物理專業(yè)實驗教學改革的研究

買買提艾力·巴克++艾爾肯·扎克爾

【摘要】在物理專業(yè)教學中設置科研型實驗教學，可以培養(yǎng)學生的動手和創(chuàng)新能力。對大學物理專業(yè)物理實驗課程的教學模式進行教學改革，提出了以科研型實驗為主，以基礎驗證性實驗為輔的教學理念。

【關鍵詞】物理專業(yè) 實驗 科研型

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）30-0016-02

一、物理專業(yè)實驗教學的現(xiàn)狀

大學物理實驗是物理專業(yè)學生的重要必修課程之一，目前大部分高校把大學物理實驗分為力學、熱學、電磁學和光學實驗等四部分，這四門實驗課程不僅能幫助物理專業(yè)學生更深入理解物理理論概念，而且能提高學生的理論基礎知識運用能力，實際動手能力和創(chuàng)新能力。同時對物理專業(yè)學生畢業(yè)以后的科研研究和工作發(fā)展提供非常好的基礎技能。因此、大學物理實驗課程在物理專業(yè)教學環(huán)節(jié)中具有非常重要的實際作用，是培養(yǎng)學生學習專業(yè)知識能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)之一。大學物理實驗教學在人才培養(yǎng)過程中顯示出自己的重要性?，F(xiàn)大部分高校物理專業(yè)的大學物理實驗每學期12個實驗項目，學生提前針對實驗項目預習，在規(guī)定的實驗時間內(nèi)進行實驗，每次實驗30人（一個自然班），分兩組，兩人一套設備合作完成實驗，時間為兩/三小時，到時間就結(jié)束。一天安排三組（三個自然班）。上課開始教師詳細解釋實驗目的、原理、操作步驟和注意事項，每個實驗約15～20分鐘左右，老師解決學生在實驗過程中遇到的問題，學生在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗，做完實驗后離開實驗室，每周一次，一次做一個實驗，在一周時間內(nèi)處理數(shù)據(jù)并寫實驗報告，每一個實驗交一份完整的實驗報告，每一個實驗滿分是100分，每個實驗必須60分以上才算通過，每次的分數(shù)為上課教師評定，12個實驗的平均分數(shù)作為學生的最終成績。這種教學模式有節(jié)省師資力量，減輕學生上課負擔和實驗室安排方便等很多優(yōu)點同時也有一些不足點。（1）物理專業(yè)大學物理實驗課程設置比較簡單和單一。大部分高等院校大學物理實驗課程設置包括兩部分：基本物理實驗、設計性實驗，其內(nèi)容單一、陳舊，難度等級達不到物理專業(yè)實驗教學的要求，針對低年級和高年級的實驗內(nèi)容的難度級別沒有設置好，設計性實驗的內(nèi)容根本達不到最基本的要求。（2）在實驗課中，討論問題較少。學生和學生、學生和老師之間的討論，提高學生的思考能力，創(chuàng)新能力和團隊意識。（3）用計算機來分析數(shù)據(jù)和軟硬件的結(jié)合不太好。如今計算機的應用比較廣泛，而且有很多實驗軟件，讓高年級的學生學會物理實驗的軟硬件結(jié)合和數(shù)據(jù)的自動化處理。

二、實驗教學的改革

雖然物理實驗課在物理專業(yè)教學中有很大的實際作用，但是很多高校對實驗課的重視不夠，這導致了實驗課教學質(zhì)量的總體下降和學生對實驗課不感興趣等現(xiàn)象。要提高物理專業(yè)實驗教學的質(zhì)量，從根本上解決問題，提高學生的動手能力和設計水平。筆者提出大學物理實驗教學改革的一些設想。

1.科學地設置物理專業(yè)的實驗課程

把實驗課分為演示實驗、基礎物理實驗、科研型實驗。在合適的位置要放置演示實驗儀器，學生可以自己動手操作，演示實驗比較直觀，內(nèi)容涉及力、熱、電、磁、光等幾乎所有的物理專業(yè)課領域，內(nèi)容豐富、形象生動的演示實驗無疑很好地激發(fā)學生對物理學的興趣?；A物理實驗對低年級學生開設，科研型實驗對高年級學生開設，老師和學生選擇題目，內(nèi)容深入物理研究前沿領域，相關老師負責指導完成。

2.要分實驗課的難度等級。

實驗課分難度等級是培養(yǎng)學生真正能力的一項重要工作，針對物理專業(yè)要分難度等級比較難的實驗內(nèi)容。提高設計性實驗的難度，并合并科研型實驗。

3.要建設開放實驗室

建設具有一定面積和基礎實驗儀器的開放實驗室有利于學生更自由的去嘗試部分基礎性實驗和低難度的設計性試驗，可以提高學生獨立操作能力和實驗設計能力。

4.鼓勵學生申請各種創(chuàng)新實驗項目

通過創(chuàng)新實驗項目的申請和完成，可以培養(yǎng)學生基本科研項目撰寫能力和基礎的科研能力，有助于學生未來的科研研究和工作發(fā)展。然而，對一名本科生來說獨立申請校級以上創(chuàng)新實驗項目是比較難，因此各級實驗教學部門要鼓勵和組織研究生和本科生、學生和老師合作的創(chuàng)新項目的申請，提供學生申請和完成項目的基本條件。

5.用計算機來分析數(shù)據(jù)

高年級的學生盡量實現(xiàn)實驗儀器和計算機的連接使用，用Matlab、Origin、C語言等軟件來處理數(shù)據(jù)。物理實驗中的數(shù)據(jù)處理和分析是現(xiàn)代實驗教學的重要內(nèi)容，通過部分實驗儀器和計算機連接，提高實驗設備的先進性。將計算機技術引入到物理專業(yè)實驗教學，可以提高實驗教學質(zhì)量，并能夠提高學生將現(xiàn)代計算機技術與科研工作的結(jié)合能力。

6.通過團隊討論解決問題

在實驗教學中，培養(yǎng)競爭意識和合作意識，在設計性實驗和科研型實驗中，要創(chuàng)建團隊解決實際問題，通過構(gòu)成團隊聯(lián)合、優(yōu)勢互補，可以增強學生的創(chuàng)造性。

三、結(jié)語

本文介紹了高校物理專業(yè)實驗教學的一些新想法，希望在以后的實驗教學中，具有重要的參考價值，對于提高物理專業(yè)實驗課程的教學質(zhì)量具有積極意義。

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基金項目：國家自然科學基金資助項目（No：11664039）。

作者簡介：買買提艾力·巴克，男（1982-），博士，講師，研究方向：強場物理和物理實驗教學。endprint