新疆高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與思考

呂長武　李琳

摘要：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要實(shí)踐類課程。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因，新疆高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程改革進(jìn)程比較遲緩，學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣不高，無法有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。本文結(jié)合新疆大學(xué)物理學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：新疆高校；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）49-0265-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是高校理工科必修的一門獨(dú)立的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)類課程，是進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的開端。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用過程中起了十分重要的作用。物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)不僅能夠加深對(duì)物理理論、方法和概念的理解，更重要的是使學(xué)生獲得基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)技能，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

一、新疆高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

新疆大學(xué)少數(shù)民族學(xué)生占在校本科生47%左右，漢族班中也有少量的漢語水平達(dá)到要求的雙語學(xué)生和民考漢的學(xué)生，這些學(xué)生由于基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)成績普遍處于中下水平。

針對(duì)我校本科生的現(xiàn)狀，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)教材編寫，教學(xué)方法和考核評(píng)價(jià)方面進(jìn)行了改革。首先根據(jù)能夠開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目先后編寫了《新疆大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程》與《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》兩本教材。新教材刪掉了以往老舊的實(shí)驗(yàn)，如天平的使用、重力加速度的測量等，新增了實(shí)驗(yàn)如液體表面張力系數(shù)的測定與光柵常數(shù)的測定。新教材總共開設(shè)了25個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和10個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)按照力、熱、電、光的順序編排，一學(xué)期學(xué)生完成10個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和2個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間是兩小時(shí)。教材介紹了實(shí)驗(yàn)背景、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、器材、?shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容和詳細(xì)的步驟以及注意事項(xiàng)和數(shù)據(jù)處理表格，學(xué)生可以參照教材獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。其次強(qiáng)調(diào)了預(yù)習(xí)的重要性，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前先要預(yù)習(xí)所做的實(shí)驗(yàn)并且把實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)上。實(shí)驗(yàn)前教師要檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，沒有預(yù)習(xí)的同學(xué)不能做實(shí)驗(yàn)。再次，在對(duì)待不同程度的班級(jí)教學(xué)方法也會(huì)不同。根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革在一定程度上起到了較好的教學(xué)效果，學(xué)生都能順利的在課堂時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力及分析解決問題的能力的培養(yǎng)起到了一定的作用。

二、存在的主要問題

但是我校本科生大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與內(nèi)地高校相比仍然有很大的差距，在爭創(chuàng)國家和自治區(qū)級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的道路上還有很長的路要走，還存在很多不足和需要改進(jìn)的地方。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

首先在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置方面基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)比重大，綜合性實(shí)驗(yàn)比重太小，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)缺乏設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)一般都是驗(yàn)證性的內(nèi)容，目的是使學(xué)生掌握基本物理量的測量和驗(yàn)證基本的物理規(guī)律。但隨著科技的發(fā)展，很多物理方面的技術(shù)不斷的進(jìn)步，綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)發(fā)揮其應(yīng)有科學(xué)前沿的作用，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。

其次學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不夠。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，大學(xué)物理的理論課中本該有很多演示實(shí)驗(yàn)，但是由于課時(shí)被壓縮，內(nèi)容太多而沒有時(shí)間也沒有條件去演示。實(shí)驗(yàn)課是唯一能夠讓學(xué)生自己動(dòng)手的課程，但是由于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)重要性的認(rèn)識(shí)不足，加之很多實(shí)驗(yàn)的趣味性不濃，實(shí)驗(yàn)課后需要大量的時(shí)間處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，造成了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課敷衍和應(yīng)付。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)一學(xué)期只有1個(gè)學(xué)分，而且考核通過率幾乎100%，學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)沒有壓力也就導(dǎo)致學(xué)習(xí)的動(dòng)力不足。實(shí)驗(yàn)課前的預(yù)習(xí)不認(rèn)真，預(yù)習(xí)后不知道實(shí)驗(yàn)要做什么；實(shí)驗(yàn)時(shí)有個(gè)別學(xué)生想蒙混過關(guān)，自己不動(dòng)手與其他組同學(xué)共享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理抄襲，結(jié)果與原始數(shù)據(jù)不符的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這些都是學(xué)生對(duì)課程不重視的表現(xiàn)。在教師教學(xué)中體現(xiàn)在上實(shí)驗(yàn)課的有些新教師沒有經(jīng)過培訓(xùn)聽課的環(huán)節(jié)就直接上實(shí)驗(yàn)課，上課前沒有提前寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

第三，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)展緩慢，和內(nèi)地高校的差距越來越大。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、開放性教學(xué)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等教學(xué)改革方法和理念雖然早已經(jīng)提出，由于經(jīng)費(fèi)投入與實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)場地的限制，教學(xué)改革開展緩慢。物理實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)生的不同需求和層次可以分成不同的層次?；A(chǔ)性與預(yù)備性實(shí)驗(yàn)可以在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課之前開設(shè)，中學(xué)沒有接觸過物理實(shí)驗(yàn)，沒有掌握基本的實(shí)驗(yàn)儀器操作的邊遠(yuǎn)地區(qū)學(xué)生可以選修基礎(chǔ)性物理實(shí)驗(yàn)課程。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程之后，可以針對(duì)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣的學(xué)生和希望繼續(xù)深入學(xué)習(xí)研究的學(xué)生開設(shè)更高層次的創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)。發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，為學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供平臺(tái)和途徑。利用計(jì)算機(jī)和校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)和評(píng)價(jià)在很多高校已經(jīng)進(jìn)行，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)后考核合格才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)還能進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的開放性。學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，合理高效的利用實(shí)驗(yàn)室資源。

第四，目前的物理實(shí)驗(yàn)課的評(píng)價(jià)體系無法激發(fā)學(xué)生的好奇心與創(chuàng)造力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)表現(xiàn)是對(duì)學(xué)生成績進(jìn)行評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。但是這些只在一定程度上體現(xiàn)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。許多動(dòng)手能力強(qiáng)、愛思考的學(xué)生由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成的質(zhì)量不高，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績受到影響。而實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績會(huì)影響學(xué)生下次實(shí)驗(yàn)的積極性，從而產(chǎn)生不愛動(dòng)手和敷衍的惡性循環(huán)。太在意實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績還會(huì)驅(qū)使學(xué)生數(shù)據(jù)造假、涂改數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)誤差控制在合理的范圍以獲得較高的分?jǐn)?shù)。

三、幾點(diǎn)建議

針對(duì)本校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、對(duì)實(shí)驗(yàn)課程不重視和實(shí)驗(yàn)課無法起到激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力等問題，筆者提出如下建議以供參考。

首先要豐富大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生感興趣的以及與日常生活相關(guān)的一些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)要新增進(jìn)實(shí)驗(yàn)教材。提高教材中綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，降低基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例。針對(duì)高中沒有接觸過實(shí)驗(yàn)和對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有興趣的同學(xué)可以在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課前開始基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選修課。開放實(shí)驗(yàn)室，通過網(wǎng)上預(yù)約選課的方式自主安排上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教學(xué)以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生的需求和時(shí)間安排課程內(nèi)容。

其次要為學(xué)生創(chuàng)造良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施確保按時(shí)維護(hù)和更新，要保證每個(gè)學(xué)生都有實(shí)驗(yàn)儀器。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)過必要的考核通過后再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理也是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行提交，計(jì)算結(jié)果可以直接通過公式由計(jì)算機(jī)給出，節(jié)省了大量的計(jì)算時(shí)間。對(duì)預(yù)習(xí)要求的加強(qiáng)使學(xué)生在課前已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過課堂教師的講授和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量和效果一定會(huì)得到提升。

最后課程的評(píng)價(jià)按照網(wǎng)上預(yù)習(xí)、課堂實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理和網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)考試成績綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績。教師根據(jù)學(xué)生的課堂實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理情況給出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，占總成績的50%。網(wǎng)上預(yù)習(xí)后的考核成績占30%，實(shí)驗(yàn)考試的成績占20%?？茖W(xué)的評(píng)價(jià)體系對(duì)保證教學(xué)效果和學(xué)生掌握課程的內(nèi)容起到積極的作用。

面對(duì)國家“一帶一路”和學(xué)校“雙一流”建設(shè)的重要發(fā)展機(jī)遇期，學(xué)院應(yīng)加快推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，完善各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)保障措施，加強(qiáng)教材的建設(shè)和分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建設(shè)和引進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)和考試系統(tǒng)。大力推進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心自治區(qū)級(jí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，做好基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件投入。以學(xué)生為中心，改善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的環(huán)境。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲和創(chuàng)造力，為國家的發(fā)展培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才。