大学物理实验教学改革探讨

陈琳英

［摘要］大学物理实验是大学课程中一门重要的实践性课程。文章就目前物理实验教学的现状作了分析,并从实验教学方法、教学内容以及考核制度等方面提出了几点改革意见。

［关键词］物理实验教学改革创新

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）06-0111-02

大学物理实验在物理教学中担当着十分重要的角色。实验和理论是相辅相成，互为依赖，共同缔造着物理王国。大学物理实验是学生进入大学后，接受系统的实验思想和实验技能训练的一门实验课，是实践教学的重要部分。因此，我们要重视对学生科学实验素质的培养，包括独立思考能力、独立操作能力、团队协作能力以及探索未知事物的能力等。为了使学生能够掌握一定的系统的物理基础知识、基本方法和基本技能，培养学生严肃的科学态度，严谨的科学作风和严格的科学方法，适应高素质、强能力、创新性、创业型的高级专门人才培养的战略要求,这就要求我们在物理实验教学上必须进行改革。

一、物理实验教学的现状

（一）教学模式

对于大学物理实验课的讲授教学模式单一，教学形式不够灵活。每个实验室安排一个实验，每个实验由一个至两个教师讲授。通常教师会把实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤，测量数据表格及注意事项提前板书在黑板上，在学生上课时逐一讲解。整个过程显然是教师占主导地位，学生只是在被动地、机械性地重复教师的讲课内容。在这样的教学模式下，学生不需要思考，只要按照实验步骤就能完成基本要求。这样的模式不仅束缚了学生独立思考的空间，忽略了学生在认知过程中的主观能动性，而且更大程度上限制了对当代大学生创造性思维和创新能力的培养。

（二）考核制度

大学物理实验作为考查课，考核制度落后。就目前状况而言，考核内容主要从预习报告、实验数据记录表和实验报告三方面考核，给出实验成绩。预习报告的内容实验教材上都有，从学生交来的预习报告来看，有些学生只是简单的重复抄写，缺乏对实验内容的思考，更无法达到设计一个实验，完成一个实验的水平。在进行实验操作时，虽然学生都是两人一组，但是做的是同一个实验，因此，测量的结果出入不大。这就使那些对实验重视程度不够的学生有机可乘，把别人的数据结果据为己用，完成实验数据记录表。实验报告通常是实验完成后，下一节课才交的，从而就会出现个别学生抄袭实验报告的想象。最终实验成绩的考核往往以交来的实验报告为主，也就缺乏了考核的公平、公正性，无法调动学生探索自然科学的积极性，这些弊端亟待调整。

二、实验教学改革实践

（一）教学方法改革

现代教学观是把学生创新能力的培养放在首位，教师的主要作用是教学的设计者、组织者、帮助者及品德的示范者。首先，教师要转变教育观念，要破除“学科中心”与“教师中心”的教学理念，从传统的接受性学习的学习方式转移到学生自主学习、合作学习、探究学习相结合的学习方式上来。不能让实验成为只是传授知识的工具。要变教师演示实验为学生演示实验，即在教师的指导下，学生演示实验，这样有利于学生积极参与课堂活动，有利于学生的主体性和积极性的发挥。

另外，普通物理实验是大一、大二学生的必修课，他们刚从中学时代步入大学阶段，学生的学习观念也没有转变，他们还习惯以老师为中心，缺乏对问题的思考、探究。如进入实验室，老师就应该把实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤等，甚至还需要老师手把手地教。基于此，老师就应该主动地去引导学生自主学习，指导学生如何提出问题，分析问题、解决问题。教师给出“问题”，让学生从“问题”出发，设计出这节课的实验要求，实验器材、实验步骤、数据测量与分析，最后得到结论。激发学生的实验兴趣，培养良好的、严谨的科学实验作风。

其次，随着计算机与信息技术的迅速发展，物理实验方法也不断地渗透到其他各个学科和应用领域。在物理实验中引入计算机模拟与仿真实验已成为现代化教学中不可或缺的一种手段。利用多媒体技术，可以对实验原理和实验过程进行生动形象的模拟仿真，声音、图像、动画、文字有机地组合在一起，增强课堂效果，激发学生的学习兴趣，调动学生做实验的积极性和主动性。

（二）教学内容改革

为了培养学生的科学思维能力、综合应用能力以及实践创新能力，适应新时代专业人才的需要，根据学校教学目的和要求，可以把大学物理实验建设成真正意义上的开放性实验室。打破以往固定的教学模式。即本学期实验都在网上开放，学生根据自己兴趣爱好、学科要求自由选择实验时间、实验教师、实验项目。目前，我校正在实施，效果颇为满意。不仅提高了学生学习的积极性，还带动了一批学生自发地进行科研创作，使得学生能够从单纯的学习型人才向学习创新型人才转变，真正体现出“人本”化的教学理念。

另外，在教学内容上，整个大学阶段的物理实验由三大模块组成：基础型实验、提高型实验、设计型实验。

1. 基础型实验

为了使学生对基本仪器仪表的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及日常维护有一个清晰的了解，在实验当中能够恰当地选择使用，开设了包括力学、电学、热学、电磁学在内的基础性实验。如：力学基本测量、电学基本测量、分光计的调整、迈克尔逊干涉仪、示波器的使用等实验。使学生在掌握了基本仪器使用的同时，学会正确处理实验数据，正确分析实验中的各类引入误差。

2.提高型实验

提高型实验是在传统实验教学的基础上开设的，有些实验利用计算机控制模拟，不仅可以锻炼学生的实际操作能力、研究动手能力，又体现出专业知识的新颖性和实用性。如：氢光谱测定实验、光电效应实验、CCD图像处理实验、激光拉曼光谱实验、夫兰克-赫兹实验等，实验内容丰富、力求能够反映物理学理论的研究成果、最新进展及其应用。在此基础上，还开设核磁共振谱（NMR）实验了解核磁共振的基本原理和氢谱的测定方法，掌握简单核磁共振氢谱谱图的解析技能；利用电子衍射仪进行真空镀膜，验证粒子的波粒二象性；扫描隧道显微镜（STM）的使用观察物质表面形态，了解物质的微观结构；光镊实验研究光的力学效应等等。这些实验相比基础性实验而言具有一定难度，操作起来也较为复杂性，但是应用广泛且实用性强，通常学生都非常感兴趣，完成的质量也比较高。通过做实验能够切实体会到现代物理学理论的奥妙，领悟实验设计的思想，将理论和实践紧密结合起来，有效地拓宽了学生的知识面，激发了学生的求知欲，提高了学生科学研究的能力。

3. 设计性试验

设计性实验着重培养学生的实验设计能力，是在学生具备一定综合能力的基础上，通过教师拟定题目或者学生自拟题目，实验中心提供场地和仪器，内容要求来源于生产实际，具有一定的先进性和技巧性，能够解决生活中的实际问题，给学生提供一个设计平台，使学生的潜能得以开发。如：我们开设的谐振频率测量、全息照相实验，在教师的指导下从实验的设计、实验器材的选取、实验步骤的安排、实验数据的测量及数据处理与分析，学生都能够亲自完成。通过设计性实验充分锻炼了学生的动手能力和思考能力。

（三）试验考核标准

为了能够全面科学地考核与评定学生的综合实验能力，考核学生科学严谨、实事求是的科研作风，建议将学生的实验成绩评定分为平时成绩和实验成绩两部分。对于平时成绩的考核可参考：出勤、预习报告、上课回答问题情况、实际解决问题情况， 对实验实际操作情况，数据测量情况，代课教师根据以上标准给出平时成绩。实验成绩的评定可以根据原始数据记录表、实验报告给出。即在学生完成实验后，教师要检查每组的原始数据记录表，并随机提问，在撰写的实验报告上给出实验成绩。平时成绩占总成绩的40%，考试成绩占总成绩的60%，实验不及格的学生要重修、补考。

实验成绩评定的科学化、合理化、准确化，可以很好地激发学生上课的积极性和主动性，自觉遵守实验课纪律，有效减少、杜绝不预习实验，不认真做实验，伪造实验数据、抄袭实验报告的现象。

三、结论

当代前沿的物理实验常常是一项综合性的巨大工程，培养学生优秀的科学创新品质，提高学生自身的综合素质，使学生的创造潜能充分得到发挥尤为重要。大学物理实验是在校大学生接触科学实验研究的第一步，正确引导，建立科学的、规范的、制度化的实验室管理是一项长期的工作，在实验教学中，还有许多新的规律、模式等待着我们去探索、研究。

［参考文献］

［1］.彭云雄.大学物理实验改革的几点尝试［J］.陕西教育（理论）,2006，（Z1）.

［2］.汪文明.大学物理实验教学改革［J］.大学物理实验，2004，（3）.

［3］.张晓波.大学物理教学改革的几点体会［J］.物理与工程，1997，（1）.

［责任编辑：左芸］