大学物理实验分层教学模式的探索

毛巍威 王兴福 王仁洲 李兴鳌

摘    要： 本文结合大学物理实验教学的现状，分析了大学物理实验分层教学模式的目标，并研究了分层教学模式的具体内容，通过实施分层教学可以有效地增强物理实验的教学效果。

关键词： 物理实验    分层教学    开放式管理    创新能力

实验在大学物理教学中的作用越来越重要，其承担的作用不仅是对课堂知识的巩固与延续，而且能够培养大学生科学素养。大学物理实验分层教学是指针对不同基础、类型和专业的学生对大学物理实验教学的需求，依据学生对大学物理实验基础知识和基本技能的掌握程度及接受能力，设计不同层次的教学目标，提出不同层次的学习要求，给予不同层次的教学，进行不同层次的检测，使学生在各自的起点上选择不同的教学方案，获取数量、层次不同的知识与技能信息。

一、大学物理实验分层教学的目的

采用大学物理实验分层教学模式，一方面是让学生从识别、使用基本的实验工具开始，能够学会数据的测量，学会由简单实验到复杂实验的操作，再到能够进行实验的应用和简单的实验设计。实验教学的层层深入使学生掌握新的知识、能力，促进学生的不断进步。另一方面是根据人的认识规律，把学生的认识活动划分为不同阶段，在不同阶段完成相应认知水平的教学任务，因材施教，逐步递进，促进学生综合素质和多方面能力的提高，让学生打好实验基础，为后续课程的学习及以后的发展提供前提保证。另外，大学物理实验分层教学模式，还特别关注学生认知水平的差异。强调按照学生的认识发展水平，分不同阶段完成教学任务，逐步深入，逐层递进，使学生在更高层次获得更好的发展。

二、大学物理实验分层教学模式研究具体内容

（一）实验误差理论课的分层教学

大学物理实验课程中用到的基础知识及指导性理论——误差分析和数据处理部分，都统编在教材的绪论，对于一部分大学一年级的学生来说，误差分析和数据处理部分理论知识学生还不能完全接受。为了解决以上问题，我们在实验绪论课内容上采用了分层教学法。

第一个层次的内容是实验课的地位、作用、任务及基本程序，这部分教学内容涉及物理学的发展史及学生今后要学习的专业实验简介。

第二层次的内容是物理量的测量、误差的简单估算、结果表示有效数字的概念和应用，这部分教学内容与实验教学内容同时进行，可以让学生从感性上接触误差传递知识并学会简单的误差处理。例如，在分光计测顶角实验中重点讲解直接测量的不确定度计算，而双臂电桥测低电阻实验中，可以重点讲解间接不确定度的计算。

第三层次的内容是数据处理部分，在大学物理实验课程中主要要求学生掌握列表法、图示法和逐差法的使用，这部分内容与基础实验同时进行，在具体的实验中理解数据处理方法既形象又生动，学生接受快，学习效果好。例如，在光的偏振实验中，重点讲解图示图解法处理数据。

（二）实验课教学内容的分层教学

大学物理实验课程是大学生进入校门后第一门科学实验课程，考虑到中学物理实验课程和大学物理实验课程的衔接，我们对课程内容采取了分层教学法，将一学年的大学物理实验分为四个层次。

第一层次的教学内容为预备性物理实验项目，如长度的测量、质量测量等基本实验项目，提供给学生各种常用测量工具，如螺旋测微器、电压表等，学生根据自身物理实验基础，自由选择学习内容和时间，其目的在于满足在中学实验训练较少的同学提高实验技能和科学实验的素质，夯实实验基础，为下一步物理实验打下基础。

第二层次的教学内容为基础实验项目，如分光计的调节与使用、示波器的调节与使用等项目，这阶段教学内容侧重实验测量方法、主要仪器设备的使用、常用物理量的测量等方面训练，目的在于使学生学会常用仪器的使用，掌握物理实验的基本测量方法。

第三层次的教学内容为综合性、设计性实验项目，如声速测定、电表改装等项目，主要内容为一些力、热、电、光相互渗透的综合性提高实验。这阶段教学内容侧重于学生综合素质和创新素质能力的培养。

第四个层次的教学内容为研究性实验。研究性实验是一些由科研转化为教学内容的实验活动，学生通过创造性思维和大胆观念探索客观世界背后所蕴涵的规律。

（三）实验课教学中对学生分层次教学

由于学生动手能力有很大差别，每个层次的实验又是同时开设的，实验的难易程度不同，因此在上实验课时，我们把学生分成两个层次，基础较好的学生先做较难的实验项目，基础较差的学生先做较简单的实验项目，调动全体学生做物理实验的积极性。在每个组学生做实验时，也可以把一个班的学生分为若干层次，在实验过程中提出不同要求，调动学生的积极性，使学生积极主动地学习。

三、结语

在大学物理实验课程中，实行分层次实验教学既考虑了物理实验课程的广泛性，又考虑了学生的专业性特点，使教学有层次、有针对性，体现了因材施教的原则。物理实验分层教学，既优化了教学手段，又提高了实验教学设备的使用率，充分整合了现有教学资源，进一步提高了教学水平，开阔了学生视野，调动了学生学习积极性，活跃了课堂教学气氛。

参考文献：

[1]张立彬，张功，杨祖念.美国大学物理学分层次教学研究[J].大学物理，2012（06）：50-56.

[2]张业民，李光提，黄在范.提高学生综合、设计性实验能力的探索[J].实验科学与技术，2010（02）：97-98.

[3]秦雷，彭振生.应用型本科院校大学物理实验分层次教学的探索[J].池州学院学报，2009（06）：117-118.

基金项目：南京邮电大学教育科学研究重点课题（GJS-XKT 1405），南京邮电大学教改项目（JG00714JX84，JG03014JX07）。