应用型工科院校大学物理实验改革初探

张鹏娟，郑璐石

(银川能源学院，宁夏银川 750105)

物理学是以实验为基础的学科，是自然学科及工程技术的基础，而大学物理实验作为物理学的基础学科，是高等工科院校的一门重要的基础课程［1］。大学物理实验课程涉及的知识面广，接触各种仪器的机会多，在培养学生的实验能力和科学素质上起着重大作用。目前大学物理实验课的教研教改取得了许多成功的经验，但也存在一定的弊端［2］，比如忽略学生现状，缺乏大学物理及实验作为公共基础课在总体教学理念上的把握，理论与实验之间也缺乏适当的有机联系与贯通，而将基础理论教学与实验教学完全分开、教学方法死板、教学模式单一、考核方式存在不足。这样的做法与学科的性质、特点不符，导致学生对实验课兴趣不高，实验操作急于求成，实验报告抄袭、编写数据。实验课未能达到预期的培养目标。

鉴于这种情况，有必要对大学物理实验教学做一些探讨，我们从教学的现状分析与实验教学改革两方面进行了初步的尝试，取得了一定值得肯定的效果。

1 教学现状分析

1．1 学生现状分析

(1)学生本身实验基础较差

从教学实践中发现，多数工科院校尤其是民办高校学生的实验基础比较薄弱，主要表现在以下几个方面［3］:

①学生对基本实验原理不能很好地理解;

②处理实验数据的能力较薄弱;

③动手能力不强;

④缺乏发现问题与解决问题的能力;

⑤对于民办高校，学生多为基础知识较差，生源质量较差的水平［3］;

⑥应试教育造成了学生重理论轻实践。

(2)学生学习兴趣不浓

物理实验具有形象、直观、真实的特点，但随着教学的投入学生的兴趣出现明显的下滑趋势。其主要影响因素有以下两方面:

①实验内容设置的不科学。其一是难易程度跨度太大，没有根据学生的水平来开设实验，学生认为做实验时浪费时间;其二是与学生的专业联系甚少。

②教师的教学方法、教学模式不能提高的学生的学习热情。

1．2 教学模式的问题

大学物理实验课一般采用统一安排实验时间、实验地点、实验内容，要求学生在规定的时间内完成实验［4］。一般是教师在实验室先讲解实验原理，实验方法，演示实验，再让学生操作完成实验。这种实验教学模式，在大多数高等工科院校普遍应用，但是由于惯性地将大学物理理论课与实验课完全分开，物理理论与实验理论有脱节现象。由于许多民办工科院校学生物理基础较差，这样造成实验理论原理学生难以理解，学生面对既陌生又枯燥的物理实验理论，没有做实验的兴趣。再加之实验时间所限，学生几乎没有时间深入思考实验原理，认真总结实验方法和实验技能，更没有时间去拓展实验设计。基础好的学生测完数据走人，动手能力差的学生更关心实验数据，甚至抄袭别人的数据。这对于培养学生理论联系实际、实事求是的科学作风、主动进取的探索精神、在实验中不能激发学生的创造性［5］。

1．3 考核方式的问题

以往的实验课考核，实验预习成绩占10℅，实验操作占40℅，实验报告占50℅，实验报告在一定程度上反映了学生实验能力的强弱。但是实验中要求学生掌握的基本实验方法、基本实验技能的考核不易在实验报告中体现出来。这样一来学生就会把大部分时间和精力放在实验报告的书写与实验数据的处理上。这种方式使得学生更加轻视实验设计思想、实验原理、实验基本方法、基本技能的掌握，达不到培养学生的动手能力、思考能力、综合应用能力的目标。

2 教学改革与实践

2．1 课程建设

教材作为师生学习的第一手资料，应当与学生自身的知识水平、培养学生的整个课程体系相适应［3］。由于不同大学自身的特点及条件的限制，现有大学物理实验教材中的某些实验在实际的操作中难以实现，因此不能一刀切式地引用已有的许多名校的大学物理实验教材。在对各种大学物理实验教材分析总结的基础上，结合我校学生的具体情况，我们组织了资深教师及一线实验教师编写了实验教材。根据学生自身的水平，结合学生专业，对一些传统实验进行了修订，对实验内容也做了相应的增减，提高了教材的实用性。

在这个基础上，结合学生的培养目标，我们将原有的实验结构重新分类为基础验证性实验、综合设计性实验和研究设计性实验，逐步强化综合设计性实验和研究设计性实验的比重，在技术上增加实验的趣味性，克服学生做基础验证性实验时常有的思维惰性，提高学生的应用创新能力。

2．2 教学模式的改变

我们注重大学物理及实验课程教学理念的改变，为了培养学生对大学物理的学习兴趣，动手与思考能力。我们在实验教学模式的改革上根据大学物理及实验课程的性质与特点，将课堂理论教学与实验教学相结合，在教学大纲、教学方式、教学场景等方面做了相应的调整。

比如将《物理学》“光学”这一章中的“劈尖干涉与牛顿环干涉”(理论教学1学时)与实验“劈尖干涉与牛顿环”(实验教学2学时)结合起来，在实验室完成“劈尖干涉与牛顿环干涉”理论知识的讲解(1学时)，讲完理论后指导学生完成“劈尖干涉与牛顿环”实验(2学时)。

综合比较，将理论教学与实验教学结合取得的效果:①学生在理论课堂上面对枯燥的理论，再加之基础薄弱，学习兴趣低。但将理论课堂教学搬到实验室，面对实验仪器学生有明显的学习兴趣，上课玩手机，睡觉等一些不好的习惯有明显的改变。②通过将理论教学与实验教学结合，同样都是3个学时(1学时理论，2学时实验)学习，学生的收获有很大的不同。相比较，改变教学模式后，学生对“劈尖干涉与牛顿环干涉”这一节的理论知识有明显的掌握，也加强了对“劈尖干涉与牛顿环实验”的实验理论掌握，对实验的操作及完成相对其它班级总体较好。③从学生的实验报告来定性分析，不论从内容的完整性及结果的计算，总体相较其它班级较好。

以这个教学模式为初步，我们打算将“光学”的理论内容与光学实验实行模块化教学。

(1)模块化教学的实施

教学模式的改变:改变传统的理论课程就是讲授教学、实验课就是在实验室按照实验指导书完成实验及上交实验报告的单一化教学模式，理论教学内容与实验教学有机结合。

①改变教学场景

将“光学”这一章的理论内容(6学时)放到实验室讲解，教师在讲解光学实验理论时可针对实验仪器边演示边讲解。实验仪器分组

将光学理论内容涉及到的光学实验仪器选择若干套分组后置于一个大的实验室，如光的干涉实验中选择5套“牛顿环与劈尖干涉”实验仪，5套“杨氏双缝干涉”实验仪，5套“迈克尔逊干涉”实验仪。

②学生分组

将学生分为每10人1大组，每2人1小组，每大组选择其中一个干涉实验，实验操作学时为2学时。

③学生讨论

学生做完实验，组与组之间对不同的干涉实验进行讨论、讲解(1学时)。实验总共3学时。

(2)模块化教学的预期效果

①理论教学与实验教学的有机结合缩减了实验学时。

②学生在对理论知识掌握的基础上，进一步加深了对理论的理解。

③提高了学生的学习兴趣，面对实验仪器，学生也不会感到学习物理理论知识太过于枯燥。

④实验时，培养了学生的动手能力、思维能力、合作能力。

在对“光学”实行模块化教学的进一步充实和完善的基础上，继续将此教学模式逐步展开并应用于其它模块、其它班级的教学。

2．3 考核方式的改革

根据学生现状及教学现状，我们打算对实验考核方式做如下改革:

(1)实验考核方式的改变:

在以往的实验教学考核模式中增加实验考试。以往实验考核的比例也作相应的调整，即将实验预习(10℅)+实验操作(40℅)+实验报告(50℅)调整为由实验预习(10℅)+实验操作(30℅)+实验报告(40℅)+实验考试(20℅)构成的考核模式。

(2)实验考核的实施

在所做的实验中选取几个重点实验，实验试卷以讲义的形式，规定考试时间安排监考老师，学生随机抽取试卷，要求学生在实验室独立完成实验并交卷。

增加实验考试在一定程度上可提高学生对物理实验课的重视程度，可以有效地改变以往实验课学生随意缺课、随意请假以及中途逃课的现象，有利于督促学生加强对基础理论知识的掌握，提高学生思考能力、动手能力。

实验课教学改革是一项复杂的系统工程，改革的效果需要放到教学实践中加以检验。我校大学物理实验课程教学改革从12级学生中选择一个班级开始小范围的试点。其中教学模式的改革实施了一个学期，学生的反映与教学效果取得了初步的效果，考核方式的改革将逐步完善并推行。当然，我们的教学改革还处在初级的探索阶段，改革的经验、措施、模式还需要不断的积累并完善。

［1］ 成娟．衔接视野下大学物理实验教学改革的探索［J］．大学物理实验，2013，26(5)．

［2］ 陈名贤．大学物理实验教学改革初探［J］．广西师范学院学报．自然科学版．2003(2)．

［3］ 盖双旗，时伟，陈伟华，等．大学普通物理实验的简化、深化和拓展探讨［J］．大学物理实验，2012，25(4)．

［4］ 刘悦等．工科院校物理实验教学改革的现状分析与对策研究［J］．物理通报，2012(3)．

［5］ 闫友房．工科院校物理实验教学改革初探［J］．教学改革，2008，8(3):170-186．