淺析高校物理實驗教學(xué)的改革策略

■張麗芹

物理實驗是開展高校學(xué)生科學(xué)實驗訓(xùn)練的必修課，文章將結(jié)合當前高校物理實驗教學(xué)的實際情況，對存在的問題進行分析與闡述，并提出高校物理實驗教學(xué)改革的策略。

高校開設(shè)物理實驗課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新方法，促進理論與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力與科學(xué)素養(yǎng)。但是在實際開展教學(xué)中，仍存在諸多問題有待解決。

一、高校物理實驗教學(xué)中存在的問題

（一）學(xué)生忽略實踐教學(xué)的重要性

由于我國教育長期以應(yīng)試為主要目標，學(xué)生在初中和高中階段受到嚴重的“重理論、輕實踐”影響，沒有形成對物理實驗課程的基本認識。另外，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教學(xué)方法單一，枯燥的實驗教學(xué)方式難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與積極性，抑制學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。再加上高校學(xué)生受到就業(yè)、考研等實際因素的影響，很多學(xué)生沒有精力投入到物理實驗中，因此對課程學(xué)習(xí)應(yīng)付了之，實驗報告互相抄襲，無法發(fā)揮物理實驗的重要作用。

（二）教學(xué)模式傳統(tǒng)化

目前，物理實驗教學(xué)的主體是老師，而學(xué)生則處于被動地位。實驗課程實施過程中，教師仍沿照傳統(tǒng)方法，照本宣科、生搬硬套，由教師提出實驗?zāi)康摹嶒灧椒皩嶒灢襟E等內(nèi)容，學(xué)生卻缺乏自主思考的時間與空間，基本實驗意識淡薄，思維能力與動手能力差，與復(fù)合型人才的需求不相符。例如，有些學(xué)生連基本的電子元件都分不清楚，沒有真正發(fā)揮實驗教學(xué)作用，制約高校學(xué)生能力的發(fā)展。

（三）教學(xué)理論與實踐相脫節(jié)

高校物理的理論課與實驗課往往分開設(shè)立，基本理論主要根據(jù)教學(xué)大綱進行，實驗課程則要考慮學(xué)校的實驗教師人數(shù)、各班人數(shù)、實驗設(shè)備條件等因素安排課程，常常受到實際情況的制約。有些理工科學(xué)生需要同時進行物理理論與實驗課程的學(xué)習(xí)，但是二者不同步，很多教材中涉及的重要試驗卻沒有落實到位，影響了學(xué)生動手操作能力的提高。

二、改革物理實驗教學(xué)的有效策略

（一）注重提高學(xué)生的實驗興趣

愛因斯坦曾經(jīng)說過，興趣是最好的老師。在高校物理實驗教學(xué)中，積極的學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生開拓思維的動力及求知的源泉。通過先進的教學(xué)手段與教學(xué)方法，提高學(xué)生的物理實驗興趣，加強對實驗課程的重視程度，對提高學(xué)生的物理素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)具有重要意義。例如，在“日光燈管”實驗中，應(yīng)該與學(xué)生的實際生活相關(guān)聯(lián)，采取簡單的判斷燈管好壞的方法，結(jié)合環(huán)保需求，深入研究如何提高燈管的功率因素，激發(fā)學(xué)生的好奇心。這樣，在課堂中，學(xué)生積極思考、踴躍發(fā)言，加深了對知識點的理解；同時，通過測定燈管的功率因素，增強學(xué)生的環(huán)保意識，促進他們積極開發(fā)新能源、新發(fā)光體，參考2008年北京奧運會的燈光設(shè)施，獨立完成全新課題；再如，在“定量定理驗證”實驗中，教師可先讓學(xué)生觀察人造衛(wèi)星發(fā)射和接收的視頻圖像，觀察衛(wèi)星運動的基本規(guī)律，并可了解電磁選礦等相關(guān)內(nèi)容，可有效激勵學(xué)生興趣，提高實驗積極性。

（二）實現(xiàn)教學(xué)方法的多元化

在傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中，教師往往一個人唱“獨角戲”，學(xué)生被動灌輸知識。顯然，這與目前社會需要的人才培養(yǎng)目標不相符。因此，必須加快教學(xué)方法的改革，樹立學(xué)生主體地位，同時發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生主動性與創(chuàng)造性。例如，在課堂成立興趣實驗小組，鼓勵學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。要求學(xué)生在課前自行查閱相關(guān)資料，提出具體實驗方案，包括實驗?zāi)繕?、實驗步驟、操作規(guī)程等，并完成實驗預(yù)習(xí)報告；然后，在課堂中，由各小組學(xué)生積極討論，提出自己的想法，驗證實驗預(yù)習(xí)報告內(nèi)容的可行性，并分析在實驗過程中遇到的實際問題，實現(xiàn)實驗?zāi)繕恕＿@樣，不僅可改善學(xué)生實驗報告雷同的現(xiàn)象，也啟迪了學(xué)生思維，調(diào)動學(xué)生積極性，并踴躍參加到課堂中。通過一次實驗，不僅達到了實驗?zāi)繕?，更培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主思考的好習(xí)慣。

（三）充分利用現(xiàn)代化教學(xué)工具

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的快速發(fā)展，給物理實驗教學(xué)創(chuàng)造了良好條件。例如，高校可以利用已有的局域網(wǎng)資源，在實驗教學(xué)中引入計算機CAI輔助開展模擬實驗、仿真實驗等，既節(jié)約經(jīng)費，也利于實驗項目的更新。通過多媒體中圖文并茂的特點，充分體現(xiàn)表現(xiàn)力與感染力，促進學(xué)生集中注意，提高實驗興趣。尤其通過使用三維動態(tài)原理圖，更可直觀地體現(xiàn)傳統(tǒng)實驗中不可能看到的物理過程，達到良好的實驗效果。另外，利用計算機網(wǎng)絡(luò)的便捷性，可將學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、實驗內(nèi)容、實驗?zāi)繕?、實驗?zāi)M、實驗題庫以及實驗評價等相結(jié)合，促進實驗教學(xué)的多樣化，更富現(xiàn)代化信息，與實際需求相符。

（四）完善考核與評價辦法

一方面，改變應(yīng)試教育觀念，突破“學(xué)什么、考什么”的局限性。在過去的物理實驗中，主要考查學(xué)生對實驗的操作情況、實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容，很多學(xué)生為了應(yīng)付考試，不惜作弊、造假，不利于學(xué)生的個性發(fā)展；因此，在考試內(nèi)容的改革方面，應(yīng)注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，考查學(xué)生的實驗設(shè)計、實驗方案等，以及解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力；實驗教學(xué)的評價，應(yīng)該貫穿于整個教學(xué)過程中，加強考查學(xué)生發(fā)散性思維的內(nèi)容，也就是說，考核的內(nèi)容沒有現(xiàn)成答案，必須通過學(xué)生的獨立思考、平時嚴格訓(xùn)練等日積月累才能完成，而過去的死記硬背方式則不能再應(yīng)付考核成績；例如，在“如何測量物體質(zhì)量”一課中，教師應(yīng)讓學(xué)生提出多種方法。這樣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，豐富實驗內(nèi)涵，強化了知識點，形成教學(xué)與反饋的良性循環(huán)。另一方面根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標，應(yīng)采取多元化的考核方式。例如，基礎(chǔ)理論知識以筆試為主；實驗?zāi)K以動手操作、口頭報告為主；再通過小論文、答辯、實際操作等方式考查學(xué)生綜合能力。為了提高考題的客觀性及評價的精準性，教師可以在計算機中編制考題，讓學(xué)生以隨機抽題的方式進行網(wǎng)上測試，促進實驗考試的多元化、規(guī)范化。

（五）提高實驗教師隊伍建設(shè)

物理實驗教學(xué)的改革對學(xué)生和教師都提出來較高要求，尤其要求實驗教師的知識面寬廣，既要具備基本的專業(yè)素養(yǎng)，也要具備較高的科學(xué)素質(zhì)，同時確保一定數(shù)量的師資，與學(xué)生共同完成教學(xué)科研活動。這就要求高校的領(lǐng)導(dǎo)和教師從根本轉(zhuǎn)變觀念，給教授、講師、高等學(xué)歷人員等更多開展實驗教學(xué)的機會，有計劃地培養(yǎng)實驗教師，從以下幾方面作出努力：首先，改變傳統(tǒng)的封閉式實驗教師管理體制，實行開放性、動態(tài)性、有計劃、有規(guī)律的管理方式；其次，實驗教師的選擇不應(yīng)僅局限在校園范圍內(nèi)，而是不斷從校外汲取力量，鼓勵專兼職結(jié)合的方式，讓更多的教師為實驗教學(xué)改革及實驗室建設(shè)出謀劃策。以學(xué)校實際情況為出發(fā)點，每個實驗室配備2-3個教師編制，發(fā)揮實驗室?guī)ь^人的作用，鼓勵更多博士學(xué)位、碩士學(xué)位的人才到實驗室工作，提高實驗技術(shù)水平，并鼓勵教師開展科研教學(xué)，下放一定的基金補助，實現(xiàn)與企業(yè)的橫向連接。另外，注重對現(xiàn)有實驗教師的知識與技能培訓(xùn)，并設(shè)立如“實驗技術(shù)成果”等獎項，改善實驗室的工作環(huán)境，確保實驗教師的公平待遇，讓他們在實驗室建設(shè)與實驗教學(xué)改革中投入更多的激情與信心，實現(xiàn)實驗教學(xué)目標。

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