大学物理基础实验教学现状的调查分析*①

桑芝芳

(苏州大学物理科学与技术学院 江苏 苏州 215006)

彭玉华

(北京市海淀外国语实验学校 北京 100195)

大学物理实验作为理工科学生一门必修的重要的基础实验课程,是学生在大学阶段接触到的第一门系统学习实验知识、掌握实验技能和实验方法的课程．物理实验课不仅能激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养大学生的观察能力、操作能力、分析和推理能力，而且还可以促进学生对其他学科的学习，养成勇于创新、善于交流、乐于合作、勤于实践的科学态度和作风．因此，如何上好大学物理实验课程、提高教学效果一直是广大实验教师所关注的问题．要想解决这些问题，必须先了解目前大学物理实验教学的现状，为此，笔者设计了调查问卷对几所高校大学物理实验教学现状做了调查分析．

1 大学物理实验课程的教学目标

和高中物理课程不同，大学物理实验课程没有统一的教学目标，对于不同学校、不同专业学生有不同的要求．各高校在教学中具有充分的自主性、选择性，有助于彰显各高校的教学特色．本文在分析几所211高校理工科专业学生教学目标的基础上，总结了理工科专业本科学生大学物理实验课程的教学目标如下.

(1)通过对实验现象的观察、分析，研究物理现象、验证物理规律和对物理量进行测量，掌握常用的物理实验方法和基本物理量的测量方法．

(2)掌握常用基本物理实验仪器的原理和性能，掌握常用的实验操作技术，能够正确使用、调节和读数；能够对常见实验系统故障进行分析、判断和排除等．

(3)能够在实验中发现问题、分析问题并学习解决问题的科学方法,逐步提高学生综合运用所学知识、技能解决实际问题的能力．

(4)掌握误差分析理论和不确定度评定的基本方法，培养正确分析和处理实验数据的能力．

(5)能够融合实验原理、设计思想、实验方法及相关的理论知识，对实验结果进行分析、判断、归纳与综合，提高学生的分析与研究能力．

(6)能够完成符合规范要求的设计性、综合性实验,或具有研究性、创意性内容的实验,逐步培养学生的创新能力．

(7)培养和提高学生的科学实验素养，使学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财物的优良品德．

2 大学物理实验的教学体系内容和教学方式

大学物理实验教学体系一般为基础性实验、综合性实验、创新性实验、拓展性实验等．内容主要包括物理实验的基本知识、力学实验、热学实验、电磁学实验、光学实验、近代物理实验等．大学物理实验课程和大学物理课程同时开设，教学方式为学生分组实验，将学生分成2～4人一组，按实验安排表循环实验．基础性实验时间一般为2课时，共90分钟．

3 大学物理基础性实验教学现状的调查研究

为了了解大学物理基础性实验教学现状，笔者对几所211高校已完成大学物理基础性实验部分学习的110名学生做了问卷调查，并随机抽取了100份实验报告做了分析．调查内容主要包括学生对物理实验的兴趣、态度、实验完成情况等方面．

3.1 学生对物理实验的兴趣态度的调查

调查表明，有81%的学生认为物理实验很重要，并有61%的学生对实验较感兴趣，能够独立完成每一个实验；有8%的学生对实验非常感兴趣，除了完成要求的实验之外，还会在课外自己去实验室做实验.有31%的学生对物理实验不感兴趣，认为做实验就是在浪费时间．通过大学物理基础性实验的学习，只有27%的学生认为自己对物理实验兴趣提高了，有35%的学生认为自己对物理实验的兴趣没什么变化，甚至有38%的学生认为自己对物理实验的兴趣降低了．由此可知，大部分学生认识到实验的重要性，并对实验较感兴趣；但仍有不少学生对实验缺乏兴趣，大学物理实验课程对学生实验兴趣的培养有待加强．

3.2 学生实验完成情况的调查

笔者主要从学生的实验预习、实验课堂表现、课后反思这三个方面做了调查分析．

(1)预习阶段

在预习阶段，主要调查了学生对预习重要性的认识、预习的内容、方式及预习效果．调查发现，有86%的学生认为实验预习非常重要，预习有助于实验的顺利开展；但仍有14%的学生认为实验预习不重要，也不愿浪费时间去预习．预习内容基本都是实验原理、实验仪器和实验步骤．预习方式上，91%的学生是通过阅读实验课本进行预习；值得关注的是有9%的学生除了看课本之外还自己去查相关资料、书籍进行预习．预习效果方面，只有3%的学生通过自己的预习能全部掌握实验原理、步骤等内容；41%的学生能理解大部分；45%的学生掌握很少；还有11%的学生根本不理解，完全应付预习．由此可知，虽然大部分的学生认识到了预习实验的重要性，但预习的方法比较单一，预习效果较差．

(2)实验阶段

在实验的教学方式方面，有40%的学生反映教师的做法就是“先讲解实验原理，然后演示一下实验过程，最后让学生自己做”.有56%的学生反映教师的做法是“先讲解实验原理，然后讲一下实验的主要步骤和注意事项，最后让学生自己做”．在教师讲解和演示过程中，有73%的学生能认真听教师的讲解，积极思考教师提出的问题；但仍有27%的学生没听教师的讲解，或不理解教师的讲授内容．在实验操作方面，有78%的学生能按照教师讲解的实验方法、实验步骤等通过小组内合作完成实验，有22%的学生需在教师的指导或其他组同学的帮助下完成实验内容．在学生做实验遇到困难或遇到实验系统故障时，有94%的学生是和其他同学商量或是请教教师帮助解决；只有6%的学生是通过自己思考、分析，从而排除实验故障．学生在实验失败时，有46%的学生会重复做实验，寻找失败的原因；但仍有46%的学生是凑实验数据，来得到实验结论；有6%的学生直接将失败的结果写在实验报告上，不去思考失败的原因；还有2%的学生干脆抄写别人的实验结果应付了事．当学生做完实验还有剩余时间时，只有10%的学生会继续研究、思考实验及其相关问题；有13%的学生会帮助其他同学完成实验；有22%的学生留下来只是完成实验报告在课后他们不愿花太多时间在写实验报告上.其余学生则选择马上离开实验室，觉得在实验室呆着也没事干．实验过程中对教师的依赖性方面，有21%的学生认为在实验过程中对教师的依赖性很大；有50%的学生认为对教师的依赖性比较大；还有18%的学生认为对教师的依赖性一般；仅有11%的学生对教师的依赖性很小或没有依赖性．

由于课前预习效果较差，课上有很多学生不理解教师的讲授内容，从而在实验时对教师的依赖性很强；在实验失败时，绝大部分学生不能通过自己的思考来解决，而是需要同学或教师的帮助，有的甚至通过凑数据、抄写他人的实验数据来完成实验；学生完成实验后只有很少学生会再去思考实验，熟悉仪器．

(3)课后反思阶段

在课后反思阶段，笔者主要是从学生完成实验报告情况、数据处理情况、是否对实验进行反思等方面来调查的．对于在课上没有很好完成的实验，只有11%的学生会利用业余时间主动去实验室重做：其余学生在教师没有要求的情况下，不会去做．在完成实验报告方面，有82%的学生每次都能独立完成实验报告，其余学生都存在参考别人的或抄写别人的情况，应付完成实验报告．在数据处理方面，只有47%的学生能应用误差理论，正确分析、处理实验数据，从而得到实验结论， 37%的学生能基本掌握数据处理方法，其余的学生只是部分掌握．关于实验思考题的完成情况，有70%的学生能认真思考，独立完成实验思考题；18%的学生会和其他同学讨论完成；但有12%的学生自己不思考，完全照抄别人的结论．在实验反思方面，只有2%的学生积极思考本次实验的优点和不足；有80%的学生有时候会思考；还有18%的学生从来都不会去思考．

通过调查发现，部分学生不能独立完成实验报告，存在抄写的情况.学生的数据处理能力、分析问题和解决问题能力还有待加强．

4 大学物理基础性实验教学建议

4.1 更新观念提高大学生对物理实验的重视程度激发学生对物理实验的兴趣

兴趣是最好的教师，它是推动学生学习的最实际的内部动力；具有强烈学习兴趣或求知欲的学生，常常会津津有味地学习，并得到很大的满足感．在实验绪论课上可以结合物理学史上一些著名的实验介绍物理实验在物理学发展和技术进步中的重要作用.实验课程是培养学生科学素养和实验能力的重要课程．在实验教学中要重视实验与理论的衔接，启发学生用所学的理论知识去观察实验现象，分析解决实验中出现的问题，使学生意识到实验和理论一样是物理学的重要内容，不存在孰重孰轻的问题，从而有利于提高学生对实验的重视程度，激发他们对物理实验的兴趣．

4.2 合理安排实验内容提供实验预习网络平台提高实验预习效果

实验内容安排要注意尽可能与理论课程进度相匹配.若在具有相应理论知识储备的情况下预习实验，学生就较容易理解实验原理和实验内容．要充分发挥现代教学技术在物理实验中的应用，开发实验预习网络系统，在该系统中可介绍实验原理，介绍主要实验仪器的结构、原理、性能以及仪器的调整方法，甚至可以使学生自主选择实验仪器，自主设计实验方案，开展虚拟、仿真实验，从而使学生得到充分的预习，提高实验预习效果．

4.3 改进实验教学方式实现由“教师为中心”向“学生为中心”的教学方式的转变

在实验教学过程中，要突出学生的主体地位.在学生充分预习的基础上，采用提问或学生讲解的方式明确实验目的和实验方法，了解实验仪器的性能和注意事项.学生操作时教师巡视于各组之间，指导学生正确使用、调节实验仪器，正确选择实验条件，正确读数；引导学生仔细观察和思考实验现象，尤其是反常现象或偶然现象更要仔细分析，实验中的偶然现象有时并非偶然，它常能暴露我们的思维缺陷和实验不足；鼓励学生自行分析和解决实验中遇到的问题，排除简单的实验故障，减少对教师的依赖性．

4.4 重视实验报告提高学生实验数据处理能力和实验结果的表达能力

实验报告是实验结果的综合反映.通过完成实验报告可以培养学生应用数学理论及方法对所测的物理量进行定量分析、计算和描述的能力；从实验现象、数据出发，通过分析、判断、概括等一系列的思维过程得出实验结论的能力、误差分析能力等．因此要加强实验基本知识，尤其是误差理论的教学，介绍分析和处理实验数据的方法等，鼓励学生主动对实验进行反思，提出问题或建议，严把实验报告的质量关，杜绝抄写实验报告．

总之，在实验教学过程中，要充分调动学生的主动性和积极性，改进教学方式，尽量创造条件让学生充分预习实验、正确操作实验、正确分析和处理实验数据，鼓励学生独立思考，从而提高实验教学效果．

参考文献

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2 俞熹，王煜. 大学物理实验课程中的一些误区及改革. 物理实验, 2009,29(1): 14～16

3 杨小静,季诚响,张民. 提高大学物理实验教学质量的几点建议. 大学物理实验, 2009，22(2):106～108

4 王勇，梅忠义. 问题与对策:大学物理实验教学改革探讨. 湖北广播电视大学学报, 2008(4)

5 江美福，方建兴. 大学物理实验教程. 北京：科学出版社，2009

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