大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革探討

王國(guó)友　彭柯銘　戴圣偉，鄧志宏　文景　陳光偉

摘要：針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，本文從學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)和成績(jī)考核方法等方面進(jìn)行教學(xué)方法改革，激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，從而提高了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)方法改革；自主式學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）32-0275-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的基礎(chǔ)課程，它不但具有豐富的實(shí)驗(yàn)思想、方法和手段，而且提供綜合性的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)課程。它在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)和適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的綜合能力等方面具有其他實(shí)踐類課程不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種應(yīng)試教育，根本不利于培養(yǎng)學(xué)生的這些能力，嚴(yán)重制約著教學(xué)質(zhì)量的提高和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，改革現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)迫在眉睫。

一、目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)方法過(guò)于單一

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師先講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟和注意事項(xiàng)，介紹儀器并做演示實(shí)驗(yàn)，然后學(xué)生就按照老師講解的步驟進(jìn)行重復(fù)，把測(cè)量數(shù)據(jù)記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上。這種“依葫蘆畫瓢”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不免使實(shí)驗(yàn)教學(xué)枯燥無(wú)味，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，抑制了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。

（二）學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠重視

學(xué)校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)不太重視，投入經(jīng)費(fèi)較少，致使實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代等無(wú)法得到滿足。目前普遍認(rèn)為，理論教學(xué)才是學(xué)校教學(xué)的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)只是對(duì)理論的補(bǔ)充，學(xué)校在壓縮實(shí)驗(yàn)課時(shí)的同時(shí)，這門課程的學(xué)分也比相應(yīng)理論課的學(xué)分少很多。這些觀念和做法都在很大程度上降低了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)重要性的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生重視理論知識(shí)學(xué)習(xí)，輕視動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

（三）成績(jī)考核方法太簡(jiǎn)單

學(xué)校要求每個(gè)學(xué)生在做完一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)之后寫一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師基本上就根據(jù)學(xué)生這份實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況給一個(gè)分?jǐn)?shù)，然后根據(jù)平時(shí)的所有實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)的總體評(píng)價(jià)給出物理實(shí)驗(yàn)的期末成績(jī)。這種做法致使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告互相抄襲嚴(yán)重，許多學(xué)生只是為了應(yīng)付這門課程而上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的思考，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等一無(wú)所知。這造就了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量無(wú)法保證。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

（一）課前預(yù)習(xí)改革

課前預(yù)習(xí)是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的非常重要的環(huán)節(jié)之一，學(xué)生的預(yù)習(xí)效果往往直接影響了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。當(dāng)前學(xué)生的課前預(yù)習(xí)方式是寫好預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、儀器、原理和步驟，并設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。大多數(shù)學(xué)生通過(guò)我們編寫的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材，將相應(yīng)的內(nèi)容一成不變地照搬照抄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，更不用說(shuō)去查閱相關(guān)的參考資料了。這種敷衍了事、應(yīng)付式的預(yù)習(xí)根本達(dá)不到預(yù)習(xí)的目的。

課前預(yù)習(xí)方式從原來(lái)的查閱資料為主改變?yōu)橐晕⒄n為主。目前，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，微課作為一種新的教學(xué)模式，在各種課堂教學(xué)中的應(yīng)用得到快速發(fā)展，走進(jìn)高校的課堂。微課通過(guò)其豐富的圖片和視頻等更加形象且具體的手段展示實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生很快地熟悉儀器和操作，比傳統(tǒng)的教材更能集中學(xué)生的注意力和引起學(xué)生的興趣。我們的物理實(shí)驗(yàn)中心建立了微課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將微課應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)，要求學(xué)生一定要在課前登陸這個(gè)平臺(tái)，觀看相關(guān)實(shí)驗(yàn)的視頻，每個(gè)視頻的內(nèi)容一般包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器介紹和使用注意事項(xiàng)，以及實(shí)驗(yàn)操作的演示等。對(duì)每個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案則要求學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料，自己擬定可行的實(shí)驗(yàn)方案。

通過(guò)將微課應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)提高了學(xué)生預(yù)習(xí)的主動(dòng)性和興趣，達(dá)到了預(yù)習(xí)的目的，也使實(shí)驗(yàn)課變得有趣，從而提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（二）課堂教學(xué)改革

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)模式是教師在課堂上把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、儀器使用方法、數(shù)據(jù)處理方法等詳細(xì)地講解給學(xué)生，甚至將實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程也從頭到尾地演示。因此，這種“灌輸式教學(xué)”導(dǎo)致學(xué)生無(wú)需預(yù)習(xí)和認(rèn)真思考，只需把教師講解的東西原封不動(dòng)地重復(fù)一遍。學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)了還不知道使用了什么原理，為什么結(jié)果是這樣，更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)了。要從根本上改變這種現(xiàn)狀，必須對(duì)這種課堂教學(xué)方式進(jìn)行改革。

1.開展以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課堂教學(xué)應(yīng)該是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。在教學(xué)的過(guò)程中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式的引導(dǎo)，學(xué)生要在老師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)，自主探索和思考，而不是被動(dòng)接受老師說(shuō)的一切。首先，要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案加以指導(dǎo)，學(xué)生據(jù)此對(duì)不妥之處加以修改。然后，教師指導(dǎo)學(xué)生按照設(shè)定的方案自己組裝實(shí)驗(yàn)裝置，了解儀器的使用方法和注意事項(xiàng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)以及測(cè)完后的數(shù)據(jù)處理。在整個(gè)過(guò)程中，教師要及時(shí)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)指正。最后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)要求學(xué)生反思，找出原因，甚至重新進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量。

2.開展學(xué)生主動(dòng)參與的討論。積極主動(dòng)的討論往往可以讓很多問(wèn)題找到答案，加深對(duì)一些問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程等的理解。每次實(shí)驗(yàn)完成后，讓學(xué)生分組討論一些問(wèn)題，如對(duì)學(xué)生確定的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論，選出正確可行的實(shí)驗(yàn)方案；對(duì)操作方法進(jìn)行討論，怎樣操作才是對(duì)儀器正確的操作；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論，分析誤差偏大的原因，應(yīng)該怎樣做才能減小誤差；對(duì)數(shù)據(jù)處理方法的討論，采用哪種處理方法可以使計(jì)算過(guò)程更簡(jiǎn)單或計(jì)算結(jié)果更好；討論相同的實(shí)驗(yàn)方案還可以用來(lái)測(cè)量什么，可不可以改進(jìn)，還有沒(méi)有別的方案，讓學(xué)生做到舉一反三，拓展思維。當(dāng)然，討論時(shí)教師和學(xué)生都要積極參與，激發(fā)學(xué)生積極思考的同時(shí)提高學(xué)生的主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

（三）考核方式改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的成績(jī)考核方式在教學(xué)中有著重要的導(dǎo)向作用，它直接影響了學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程。目前的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的考核方式通常是平時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和在期末時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試，這種考核方式?jīng)]有發(fā)揮出學(xué)生的主體作用、主動(dòng)探索精神和創(chuàng)造性實(shí)踐能力，造就了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)付式學(xué)習(xí)。不利于激發(fā)學(xué)生全身心地投入物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中。

對(duì)于這種現(xiàn)狀，我們采取提高平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的比重，從原來(lái)50%提高到70%，使學(xué)生更加重視實(shí)驗(yàn)的平時(shí)學(xué)習(xí)。從課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)討論表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況等方面對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。（1）課前檢查預(yù)習(xí)報(bào)告。要求學(xué)生利用微課、教材和資料等完成預(yù)習(xí)和預(yù)習(xí)報(bào)告，上課之前交教師檢查和評(píng)分，決不允許沒(méi)有交或沒(méi)完成預(yù)習(xí)的學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。（2）課中對(duì)實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分。教師要關(guān)注學(xué)生操作的全過(guò)程，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法是否正確、實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄是否正確、數(shù)據(jù)處理方法是否得當(dāng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否合理等進(jìn)行評(píng)分。對(duì)動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新等表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生給予適當(dāng)?shù)募臃帧＃?）實(shí)驗(yàn)討論評(píng)分。實(shí)驗(yàn)做完后進(jìn)行教師主導(dǎo)、學(xué)生積極參與的討論，對(duì)討論中非常積極、有創(chuàng)見(jiàn)的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)和加分。教師還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、操作、結(jié)果等方面加以總結(jié)，使學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)有個(gè)總體上認(rèn)識(shí)和提高。（4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分。教師對(duì)學(xué)生上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、思考題的完成、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表述、實(shí)驗(yàn)誤差的分析等情況加以綜合評(píng)分。

三、結(jié)論

通過(guò)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)模式和成績(jī)考核方法的改革和實(shí)踐，使學(xué)生從原來(lái)的應(yīng)付式、接受式學(xué)習(xí)向自主式、探究式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。在教師主導(dǎo)下，以學(xué)生為主體、學(xué)生主動(dòng)參與的課堂教學(xué)模式有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，從而提高了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖麗娟.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與教學(xué)改革的研究[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015，28（6）：114-116.

[2]范婷，劉云虎，湯國(guó)富，等.探究型教學(xué)模式下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2016，29（2）：149-152.

[3]王棟.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探討[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2013，26（6）：121-123.