片、動畫、音頻、視頻等方式展現(xiàn)出來，使教學(xué)內(nèi)容更加生動、形象，也增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性?？衫镁W(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，開展網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)。師生可在校園網(wǎng)上溝通交流，對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)，教師還可在網(wǎng)絡(luò)平臺上公布每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并給予點(diǎn)評，提出合理建議，以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足。

3.創(chuàng)新平臺，組織物理實(shí)驗(yàn)競賽活動

可由學(xué)院牽頭，物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)，學(xué)生會組織，定期開展物理實(shí)驗(yàn)競賽活動。首先確定好競賽時(shí)間、實(shí)驗(yàn)選題，評選規(guī)則等，及時(shí)公布，鼓勵(lì)學(xué)生報(bào)名參與。后期要選聘專家與學(xué)生代表評委，確保評選工作公開、公平、規(guī)范。這不僅能為學(xué)生搭建一個(gè)創(chuàng)新發(fā)明的平臺，也能讓師生在競賽中實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)交流，充分調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)造力。

（四）對實(shí)驗(yàn)考核辦法進(jìn)行改革

考核評價(jià)結(jié)果是為了反映學(xué)生真實(shí)的實(shí)驗(yàn)水平，為教師改進(jìn)教學(xué)方式方法提供參考依據(jù)。當(dāng)前，高校物理實(shí)驗(yàn)考核主要由預(yù)習(xí)成績、操作成績、數(shù)據(jù)處理成績這三部分組成。其中，預(yù)習(xí)成績占比過低，導(dǎo)致學(xué)生大多不重視預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。因此，建議應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)習(xí)成績的占比，以引起學(xué)生的重視。另外，除了考試評分外應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對動手能力的考核。一是在日常實(shí)驗(yàn)過程中采用現(xiàn)場打分制，對每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況進(jìn)行現(xiàn)場評定，作為平時(shí)成績。二是期末考試時(shí)由老師確定幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生抽簽確定自己要完成的實(shí)驗(yàn)操作。要求學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立操作，并由任課老師進(jìn)行現(xiàn)場打分[5]。通過上述措施能極大改變學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果而忽視實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)態(tài)度，也能明顯提高他們的動手操作能力。

三、結(jié)束語

總之，高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)艱巨而重大的系統(tǒng)工程，需要院校力度的高度重視與大力支持。通過對教材內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評價(jià)等諸多方面的改革后，充分調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性與主動性，激發(fā)他們做物理實(shí)驗(yàn)的興趣，讓他們真正成為學(xué)習(xí)的主人。其中，要適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，合理安排教學(xué)進(jìn)度，精心選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更好地鍛煉學(xué)生的動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)他們實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。這對他們的專業(yè)課學(xué)習(xí)也大有裨益。

[1]康國棟.高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革淺議[J].文理導(dǎo)航，2016，45（7）：34.

[2]董康軍.新形勢下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].價(jià)值工程，2011，17（34）：165-166.

[3]劉燕，周嵐，胡經(jīng)國.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（11）：171-172.

[4]張玲玲，王丹.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐探索[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，5（26）：135-136.

[5]常思亮.高師公共教育類課程體系改革與重構(gòu)[J].現(xiàn)代教育研究，2003，46（6）：78-81.

The university physics experiment is an important link of physics teaching,stiring up college students' interes to do physical experiments,developing their innovative thinking and scientific research ability.Traditional teaching mode of physical experiment has been unable to adapt to the requirements for physical talents under the new situation.Therefore,this paper discusses the teaching mode,teaching content,teaching method,teaching system reform,in order to promote the interaction between teaching and learning,inspire students'participation,further improve their innovation ability.

college physics;the experimental teaching;reform strategy

G642

A

2096-000X（2016）24-0128-02

劉甲（1984，08-），男，籍貫：山西大同，學(xué)歷：碩士，職稱：助教，研究方向：量子輸運(yùn)。