浅谈大学物理实验教学体系的构建和优化

薛禹（北华大学　物理学院，吉林　吉林　132013）

浅谈大学物理实验教学体系的构建和优化

薛禹
（北华大学物理学院，吉林吉林132013）

摘要：我国教学改革的进一步深化，教育现实为教学提出了更高的要求。在以生为本的教学理念支持下，实验项目的模块化发展是基础，实验教学内容的进一步优化是核心，层次教学是重要的手段，实验教学运行方式的改善和实验管理模式的变革是保障，针对本校的物理实验教学体系的现状，对其进行进一步的优化和构建，希望可以实现教学质量的进一步提升，充分调动学生学习的积极性，提升动手能力，进一步培养学生的动手能力和创新精神。

关键词：大学物理实验；教学体系；构建和优化

国际金融危机在消退后，中国经济的增长逐渐恢复。从这次经济危机对我国的影响中得知，中国经济遭受了一次重创，不仅影响了我国的实体经济，同时也对我国的民生产生了深远的影响，其中最为突出的就是就业形势变得愈发严峻，学生在就业和工作中都面临着巨大挑战，面对严峻的就业环境、经济发展和社会环境的变革中，教学中的基础教学课程改革也需要进一步推进，学生需要具备理论和实践相结合的综合能力。在大学物理教学中高质量的物理实验教学成为了一项重要的教学工作。

一、大学物理实验教学的意义

大学物理实验课程是工科学生在进入大学后第一次接触的实验课程，同时也拉开了大学生开展研究和实践学习的序幕。作为基础性的实践学科，它对学生的动手实践能力的培养具有重要意义。物理实验的内容体系可以分为三个层次：基础性、综合性、设计性；其中包含了基本量的测量和近代物理学实验方法和技术的应用，凸显了由浅入深，由简单到复杂的阶段。对实验项目和内容实行了具体规划；实验中主要涉及的方法有对比法、放大法和干涉法等；其中还包含了误差的发现和消除，对不确定计量的详细误差研究理论等。[1]同时还能实现大学生创新能力的培养，在应用型人才的培养中具有重要的意义。

二、实施分层次教学，实现教学模块的优化

当前，我校大学物理实验课程主要面向多个学院的20多个专业，全年一共开设了一百多个行政自然班。针对不同学科的专业要求，物理实验教学中心实施了分类教学，一共分为三个层次。第一层次主要面对工科学生；第二层次是面对理科学生；第三层次是面对农医科学生。并且实现了将大学物理实验从理论教学中分离，成为一门独立课程，对教学大纲和教学计划进行独立编写。实现了在联系理论知识的同时灵活的组织并开展实验教学。物理实验教学的中心需要对三基进行审视，三基分别是基础知识、基本方法和基本技能，实验教学内容对原有的基本实验项目进行了筛选，并适当地进行了调整和改进。同时要做好学校设备和经费的支出项目建设，积极向省教育和财政厅寻求项目支持资金。逐步开设虚拟实验远程教学系统、光学和电路设计等综合性、设计性强的实验室。[2]

三、丰富教学内容，提高学生学习兴趣

观察以往的物理实验教学内容，物理实验需要对多个教学主体进行开放，但是学校内的实验仪器数量和实验项目是一定的，基于此教师要对不同程度的实验进行开发，多在几个班级中展开难易程度不同的实验课程。实践课程和理论课程之间是相互脱节的，不具有层次性特征，也没有先后的区别，对专业方向也没有清楚的区别。大学物理实验课程要对基础实验进行保障，同时还要丰富和创新教学内容，实现教学内容和时间上的联系，争取同步进行，不断提升起点，减少简单性验证实验的开展，在教学中加入更多综合性实验内容，结合大学物理教学的理论建构具有基础性和综合性的多种实验。对必选和自选实验的比例进行适当调整，保证在完成必选实验的前提下，为学生准备更多实验项目，结合学生的专业，结合学生的兴趣，实现学生实验项目选择的自主性。这样学生在掌握必要的实验技能后，实现自由选择实验项目，做自己喜欢的实验，保证学生在实验中保持积极良好的情绪，促进学生在实验中的创新和思考。[3]在保证学生可以单独完成实验的前提下设置更多的实验方法。同时还要开设综合性较强需要多人合作完成的实验项目，实现两人或两人以上的分组实验，实现学生团队合作能力和科技创新能力的提升。

四、改善教学方式，实现教学效率的提升

多媒体课件的应用在教学方法的进一步完善中是十分普遍的做法，但是多媒体教学课件中很多都是制作粗糙、华而不实，针对这一现象，部分院校的实验中心教师制作了许多实用性强、配套完善的多媒体课件，其中充分展示了实验原理、详细的操作过程和细致的数据测量以及实际应用等，具有直观、生动等特点。但是对于怎样利用好多媒体教学资源，教师程度不够，使用课件还不如不用，并不是所有的教学项目都适合应用多媒体。要想达到良好的教学效果，在多媒体技术使用的同时还要确定最佳切入点，掌握好时机，在适当、适度、适时的情况下引入多媒体教学技术。不如在解决抽象的疑难问题中，教师可以采用多媒体授课形式，对学习气氛进行调节，保证学生注意力的集中。否则对抽象问题进行单纯性讲解是十分枯燥的，造成教学效率的下降。当前基本上所有的学生都已经有了电脑，就算没有电脑的同学也会经常上网。学生对通过网络途径传播的内容比较容易接受，因此教师可以将原理复杂、步骤繁琐的实验演示在学院的网络上进行上传，学生既可以实现网上预习，还能在课后或课余时间进行复习，教师在使用课件讲解中可以实现教学的重点的突出讲解和演示，避免教师在短暂的时间中不能将原理讲清楚、讲明白，例如教师在讲台上对一台实验仪器的演示中，会有很多学生看不到或者看不懂的现象发生，影响实验教学的进程。[4]

五、使用多种教学手段，培养创新意识

对于物理实验教学教师缺乏教学技能的缺陷，教学手段传统陈旧、单一，通常采取保姆式的教学方法，学生在学习中遇到任何困难就向老师发问，教师不是引导和启发学生而是直接告诉学生怎样实施，造成学生思维被限制的问题。一门无趣且具程序化课程会让学生感到枯燥，甚至对物理教学实验产生抵触情绪，参与实现教学往往抱着应付的态度，没有发挥宝贵的实验资源，对学生能力和素养的提升及学习积极性造成阻碍，同时也阻碍了学生创造性思维的形成。针对动手能力较差的学生，物理实验指导教师可以对实验内容进行详细讲解，结合物理实验设置问题情境，激发实验探究兴趣，培养创新意识，以及提出问题、分析问题和解决问题的能力。情景的创设主要是为了实现学生将已经掌握的知识和新知识之间产生的冲突，进一步激发学生发现和探究问题的欲望，提出有价值的问题设想。指导教师可以利用生活、实验和社会中存在的实际问题，创设发现和提出问题的情景。教师要缩短知识讲解的时间，让学生多用眼看，多动手操作，多用脑思考，在问题出现后可以实现学生对问题进行独立解决，避免教师代替学生学习，导致学生在教学中没有任何事情可做的情况发生，使学生体会到自己在每一个步骤中都能实现自身能力的提升，学生的想象力可以得到充分发挥，在实验中获得成就感，在保证实验完整性的基础上，对学生的实验记录数据和分析进行检查。并且不断鼓励学生利用有限的器材进行实用性的实验扩展，对实验进行改进，将实验内容和生活内容进行相应的联系，扩展学生实验的应用性。

六、利用科学化管理，实施开放式教学

传统实验考评法中主要是课堂中操作、课前预习以及完成课后实验报告等，在以上的每一项过程中教师都要给出公平公正的评价，认真对待对学生的考评。但是这些都只是机械的重复性措施，对学生的实验报告作假抄袭等现象不能实现制止，造成最后的实验评价成绩对学生的创新和动手能力没有充分的体现。因此，教师要实施免试和实践操作结合的考评方法，实行对学生的综合性评价，在考评中加入学生开放性实验和设计性实验中体现出的创新意识、动手操作能力的评价等，并确定操作能力较好、成绩比较优秀的学生名单。同时还要为学生提供相对宽松且对学生个性发展十分有利的氛围，在保证学生完成一定数量的基础实验，在学生掌握了基本技能和方法后，教师可以为学生实施开放式教学。开放式教学模式可以通过网络平台来实现，物理实验可以利用学院网对学生实现教学网络化管理。在校园网上建立物理实验中心网页，利用网上实验预约和网上服务的功能。学生在校园网上可以充分自由选择自己喜欢的实验实践，浏览物理相关知识，对实验成绩进行等；在开放性物理实验教学中要以设计性课程为主。该途径是实现学生能力提升的重要途径之一。教师可以在学校的网页上对设计性实验项目开放时间进行公布，结合实验要求，对相关资料进行查阅和查找，画出实验设计图，教师对其理论可行性进行检查，并为其提供实验方法和实验仪器，帮助其初步制定实验步骤，在授课时间独立完成实验。

七、课外实验基地的建设

实现创新实验教育是一个比较漫长的过程，它同学校的师资水平和教学设施之间有着密切联系，建立基础物理实验和物理实验的活动小组，扩大学生的视野，还能激发学生的学习兴趣，经常对学院专家和教师进行邀请，促进其对学生新产品的研发进行指导，保证学生科研、实验的质量，促进学生在物理实验课程中的积极性，同时还实现了对学校教育资源的充分利用。

八、结束语

依据学生的综合实验素质和创新能力的提升，对教学模块实施分层系优化，建立和优化物理实验教学的体系。此外还要对教学运行的方式进行变革，优化物理实验室的管理，开展开放式实验教学，不仅可以提升学习的积极性和主动性，同时还对非实验室中的资源进行了充分利用。通过近几年的教学实践和教学成果可知，大学物理实验室教学体系在实施后大大促进了教学质量的提升。主要体现在两个方面，一是学生的实验成绩在不断的提升，学生对实验教学的更加重视，学生在实验教学中的积极性较高，可以在实验教学中体会到一定的乐趣。另外，课外物理实验成果在省外的学术比赛中获得了许多奖项。但是我们需要知道的是，实验教学体系的建构和优化并不是一朝一夕就能实现的，需要一个过程，对大学物理实验教学体系优化和评价，以及长远效益还需要进一步的跟踪和调查。

参考文献

[1]郑军，樊艳，周国泉.大学物理实验教学体系的构建和优化[J].中国科技信息，2008，2：220-221.

[2]张欣艳，王畅，赵达.大学物理设计性实验教学体系的构建[J].高师理科学刊，2009，5：102-104.

[3]郭军.大学物理研究性实验教学体系的构建[D].华中师范大学，2006.

[4]张玲玲.大学物理实验研究性教学体系的构建与实践[J].才智，2014，6：151.

[5]潘光义.大学物理实验教学质量评估体系构建研究[J].教育教学论坛，2013，40：171-172.

Abstract:As China's reform of teaching has been deepening further, education reality proposes higher requirements for teaching. With the support of a student-centered teaching philosophy, modular development of pilot projects is the basis and further optimization of the experimental teaching content is the core, the level teaching is an important means. Changing operation mode of experiment teaching and reforming experimental management mode is the protection. Aiming at the status quo of the teaching system of physics experiment in our college, the further optimization and construction has been done, hoping to improve the quality of teaching, fully mobilize the students' enthusiasm and train students' operating ability and initiative spirit.

Keywords:university physics experiment; teaching system; construction and optimization

中图分类号：G642

文献标志码：A

文章编号：2096-000X（2016）05-0097-02

作者简介：薛禹（1984-），男，汉族，吉林省吉林市人，硕士，北华大学物理学院，助教，研究方向：物理学。