新形势下大学物理实验教学的创新模式探究

李亚林

（燕山大学里仁学院，河北 秦皇岛 066004）

在现如今的时代背景下，科学技术是第一生产力，各国的竞争主要是科技实力方面的竞争。大学教育是为社会养成综合性优秀人才的关键手段，对学生科学素养的培养至关重要。科学实验是自然科学发展的基石，使大学生实验能力得到提高是大学理工科教育的核心。物理这一门学科是自然科学的基础，对非物理专业学生进行物理教育可以更好地帮助学生扎实基础知识，是养成综合性人才的关键要求，所以教育部门要求对非理工科类学生加强物理实验基础教育。目前，高校的大学物理实验教学模式过于单一、死板，导致大学物理实验教学在高培养高校学生综合素养方面不能充分发挥其作用，物理实验教学模式亟待创新。

一、大学物理实验课程的必要性

物理对于学生而言，是非常关键的一门学科，因此增强基础物理学的大众化教育可以更好地帮助学生理解和掌握自己的专业。实验实证是自然科学的根基，通过实验加强物理教学，不仅有助于学生的科学和理论素养得到提高，而且能够锻炼学生的操作能力。在自然科学发展与革新的过程中，需要不断地进行实验研究。设计实验方案，完成物理实验测量并最终分析和处理实验结果的能力是理工科学生进行科学研究的关键技能，也是提高学生个人综合能力的关键。作为理工科学生的必修课程，物理实验可以对学生的科学思维进行提升，发展研究能力以及提高创新和创造力方面具有不可替代的作用。[1]

物理实验课程教学对工科学生具有十分关键的影响。现在的环境要求工程技术工作者具有处理实际问题的能力和相应的技术创新能力。借助物理实验设备的操作和对物理实验过程的探究，系统地提高了学生的实践能力、数据整理与分析能力、实验报告撰写能力。还将对学生进行系统的培训，学生对科学问题展开探究和分析以及将已学知识与实践相结合的能力可以得到一定的锻炼。物理实验过程中包含的方法和设计思想，对未来工程问题的判断和解决大有益处。

二、大学物理实验教学中出现的一些问题

现如今，受传统应试教育理念的影响，学生独立学习能力以及创新意识的培养被严重忽视了。通常根据教师的引导以及教科书的要求进行实验的设计和实施实验。当学生遇到一些问题时，只能在老师的帮助下处理，他们无法有效地行使自己自主解决问题的能力。除此之外，物理实验的内容以及方案大多都是一成不变的，没有进行创新。实验步骤被设计得太详细了，学生只用一步一步地按照步骤进行操作，就可以达到预想的实验结果。大部分学生常缺少乏对实验设计的研究，对每一个实验环节的作用和意义也不够清楚。他们机械地完成了物理实验，未能使学生自身的思维得到有效锻炼。教师的教学方法也相对简单，教学内容主要集中在实验步骤上。实验原理以及实验目的无法得到有效的解释，这使学生对实验的理解不够深入，只能单纯地按照老师的要求完成。

有人认为，物理实验教育的研究方向与非物理专业之间存在着巨大的差异和距离。学生未来的学习以及工作过程中可能永远不会触及实验中操作的设施。因此，无须花费任何精力在物理实验上。这样的看法“有很大的市场”，这导致物理实验教育在大学中没有得到大众的足够关注，致使大学物理实验教学达不到真正的目的，而对学生的考核也缺少实际有意义，而没有发挥物理实验教学的作用。长时间受传统教育的影响，导致实验教学模式过于单调、乏味，教学内容不够与时俱进，物理实验只停留在教科书的验证功能上，严重缺少对实验设计和实验结果探究的训练。这是典型的应试教育系统下的产物，它阻止了学生的实践和科学研究能力的有效提高。[2]

三、新形势下大学物理实验教学的创新模式探究

现如今，科学技术高速发展，时代的脚步不断前进，新时代的科技体系给大学物理实验教学带来了巨大的冲击。为了在新形势下实现高质量的大学物理实验教学，根据教学实践活动中出现的一些问题，对现在的教学内容以及教学模式与方法进行了深入的探究，并且在实际教学过程中加以实践运用。

（一）完善教学内容

第一，伴随着科学技术的发展以及知识的不断更替，物理实验教学的内容必将与时俱进。所以，在进行物理实验教学活动中，教师不仅要让学生了解基础知识体系，而且教师还要与时俱进，不断完善实验教学的内容以及教学目标，将新知识和新理论有效地结合起来。譬如，教师应该根据实验教学的目标，敢于打破传统的力、热、电、光教学体系，创建多样化的教学内容。

第二，在进行物理实验教学实践活动时，由于触及的物理学知识比较广泛，其教学内容也比较琐碎。因此，每一门课程对物理知识的掌握程度有着不同的要求。譬如，对于土木工程专业的学生而言，力学部分的实验十分重要。在进行物理实验教学实践活动时，教学内容的安排、学习目标的设置应该考虑不同专业的特点，不仅要具有全面性，还要体现教学重点。[3]

第三，物理实验是在大学中公开选择的课程。由于教学资源有限，大学物理理论课很容易与实验课失去联系。如果是这样，将严重阻碍实验的教学为了让学生根据理论知识来掌握实验的原理，不容易清晰地了解和完成实验的操作过程，也很难实现物理实验的教学目标。而且，若大学物理老师用太多的时间来传授实验的原理，那么会导致学生实际动手的时间变少，这大大降低了教学的质量。所以，教师需要不断优化物理理论知识的教学以及优化物理实验教学体系，就是将理论与实验相结合，而且实验还可以及时反哺理论。

（二）优化教学模式

在目前的高校中，教务处通常会统一安排大学的物理实验课程的时间、地点，学生必须在特定时间完成他们所要求的实验课程。在这样一种单调的模式中，学生基本只能以自己的知识基础来完成实验内容，很难在思考和分析实验内容，并且没有创新。为了改善这种情况的出现，教师可以尝试以实验教学的侧重点不同为基础，将物理实验教学分为基础实验和创新实验两个主要板块。对物理实验进行创新主要根据学生自身的学习欲望来，重点是提高学生的探究能力和创新意识。由于并非所有学生都感兴趣，因此该模块可以用作可选部分。基础实验旨在使学生通过大量的动手操作学习基本的实验方法和技能。所以，该模块是学生必不可少的。

除此之外，为了更好地落实这种新兴的分层教学形式，教师应开展半开放式的物理实验教学，让学生有充裕的时间了解物理实验。在此种模式的影响下，学生除了每周的学习之外，教师还可以充分利用其课余时间向学生开放实验室。学生需要按照自己的学习计划以及学习兴趣进行物理实验探究，继而对学生自身的动手操作能力进行锻炼。这样新兴的教学模式颠覆了以往单一的教学安排。让学生根据自己的实际能力进行讲授，更有助于学生掌握物理难理解的概念以及物理实验的规律，充分体现出了以人为本的教育理念。[4]

（三）改革教学方法

在以往的物理实验教学中，教师通常会分析要完成的实验项目，然后再进行演示。学生只需按照书中设计的操作步骤机械地重复老师的动作即可，整个实验的完成完全模仿老师。甚至有一部分学生根本就没有预习将要讲授的实验原理以及实验内容，而是作为空白纸来到实验室，所以学生真实的能力以及素质没有体现出来，这大大浪费了学校的教学资源。因此，学生在进行物理实验之前，必须提前预习实验的相关原理以及内容等，拟定物理实验的每一个操作步骤，并向老师提交纸质个人实验预习报告；与此同时，物理老师还应该在实验之前检查学生的报告，未通过的学生将被禁止进行实验。在此基础上，教师可以以学生的实际准备情况为基础在实验之前说明注意事项以及怎样使用实验设施，并就一些实验中的现象提出问题，让学生通过实验操作对这些疑问进行深入分析和探究。通过不断完善教学方法，真正地实现了高质量物理实验教学；不仅可以对学生在物理实验学习过程中的热情进行提高，而且还有效地锻炼了学生自身的综合能力。

在对物理实验教学进行考核时，教师还应进行一系列的改革措施的探究。过去的考核是平时成绩的平均分。在新评估方法中，还可以加上实验基础知识的笔试及实际的物理实验操作。实验操部分的考试是以学生平时的实验内容为基础，并选择了许多物理实验，让学生在指定的时间内完成，并根据他们在实际实验操作中的表现给学生打分。这样的话，在实验教学的过程中，学生将自主了解每个实验项目的基本原理和实验环节。因此，物理实验过程中动手能力的训练培养了学生的初步实验技能和严谨的科学态度。

四、结语

现如今，我国大学物理实验教育过程中存在着一系列问题，如物理实验教育、教学模式过于死板这些问题，想要解决这一系列问题就需要教师不断优化自身的教学模式、更新自身的教育理念。在进行物理实验教学实践活动时，探索是一项十分烦琐且系统性的工程，需要各个高校的同仁的一起努力和长时间的实践积累和检验。笔者以自身的讲授经验为基础，对物理实验教学模式的革新措施展开了探究，认为应从创建新型课程制度、优化教学方式、转变考核方法等多方面进行革新。