浅谈工科院校大学物理实验教学改革

章其林

（安徽工程大学，安徽芜湖 241000）

浅谈工科院校大学物理实验教学改革

章其林

（安徽工程大学，安徽芜湖 241000）

针对目前高等工科院校物理实验教学存在的一些问题，结合实验中心的教学经验，从教学思想、教学内容和评价体系三个方面提出了切合实际的改革思路。

物理实验；教学改革；评价体系

科学实验和动手能力是工程技术的基础。作为以培养高级工程技术人员为主的高等工科院校，不仅要求学生具备比较深广的理论知识，而且要使学生具有从事科学实验的理论知识和动手能力，以适应科学技术不断进步和现代化建设发展的需要。

大学物理实验是对高等工科院校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，它不仅能让学生受到系统的实验方法和实验技能的训练，而且对培养学生的创新、分析和解决实际问题的能力也有重要的作用。然而，目前很多高等院校的大学物理实验教学存在比较严重的问题，例如:部分师生对这门课程认识上存在一些误区，认为不重要，从而不认真对待；教学模式和方法陈旧，不能激发新生代大学生的学习兴趣；实验仪器追求高端大气、集成和自动化偏重，学生实际操作和动手的步骤很少，得不到很好的锻炼等。因此，针对这些问题以及理工科大学物理实验课程的基本要求，根据多年来的教学经验，结合现代大学生的特点，对实验教学进行了全面的改革，具体措施如下［1-3］。

1　从思想上提高师生对物理实验课地位和作用的认识

物理实验被部分师生看着是专业理论课的附属，学好学坏一个样，重理论、轻实验的现象依然比较普遍。在这种错误的思想认识下，物理实验课在很多高校得不到应有的重视，导致出现了很多教学问题，如教师不认真备课、随意删减教学内容，学生课前不认真预习、实验过程马虎大意、编造数据等等。

因此，从思想上提高师生对物理实验课程的认识是首要解决的问题。应该认识到实验教学和理论教学是相辅相成、互为补充的，只有处理好二者之间的关系，才能培养出全面的、适应社会发展的高素质人才。为此，实验中心特别安排了一节绪论课来着重和同学们介绍物理实验的地位和作用、实验前的预习准备、实验中的观测与记录、数据处理与误差分析等相关知识。为了激发同学们的学习兴趣，还会讲一些实验物理学家的趣事，例如奥托·冯·格里克的马德保半球实验，伽利略的比萨斜塔实验，以及泊松光斑发现的过程中理论和实验的完美结合等等。除此之外，就业是当今大学生非常关注的问题之一，从一些毕业生的反馈来说明物理实验对工作态度和实践能力的所起的促进作用，使学生充分认识到本课程的作用和重要性。从近年来的教学情况来看，课程开始阶段正确有趣地引导学生重视物理实验课程对后期的实验教学顺利开展有良好的促进作用。

2　改进实验教学内容

物理学是在实验与理论紧密相互作用的基础上发展起来的，期间成就了丰富的实验内容，实验方法和技术以及精妙的仪器设备。如何选取相关知识作为实验教学内容是值得我们深思和探讨的。为此，本实验中心结合现代大学生的特点，做了如下几个方面的改进:

（1）精选优化实验教学内容

在保证基础物理实验对学生基本实验素养培养的前提的下，一方面淘汰了或更新了一些存在重复和过时的内容，如电桥法和电位差计，其基本原理类似，只需保留其中一个就可以了。另一方面，对一些传统的物理实验内容在也做了一些改进和调整，如加入一些实验背景的介绍，让同学们了解科学发现的过程，这既能提高学生的学习兴趣，又能潜移默化的提高了学生发现问题，解决问题的能力。此外，还集中制作了相关的电子课件，以动画的形式激发学生的更多的学习兴趣。

（2）注重实验仪器的选取

现代的物理实验仪器具有简单，便于操作的优点，但同时由于高度集成化，很多功能就汇集成一个按钮，这不便于学生真正理解现象背后的原理，也不利于学生动手能力的培养。因此，实验中心刻意保留了很多传统的实验仪器，像电桥法，万用表等都需要学生一根导线一根导线的去接，扭摆法需要自己动手用天平，游标卡尺等去测量重量和长度等。在购置新仪器的时候，都综合考虑操作难易程度的平衡性，让学生能真正从实验过程中得到应有的知识和能力的提升。

（3）加大综合和设计性实验的比例

为了进一步培养学生的自主创新和动手能力，选择的基础实验与综合实验和设计实验的比例约为2:3。像电桥、杨氏模拟的测定、扭摆法等基础实验能很好地锻炼了学生的实验基本功，而像全息照相、赫兹共振以及自主设计简单充电器等综合和设计性实验的内容与前沿科技和实际应用紧密联系，这些实验能在开拓学生视野、激发探索科学兴趣的同时，也很好的培养了学生的自主创新能力。

（4）多样化的实验形式相互补充

实验中心始终重视学生创新能力的培养，然而在必修的实验中学生可以自由发挥的空间不多，因此在保证学生完成必修的实验内容之外，我们整合资源，建立了一批开发性实验室和演示实验室。开放性实验是以学生自主预习和操作为主，老师指导为辅形式完成一些学生感兴趣的内容，如组装收音机，利用废旧材料（如易拉罐，塑料瓶等）演示像虹吸原理、共振现象和潜水艇的工作原理等。演示性实验，如哈哈镜、无根之水和弯曲的光线等集趣味性与科学性与一体，目的是让更多的学生走进实验室、走进科学，从而能在激发学生兴趣的同时传授一些内在的物理知识，取得了非常好的教学效果。

3　建立科学的实验教学评价体系

据了解，有很多学校的学生实验成绩的评定基本上是依据实验报告或者是最后的笔试。这种评价方式过于片面，可能会导致某些学生不重视平时的实验操作和打击学生实验的积极性，认为只要做好题、考好试就行了，这就背离了物理实验的初衷。因此，实验中心采取了如下改进措施:

（1）将课前预习纳入评定体系

正如物理实验课的绪论部分介绍的，粗大误差必须要避免，这就要求学生课前要充分预习，了解实验目的、原理和基本操作。虽然很多高校都要求学生预习，但是流于形式，执行的不是很好。为此，中心要求学生课前必须写好预习报告，同时要求教师课前抽查提问，根据学生回答问题准确性和预习报告完成的情况，按等级对课前预习加以区分，并按比例将其计入该实验的最后成绩。在这个模式下，学生预习报告写的非常认真，回答问题也很踊跃，达到了很好的预习效果。

（2）将课堂实验操作为重点，纳入考核体系。

培养学生的实践动手能力是物理实验最重要的目标。因此，尽量少些教科书式的灌输讲解，多留点时间给学生们自己动手操作。在实验过程中，老师实时检查每位同学的操作情况，对不正确的地方给予纠正和指导。为了激励学生，同时对操作情况按照优、良、中、差进行评定，并纳入最后的实验成绩。

（3）综合评定实验成绩

实验中心采用“2+4+4”模式评定单个实验的成绩，即预习报告（包括课堂提问）、课堂操作、实验报告分别占成绩的20%、40%、40%。这种评价模式突出了前期的预习和实践动手能力的重要性，在这种导向下，学生会更加重视实验操作过程，而不是仅仅完成一份实验报告。同时，这样评定的方式，从预习、操作和数据处理三个方面较为全面客观的反映了学生对实验的掌握和能力的提升情况。

物理实验的期末考核方式有多种，常见的有笔试、小论文和考核已做过的实验等，这些方式各有优缺点。中心采取的方式是，将学期末的最后一个实验作为考核实验，要求授课老师简单的介绍一下基本步骤和注意事项，其余由学生自己参照课本独立完成，在这过程中，老师根据学生的操作情况，对每一步的完成情况评分，同时要求当堂完成实验报告并上交，并将其考核成绩按照30%的比例计入最后的总成绩。

4　结 论

大学物理实验教学改革必须以有利于培养具有实践创新能力的人才为目的。实验中心始终紧紧围绕“动手能力的培养是物理实验的第一要务”这个主体思想，从学生对物理实验的认识、教学内容的选取、实验课程的授课方式以及最后的评价方式等几个方面层层把关，有力高效的培养了学生的科学实验和实践创新能力，为同类院校物理实验教学提供了有价值的借鉴和参考。

［1］ 郑发，郝霞，华沙咪，等.大学物理实验教程［M］.2 版.合肥:中国科学技术大学，2011.

［2］ 王兴林.大学物理实验教学改进与提高浅谈［J］.科技信息，2013（9）:138.

［3］ 梅孝安，苏卡林，周菊林，等.大学物理实验教学创新改革研究［J］.2009，22:94-97.

［4］ 涂亚芳，吴铁山.应用型本科院校大学物理实验教学改革探讨［J］.大学物理实验，2013，2:142-144.

Introduction the Reform of University Physics Experiment Teaching in Engineering Colleges

ZHANG Qi-lin
（Anhui Polytechnic University，Anhui Wuhu 241000）

In view of the present some problems of physics experiment teaching in higher engineering college，combining with the teaching experience of experiment center in our school，it put forward practical reform train of thought from teaching thought，teaching content and evaluation system in three aspects.

physics experiment；teaching reform；evaluation system

G642.0

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.038

1007-2934（2015）02-0132-03

2014-11-24

安徽工程大学校青年基金（2013YQ46）