应用型本科院校大学物理实验教学存在的问题及对策

金远伟 王娅冰 伊兆广 许生慧

（1.南京工程学院数理部，江苏 南京211167；2.中国科学院上海天文台，上海200030）

0 引言

大学物理实验作为一门高等学校必修的基础课程，旨在巩固学生对基础理论理解的同时，提高学生动手操作能力、数据处理能力、自主发现和解决问题的能力、创新等能力，亦可在实验过程中培养学生实事求是、刻苦钻研、严谨治学等基本的科学素养。物理实验作为科学研究的先驱，其思想、方法及手段等是各学科实验的基础，其重要性在应用型本科院校中不言而喻。

1 应用型本科院校大学物理实验课程教学的现状

1.1 大班物理实验教学的现状

近年来，为配合社会的生产需要，应用型人才成为国内许多应用型本科院校培养的目标。基于此目的，应用型高校几乎所有理工科专业在大学一年级会开设大学物理实验这门课程。随着近十年本科学生的扩招，高校的规模不断扩大，但实验教师及实验室设备无法及时实现同期增长。受限于当前师资及实验教学条件，南京工程学院每个实验班均达35人以上，严重超过了实践类课程教学所能容纳的最佳人数。同时，每一学期各个物理实验项目轮换的对象接近130个班级，严重超出了现有实验室的载荷。超负荷的使用使得实验室仪器的损坏率提高，导致实验教师在实验室维护上花费更多的时间，而在实验教学上的时间就更加捉襟见肘。在现有的困境下，如何合理安排物理实验教学，保证物理实验教学质量是摆在眼前的首要问题。

1.2 大班物理实验教学的局限性

第一，大学物理实验课堂主要沿用“教师为主，学生为辅”的讲解模式。教师详细讲解实验目的、实验原理、仪器使用、注意事项并详尽的演示实验[1]。这样使得学生在课堂上只是模仿操作，缺乏自己思考，同时物理理论知识掌握不牢靠[2]，这两个因素导致大多数学生对实验缺乏兴趣，甚至产生排斥心理，这些畏难的负面情绪无形中大大削弱了学生的学习积极性和主动性。

第二，大多数学生的学习带有功利性，对物理实验不像专业课那样重视，最直观的体现是实验报告封皮上的姓名、班级、学号、实验名称、实验日期等填写不完整。同时，在预习报告的书写中缺乏自己的主观能动性（归纳、总结等能力），只是照搬原文，缺乏思考，导致学生未能在课前充分了解相关实验的基本原理、相关仪器的基本操作方法等，上课按部就班地操作，遇到问题完全依赖老师。

第三，大班教学使得老师在课堂上不能顾及每一个学生，部分同学疏于动手，敷衍了事，抄袭他人数据，导致实验课达不到预计的教学目的。

1.3 考核方式过于单一

以南京工程学院为例，每个实验一份纸质报告，报告按预习报告占20%，实验操作占30%，数据处理占40%，问题讨论占10%进行评分，期末成绩由所有实验报告成绩取均值。这种评分方式使得学生更加注重数据和结果，忽略了对实际操作过程中动手能力，自主发现和解决问题的能力的锻炼，而这部分能力却是新时代应用型人才所必需的，长此以往，还会使学生滋生造数据和抄袭的恶习。所以，一套优秀的成绩评定体系对提高大学物理实验学习质量至关重要。

2 提高大学物理实验大班教学效果的建议

2.1 教学过程改革

2.1.1 课前预习环节

为了提升课前预习效果，南京工程学院和超星网络学习平台进行合作，搭建了大学物理实验预习平台，将实验室所有实验的课程预习内容（视频、文档资料以及考核题库）提供给学生[4]。学生在课前必须观看视频，同时阅读教学文档加深对实验内容的理解。建立一套与所有实验配套的预习考核题库，以填空、判断、选择题为主，学生在完成预习内容后必须进行测试且合格后才能进行本次实验。最终将观看视频、阅读文档的时长和预习测试的最高分综合在一起得到学生每个实验的预习环节的成绩。

2.1.2 课堂环节

在课堂上，将实验中的重点和难点逐条通过微课的形式录制，在微信公众号上进行推送，并将二维码张贴在实验桌上。学生可以自主探究，如遇问题可以通过手机扫描二维码自主寻找答案。这样在课堂上老师的时间更加充足，可以紧扣实验原理和操作细节，进行提问交流，打出学生课堂操作成绩，充分调动学生的主观能动性和自主学习能力。

2.1.3 课后实验报告

所有实验报告编撰成册，将实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤以填空的形式让学生完成。这样减少学生课后实验报告的撰写量，花更多的时间在实验数据处理过程上，同时提升实验报告撰写的规范性，也方便老师批改实验报告，将老师的批改重点转移到学生数据处理过程上。

2.2 考核方式改革

考核体系决定了学生对课程的重视程度，大学物理实验是一门注重过程的课程，所以，在课前预习环节、课堂环节、课后实验报告环节都有统一评分标准。但在实施过程中很难在每一个环节做到精细判断打分，而学生的实验成绩取所有实验成绩的平均值，因此，现有的考核方式还需改善。在现有的考核基础上，在期末，增加随机实验项目操作考试，主要针对平时分不及格的学生，对自己的实验成绩不满意的学生，以及部分系统随机抽取的学生。这样一方面可以促使所有学生重视平时的物理实验学习，另一方面也可以让部分平时分较低的学生有机会展现自己实验水平。

2.3 教学模式改革——线上线下混合教学模式

为解决线下大班物理实验教学所面临的问题，提高课堂教学质量，引进科大奥锐虚拟仿真实验云平台，形成“线下实验为主，线上实验为辅”的混合教学模式。线上实验时间灵活，学生只要配备电脑，学校网络可以随时进行实验，所以，线上实验可以作为线下实验的基础，提前完成了线上实验的学习后再进行线下实验操作，这样比单纯地模仿教师的实验操作效果要好。其次，线上实验也可以作为每学期大学物理实验的一部分，这样可以降低线下实验室使用率高，解决实验仪器损坏率高，难维护的问题。再者，线上实验项目较为全面，可以作为线下实验的有益补充，也可以同步大学物理课程学习，提升学生对物理知识的理解，方便学生备战物理实验竞赛。最后，线上实验平台的数据统计功能和自主批阅功能为教师教学工作提供了极大的便利，提高教师的办公效率。对教师和学生来说混合教学模式的起步具有一定的挑战，但一旦建立这种教学模式，就可以在有限条件内最大限度地发挥教学效益，对后届学生的教学将会一劳永逸。

3 结语

随着我国科技与经济日新月异的发展，应用型本科院校大学物理实验教学的改革势在必行。作为万千应用型高校之一，我校规模不断扩大，物理实验课人数众多，不论是在教学和管理上均对实验室工作者提出了更大的挑战。应用型本科院校中大学物理实验大班教学存在的问题日益突出，笔者结合自己日常的教学工作经验，提出自己的看法：通过教学过程、考核方式和教学模式的改革，将有望进一步提高大学物理实验课程的教学效果，从而使得学生的实际动手操作能力和创新能力得到更好地培养。