大學物理實驗教學方法和教學資源建設的研究

王林杰 王健瑩 叢紅璐 劉雪華 趙玉娜

滄州交通學院 河北滄州 061199

大學階段的物理實驗學習是大學生在步入大學校園之后接觸到的第一個實驗類的學科，這對于大學生的能力提升和整個大學階段的學習都是至關重要的。大學物理實驗教學主要是為了幫助學生進一步鞏固物理學科知識，提升學生的實際操作能力，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，為學生后續(xù)的物理學習奠定基礎。本次研究主要針對大學物理實驗教學的展開和教學資源建設展開了詳細討論。

一、大學物理實驗教學中的問題

(一)物理實驗項目

由于物理是一門理工類學科，有著較強的綜合性、設計性和跨學科性特征。再加上很多大學物理實驗教學，往往都會采用相同的實驗項目，這樣的情況會導致其中一部分綜合專業(yè)能力不足的學生參與實驗教學時無法勝任實驗難度，而另一部分專業(yè)能力相對較好的學生，則會對實驗教學失去興趣。造成這種情況的主要原因是由于大學生在學習物理專業(yè)知識的時候，無法與實驗教學相銜接，導致物理實驗教學與理論教學脫離不具備綜合性。面對這種狀況，怎樣才能結合大學階段的教育特點編寫出更加有效的物理實驗教材，是當下物理教育人員需要重點研究的問題之一。

(二)課堂教學形式

一般情況下，大學物理實驗教師在教學開始之前都會先將實驗課題提前確定好，在后續(xù)的教學過程中教師只需要按照提前確定好的步驟向學生展示實驗操作的流程和規(guī)范。大學生在這一過程中一直處在被動接受狀態(tài)，對實驗操作的掌握也僅憑記憶，缺乏真正的動手實操，教師一般在完成示范之后會指導學生書寫實驗報告，教師最終對實驗教學效果的評價也主要依靠實驗報告內容。在該種模式的實驗教學中，以教師講解為主，學生參與實際操作的機會很少，大學生的學習過程往往都是在觀察教師操作，或者是模擬教師操作，學生在實驗教學過程中不需要主動探究設計實驗，更不需要實際動手。這種實驗教學模式對于學生來說，就無法通過實驗學習提升自身的邏輯思維能力和實際操作能力。除此之外，由于大學物理實驗教學時間有限，而大部分學生在參與實驗學習的時候都沒有做好充足的準備，這就導致教師在教學過程中會在基礎說明上耗費大量時間，教學效率也因此大打折扣。綜上原因，現(xiàn)階段我國高校實行的物理實驗教學模式不僅會影響物理實驗教學的整體效率，還會對學生的能力獲得帶來負面影響。

(三)評價方法

當下依舊有很多大學在采用實驗報告的方式來評價物理實驗教學結果。這樣的考核模式不僅無法體現(xiàn)出學生對實驗操作流程的掌握狀況，也無法反映出大學物理實驗教學的整體質量。在這樣的教學模式下，大部分的學生在參與實驗學習時會投入更多的精力去撰寫實驗報告，忽視了對實驗操作的提前準備和動手實踐。要知道物理學科本身就是一門實踐性較強的學科，在物理學習過程中重要的是教學過程，而不是教學結果，所以大學在考核實驗教學的時候，不應該僅僅依靠實驗報告的結果來衡量，更應該綜合學生的實驗操作技能和規(guī)范性來進行考核。另外之所以導致當下大學物理實驗考核模式單一，還是因為大部分高校依舊實行大班制教學(班級人數(shù)在50人左右)，這樣教師在上課過程中無法照顧到每一個學生，大部分學生都喪失了與教師溝通交流的機會。而教師在引導學生提前預習的時候，學生會結合現(xiàn)有的實驗報告去抄寫，抄寫過程中，學生無法明確掌握應該預習的內容，學生的學習質量受到影響。最后一個原因就是學生的平時作業(yè)完成與課后實踐內容沒有納入考核標準中，導致學生沒有正視每一次實踐的機會和作業(yè)。

二、深化大學物理實驗教學改革

(一)更改授課模式

大學物理實驗教師想要將實驗教學由傳統(tǒng)的灌輸式教育轉變?yōu)槎鄻踊慕逃Ｊ剑托枰诮逃^程中融入對學生的激勵，通過針對學生的內在激勵和外在鼓勵，來培養(yǎng)學生對實驗操作的興趣。為了提升學生對實驗操作的興趣，教師必須要在實驗教學開始之前準備好示范實驗教學。對此大學需要創(chuàng)建出完善先進的示范實驗室，學生可以在示范實驗室內直觀了解到各類物理現(xiàn)象。要是在組織學生觀察物理現(xiàn)象的時候，可以鼓勵學生去互相探討研究，這樣不僅能夠幫助學生加深對物理實驗的認知，還能夠讓學生初步了解到物理實驗中的一些研究手段，學生會逐漸地對物理實驗與專業(yè)課程產生啟發(fā)。在目前的大學物理教學中，物理教師如果能夠將生活中的常見材料用于物理實驗教學中，會幫助學生養(yǎng)成一種良好的觀察能力。由于在往常的實驗教學過程中，學生對實驗的實際參與度并不高，所以就會導致學生由于沒有經過大量的實踐，不具備良好的觀察能力。當物理教師將生活中常見的材料引入實驗教學時，學生對于實驗的參與度有了明顯的提升，這就使得學生可以通過大量的實驗鍛煉出良好的觀察能力。

(二)深化教學方法改革

教師需要在教學開始之前提出實驗題目和實驗要求，給學生推薦相關參考文獻，讓學生通過自主探究來制訂出實驗方案，選擇合適的實驗器材。學生在實驗操作過程中，需要在教師的指導下進行。通過實際操作，學生不僅能夠掌握熟練的實驗技巧，還能夠通過提出問題，分析問題，解決問題來拓展自身思維，形成科學的思維模式。

(三)引進現(xiàn)代化的教學手段

眾所周知，物理學科是一門以實驗為主的學科，實驗在物理教學中占有較大的比重。但是，隨著信息技術在教學中的不斷應用，實驗教學也變得越來越不受重視，很多教師為了保證教學進度，在進行實驗教學時都會選擇用實驗視頻來代替動手實驗的過程，將網上選課系統(tǒng)引入大學物理實驗教學當中。每學期開始之時，學校相關系統(tǒng)會在互聯(lián)網公布本學期的實驗項目、實驗時間以及實驗教師，學生在登錄系統(tǒng)之后可以直觀了解到本學期的物理實驗教學計劃和實驗內容，同時學生還會明確掌握哪部分實驗是必須完成的，哪部分實驗是選擇性地完成的。學生在后續(xù)選擇過程中，可以結合自身專業(yè)與興趣去合理選擇實驗。學生在選擇完實驗之后，可以通過網上預約來確定實驗時間，在確定好的時間內結合自身實際狀況，安排出實驗學習的具體計劃。選課系統(tǒng)的應用不僅方便了學生的實驗學習，還為教師的管理工作提供了便利[1]。

(四)實驗考核制度改革

增強實驗考核機制，不僅能夠調動學生對實驗學習的積極性，還能夠盡可能地發(fā)揮學生的智力，檢驗出實驗教學的具體教學目標。為了充分反映出物理實驗教學的整體特點和教學水平，課題組需要對學生的實驗操作過程以及最終的結果進行綜合評估，此外在評估過程中還需要將學生的平時成績和期末考試成績相結合。學生的平時成績一般由學生日常的實驗操作和實驗報告來組成，而期末考試成績則需要分為筆試與實操兩部分，筆試主要考核各項實驗的操作原理、操作步驟和操作注意事項，實操考試就是針對實驗具體操作進行實踐。綜合以上所有方面來評估學生的成績得出最終考核結果[2]。

三、大學物理實驗教學方法與教學資源建設的策略

(一)刺激學生的學習熱情

受到新課改相關理念的影響，學生在教學過程中需要占據主體地位，教師則需要對學生的學習形成引導，而大學物理實驗教學也必須堅持這一點，通過教師的引導來激發(fā)學生學習物理實驗內容的興趣，幫助學生養(yǎng)成主動學習的習慣。此外教師還需要在教學過程中積極引導學生去投入思考，要知道物理實驗課程本就是大學生物理學習系統(tǒng)的基礎部分，實驗教學質量決定了物理綜合教學質量。但是雖然很多教師都非常注重實驗數(shù)據的采集，卻格外忽視實驗操作過程的教學。由于大學生已經具備成熟的思考能力，他們不僅可以積極充分地展示自我，而且在進行探索知識的過程中也是非常積極。教師如果想要提升大學階段物理實驗教學的質量，就應該對學生進行具體的分析，然后在教學活動開展的過程中，教師還可以針對前期的觀察對學生進行獨立思維的培養(yǎng)。在這一過程中，學生的創(chuàng)新思維就會得到不斷發(fā)散，最終使得實驗教學的效率得到明顯的提升[3]。所以，教師在進行實驗教學的過程中，只需要將注意事項和重點操作內容告知學生，然后再引導學生進行獨立的思考與探索，這樣就可以有效地鍛煉出大學生的創(chuàng)新思維能力。目前，創(chuàng)設教學情境已經成為新時期科學教學的教學方法，它不僅可以將抽象的學科知識轉變得更加簡單易懂，還可以讓學生感受到科學是貼近生活的。在大學物理的實驗教學中，教師必須要幫助學生創(chuàng)設出具體的問題情境，使得學生可以通過教師創(chuàng)設的問題情境學會發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。隨著大學物理實驗課程的變革與創(chuàng)新，實驗教學在物理教學中變得越來越重要。一般情況下，大學階段的物理實驗教學主要是為了提升學生的專業(yè)能力和學科素養(yǎng)，同時也是為了獲取相應的實驗數(shù)據，所以大學物理教師在實驗教學過程中，一定要積極調動大學生對物理實驗學習的主動性。在實驗操作過程中，需要讓學生充分了解實驗原理實驗流程以及實驗結果。除此之外，教師還需要加強對學生的實驗儀器教學，只有學生充分認識了所有的實驗儀器，學生在物理實驗操作過程中才能夠主動思考，學生對物理實驗教學的興趣和求知欲也會得到提升[4]。

(二)重視物理實驗的綜合性

從整體來看，大學物理實驗教學具備較強的綜合性、開放性和設計性，這也是物理實驗教學的主要表現(xiàn)，大學物理實驗主要分為基礎性實驗與綜合性實驗兩種類型，綜合性實驗指的是涉及力學、光學以及熱學等相關領域學科知識的實驗操作。大學物理實驗教學可以通過綜合實驗來拓展大學生的思維模式，開闊大學生的眼界，提升學生對物理學科的認知。除此之外，教師在物理實驗教學過程中，還需要加強對物理實驗開放性的重視，物理實驗教學的開放性指的是實驗內容、實驗時間以及實驗空間的開放性，通過開放性的實驗教學，可以盡可能地挖掘大學生的內在潛力和創(chuàng)新意識。另外大學物理實驗教學還具備較強的設計性，大學生在設計物理實驗過程中，需要由教師為其提供主題和相關要求，具體的設計思路和設計步驟由學生獨立完成，在這樣的過程中，學生的實操能力和物理綜合水平得到穩(wěn)步提升，為學生往后的物理學習奠定堅實的基礎[5]。

(三)提高物理教育資源水平

進入信息化時代之后，計算機網絡開始走進各行各業(yè)，由此可見，大學物理實驗教學中，物理教師也應該加強對計算機網絡的應用。在大學教育當中由于授課時間固定，教師能向學生展示的內容也較少，教師可以借助互聯(lián)網平臺向學生傳遞信息，比如，在當下教育行業(yè)非常受歡迎的微課，可以通過微課的形式，讓學生能夠在課后幾分鐘的時間內回顧課堂，抓住重點拓展學習。由于互聯(lián)網在教育領域的應用，使得教育不再受到時間與空間的限制，學生可以根據自己的需求隨時學習，這使得大學生學習的時間和教師教學的時間也越來越靈活，學生學習的積極性受到鼓舞。由于大學物理實驗教學的教學目標是讓學生掌握基礎實驗知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和動手能力，相比于傳統(tǒng)教學來講，實驗教學在當下的教育體系中常常會受到時間空間的限制，導致大學生在課堂時間內無法完成應有的操作實驗教學[6]。

結語

綜上所述，本文對現(xiàn)行的大學物理實驗教學進行了適當?shù)母镄?，這樣不僅能夠有效提升大學物理實驗教學的整體效果，還能夠提升整個大學物理教學質量。在大學物理實驗教學過程中，教師首先需要針對學生的興趣所在進行培養(yǎng)，通過培養(yǎng)學生興趣來讓學生主動投入實驗操作中，養(yǎng)成主動學習的習慣。此外，高校物理實驗教師還需要針對教學資源建設工作進行進一步強化，尊重學生的主體地位，積極轉變教師在教學過程中的理念和姿態(tài)，堅持教師在教學過程中對學生的引導。