大学物理实验改革研究

摘要：随着国内外物理学研究迅猛发展，大学物理实验课程建设愈来愈被国家高层和高校师生看重。大学物理实验，逐步形成一门相对独立的具有特殊功能的课程，深受理工科学生们的喜爱。但当前物理实验教学中还存在一些亟待解决的问题，比如实验设备及內容缺乏时代前瞻性，实验课教学方法缺乏多样性，实验创新性实用性不够等，如何解决，事关大学物理教学的成败，事关我国世界一流大学建设的成败。

关键词：物理实验；前瞻性；多样性；创新性；考核机制

近年来，随着国内外物理学迅猛发展，随着我国新时代“世界一流大学”建设攻坚克难任务深入推进，高等教育系列之大学物理实验课程建设越来越受到高等教育工作者的关注和重视。物理实验课在多数理工类院校已经得到了广泛的开展，深受理工科学生们的喜爱，大学物理实验，逐步形成一门相对独立的具有不可替代的教育功能的课程。

大学物理实验的方法和技巧日渐丰富，配置的各种精密仪器日益先进，加之计算机技术在实验中的应用，使物理测量技术和研究得到深入发展，造就了物理实验不同于理论本身的特有内容和生动实践特征。但在具体教学过程中还是有些习惯和做法需要研究推敲，深思裁夺。

1.物理实验设备及内容缺乏时代前瞻性

调查发现：有些高校图省事儿，物理实验室建设一次性投入到位，在以后的很多年只提供极少的维护费用，导致实验仪器设备陈旧老化，更新不足，缺乏时代性和前瞻性，对一些物理前沿问题的研究无法通过实验全面展开，一定程度上限制了物理前沿和尖端问题的研究路径。

依据学科特点，物理实验内容及结果精准度很大程度由实验步骤及仪器决定，建议高校对实验设备仪器维护更新实行制度化管理，定期引进先进仪器、创新设备及由科研成果新造的设备，以最大程度地保持实验设备的完好率和先进性。使大学物理实验教学始终有新意、有创意、有发现，进一步激发学生的物理实验兴趣，提升物理科学实验的可靠性、可信度和认同感。

2.物理实验课教学方法缺乏多样性

在当今数字技术、网络技术势不可挡，大行其道的新形势下，在科学研究飞速发展、突击猛进的新时代潮流推动下，传统的物理实验方法及内容显得有些陈旧落伍，难以满足前沿科学研究的需求。因此，大学物理实验课应该顺应信息化、数字化、网络化、激变化时代要求，改造传统的实验教学内容和方法，全面引入信息技术、多媒体创新等现代化实验教学手段，引入计算机虚拟仿真实验，建立物理实验教学网站，提供远程交互实验平台，进行现代化的大学物理实验管理和教学。

学生可以在实验室之外的任何终端进行预习、模拟、预演自己要做的实验，随时向教师请教实验中遇到的问题，与实验平台上的其他人交流讨论。以极大地拓展物理学习的时间和空间，培养大学生独立思考互助学习的精神品格，形成良好的学术研究素养。

3.大学物理实验室及课程开放性不够

一般而言，大学物理实验室对学生的限定比较死板，教学覆盖面、学生受益面比较小。很多学校物理实验只对理工科学生开设，有些理工科的学生还要分成多学时和少学时两种，一定程度上造成大学物理教学资源的浪费。物理实验是提高学生活学活用的最佳途径，是强化动手能力的捷径，因此，物理实验设备一旦投入，则让设备有序运转起来，让更多的学生受益才是首要的。

在当前高校实行学分制的背景下，建议物理实验室多开放，让学生自由选择。对理工科生作为必修课开放，对有物理爱好的文科生可作为选修课，作为试行加分课程。不仅如此，实验室还可以定期对市民开放，对爱好物理喜欢物理的高中生开放，让有条件的中学生参与或进行参观性质的观摩实验，提高他们对物理科学研究的兴趣。

4.物理实验室层次分级不明

大学物理实验课既有基础性实验，也有综合研究性实验，目的在于培养大学生严谨的治学态度、科学的实验方法和创新的学术思维。而不少大学物理实验室分工模糊，层次不明，没有很好地将二者据实区别开来。基础性实验以科学性、严谨性、结果准确性为主，可以当堂完成，尽快促成课堂理论与实验证明相结合。综合性实验以探讨性、灵活性、开放性为主，不拘泥方法和时间，可让学生在一定时间段完成，以便他们充分思考、对比分析不同方法的特点、准确度和可靠性。

有的物理学前沿研究实验过程比较长，需要反复讨论，可将学生分成小组，分工负责、认真讨论，大力培养他们的物理实验兴趣和爱好，挖掘科研潜力，分享学习研究的快乐。对理工科学生，规定基础性实验为必选课，综合类实验为选修课，同时为热爱科学研究的学生提供充分的实验条件和施展科研潜能的机会，促进我国物理学长足发展，推进物理人才强国战略的实施。

5.物理实验课教与学考核机制不完善

调查发现，我国高校普遍存在着对大学物理实验课教与学考核机制不完善的情况，考核方式陈旧，缺乏多样性和灵活性。实验课程教学主要培养考察学生的动手能力和实践创新能力，考察考核标准也要以实验为主，围绕大学物理实验课程标准制定完善的考核机制与科学的考核方法。这种考核既包括对任课教师的考核，明确教师的责任和使命，也包括对学生的考核，细化学生的实验学习目标。

真做起来，对学生可增加实验步骤叙述、实验操作程序、面试问答等教学环节，使实验成绩全面客观地体现学生的物理学习综合能力；还可教学生互评让他们自我考核评价自己的能力和水平，尤其是对综合设计性实验，学生之间讨论比较多一些，相互了解比老师更深入更准确，让他们自己参与评价考核体系，更加有利于学生物理学习趣味性、积极性、主动性的培养和形成，等等。

6.建立健全实验室科学管理制度

学科特点使然，大学物理实验室项目繁杂，需要建立健全的各项管理制度也就繁多。包括建立健全：实验室建设与规划制度，仪器设备采购与管理制度，实验教学管理制度，实验室开放制度，人员外出学习与培训制度等。

大学物理实验按内容划为：力学、电学、磁学、光学、专业物理、综合性实验几大板块，各板块负责人负责本板块的日常管理，安排本小组所属实验室的管理人员，规划本板块实验的建设。如实验教学管理，负责联系院系教学管理部门，安排实验室日常教学、发出通知等日常教学事务；再如实验室资料的管理，包括教学存档材料，仪器设备档案管理等。

7. 鼓励物理实验的创新性实用性

大学物理实验教学内容应与科研、工程、社会应用紧密相连，鼓励实验的创新性和实用性。大学物理要实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，大力展开创新性、探索性、实用性物理实验，使理论学习、实验检验与成果应用之间形成良性互动；要重点培养大学生的物理科研素质和创新应用能力，使学生通过一系列物理实验掌握科学研究的基本方法和整体思路，激发学生创新思维，挖掘学生内在潜质，鼓励进行物理前沿的创新性、探索性和实用性研究；要注重吸收学有余力的优秀学生尽早参与物理科研，置身接触物理前沿，增强物理研究的兴趣和快乐，增强科学研究的责任感和使命感。

综上所述，大学物理实验不仅加深学生对理论的理解，更重要的能使其获得基本的物理实验知识技能，促进科学创新能力，为今后从事物理科学研究和工程实践打下坚实基础。

作者简介：王登月，1998年12月22日生，郑州大学物理工程学院2016级本科生，郑州大学国旗护卫队员，优秀大学生军训教官。爱钻研、爱思考、爱锻炼；博闻强记，敏而好学，学科知识基础牢固，文理知识结构全面；关注国内外时政，关注经济发展战略，关注物理学科前沿，学以致用，志在强国。

（作者单位：郑州大学物理工程学院）