應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及對(duì)策

金遠(yuǎn)偉 王婭冰 伊兆廣 許生慧

（1.南京工程學(xué)院數(shù)理部，江蘇 南京211167；2.中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)，上海200030）

0 引言

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門高等學(xué)校必修的基礎(chǔ)課程，旨在鞏固學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論理解的同時(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手操作能力、數(shù)據(jù)處理能力、自主發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新等能力，亦可在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、刻苦鉆研、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)等基本的科學(xué)素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)研究的先驅(qū)，其思想、方法及手段等是各學(xué)科實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，其重要性在應(yīng)用型本科院校中不言而喻。

1 應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1 大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

近年來(lái)，為配合社會(huì)的生產(chǎn)需要，應(yīng)用型人才成為國(guó)內(nèi)許多應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)的目標(biāo)?；诖四康?，應(yīng)用型高校幾乎所有理工科專業(yè)在大學(xué)一年級(jí)會(huì)開設(shè)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門課程。隨著近十年本科學(xué)生的擴(kuò)招，高校的規(guī)模不斷擴(kuò)大，但實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備無(wú)法及時(shí)實(shí)現(xiàn)同期增長(zhǎng)。受限于當(dāng)前師資及實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，南京工程學(xué)院每個(gè)實(shí)驗(yàn)班均達(dá)35人以上，嚴(yán)重超過(guò)了實(shí)踐類課程教學(xué)所能容納的最佳人數(shù)。同時(shí)，每一學(xué)期各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目輪換的對(duì)象接近130個(gè)班級(jí)，嚴(yán)重超出了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的載荷。超負(fù)荷的使用使得實(shí)驗(yàn)室儀器的損壞率提高，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)室維護(hù)上花費(fèi)更多的時(shí)間，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的時(shí)間就更加捉襟見(jiàn)肘。在現(xiàn)有的困境下，如何合理安排物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，保證物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是擺在眼前的首要問(wèn)題。

1.2 大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的局限性

第一，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂主要沿用“教師為主，學(xué)生為輔”的講解模式。教師詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器使用、注意事項(xiàng)并詳盡的演示實(shí)驗(yàn)[1]。這樣使得學(xué)生在課堂上只是模仿操作，缺乏自己思考，同時(shí)物理理論知識(shí)掌握不牢靠[2]，這兩個(gè)因素導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣，甚至產(chǎn)生排斥心理，這些畏難的負(fù)面情緒無(wú)形中大大削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

第二，大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶有功利性，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)不像專業(yè)課那樣重視，最直觀的體現(xiàn)是實(shí)驗(yàn)報(bào)告封皮上的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)日期等填寫不完整。同時(shí)，在預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫中缺乏自己的主觀能動(dòng)性（歸納、總結(jié)等能力），只是照搬原文，缺乏思考，導(dǎo)致學(xué)生未能在課前充分了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本原理、相關(guān)儀器的基本操作方法等，上課按部就班地操作，遇到問(wèn)題完全依賴?yán)蠋煛?/p>

第三，大班教學(xué)使得老師在課堂上不能顧及每一個(gè)學(xué)生，部分同學(xué)疏于動(dòng)手，敷衍了事，抄襲他人數(shù)據(jù)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課達(dá)不到預(yù)計(jì)的教學(xué)目的。

1.3 考核方式過(guò)于單一

以南京工程學(xué)院為例，每個(gè)實(shí)驗(yàn)一份紙質(zhì)報(bào)告，報(bào)告按預(yù)習(xí)報(bào)告占20%，實(shí)驗(yàn)操作占30%，數(shù)據(jù)處理占40%，問(wèn)題討論占10%進(jìn)行評(píng)分，期末成績(jī)由所有實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?nèi)【怠＿@種評(píng)分方式使得學(xué)生更加注重?cái)?shù)據(jù)和結(jié)果，忽略了對(duì)實(shí)際操作過(guò)程中動(dòng)手能力，自主發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力的鍛煉，而這部分能力卻是新時(shí)代應(yīng)用型人才所必需的，長(zhǎng)此以往，還會(huì)使學(xué)生滋生造數(shù)據(jù)和抄襲的惡習(xí)。所以，一套優(yōu)秀的成績(jī)?cè)u(píng)定體系對(duì)提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量至關(guān)重要。

2 提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大班教學(xué)效果的建議

2.1 教學(xué)過(guò)程改革

2.1.1 課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

為了提升課前預(yù)習(xí)效果，南京工程學(xué)院和超星網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行合作，搭建了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)平臺(tái)，將實(shí)驗(yàn)室所有實(shí)驗(yàn)的課程預(yù)習(xí)內(nèi)容（視頻、文檔資料以及考核題庫(kù)）提供給學(xué)生[4]。學(xué)生在課前必須觀看視頻，同時(shí)閱讀教學(xué)文檔加深對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。建立一套與所有實(shí)驗(yàn)配套的預(yù)習(xí)考核題庫(kù)，以填空、判斷、選擇題為主，學(xué)生在完成預(yù)習(xí)內(nèi)容后必須進(jìn)行測(cè)試且合格后才能進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)。最終將觀看視頻、閱讀文檔的時(shí)長(zhǎng)和預(yù)習(xí)測(cè)試的最高分綜合在一起得到學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的成績(jī)。

2.1.2 課堂環(huán)節(jié)

在課堂上，將實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)逐條通過(guò)微課的形式錄制，在微信公眾號(hào)上進(jìn)行推送，并將二維碼張貼在實(shí)驗(yàn)桌上。學(xué)生可以自主探究，如遇問(wèn)題可以通過(guò)手機(jī)掃描二維碼自主尋找答案。這樣在課堂上老師的時(shí)間更加充足，可以緊扣實(shí)驗(yàn)原理和操作細(xì)節(jié)，進(jìn)行提問(wèn)交流，打出學(xué)生課堂操作成績(jī)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力。

2.1.3 課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告

所有實(shí)驗(yàn)報(bào)告編撰成冊(cè)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟以填空的形式讓學(xué)生完成。這樣減少學(xué)生課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫量，花更多的時(shí)間在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程上，同時(shí)提升實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的規(guī)范性，也方便老師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告，將老師的批改重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到學(xué)生數(shù)據(jù)處理過(guò)程上。

2.2 考核方式改革

考核體系決定了學(xué)生對(duì)課程的重視程度，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門注重過(guò)程的課程，所以，在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、課堂環(huán)節(jié)、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)都有統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)施過(guò)程中很難在每一個(gè)環(huán)節(jié)做到精細(xì)判斷打分，而學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)∷袑?shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值，因此，現(xiàn)有的考核方式還需改善。在現(xiàn)有的考核基礎(chǔ)上，在期末，增加隨機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作考試，主要針對(duì)平時(shí)分不及格的學(xué)生，對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)成績(jī)不滿意的學(xué)生，以及部分系統(tǒng)隨機(jī)抽取的學(xué)生。這樣一方面可以促使所有學(xué)生重視平時(shí)的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，另一方面也可以讓部分平時(shí)分較低的學(xué)生有機(jī)會(huì)展現(xiàn)自己實(shí)驗(yàn)水平。

2.3 教學(xué)模式改革——線上線下混合教學(xué)模式

為解決線下大班物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的問(wèn)題，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，引進(jìn)科大奧銳虛擬仿真實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)，形成“線下實(shí)驗(yàn)為主，線上實(shí)驗(yàn)為輔”的混合教學(xué)模式。線上實(shí)驗(yàn)時(shí)間靈活，學(xué)生只要配備電腦，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以，線上實(shí)驗(yàn)可以作為線下實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，提前完成了線上實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)后再進(jìn)行線下實(shí)驗(yàn)操作，這樣比單純地模仿教師的實(shí)驗(yàn)操作效果要好。其次，線上實(shí)驗(yàn)也可以作為每學(xué)期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一部分，這樣可以降低線下實(shí)驗(yàn)室使用率高，解決實(shí)驗(yàn)儀器損壞率高，難維護(hù)的問(wèn)題。再者，線上實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為全面，可以作為線下實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充，也可以同步大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)，提升學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，方便學(xué)生備戰(zhàn)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽。最后，線上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能和自主批閱功能為教師教學(xué)工作提供了極大的便利，提高教師的辦公效率。對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)混合教學(xué)模式的起步具有一定的挑戰(zhàn)，但一旦建立這種教學(xué)模式，就可以在有限條件內(nèi)最大限度地發(fā)揮教學(xué)效益，對(duì)后屆學(xué)生的教學(xué)將會(huì)一勞永逸。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)日新月異的發(fā)展，應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革勢(shì)在必行。作為萬(wàn)千應(yīng)用型高校之一，我校規(guī)模不斷擴(kuò)大，物理實(shí)驗(yàn)課人數(shù)眾多，不論是在教學(xué)和管理上均對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作者提出了更大的挑戰(zhàn)。應(yīng)用型本科院校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大班教學(xué)存在的問(wèn)題日益突出，筆者結(jié)合自己日常的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，提出自己的看法：通過(guò)教學(xué)過(guò)程、考核方式和教學(xué)模式的改革，將有望進(jìn)一步提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，從而使得學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力得到更好地培養(yǎng)。