大學物理實驗課程教學反思與探索

　　 摘 要：大學物理實驗課程是對高校學生進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎課程。從目前大學物理實驗課程教學的現(xiàn)狀進行分析反思，結合多年的教學探索，分別從教師理念的轉(zhuǎn)變、教學模式的改進、實驗內(nèi)容的更新和實驗成績考核的優(yōu)化等方面進行了探討，目的在于不斷提高物理實驗教學的質(zhì)量，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。
　　 關鍵詞：大學物理實驗；反思；探索；創(chuàng)新
　　
　　 一、對大學物理實驗課程教學現(xiàn)狀的分析與反思
　　 大學物理實驗課程是高等院校的一門重要的基礎科學實踐課程，其開設目的在于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、實踐動手能力、創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實際并適應科技發(fā)展的綜合應用能力。過去傳統(tǒng)的物理實驗教學模式，在一定程度上對培養(yǎng)我國20世紀的工作者起了重要作用，但進入21世紀后，以數(shù)字化為核心的信息技術高速發(fā)展，計算機技術廣泛應用，人們的思維方式和工作模式也發(fā)生了相應的變化，然而我們的大學物理實驗教學由于長期受到教學理念、教學條件和師資水平的限制，沒能審時度勢對其加以調(diào)整，嚴重制約了學生的創(chuàng)新能力及科學素養(yǎng)的養(yǎng)成。具體表現(xiàn)如下：（1）傳統(tǒng)的“模仿式”教學模式依然唱主角，嚴重阻礙了對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（2）某些實驗設備陳舊，內(nèi)容落后，與時代發(fā)展脫節(jié)。（3）實驗教學環(huán)境和內(nèi)容過于單一，缺乏多元化。（4）實驗成績評價方案缺乏科學性，學生的主體地位和創(chuàng)新能力難以體現(xiàn)。
　　 二、對大學物理實驗課程教學的探索
　　 下面，結合我校物理實驗教學的實際情況，談幾點成功的體會。
　　 1.與時俱進，轉(zhuǎn)變教師教學理念
　　 雖然高校實驗教學改革的呼聲已過多年，但傳統(tǒng)的“模仿式”教學模式依然根深蒂固，實驗教師的教學理念并沒有發(fā)生實質(zhì)性的改變。教師苦口婆心地詳細講解實驗原理、步驟、操作的方法和注意事項，學生盲目效仿，完全失去獨立思維的真正支配權，更無創(chuàng)新能力可談。時代在發(fā)展，科技在突飛猛進，教師必須具有強烈的責任和使命感，高瞻遠矚，更新教學理念，不僅要讓學生受到嚴格的、系統(tǒng)的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更要通過學生理論聯(lián)系實際解決實際問題的過程，培養(yǎng)學生的科學思維能力和創(chuàng)新能力，也只有在富有時代性的理念導引下，才能不斷研究、探索、改革、創(chuàng)新實驗的教學，培養(yǎng)出社會需要的高素質(zhì)人才，否則理念不改變而大談改革與創(chuàng)新，那只是一場空話。為了轉(zhuǎn)變教師理念，我校先后派多名教師到實驗教學改革成功的院校學習，請教育部職業(yè)技術教育中心研究所研究員姜大源、中山大學生命科學院副院長王金法教授等到我校做報告培訓，對轉(zhuǎn)變我校實驗教師的教學理念起到了重要作用。
　　 2.加大新科技實驗設備的投入，更新陳舊實驗內(nèi)容
　　 隨著新技術的出現(xiàn)，有些實驗設備和實驗內(nèi)容明顯與時代脫節(jié)，不能滿足時代對學生素質(zhì)培養(yǎng)的需求，此時教師必須果斷決策，用新技術設備替換陳舊設備儀器，同時更新相應實驗的內(nèi)容。近幾年，結合我校實際，與我院特色專業(yè)——電氣與自動化專業(yè)教師合作，將傳感器成功應用到實驗中，取得了良好的效果。如通過開爾文雙電橋電路，將電阻應變式傳感器應用到測量金屬絲楊氏模量的實驗中，通過測量金屬絲電阻的辦法，測量金屬絲楊氏模量，此方法不僅克服了傳統(tǒng)光杠桿放大原理測量楊氏模量存在的系統(tǒng)誤差，還減少了測量的直接數(shù)據(jù)，克服了傳遞誤差，提高了實驗的精確度，同時又把當前應用較廣的傳感器新技術應用于實驗，拉近了學生與社會應用新技術的距離，有助于培養(yǎng)學生的良好科學素質(zhì)。
　　 3.拓展實驗環(huán)境和實驗內(nèi)容，變單一為多元化
　　 傳統(tǒng)的物理實驗教學往往是三個固定——固定的時間、固定的地點、固定的實驗。顯然，這種過于單一的教學方式，與信息化高速發(fā)展的時代不相匹配，拓展實驗環(huán)境、豐富實驗內(nèi)容、加大設計性和綜合性實驗的教學也就成為實驗教學改革的大勢所趨。對此，我校做了以下主要工作：
　　 （1）針對不同層次的學生重新整合實驗內(nèi)容，將其劃分為三大類別，第一類為基礎性實驗，即普通物理力、熱、電、光等各部分的基本實驗，旨在培養(yǎng)學生的基本實驗能力。第二類為綜合性實驗，實驗的內(nèi)容涉及本課程綜合知識或與本課程相關課程知識，主要對學生進行實驗技能和方法的綜合訓練。第三類為設計性實驗，教師根據(jù)教學要求提出實驗目的和實驗要求，并給出實驗室所能夠提供的實驗儀器設備、器件等實驗條件，由學生運用已掌握的基本知識、基本原理和實驗技能，討論并提出實驗的具體方案、擬定實驗步驟、選定儀器設備、獨立完成操作、記錄實驗數(shù)據(jù)、繪制圖表、分析實驗結果等。這樣，實驗選擇的靈活性，不僅突出了學生的主體性地位，更調(diào)動了學生的實驗積極性，取得了良好的效果。
　　 （2）利用計算機網(wǎng)絡拓展實驗環(huán)境，開放服務性實驗室。通過校園網(wǎng)，建立專門的實驗網(wǎng)站，學生做實驗前，必須通過網(wǎng)絡提前預習實驗，完成預習思考題，對設計性實驗寫出設計方案，并通過網(wǎng)絡提交，待老師審閱合格后方可參加實驗操作。這樣，不僅克服了傳統(tǒng)實驗教學受到課堂、課時的限制，將教學內(nèi)容在時空上得到很好的延伸，還調(diào)動了學生的獨立科學思維，提高了具體實驗操作的效率。
　　 4.完善實驗成績評價方案
　　 對大多數(shù)學生來說，科學的實驗成績評價方案是學生完成實驗并取得良好效果的指揮棒，我們在傳統(tǒng)實驗教學成績評價基礎上，除了關心其出勤、上課和實驗報告外，為了體現(xiàn)學生的自主性和創(chuàng)新性，增加了課前預習的創(chuàng)新性評價、實驗操作中的創(chuàng)新性評價、設計性實驗設計方案獨創(chuàng)性的評價等等。另外，還增加了最后的操作考核，考查所做實驗的重點儀器或重要測量的部分實驗操作，隨機抽簽，現(xiàn)場操作，教師對照評分標準現(xiàn)場打分，采取這種方式后，學生對待平時實驗操作的重視程度明顯加強，也改變了以前個別學生做完實驗后還不知儀器怎樣使用的糟糕境地。
　　 大學物理實驗教學改革是一項長期性的工作，我們僅是取得了一點成效，同時問題重重。改革創(chuàng)新是時代的要求，物理實驗教學的改革必定沒有回頭路，也只有這樣，才能進一步提供給學生更廣闊的平臺，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們互助合作、求真務實的科學精神，更好地服務于社會，體現(xiàn)這一課程的價值所在。
　　 （作者單位 山東省濟南市山東英才學院）