獨(dú)立學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究

熊鐵軍

摘要：獨(dú)立學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科科技人才為目標(biāo)，注重學(xué)生職業(yè)素質(zhì)和實(shí)際能力的培養(yǎng)。本文從多年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的幾個(gè)問題入手，提出了以專業(yè)特色為主線，以多層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教材體系和考核方式為目標(biāo)的獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革的思路，以調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力得到提高。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院；物理實(shí)驗(yàn)；層次教學(xué)；教材體系

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）01-0083-02

本人從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)十多年，也參與了幾年大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)管理工作。在此期間，參加過幾次全省物理實(shí)驗(yàn)研討會，聆聽了很多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教改方面的經(jīng)驗(yàn)交流報(bào)告，進(jìn)行了同事間的廣泛交流，學(xué)習(xí)到了許多先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，受到了極大的啟發(fā)；在此結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的幾個(gè)問題和幾個(gè)層面需要改革的想法，與老師們一起商榷，希望能對獨(dú)立學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展起到拋磚引玉的作用。

一、實(shí)際教學(xué)問題

對實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不正常情況歸納一下，分成四個(gè)方面的問題。

1.教學(xué)課程安排問題。獨(dú)立學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)涉及到物理學(xué)中的力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代等內(nèi)容，然而，由于教學(xué)計(jì)劃安排難以做到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論課程教學(xué)同步進(jìn)行，而物理實(shí)驗(yàn)課一開始就必須要將一學(xué)期的全部內(nèi)容同時(shí)開出，無論是從實(shí)驗(yàn)的原理上，還是從儀器的工作原理上，各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的難易程度會有差別，有的實(shí)驗(yàn)相對簡單，有的則相對較難，難的部分在大學(xué)階段也處在大學(xué)物理課的較后部分。由于受學(xué)生人數(shù)、實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備數(shù)量等條件的限制，按先易后難順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，則符合了知識循序漸進(jìn)的規(guī)律，學(xué)習(xí)收獲大，實(shí)驗(yàn)效果好，因而成績也好；而攤上難易順序顛倒的學(xué)生，對難的部分無從下手，而對末尾易的部分又提不起興趣，這顯然是不公平的。

2.被動與主動的問題。為了順利地完成每一堂物理實(shí)驗(yàn)課，在上緒論課時(shí)就向?qū)W生交代過要寫預(yù)習(xí)報(bào)告，完成預(yù)習(xí)題，并反復(fù)強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的重要性，它是課前應(yīng)該完成的任務(wù)，是調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的有效方法，預(yù)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系到對實(shí)驗(yàn)原理的理解，關(guān)系到上實(shí)驗(yàn)課時(shí)儀器的使用、操作過程的質(zhì)量等一系問題。作為一名實(shí)驗(yàn)教師不希望學(xué)生用兩只發(fā)直的眼睛看著你或者看到他們無所適時(shí)的樣子，甚至對上課時(shí)老師提出的問題十分茫然，對如何做好實(shí)驗(yàn)感到無從下手。少數(shù)學(xué)生由于沒有寫預(yù)習(xí)報(bào)告，完全不知上課內(nèi)容，導(dǎo)致其實(shí)驗(yàn)效果非常差，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也就只能抄襲。我們希望學(xué)生有主動學(xué)習(xí)的精神、強(qiáng)勁的動手能力、做事的麻利性、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力等，要當(dāng)場搞懂搞通。

3.實(shí)驗(yàn)積極性的問題。物理實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是理工科類專業(yè)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。雖然每次上課時(shí)都再三強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)課的重要性，物理實(shí)驗(yàn)是理工類大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)以來第一次接觸的實(shí)驗(yàn)課，為了給學(xué)生建立良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和樹立正確的實(shí)驗(yàn)理念，必須按照實(shí)驗(yàn)的規(guī)程和要求進(jìn)行，為后續(xù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課和專業(yè)實(shí)驗(yàn)課奠定良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但是，我們的學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課始終不夠重視，有少部分學(xué)生從一開始就沒有動手實(shí)際操作過，只會抄寫其他學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，懶惰到極點(diǎn)，再加上學(xué)生間相互“照顧”和面子思想，由于老師的工作量大，反復(fù)制止也無濟(jì)于事，再加上有的老師產(chǎn)生了“多一事不如少一事”的思想，只想著把任務(wù)完成了事，長此下去可想而知教學(xué)效果如何。

二、結(jié)合專業(yè)與多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建立

在適應(yīng)獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)和解決上述四個(gè)問題的前提下，多層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)依照因材施教的原則主要分為三個(gè)教學(xué)板塊。

第一板塊為工科?？茖I(yè)和部分本科專業(yè)，如電子技術(shù)應(yīng)用、園林工程等專業(yè)；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃為24學(xué)時(shí)、8個(gè)實(shí)驗(yàn)，合計(jì)1.5學(xué)分。該板塊的教學(xué)注重以大綱規(guī)定的基本要求為教學(xué)主要目標(biāo)，以正常進(jìn)度完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這個(gè)板塊供一般的學(xué)生選擇。在這個(gè)板塊里，我們還是沿用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，訓(xùn)練學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、作圖、列表、分析結(jié)果的誤差以及結(jié)果的可靠程度的能力。在多年教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，循序漸進(jìn)的教學(xué)方式仍是必要的；因此，在這個(gè)層面里由于學(xué)時(shí)數(shù)少，誤差理論和數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容是穿插在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中進(jìn)行的，讓學(xué)生通過較為單純的實(shí)例練習(xí)正確地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中使用的游標(biāo)卡尺、千分尺等，在許多實(shí)際場合仍使用這些量具，所以對于獨(dú)立學(xué)院這樣一個(gè)以工科為主的學(xué)校保留這些量具的使用項(xiàng)目是必要的。

第二板塊為工科的本科專業(yè)，如機(jī)械工程、信息工程等專業(yè)；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃為40學(xué)時(shí)、12個(gè)實(shí)驗(yàn)，合計(jì)2.5學(xué)分。該板塊的教學(xué)側(cè)重從提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι线x擇課程的教學(xué)內(nèi)容。對于這部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，要盡可能使用在工程技術(shù)上已普遍使用的較新的儀器設(shè)備，如數(shù)字儀器、電子儀表和傳感器，密立根油滴實(shí)驗(yàn)采用CCD技術(shù)等。

第三板塊為本科“應(yīng)用物理學(xué)”類的專業(yè)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃為56學(xué)時(shí)、16個(gè)實(shí)驗(yàn)，合計(jì)3.5學(xué)分。安排綜合性、設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)，改變過去由老師安排好實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備好儀器，學(xué)生來做實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)，過渡到學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、查閱資料、選擇儀器，寫出實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)施方案，包括聯(lián)接電路和調(diào)試儀器等每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，都由學(xué)生獨(dú)立完成，符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合思維和創(chuàng)新意識，最后完成實(shí)驗(yàn)論文報(bào)告。

三、現(xiàn)代教育與教材體系改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)早已被認(rèn)定為是一門獨(dú)立的課程。作為一門獨(dú)立的課程應(yīng)當(dāng)有完善、系統(tǒng)的、反映現(xiàn)代科技的教材體系，這樣的教材其知識結(jié)構(gòu)應(yīng)該是循序漸進(jìn)、前后呼應(yīng)、極少重復(fù)的，其選材應(yīng)緊扣實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的。據(jù)此合理的物理實(shí)驗(yàn)教材體系應(yīng)由三部分組成：第一部分為理論基礎(chǔ)部分，以老師講授為主，數(shù)據(jù)處理和誤差分析是得到合理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要基礎(chǔ)，它與學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有密切關(guān)系；第二部分為結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)軟件，并結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，供學(xué)生預(yù)習(xí)用，并利用互聯(lián)網(wǎng)由老師跟蹤檢查；第三部分為實(shí)驗(yàn)匯編，供學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)用，尤其是實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟要盡量詳細(xì)些。endprint

目前，高校的物理實(shí)驗(yàn)教材的布局基本上是按照熱力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理學(xué)進(jìn)行。物理實(shí)驗(yàn)課程通過具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由淺入深、由簡到繁地引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察物理現(xiàn)象，深入理解實(shí)驗(yàn)思想，定量研究變化規(guī)律，分析、評定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而使學(xué)生學(xué)會基本的實(shí)驗(yàn)知識、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的素質(zhì)和能力；因此，一本好教材對高等院校的理工科學(xué)生來講十分重要。

四、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)與考核方式的改革

學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)主要體現(xiàn)在遵守時(shí)間觀念的情況、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的操作情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫情況等，它是一個(gè)綜合體系，需要老師仔細(xì)跟蹤完成，并且有較詳細(xì)的學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)記錄。首先，要嚴(yán)格考勤制度，增強(qiáng)時(shí)間觀念，防止學(xué)生中途溜走等現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按要求操作，鼓勵(lì)學(xué)生間相互學(xué)習(xí)、指導(dǎo)，積極性高、能力強(qiáng)的學(xué)生要帶動積極性不高、能力差的學(xué)生，防止學(xué)生發(fā)懶；實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)工作的全面總結(jié)，要減少學(xué)生相互抄襲報(bào)告的現(xiàn)象發(fā)生。其次，考核方式要結(jié)合學(xué)生的考勤、操作、報(bào)告等情況綜合評分，考核方式建議實(shí)驗(yàn)成績考核改為五等級制進(jìn)行。

獨(dú)立學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)，大學(xué)生的行為習(xí)慣、良好素質(zhì)和動手能力的培養(yǎng)是走向工作崗位的基本要求。以上是多年從事大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中反復(fù)纏繞自己的問題，現(xiàn)今的想法僅為粗框，有些方面很可能沒有考慮到，從大方向看，如若可行，也非一兩個(gè)人，甚至一兩個(gè)學(xué)校能完成的，很有必要聯(lián)合運(yùn)作。

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Abstract：Independent colleges to cultivate application undergraduate scientific and technological personnel as the goal，focusing on the cultivation of students' professional quality and practical ability.This article from the university physics experiment teaching for many years in the presence of several problems，it put forward to the professional characteristics as the main line，independent college physics experiment reform in physics experiment teaching，multi-level teaching system and assessment methods for the purpose of thinking，to mobilize the enthusiasm of students in active learning，the students' scientific thinking and innovation ability to improve.

Key words：independent college；physical experiment；hierarchical teaching；textbook systemendprint