基于大學物理實驗教學和改革的探索研究

駱遠征 鄧永榮

摘要：隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會對創(chuàng)新型人才的要求越來越高，革新大學物理實驗的教學模式，提高物理實驗課的教學質(zhì)量顯得尤為重要?，F(xiàn)今全國大部分高校采取建立分級別的大學物理實驗教學示范中心，硬件水平得到很大提高，然而在教學質(zhì)量方面還有很多問題亟待解決。將大學物理理論教學、實驗教學有機結(jié)合，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識，探索一條適應(yīng)新世紀的理工科大學物理教學體系的新途徑。在此，筆者結(jié)合自己教學實踐中的體會，淺析物理實驗教學過程中存在的各個方面的問題，并就關(guān)于如何解決這些問題提出個人建議。

關(guān)鍵詞：大學教學；物理實驗；改革實踐

物理是科學先驅(qū)，高新技術(shù)之源泉，探索宇宙之武器。物理學是一門實驗性科學，在整個物理學的發(fā)展過程中，實驗起著決定性的作用。實驗是驗證理論的唯一途徑，而實踐則是檢驗實驗結(jié)果的唯一標準。國外教育教學改革一直都十分活躍，現(xiàn)代國際科學教育改革的主流理論—建構(gòu)主義—進一步明確了新世紀教育改革的方向：強調(diào)學習的自主性、社會性、情境性，由此生發(fā)出探究學習和合作學習等現(xiàn)代學習方式，強調(diào)探究問題，而不僅是了解問題的答案；是批判性思維，而不僅是記憶；是在情景中理解，而不僅是獲得些許信息；是促進學生合作學習、互動和分享思想和信息，而不是無益的競爭。美國和各發(fā)達國家的物理教學更是緊扣時代脈搏，并引領(lǐng)教育教學改革的方向，不斷創(chuàng)新。

一、大學物理實驗教學體系改革

1、培養(yǎng)學生具有科技工作者所必須的實驗?zāi)芰退刭|(zhì)

讓學生掌握常用科學儀器的基本原理和測試技術(shù)，熟悉基本實驗方法和程序，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，理論聯(lián)系實際的學風以及嚴肅認真、對學術(shù)負責的好品德。上述實驗?zāi)芰退刭|(zhì)實際上是一種綜合能力的訓練。它不僅表現(xiàn)為會做實驗，更表現(xiàn)為對實驗方案的設(shè)計，實驗中的分析研究，實驗后的總結(jié)與提高；同時也包括實驗者的科學態(tài)度、求實精神和發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題的能力。

2、讓學生在實驗設(shè)計思想等科學素質(zhì)方面得到鍛煉和提高

傳統(tǒng)的大學物理實驗內(nèi)容是按力學、熱學、光學、電學等內(nèi)容進行劃分，并分別形成各自的封閉體系，這種封閉體系突出了學科的系統(tǒng)性，但忽視了學科之間的兼容互補性，各學科相互獨立，限制了學生跨學科思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。讓實驗安排打破各部分的封閉體系，突出的體現(xiàn)學科的系統(tǒng)性、學科之間的兼容互補性，同時也打破各學科之間的相互獨立，加強對學生跨學科思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二、建立分層次物理實驗課程新體系

新實驗課程的組成分為基本實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗、科學小實驗等，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從接受知識到培養(yǎng)綜合能力，逐級提高的一、二、三級基礎(chǔ)物理實驗課程新體系。隨著高考制度的改革，大批普通高校的學生實驗基礎(chǔ)差異較大，為了保證教學的順利開展，并照顧到學生個體發(fā)展的需要，建立分層次物理實驗教學很有必要。新的實驗框架體系按照加強基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的層次，遵循認知規(guī)律，兼顧力學、熱學、電磁學、光學和近代物理學等有關(guān)實驗內(nèi)容，形成預(yù)備實驗、基本實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新提高性實驗等幾個層次。 這種分層次教學模式實現(xiàn)了從基礎(chǔ)到前沿、從被動接受知識到積極主動思考逐階段提高綜合能力的實驗教學目的。

三、實驗課堂教學與管理改革

1、開設(shè)開放服務(wù)實驗室

在以前的實驗課堂教學過程中，教師要將實驗?zāi)康摹嶒炘硪约皩嶒炞⒁馐马椄嬖V學生，還要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等等，甚至老師還要在學生做實驗之前把實驗從頭到尾的演示，讓學生看得清清楚楚、明明白白，因此學生就完全不用預(yù)習實驗，也不用思考問題，只要將上課時老師講的內(nèi)容記下即可完成思考題，這樣就造成了實驗課堂收效甚微。有的學生實驗數(shù)據(jù)都測完了還不知道儀器用的是什么原理，就更談不上提高他們的動手能力和創(chuàng)新能力了。

基于改變這種現(xiàn)象的考慮，在完成普通物理實驗的基礎(chǔ)上增加了設(shè)計性實驗，設(shè)計性實驗的過程，主要是由教師提出設(shè)計性實驗題目和要求以及實驗室所能提供的儀器，對于一些實驗技術(shù)參數(shù)以及涉及到的實驗原理知識則由學生自己根據(jù)提供的實驗?zāi)康暮蛯嶒瀮x器進行資料查詢。有些教材上一般只提出設(shè)計性實驗的目的、儀器及簡單的方法提示，為了完成預(yù)習報告，要求學生按照實驗要求，自己設(shè)計出合理的實驗方案或電路，擬出可行的實驗步驟及實驗中的注意事項；要求學生自己查閱資料，并對資料進行理解、分析、選擇，設(shè)計出完整的預(yù)習報告

2、另外，實驗教學體系、內(nèi)容、方法等的革新與調(diào)整也對教學管理提出了新的、更高的要求。 在校園網(wǎng)上向?qū)W生公布大學物理實驗課程的教學模式和教學要求以及考核辦法，使學生全面了解物理實驗的教學過程；要求學生每次課前必須寫預(yù)習報告，弄清實驗時要完成數(shù)據(jù)的測量和處理方法，在實驗開始前交給老師檢查，使教師能夠及時對學生進行指導和更正，使得實驗課更具實效性和完整性。

四、結(jié)語

學校是教學活動的管理者，教師是教學活動的執(zhí)行者，學生是教學活動的主體。通過多年來的大學物理實驗教學實踐，我深深地感悟到：實驗教學要滿足新時期對人才培養(yǎng)的要求，必須加大實驗室建設(shè)投入的力度，明確課程的定位與教學目標，深入開展教學內(nèi)容、模式、方法和手段的改革，堅持開展教學研究活動，嚴格成績考核環(huán)節(jié)。在教學實踐中不斷探索，不斷 總結(jié) ，不斷提升教學質(zhì)量。

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