高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

姜培元（武威職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，甘肅 武威 733000）

高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)教學(xué)中占有重要地位。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)抽象物理概念、定理及定律的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，如觀察能力、動(dòng)手能力、分析能力和語(yǔ)言表達(dá)能力，從而對(duì)提高高職院校學(xué)生的綜合素質(zhì)具有十分重要的作用［1－2］。目前，高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多不足，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果不佳。為此，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了探討。

1 高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不足

由于專(zhuān)業(yè)課是高職院校辦學(xué)水平評(píng)估中的硬指標(biāo)，且專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)與科研項(xiàng)目聯(lián)系緊密，因而備受重視，而基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作是高職院校辦學(xué)水平評(píng)估中的軟指標(biāo)，即使投入大量經(jīng)費(fèi)也不易見(jiàn)成效。因此，高職院校對(duì)包括 《大學(xué)物理》在內(nèi)的基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)不愿意投入充足經(jīng)費(fèi)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置不全，導(dǎo)致許多應(yīng)該開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能正常進(jìn)行。

1.2 缺乏高水平的實(shí)驗(yàn)教師

高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)由理論課老師擔(dān)任，或者讓剛參加工作的青年教師甚至實(shí)驗(yàn)管理人員來(lái)?yè)?dān)任，由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，這些實(shí)驗(yàn)老師的教學(xué)業(yè)務(wù)水平普遍不高，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳。

1.3 學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度不端正

高職院校學(xué)生普遍存在重視理論課而輕視實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)時(shí)不認(rèn)真，有些學(xué)生甚至不預(yù)習(xí)。②實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程不認(rèn)真。部分學(xué)生只是簡(jiǎn)單觀察實(shí)驗(yàn)老師演示過(guò)程，在小組實(shí)驗(yàn)時(shí)袖手旁觀。③完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，缺乏合理的分析與推導(dǎo)，有時(shí)甚至出現(xiàn)相互抄襲的現(xiàn)象。

1.4 實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式存在缺陷

高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式一般是將全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目成績(jī)進(jìn)行總評(píng)后得到考核成績(jī)，這種成績(jī)?cè)u(píng)定方式不能客觀公正地反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、獨(dú)立探索的科學(xué)精神。

2 高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)

在實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)上，首先應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富教師的傳幫帶的作用，讓其對(duì)剛參加工作的教師以及實(shí)驗(yàn)管理人員進(jìn)行具體指導(dǎo)，以迅速提高他們的業(yè)務(wù)能力。同時(shí)，可以選送部分實(shí)驗(yàn)教師到實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平較高的綜合性院校進(jìn)修學(xué)習(xí)以提高綜合素質(zhì)。此外，還可以聘請(qǐng)一些校外的實(shí)驗(yàn)教學(xué)名師進(jìn)行講學(xué)，由此提高實(shí)驗(yàn)教師的業(yè)務(wù)水平。

2.2 加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的投入

高職院校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)科教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置上應(yīng)加大投入，建立高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)中心，具體包括力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理等實(shí)驗(yàn)室。此外，由于仿真實(shí)驗(yàn)軟件具有元器件和教學(xué)內(nèi)容能夠不斷更新擴(kuò)充以及操作過(guò)程游戲化的特點(diǎn)，因而要加強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)，開(kāi)發(fā)和購(gòu)買(mǎi)仿真實(shí)驗(yàn)軟件以解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材不足的問(wèn)題。

2.3 實(shí)施模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù)高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，確定 “加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開(kāi)拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”的指導(dǎo)思想，建立分層次的模塊化教學(xué)體系［3－4］。

1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K 該模塊包括 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)中物理量的測(cè)量方法、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)誤差分析等，涉及到力、熱、電和光等物理學(xué)科，屬于高職院校 《大學(xué)物理》的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要由氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)定律的研究、簡(jiǎn)諧振動(dòng)的研究、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定、測(cè)定規(guī)則物理的密度、液體黏度的測(cè)定、伏安法測(cè)二極管的特性、萬(wàn)用電表的制作與標(biāo)定、用惠斯通電橋測(cè)電阻、示波器的調(diào)整與使用、薄透鏡焦距及望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡放大率的測(cè)定、分光儀的使用及三棱鏡折射率的測(cè)定等組成。通過(guò)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?xùn)練，使學(xué)生掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本方法，培養(yǎng)其儀器操作能力和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力。

2）綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K 該模塊主要包括物理擺測(cè)重力加速度、用霍爾效應(yīng)測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度、基爾霍夫定律與疊加原理、傳感器應(yīng)用、光的干涉、聲速測(cè)定和照相沖洗技術(shù)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。上述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中既包括物理學(xué)中的基本實(shí)驗(yàn)，也涉及到目前科技前沿領(lǐng)域。通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K的訓(xùn)練，可以強(qiáng)化學(xué)生獨(dú)立思考的意識(shí)，鍛煉其分析和解決問(wèn)題的能力。

3）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K 該模塊是對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K的補(bǔ)充和拓展，主要包括簡(jiǎn)諧振動(dòng)設(shè)計(jì)、熱敏電阻數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)、PN結(jié)數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)、電冰箱制冷系數(shù)的測(cè)定、光的偏振、全息照相、磁滯回線與磁化曲線的測(cè)定、RLC電路的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)等實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K訓(xùn)練時(shí)，首先要查閱文獻(xiàn)資料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟和所需儀器設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告并報(bào)請(qǐng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師審核通過(guò)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)詳細(xì)記錄并科學(xué)分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面歸納、總結(jié)，必要時(shí)可進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，最后將研究成果寫(xiě)成論文。因此，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)?zāi)K的訓(xùn)練，能夠鍛煉學(xué)生獨(dú)立的科學(xué)研究能力，從而為今后參加實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4 建立多元化教學(xué)模式

1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生興趣 一般在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的前2周，安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室觀察演示實(shí)驗(yàn)。在選擇演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)應(yīng)盡量考慮將知識(shí)性和趣味性融為一體。例如，演示直升飛機(jī)角動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，在學(xué)生操縱仿真直升飛機(jī)穩(wěn)定飛行和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，能夠直觀地理解直升飛機(jī)2個(gè)螺旋槳角動(dòng)量守恒的情況。此外，當(dāng)學(xué)生觀察椎體上滾、手觸電池、電磁感應(yīng)、聲波可見(jiàn)等演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，均表現(xiàn)出濃厚興趣并提出許多問(wèn)題。對(duì)此，教師應(yīng)聯(lián)系學(xué)習(xí)內(nèi)容給予具體解答。通過(guò)形象生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。

2）實(shí)現(xiàn)師生的雙向選擇 在參加綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和老師，教師也可以選學(xué)生。師生雙向選擇后，由實(shí)驗(yàn)中心綜合協(xié)調(diào)并確定相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及參與實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師和學(xué)生，然后開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K的訓(xùn)練。這樣讓學(xué)生有自主選擇的權(quán)利，是一種主動(dòng)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，這樣既可以促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，又可以使優(yōu)秀學(xué)生的才華得到充分施展，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3）將行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法時(shí)，實(shí)驗(yàn)教師提出相關(guān)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)與要求，讓學(xué)生自愿組成實(shí)驗(yàn)小組。各小組通過(guò)討論制定初步實(shí)驗(yàn)方案并推選一名學(xué)生進(jìn)行具體說(shuō)明，其他學(xué)生可以補(bǔ)充和提問(wèn)，同時(shí)教師給予點(diǎn)評(píng)，再根據(jù)討論結(jié)果確定最終實(shí)驗(yàn)方案。教師應(yīng)根據(jù)每次實(shí)驗(yàn)方案的制定、實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行評(píng)分并記入個(gè)人實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)中。行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法的應(yīng)用，克服了傳統(tǒng) “灌輸式”教學(xué)模式的弊端，使學(xué)生從 “要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)?“我要學(xué)”，從而充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以飽滿的熱情和嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度投入到學(xué)習(xí)過(guò)程中。

2.5 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式

將高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定分為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末實(shí)驗(yàn)測(cè)試5個(gè)部分，并主要考查學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)操作方法和實(shí)驗(yàn)技能的情況。為了盡可能客觀公正地考察學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，在期末實(shí)驗(yàn)測(cè)試中采取計(jì)算機(jī)網(wǎng)上隨機(jī)抽題的方式，這樣避免了學(xué)生之間互相抄襲的現(xiàn)象。通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)考核的方式，可以促使學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一次實(shí)驗(yàn)，從而熟練掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)也降低了教師主觀因素導(dǎo)致的評(píng)價(jià)差異，更能體現(xiàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的公正性。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)高職院校 《大學(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，提出并實(shí)施一系列改革舉措，有力促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對(duì)提高該課程教學(xué)質(zhì)量起到了很好的作用，因而可以在高職院?！洞髮W(xué)物理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣應(yīng)用。

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［編輯］ 李啟棟