大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探究

馬強(qiáng)

【摘 要】大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是大學(xué)生一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)課程，基于對(duì)目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析，提出對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)設(shè)想。對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主體、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制提出建議，促進(jìn)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量以及增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）04-0076-002

Research on the Reform of College Physics Experiment

MA QIANG

（School of Science， Inner Mongolia University of Science and Technology， Baotou， Inner Mongolia 014010， China）

【Abstract】In the teaching process of college physics experiment course， there are some shortcomings. Based on the analysis of college physics experiment teaching in the current situation， the reform of college physics experiment teaching are put forward. In order to improved the teaching quality of college physics experiment and enhanced the students interest in experiment， make some Suggestions for the teaching mode and experimental assessment mechanism.

【Key words】College physics experiment； Reform of teaching mode

0 引言

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理學(xué)中的每一個(gè)創(chuàng)新理論都必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中是十分重要的，也是很有意義的。不但能夠提高學(xué)生觀察現(xiàn)象的能力和動(dòng)手操作的能力，而且還能豐富學(xué)生的物理觀念意識(shí)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的分析能力，讓學(xué)生能夠自己解釋物理現(xiàn)象，進(jìn)而了解物理概念的產(chǎn)生和發(fā)展，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)[1]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中的基礎(chǔ)課程，它能夠讓學(xué)生對(duì)理論教學(xué)中的感性認(rèn)識(shí)提升到理性認(rèn)知，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)達(dá)到對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)基本要求包含理論聯(lián)系實(shí)際的能力、創(chuàng)新能力，即能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且通過(guò)獨(dú)立分析學(xué)習(xí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法，在此過(guò)程中老師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行很好的引導(dǎo)；通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)近代物理學(xué)中常用的方法、技術(shù)、儀器和知識(shí)的學(xué)習(xí)以及掌握，讓學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，逐步提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)行具有研究性或創(chuàng)意性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[2]。那么如何在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)上述能力的培養(yǎng)呢？需要在物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)形式、內(nèi)容設(shè)計(jì)上更多的與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。一直以來(lái)，大學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程都存在著一些不足之處，對(duì)此進(jìn)行總結(jié)和反思，從而找到解決的方法。

1 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀來(lái)看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在著種種弊端。高等教育法提出“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高等專門(mén)人才”。對(duì)于每一位進(jìn)入工科院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門(mén)課程是他們第一次系統(tǒng)地、科學(xué)地學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程[3]。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)流程很是繁重，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要參與全部的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作，預(yù)習(xí)的內(nèi)容包括了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理以及要知道整個(gè)實(shí)驗(yàn)的大概流程；在作實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求學(xué)生會(huì)使用實(shí)驗(yàn)儀器、掌握實(shí)驗(yàn)原理、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要寫(xiě)清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，還要做好實(shí)驗(yàn)思考題。在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要記憶和整理的知識(shí)點(diǎn)太多，結(jié)果是學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后什么都沒(méi)有記住。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器和實(shí)驗(yàn)方法要培養(yǎng)學(xué)生解決物理問(wèn)題的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，要營(yíng)造自主學(xué)習(xí)環(huán)境和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和責(zé)任感，促使學(xué)生創(chuàng)新思維能力的增強(qiáng)[4-5]。

2 對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議

2.1 實(shí)驗(yàn)主體的改變

一直以來(lái)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式都是老師作為教學(xué)主體，直接講授實(shí)驗(yàn)原理；告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)；幫助學(xué)生記錄數(shù)據(jù)以及給出處理數(shù)據(jù)的方法。學(xué)生則被動(dòng)的調(diào)儀器、記錄數(shù)據(jù)、根據(jù)老師提供的公式計(jì)算結(jié)果，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程就是在走流程。老師講授的知識(shí)距離自己太遙遠(yuǎn)，根本提不起興趣，使得能力培養(yǎng)大打折扣。這種老師為教學(xué)主體，學(xué)生為客體的教學(xué)模式?jīng)]有真正讓學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)作用。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，切實(shí)實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)老師都會(huì)講述該實(shí)驗(yàn)方法在工程、生活中有什么應(yīng)用，雖然有些成效，但上述現(xiàn)象仍然存在，其中一個(gè)很重要的原因就是，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)屬于基礎(chǔ)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，與工程應(yīng)用、實(shí)際生活脫節(jié)，缺乏情境。因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)可以分層次、分模塊進(jìn)行教學(xué)，主要方法就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難易和類型開(kāi)設(shè)不同模塊的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，由學(xué)生自主選課，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，專業(yè)進(jìn)行自主選擇，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。學(xué)生被動(dòng)的作為客體的教學(xué)模式，一方面讓學(xué)生感到枯燥，另一方面收效甚微。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)具有豐富的實(shí)驗(yàn)理念、技巧、方法和手段，它是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練和接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的開(kāi)始，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，不僅影響學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的主觀能動(dòng)性，而且在某種意義上還會(huì)對(duì)學(xué)生以后專業(yè)知識(shí)的掌握和運(yùn)用有一定的影響。以學(xué)生為主的教學(xué)模式，將會(huì)極大的增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法的改變

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法， 強(qiáng)調(diào)探索與創(chuàng)新思維的訓(xùn)練， 將大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新型教學(xué)方法和開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相結(jié)合， 建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。目前高校的教師大多具有博士或碩士學(xué)位，具有自己的專業(yè)背景，教師可以將個(gè)別的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展到相對(duì)接近的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，與科研項(xiàng)目，學(xué)科建設(shè)聯(lián)系到一起，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用方面的了解。在某些實(shí)驗(yàn)上，嘗試開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，充分利用實(shí)驗(yàn)資源，還可以提供相應(yīng)的文獻(xiàn)資源。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放根據(jù)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度可以分為大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放和具有更高要求的專業(yè)科研實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放可以使學(xué)生在時(shí)間和空間上自由開(kāi)放，將預(yù)習(xí)過(guò)程放在實(shí)驗(yàn)室，感官上了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x，并且可以根據(jù)個(gè)人興趣自主進(jìn)行一些初步試驗(yàn)，帶著問(wèn)題上實(shí)驗(yàn)課，真正達(dá)到預(yù)習(xí)的目的，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣，這種開(kāi)放更多的是思想和意識(shí)上的開(kāi)放，而不僅僅是教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)手段上的開(kāi)放。在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)該盡量減少教師的作用，避免成為加課現(xiàn)象或者重復(fù)上課，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室不只是具有傳授理論知識(shí)這一種功能，更多的是要注重能力的培養(yǎng)，利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和管理方法。將學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)室的主體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和積極性。而專業(yè)科研實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，則重在引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，帶領(lǐng)學(xué)生在較為復(fù)雜的研究實(shí)驗(yàn)中，體會(huì)動(dòng)手能力的重要性。還可以加入一些高科技元素，比如無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如果能投入更多的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生在有限的時(shí)間和空間里獲得更多的知識(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力。如此一來(lái)，才能使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。

2.3 實(shí)驗(yàn)考核制度的改變

為了促進(jìn)和鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行成績(jī)考核。考核的結(jié)果不僅是考察和評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的依據(jù)，而且還是提高教學(xué)質(zhì)量的重要措施。很多學(xué)校對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考試方式還是采用以理論考試為主的形式，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告分值和筆試成績(jī)。這樣一來(lái)，對(duì)學(xué)生就會(huì)有一個(gè)片面的指導(dǎo)。如果只有操作考核，就不能夠體現(xiàn)出上實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)意義，對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理論水平也不能得到全面的反饋；如果操作考試考的是平時(shí)實(shí)驗(yàn)做過(guò)的內(nèi)容，更會(huì)讓學(xué)生死記硬背，背實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟，甚至是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這種負(fù)面影響的結(jié)果是為應(yīng)付考試而考試，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾旄倔w現(xiàn)不出來(lái)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種過(guò)程教學(xué)，重點(diǎn)在于過(guò)程而不僅僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以在課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作以及課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)方面都要考慮到期末考試成績(jī)內(nèi)。對(duì)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，需要采用多元化的考核辦法。學(xué)生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的50%（其中包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)5%、實(shí)驗(yàn)操作25%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告20%），這些分值要求在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行?？荚嚥糠殖煽?jī)的評(píng)定可分為操作考試和卷面考試，最終的考試成績(jī)占到總成績(jī)的50%。對(duì)于這種多元化的考核方法，雖然加大了老師的工作量，但對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己藭?huì)有一個(gè)更加全面的評(píng)定，而且更有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量將起到導(dǎo)向作用。

3 總結(jié)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上不斷摸索和改進(jìn)，逐漸將學(xué)生做為實(shí)驗(yàn)主體的教學(xué)模式，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中深化實(shí)施開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，采取靈活多樣的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核制度，才能使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程成為培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的一個(gè)較好的平臺(tái)。

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