淺析大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

宋民青 鄭曙東

摘要：從分析大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)考核等方面的進(jìn)行改革優(yōu)化，在教學(xué)實(shí)施中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；考核改革

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科院校學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門實(shí)驗(yàn)課，是接受系統(tǒng)、嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ拈_端，是后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)。因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是理工科學(xué)生的一門重要的必修課程。通過幾年來的教學(xué)實(shí)踐和對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況分析的問卷調(diào)查，針對(duì)我校學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一些探索性的改革，并取得了很好的教學(xué)效果。

一、物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀及調(diào)查

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，科學(xué)的理論思維、合理的數(shù)值計(jì)算等科學(xué)素質(zhì)等方面有著極其重要的作用。目前現(xiàn)行的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與飛速發(fā)展的現(xiàn)代科技不協(xié)調(diào)，方法及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為陳舊，手段相對(duì)落后，這些不利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)?，F(xiàn)行大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)大多是一些基本訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性和近代物理實(shí)驗(yàn)數(shù)量不足。為了讓這門課程發(fā)揮出其應(yīng)有的作用和必要性，我們首先對(duì)新生進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)情況問卷調(diào)查。主要是針對(duì)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手訓(xùn)練情況、實(shí)驗(yàn)課的動(dòng)機(jī)興趣、實(shí)驗(yàn)素質(zhì)及亟待加強(qiáng)的能力和實(shí)驗(yàn)課模式等12項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查分析。調(diào)查以大一的新生為主，抽樣調(diào)查了不同專業(yè)、不同層次的7個(gè)班的學(xué)生，由此掌握了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕厩闆r，并有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)內(nèi)容及方法作出相應(yīng)的調(diào)整，因材施教，更好地完成物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)。以下是從中抽出的來自不同地區(qū)、不同專業(yè)的62名學(xué)生的抽樣調(diào)查結(jié)果。

1.新生在中學(xué)階段接觸物理實(shí)驗(yàn)情況

（1）經(jīng)常親手做實(shí)驗(yàn)占21%

（2）做過，但親自動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)很少占57%

（3）基本上沒親手做過實(shí)驗(yàn)，主要看老師演示占11%

（4）什么實(shí)驗(yàn)都沒做過，老師介紹過一些實(shí)驗(yàn)占6%

（5）從未接觸過占5%

2.學(xué)生期望的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

（1）教師講解實(shí)驗(yàn)原理、儀器介紹、示范實(shí)驗(yàn)、學(xué)生模仿的占15%

（2）教師講解實(shí)驗(yàn)原理儀器介紹、注意事項(xiàng)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、老師指導(dǎo)的占27%

（3）教師介紹儀器、注意事項(xiàng)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、同學(xué)互助、老師指正的占20%

（4）教師指定學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)、示范實(shí)驗(yàn)、其他學(xué)生指正的占16%

（5）學(xué)生實(shí)驗(yàn)、同學(xué)互助、老師指正的占21%

二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

通過問卷調(diào)查的總結(jié)分析，我校新生的物理實(shí)驗(yàn)素質(zhì)普通不高且差異顯著。大多數(shù)學(xué)生雖然在中學(xué)均做過物理實(shí)驗(yàn)，只有約21%的學(xué)生經(jīng)常做實(shí)驗(yàn)，能力相對(duì)較高，有57%的學(xué)生學(xué)習(xí)做過實(shí)驗(yàn)但親自動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)很少，甚至有5%的學(xué)生基本沒有接觸過實(shí)驗(yàn)，能力很低。因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不宜采用班級(jí)統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，而應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ謱哟谓虒W(xué)。對(duì)基礎(chǔ)較差、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力較弱的學(xué)生尤其是來自偏遠(yuǎn)地區(qū)的少數(shù)民族學(xué)生，我們有目的地增開一些比較簡單但又較為經(jīng)典的基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)儀器的操作水平和基本數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)。例如密度的測定實(shí)驗(yàn)、電表的改裝與校正實(shí)驗(yàn)等。另一方面，通過開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“封閉型”向“開放型”轉(zhuǎn)變，針對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)，安排一些綜合性，近代物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并從選擇實(shí)驗(yàn)題目，搜集查閱相關(guān)資料，確定實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)過程，都讓學(xué)生主動(dòng)參與，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新思維。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與學(xué)生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中與學(xué)生互動(dòng)。教師講完實(shí)驗(yàn)原理，注意事項(xiàng)后，一般由學(xué)生就整個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)表個(gè)人的意見體會(huì)，以及科學(xué)合理的數(shù)據(jù)處理方法。例如在惠斯通電橋測電阻溫度系數(shù)實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生通過預(yù)習(xí)和老師的講解提出增加電橋靈敏度的方法；數(shù)據(jù)處理中要求學(xué)生用作圖法處理數(shù)據(jù)，除了要求學(xué)生用坐標(biāo)紙進(jìn)行直線擬合作圖外，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用相應(yīng)計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行最小二乘法直線擬合，并對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較，啟發(fā)學(xué)生如何在直線擬合時(shí)正確選擇自變量和應(yīng)變量。這樣一來不但使學(xué)生掌握了另一種數(shù)據(jù)處理的方法，而且還養(yǎng)成了學(xué)生查閱相關(guān)資料的習(xí)慣，并展開討論，這樣一來大大加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

（2）嘗試個(gè)別實(shí)驗(yàn)由學(xué)生講解，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式

在教學(xué)過程中，對(duì)個(gè)別的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，我們采取了新的教學(xué)模式，即學(xué)生講解。在以往的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的依賴性很強(qiáng)，雖然要求實(shí)驗(yàn)前要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，并寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。但是相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生在應(yīng)付差事，照書抄寫，并沒有達(dá)到實(shí)際效果，上課時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容沒有掌握，主要還是依靠教師課前的講解。針對(duì)這種現(xiàn)狀，我們打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式“老師講解—學(xué)生實(shí)驗(yàn)”改為“學(xué)生講解—老師指點(diǎn)—學(xué)生實(shí)驗(yàn)”的模式。提高了學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力，取得了很好的教學(xué)效果，在今后的教學(xué)中要逐漸加大此種教學(xué)模式的力度。

（3）實(shí)施網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)的普及網(wǎng)絡(luò)的完善，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有著越來越大的優(yōu)勢，要使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課能更好地發(fā)揮作用就必將其與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)緊密聯(lián)系。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)課程不再是以前單純的文字教材， 而轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)互動(dòng)的學(xué)習(xí)平臺(tái)。我們正在建立完善自己的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理、內(nèi)容、儀器使用，包括一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的小程序放在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，這樣可方便學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)及溝通，通過網(wǎng)絡(luò)使學(xué)生更全面地接觸一些新的實(shí)驗(yàn)。圍繞探索性實(shí)驗(yàn)課題，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)，查找有關(guān)資料，在網(wǎng)絡(luò)中學(xué)生還可將自己對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)的一些好的想法寫出來，并與教師進(jìn)行討論交流，以進(jìn)一步完善大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)選課。這樣學(xué)生可根據(jù)自己具體的情況選擇上課，大大提高了上課的效率。

3.考核改革

對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核的目的是檢驗(yàn)該課程的教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)方法、促進(jìn)學(xué)生的素質(zhì)教育和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。我們改變了過去單一的平時(shí)成績加期末考試的方法，在考核中加大平時(shí)成績的權(quán)重，即平時(shí)成績包括實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、上課回答問題、創(chuàng)新想法的提出、最后實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理是否合理，占總成績的70%，期末考試只占30%。這就避免了個(gè)別同學(xué)平時(shí)不好好上課，只要期末考好了就能過關(guān)的現(xiàn)象，從而增加了學(xué)生上課的積極性。而且在結(jié)課后給學(xué)生出一些題目撰寫小論文，對(duì)寫得好的給予加分，在鍛煉了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還對(duì)其如何撰寫論文得到了一定的提高。

結(jié)合我校的實(shí)際情況，我們近幾年來一直在探索物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些新的思路和方法，在教學(xué)中也取得了一些較好的效果，但有些還不是很完善，需要在不斷摸索中前進(jìn)，在教學(xué)中充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，激發(fā)調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)師生互動(dòng)，努力將實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革深入發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位 青海省西寧市青海大學(xué)基礎(chǔ)部）