大学物理实验教学改革尝试与探索

马超玉 赵梦洁 韦钦磊 任国仲 贾文韬

（长春师范大学 吉林·长春 130022）

1 大学物理实验教学的基本概述

众所周知，大学物理是大学理工类学生的一门基础性的通识必修课程，而物理学主要研究的就是自然界物质的基本结构、性质及其之间的相互作用及物质运动的普遍规律，它是十分讲究严谨性和科学性的，因而在大学课程的设置中往往是在低年级入门的阶段，这就有利于学生为后面专业基础和专业课程的深入的学习打下一定的物理基础；同时，它的严谨性和科学性的特点有利于初步地培养学生的科学的思维和严谨的态度，进而提升学生创新探索的能力，提高学生的科学素质。

而大学物理实验课程和大学物理课程是紧密相连的，简言之，就是实践和理论的关系，物理学在本质上就是一门实验科学，具有理论和实践双重含义，在物理学中两者相互促进相互影响共同推动物理学的发展：首先在物理学中对实验对象探索分析的结果形成一定的理论；其次新的理论又反过来去指导下一步的实验和操作；最后又用实验的方法验证理论的正误，如此的反反复复进行，以求得其严谨和精细的程度，真正的推动物理学的发展，为科学技术的突破奠定一定的物理学基础，正因为如此，物理实验是物理学的一个基础，要想学好物理，就必须要学物理实验课程，教育部也明确其重要性，在大多高校理工类里都开展了大学物理实验课程，辅助大学生学好物理学，它是配备大学物理理论课而产生的，在物理理论课中加入物理实验课，有利于调动学生学习的主动性和积极性，在通过老师呆板的讲解些抽象难懂的物理原理后，自己再通过对实验对象的观察、分析以及对物理量的测量，得出一定的结论，来验证物理原理，促使进一步的对物理原理的理解，由此可以看出，物理实验课具有连接物理原理和实践桥梁的作用。

2 大学物理实验教学的重要性

2.1 促使学生更好的学好大学物理知识

大学物理实验教学是一项动手实践操作的思维活动，主要是借助一定的实验室以及相关仪器设备做为教学的工具，然后通过人为地去改变调控一定的数据，模拟不同的物理现象创造出排除干扰的物理环境，得出不同的数据分析结果，最终得出严谨精准的科学数据，获得原理。在具体的教学过程中，则是学生身处实验特定的环境中，并且通过教师对其启发引导仔细地观察、分析和实验，建立起对物理概念的感性认识，总结出一定的物理规律，从而加深对物理理论知识的理解，它是一种带有假设性的想象的实验，实践基础是有限制的，通常是经过推理、判断得出假设条件下的物理规律的研究方法。比如力学部分中伽利略为研究惯性定律时所采取的“无摩擦理想斜面实验”和爱因斯坦的“相对性实验”，都是为了实验做了些假设的条件进行验证推理的，这种被限定了条件的称之为理想化的实验，它是以模拟真实实验为基础的，从这个层面上来讲它又是高于真实实验的，对反映物理现象的本质和揭示物理现象的内在联系更加的深刻具体，正因为其特点，在大学开设物理实验教学就有助于学生建立起对物理概念的感性认识，加深对物理理论知识的理解，对学好物理有实际的作用。

2.2 锻炼学生的思维能力和动手操作能力，激发其创造力

物理实验是一种主观能动性的实践活动，操作过程中是需要手和脑一起才能完成的，即学生在理解实验原理的基础上操作相关的实验仪器去观察实验现象记录并且处理实验数据和分析实验结果，在整个实验过程中，学生将手脑并用，使得观察测量能力、思维判断能力、动手操作能力等都得到了有效的提升，为了保证能够准确的进行思维活动，学生就必须要进行认真且深入地观察，而这观察又要有思维的指导才能进行，同样的道理，为了能够正确的动手操作，也需要有思维的指导，如此学生在实验过程中经历循环重复的思维到操作再到思维的过程，最终达到熟练的操作，而只有拥有熟练操作的能力后，才会激发思维中的创造力，所以物理实验就是综合训练思维能力和动手能力的过程，同时也是产生创造力的基础，这是一般教学都难以达到的效果，有助于锻炼学生的思维能力和动手操作能力，激发其创造力。

2.3 有助于培养学生科学的实验方法

实验本身就是一种基本的科学方法，在研究物理中通常有观察法、实验法、控制变量法、等效法、类比法等而在我们大学物理实验教学中通常都是理想化的实验，因此用的最多的就是实验法，主要是以最基本常见的两种实验法，具体的可以来了解下：

（1）实验验证法，它是一种推理、判断在前,实验验证在后的一种研究方法。具体的操作就是:科学家们通常在已知的物理推论或者哲学思想的基础上经过一定的分析推理后作出一定的假设和预言，然后再经过实验来验证它的真理性，最后得出科学的结论。比如，麦克斯韦的电磁场理论就是通过实验验证法进行论证得出的；

（2）实验归纳法，它是在实验基础上得出一定的实验数据，实验在前，结论在后，是和实验验证法相反的一种研究从个别到一般的研究方法。实验其实就是我们去探索基本规律的一种手段，具体操作上就是指物理学家根据一定的研究目的人为地去调控条件通过大量反复的实验中找出普遍特征最后总结归纳形成一定的规律，得出科学的结论。比如，法拉第的“电磁感应定律”就是从大量的假设性实验中归纳总结出来的。实验归纳法也是大学物理实验中常用的科学方法之一。

2.4 有助于提高学生的科学素养以及科学创造力

科学的实验方法本身就要求我们要有理论联系实际、实事求是的科学作风和严肃认真的工作态度以及具有主动探索的创新精神。在此过程中也需要我们具备遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品质，因此，在实验的过程中，学生将理性的物理知识采取科学的实验方法应用到实践中，有利于培养学生的实践应用能力，提高学生的理论联系实际、实事求是的科学作风，从而提高他们的科学素养，同时也激发学生学习的主动性，活跃创新思维，进而提高其科学创造力。

3 大学物理实验教学改革的阻碍因素

首先，受传统教育理念影响，导致大学物理实验教学内容的局限性、教学形式单一性以及教学方法的淘汰性。在教学内容上，现在普遍高校的物理实验教学的内容仅仅只局限于相应课程的理论验证和一般性的辅助教学的活动，缺乏户外自主开放式的实验，这不利于激发学生自主学习，自主探究的能力，而这些课程内的实验往往都是遵照教材预设好的条件进行，注重其规律性，只需简单的证实物理原理即可，比较机械化，没有创新，不能很好的激发学生的创新意识，提高其创造力，这样的教学内容也就导致了单一封闭式的实验教学形式和落后的教学方法的出现，最终阻碍了大学物理实验改革的步伐。

其次，受应试教育影响，学生头脑中“重理论、轻实验”的思想影响比较深，因而在物理实验课堂上都是以应付的态度，没有兴趣，脑子里认为理论课比实验课重要，考试中占比也相对小些，而且也没那么严格，很多也都是开卷性质的，导致很多学生在进行物理实验时的实验数据和报告都是乱填一通，甚至为了麻烦相互抄袭，完全违背了实验要求实事求是的科学态度，也就不能达到大学物理实验教学培养学生创新思维和动手能力的目的。

最后，教学的考核机制不够完善纵观当下大学物理实验教学的考核上普遍采取的只是在期末作为简单的考查，并且是开卷性质的，或着有的为了省去麻烦直接采用学生平时的实验报告得分作为最后期末的考核标准。这种单一的考核机制不能真正的反映学生对实验理论和操作具体掌握情况，阻碍了进一步的物理教学，同时，这种简单的考核机制也导致了学生不重视物理实验的态度。而且由于过于简单会助长学生不学、无视、敷衍了事的态度。

4 大学物理实验教学改革尝试与探索的策略

首先，针对整个大学物理实验的教学体系上进行改革创新，对于教学内容除了基础性的物理实验以外，多多探讨些课外的实验作为辅助，教学手段和方法也要呈现出多元化，不断激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习，自主探讨，做学习的主人。在具体的改革中，就可以按培养要求和难易的程度分阶段、分层次的构建起新的实验课程体系，同时，在这个新的教学体系中，各个实验项目有所侧重，前后之间有一定的联系，这样有利于学生进行整合，学会融会贯通的学习，有利于促进学生自主学习。

其次，尊重学生主体地位，教师转变传统观念，改变传统的过于注重知识的讲解而忽略了学生自主学习的过程，不利于激发学生学习兴趣，所以教师应该转变教学理念,尊重学生的主体地位，在实验教学中，努力做到只是一个引导启发的角色，在具体的教学中就可以通过创设不同的实验教学情景去引导学生独立思考问题和完成相关实验，这样有利于激发学生对物理实验学习兴趣，提升大学物理实验教学的效果。

最后，完善教学考核机制，更新教学评价方式，改变过去单一化的期末考核机制，构建多元化的评价方法，教师可以根据实验教学实践性和综合性的特点，建立相关的评价体系。在具体改革实施中，教师除了把实验的预习部分、规范化的操作部分和最后的书面实验报告作为考核评价体系中以外，还可以对实验过程中的合作纪律、态度作风也归纳到最终的考核标准中，然后按照一定的比值进行划分来共同构成学生平时的综合成绩，这有利于提高物理实验教学在教学中的地位，引起学生的重视，同时，对物理实验的考核应该和理论成绩相结合在学期中期和末期进行统一的笔试考试，将其作为理论成绩，加大学生对物理实验课的重视，从而提高大学物理实验教学的质量和水平。

5 结束语

总之，大学的物理实验教学对于培养学生的思维和动手能力都有一定的推动作用，对真正学好物理学都有实际的作用，激发学生的创造力，培养学生的科学素养，因此促进其改革的尝试和探索都是必不可少的，而要想真正取得实际教学改革效果就必须抓住问题所在然后采取相应的对策。