大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

■劉啟龍

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思想

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思想就是要抓住物理實(shí)驗(yàn)的基本特點(diǎn)，突出其科學(xué)性、基礎(chǔ)性和實(shí)踐性，引導(dǎo)學(xué)生主動觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律、發(fā)現(xiàn)和研究物理效應(yīng)和機(jī)理、學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析和解決問題的方法和能力。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)生為本，融知識與技藝傳授、思維與能力培養(yǎng)于一體，建立符合學(xué)生認(rèn)知水平和知識結(jié)構(gòu)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念與教學(xué)設(shè)計(jì)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生能力培養(yǎng)為主線，以提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)為目標(biāo)。

（一）以學(xué)生為主體，一切教學(xué)活動以學(xué)生為中心展開

1、分層次教學(xué)，因材施教，發(fā)展學(xué)生的個性特長。本課程針對基礎(chǔ)較差的學(xué)生設(shè)置了預(yù)備性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能掌握最基礎(chǔ)、最常用的物理實(shí)驗(yàn)儀器的使用及其注意事項(xiàng)，掌握最基礎(chǔ)的物理實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)方法，消除新生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町?；針對學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和興趣差異，開設(shè)了專題實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合自己的興趣或?qū)I(yè)特點(diǎn)，以個體或團(tuán)隊(duì)的形式，針對某一項(xiàng)目進(jìn)行系列的實(shí)驗(yàn)，形成對某一個專題的全面訓(xùn)練；針對學(xué)習(xí)成績好、動手能力強(qiáng)的學(xué)生開展了課外科技活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。分層次教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，提高了學(xué)生的興趣，發(fā)展了學(xué)生的個性特長。

2、開放式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)人性化管理。開放式教學(xué)在時間、空間、內(nèi)容上對學(xué)生全面開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況安排實(shí)驗(yàn)時間，因特殊情況不能參加實(shí)驗(yàn)，還可以取消預(yù)約重新預(yù)約，在做完必做實(shí)驗(yàn)后還可以根據(jù)自己的興趣或?qū)I(yè)特點(diǎn)選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（二）以教師為主導(dǎo)，注意突出學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性

1、采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)方法開展教學(xué)活動，課堂講解和課堂討論相結(jié)合，集中講解和個別指導(dǎo)相結(jié)合，由“重實(shí)驗(yàn)結(jié)果”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸貙?shí)驗(yàn)過程”，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性。

2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)以學(xué)生課外自學(xué)為主，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的輔助教學(xué)功能，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程得以擴(kuò)充，克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期受到課堂和學(xué)時限制的困擾。對設(shè)計(jì)型、專題型實(shí)驗(yàn)，在給定任務(wù)和要求的情況下，學(xué)生從資料收集、方案擬定、設(shè)計(jì)與調(diào)試到撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，主要由學(xué)生自行完成，這種面向任務(wù)的教學(xué)方法給予學(xué)生最大的發(fā)揮空間，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自我管理的能力。

3、讓學(xué)生自行處理實(shí)驗(yàn)中的問題。實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)問題，首先讓學(xué)生自己找出問題，自行解決，如學(xué)生自查電路、焊線、修理簡單的儀器、排除簡單的實(shí)驗(yàn)故障等，對于復(fù)雜的問題，教師在排除過程中，也要對學(xué)生進(jìn)行講解。

4、讓優(yōu)秀學(xué)生以科研的方式做實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、專題實(shí)驗(yàn)以及課外科技活動是針對優(yōu)秀學(xué)生設(shè)計(jì)的，學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題或教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容提出問題，學(xué)生對問題的解決進(jìn)行猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或收集證據(jù)、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述、寫出實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告等。學(xué)生自主完成探索過程，教師啟發(fā)指導(dǎo)。

（三）以能力培養(yǎng)為主線，綜合培養(yǎng)學(xué)生的各種能力

1、利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供學(xué)生豐富的教學(xué)資源和師生交流平臺，培養(yǎng)學(xué)生主動獲取信息的能力。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺把實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容（包括理論教學(xué)）、教師指導(dǎo)和學(xué)習(xí)者的思考、操作有機(jī)融合為一體，形成一部可操作的活的教科書，學(xué)生利用校園網(wǎng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，使教學(xué)過程在時間和空間上得到延伸，克服了實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期受到課堂、課時限制的困擾；同時豐富的網(wǎng)上教學(xué)資源，可以開拓學(xué)生的眼界，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和給學(xué)生提供了自學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

2、通過開放式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的自我管理能力。學(xué)生自己確定選做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、安排實(shí)驗(yàn)時間、課前預(yù)習(xí)、在規(guī)定時間做實(shí)驗(yàn)等活動都由學(xué)生自己完成，提高了學(xué)生自我管理的能力。

3、通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課外科技活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)給定的實(shí)驗(yàn)題目、要求和實(shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案并獨(dú)立完成全過程的實(shí)驗(yàn)。課外科技活動主要開展科研型物理實(shí)驗(yàn)、課外科技制作與發(fā)明以及各項(xiàng)競賽活動，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，在自行調(diào)研的基礎(chǔ)上，寫出調(diào)研報(bào)告，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)課題。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課外科技活動引導(dǎo)學(xué)生以科研方式做實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新意識。

4、重視現(xiàn)代化教學(xué)手段和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法和手段在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)除重視傳統(tǒng)教學(xué)手段的應(yīng)用外，還要將多媒體教學(xué)、仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)手段應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)中。

三、教學(xué)方法改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)面向?qū)W生專業(yè)有較大的差異。針對不同層次的學(xué)生、不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及要求等，應(yīng)采用不同的教學(xué)方法。

（一）自主學(xué)習(xí)教學(xué)方法

學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)以學(xué)生課外自學(xué)為主，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的輔助教學(xué)功能，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得以擴(kuò)充，克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期受到課堂和學(xué)時限制的困擾。對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、專題實(shí)驗(yàn)，在給定任務(wù)和要求的情況下，學(xué)生從資料收集、方案擬定、設(shè)計(jì)與調(diào)試到撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，主要由學(xué)生自行完成。

（二）分層次、開放式的教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)教學(xué)以人為本，根據(jù)學(xué)生所在專業(yè)、所處層次的不同，采用因材施教、循序漸進(jìn)的分層次教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生個性發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由易到難，由淺入深。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置為必做實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn)兩種，學(xué)生在完成必做項(xiàng)目后，可以根據(jù)學(xué)生能力及專業(yè)特點(diǎn)、個人興趣選做不同的選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（三）討論互動式教學(xué)方法

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)通常以和學(xué)生互動的形式，采用引導(dǎo)式、啟發(fā)式教學(xué)方法開展教學(xué)活動，課堂講解和課堂討論相結(jié)合，集中講解和個別指導(dǎo)相結(jié)合。