新形勢(shì)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新模式探究

李亞林

（燕山大學(xué)里仁學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

在現(xiàn)如今的時(shí)代背景下，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)主要是科技實(shí)力方面的競(jìng)爭(zhēng)。大學(xué)教育是為社會(huì)養(yǎng)成綜合性優(yōu)秀人才的關(guān)鍵手段，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)發(fā)展的基石，使大學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫教岣呤谴髮W(xué)理工科教育的核心。物理這一門(mén)學(xué)科是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)非物理專業(yè)學(xué)生進(jìn)行物理教育可以更好地幫助學(xué)生扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，是養(yǎng)成綜合性人才的關(guān)鍵要求，所以教育部門(mén)要求對(duì)非理工科類學(xué)生加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)教育。目前，高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)于單一、死板，導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高培養(yǎng)高校學(xué)生綜合素養(yǎng)方面不能充分發(fā)揮其作用，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式亟待創(chuàng)新。

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的必要性

物理對(duì)于學(xué)生而言，是非常關(guān)鍵的一門(mén)學(xué)科，因此增強(qiáng)基礎(chǔ)物理學(xué)的大眾化教育可以更好地幫助學(xué)生理解和掌握自己的專業(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)證是自然科學(xué)的根基，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)物理教學(xué)，不僅有助于學(xué)生的科學(xué)和理論素養(yǎng)得到提高，而且能夠鍛煉學(xué)生的操作能力。在自然科學(xué)發(fā)展與革新的過(guò)程中，需要不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量并最終分析和處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力是理工科學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的關(guān)鍵技能，也是提高學(xué)生個(gè)人綜合能力的關(guān)鍵。作為理工科學(xué)生的必修課程，物理實(shí)驗(yàn)可以對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維進(jìn)行提升，發(fā)展研究能力以及提高創(chuàng)新和創(chuàng)造力方面具有不可替代的作用。[1]

物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)對(duì)工科學(xué)生具有十分關(guān)鍵的影響?，F(xiàn)在的環(huán)境要求工程技術(shù)工作者具有處理實(shí)際問(wèn)題的能力和相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新能力。借助物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作和對(duì)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究，系統(tǒng)地提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、數(shù)據(jù)整理與分析能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)能力。還將對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題展開(kāi)探究和分析以及將已學(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的能力可以得到一定的鍛煉。物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中包含的方法和設(shè)計(jì)思想，對(duì)未來(lái)工程問(wèn)題的判斷和解決大有益處。

二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題

現(xiàn)如今，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念的影響，學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)被嚴(yán)重忽視了。通常根據(jù)教師的引導(dǎo)以及教科書(shū)的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生遇到一些問(wèn)題時(shí)，只能在老師的幫助下處理，他們無(wú)法有效地行使自己自主解決問(wèn)題的能力。除此之外，物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容以及方案大多都是一成不變的，沒(méi)有進(jìn)行創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)步驟被設(shè)計(jì)得太詳細(xì)了，學(xué)生只用一步一步地按照步驟進(jìn)行操作，就可以達(dá)到預(yù)想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。大部分學(xué)生常缺少乏對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的作用和意義也不夠清楚。他們機(jī)械地完成了物理實(shí)驗(yàn)，未能使學(xué)生自身的思維得到有效鍛煉。教師的教學(xué)方法也相對(duì)簡(jiǎn)單，教學(xué)內(nèi)容主要集中在實(shí)驗(yàn)步驟上。實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o(wú)法得到有效的解釋，這使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解不夠深入，只能單純地按照老師的要求完成。

有人認(rèn)為，物理實(shí)驗(yàn)教育的研究方向與非物理專業(yè)之間存在著巨大的差異和距離。學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)以及工作過(guò)程中可能永遠(yuǎn)不會(huì)觸及實(shí)驗(yàn)中操作的設(shè)施。因此，無(wú)須花費(fèi)任何精力在物理實(shí)驗(yàn)上。這樣的看法“有很大的市場(chǎng)”，這導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)教育在大學(xué)中沒(méi)有得到大眾的足夠關(guān)注，致使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)不到真正的目的，而對(duì)學(xué)生的考核也缺少實(shí)際有意義，而沒(méi)有發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。長(zhǎng)時(shí)間受傳統(tǒng)教育的影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)于單調(diào)、乏味，教學(xué)內(nèi)容不夠與時(shí)俱進(jìn)，物理實(shí)驗(yàn)只停留在教科書(shū)的驗(yàn)證功能上，嚴(yán)重缺少對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果探究的訓(xùn)練。這是典型的應(yīng)試教育系統(tǒng)下的產(chǎn)物，它阻止了學(xué)生的實(shí)踐和科學(xué)研究能力的有效提高。[2]

三、新形勢(shì)下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新模式探究

現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，時(shí)代的腳步不斷前進(jìn)，新時(shí)代的科技體系給大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來(lái)了巨大的沖擊。為了在新形勢(shì)下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)在的教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式與方法進(jìn)行了深入的探究，并且在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中加以實(shí)踐運(yùn)用。

（一）完善教學(xué)內(nèi)容

第一，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及知識(shí)的不斷更替，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容必將與時(shí)俱進(jìn)。所以，在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師不僅要讓學(xué)生了解基礎(chǔ)知識(shí)體系，而且教師還要與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容以及教學(xué)目標(biāo)，將新知識(shí)和新理論有效地結(jié)合起來(lái)。譬如，教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，敢于打破傳統(tǒng)的力、熱、電、光教學(xué)體系，創(chuàng)建多樣化的教學(xué)內(nèi)容。

第二，在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，由于觸及的物理學(xué)知識(shí)比較廣泛，其教學(xué)內(nèi)容也比較瑣碎。因此，每一門(mén)課程對(duì)物理知識(shí)的掌握程度有著不同的要求。譬如，對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生而言，力學(xué)部分的實(shí)驗(yàn)十分重要。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容的安排、學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)置應(yīng)該考慮不同專業(yè)的特點(diǎn)，不僅要具有全面性，還要體現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)。[3]

第三，物理實(shí)驗(yàn)是在大學(xué)中公開(kāi)選擇的課程。由于教學(xué)資源有限，大學(xué)物理理論課很容易與實(shí)驗(yàn)課失去聯(lián)系。如果是這樣，將嚴(yán)重阻礙實(shí)驗(yàn)的教學(xué)為了讓學(xué)生根據(jù)理論知識(shí)來(lái)掌握實(shí)驗(yàn)的原理，不容易清晰地了解和完成實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，也很難實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。而且，若大學(xué)物理老師用太多的時(shí)間來(lái)傳授實(shí)驗(yàn)的原理，那么會(huì)導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的時(shí)間變少，這大大降低了教學(xué)的質(zhì)量。所以，教師需要不斷優(yōu)化物理理論知識(shí)的教學(xué)以及優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，就是將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，而且實(shí)驗(yàn)還可以及時(shí)反哺理論。

（二）優(yōu)化教學(xué)模式

在目前的高校中，教務(wù)處通常會(huì)統(tǒng)一安排大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間、地點(diǎn)，學(xué)生必須在特定時(shí)間完成他們所要求的實(shí)驗(yàn)課程。在這樣一種單調(diào)的模式中，學(xué)生基本只能以自己的知識(shí)基礎(chǔ)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，很難在思考和分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并且沒(méi)有創(chuàng)新。為了改善這種情況的出現(xiàn)，教師可以嘗試以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)不同為基礎(chǔ)，將物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)兩個(gè)主要板塊。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新主要根據(jù)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)欲望來(lái)，重點(diǎn)是提高學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新意識(shí)。由于并非所有學(xué)生都感興趣，因此該模塊可以用作可選部分?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在使學(xué)生通過(guò)大量的動(dòng)手操作學(xué)習(xí)基本的實(shí)驗(yàn)方法和技能。所以，該模塊是學(xué)生必不可少的。

除此之外，為了更好地落實(shí)這種新興的分層教學(xué)形式，教師應(yīng)開(kāi)展半開(kāi)放式的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生有充裕的時(shí)間了解物理實(shí)驗(yàn)。在此種模式的影響下，學(xué)生除了每周的學(xué)習(xí)之外，教師還可以充分利用其課余時(shí)間向?qū)W生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生需要按照自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃以及學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究，繼而對(duì)學(xué)生自身的動(dòng)手操作能力進(jìn)行鍛煉。這樣新興的教學(xué)模式顛覆了以往單一的教學(xué)安排。讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際能力進(jìn)行講授，更有助于學(xué)生掌握物理難理解的概念以及物理實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，充分體現(xiàn)出了以人為本的教育理念。[4]

（三）改革教學(xué)方法

在以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通常會(huì)分析要完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后再進(jìn)行演示。學(xué)生只需按照書(shū)中設(shè)計(jì)的操作步驟機(jī)械地重復(fù)老師的動(dòng)作即可，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成完全模仿老師。甚至有一部分學(xué)生根本就沒(méi)有預(yù)習(xí)將要講授的實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而是作為空白紙來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，所以學(xué)生真實(shí)的能力以及素質(zhì)沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，這大大浪費(fèi)了學(xué)校的教學(xué)資源。因此，學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)之前，必須提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)原理以及內(nèi)容等，擬定物理實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)操作步驟，并向老師提交紙質(zhì)個(gè)人實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告；與此同時(shí)，物理老師還應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)之前檢查學(xué)生的報(bào)告，未通過(guò)的學(xué)生將被禁止進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，教師可以以學(xué)生的實(shí)際準(zhǔn)備情況為基礎(chǔ)在實(shí)驗(yàn)之前說(shuō)明注意事項(xiàng)以及怎樣使用實(shí)驗(yàn)設(shè)施，并就一些實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象提出問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)這些疑問(wèn)進(jìn)行深入分析和探究。通過(guò)不斷完善教學(xué)方法，真正地實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；不僅可以對(duì)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的熱情進(jìn)行提高，而且還有效地鍛煉了學(xué)生自身的綜合能力。

在對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行考核時(shí)，教師還應(yīng)進(jìn)行一系列的改革措施的探究。過(guò)去的考核是平時(shí)成績(jī)的平均分。在新評(píng)估方法中，還可以加上實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的筆試及實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)操部分的考試是以學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，并選擇了許多物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在指定的時(shí)間內(nèi)完成，并根據(jù)他們?cè)趯?shí)際實(shí)驗(yàn)操作中的表現(xiàn)給學(xué)生打分。這樣的話，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生將自主了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基本原理和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。因此，物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)手能力的訓(xùn)練培養(yǎng)了學(xué)生的初步實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

四、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教育過(guò)程中存在著一系列問(wèn)題，如物理實(shí)驗(yàn)教育、教學(xué)模式過(guò)于死板這些問(wèn)題，想要解決這一系列問(wèn)題就需要教師不斷優(yōu)化自身的教學(xué)模式、更新自身的教育理念。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，探索是一項(xiàng)十分煩瑣且系統(tǒng)性的工程，需要各個(gè)高校的同仁的一起努力和長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐積累和檢驗(yàn)。筆者以自身的講授經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的革新措施展開(kāi)了探究，認(rèn)為應(yīng)從創(chuàng)建新型課程制度、優(yōu)化教學(xué)方式、轉(zhuǎn)變考核方法等多方面進(jìn)行革新。