应用型本科高校大学物理实验教学改革思考

刘 海，王家理，尹 跃

(六盘水师范学院 物理与电气工程学院，贵州 六盘水 553001)

《大学物理实验》课程其教学目标是巩固物理理论知识，让学生掌握数据处理及其误差分析的方法，规范实验操作，提升实验技能，提高独立思考、分析和解决问题的能力，培养学生的求真、务实、严谨的科学态度和主动探究的创新精神[1]。《大学物理实验》课程的教学成效对培养学生严谨的科学态度、创新思维和创新能力，提高学生科学素养都至关重要。因此，抓好《大学物理实验》课程教学质量极其重要。

1 大学物理实验教学的现状分析

1.1 实验项目陈旧，内容缺乏创新

由于物理学是古老学科，相应实验经过长期的验证，已经相当完备。目前，《大学物理实验》的实验项目简单、大多数属于验证性，缺乏创新性和挑战性，达不到激发学生创造力和主观能动性，更不符合金课的要求。在整个实验教学课堂中，学生在老师的监督下完成实验，学生处于被动地位，被动接受知识，导致学生只需获得实验数据、完成实验任务即可，但对实验内容半知半解，没有深层次思考。渐渐感觉实验课枯燥，激发不起主动学习兴趣。

1.2 实验项目单一，没有体现专业的差异

地方高校向应用型本科高校转型，转型就意味着理科和工科专业剧增。《大学物理实验》是所有理工科专业的基础课程，基于专业的差异，不同专业应对《大学物理实验》课程的教学内容及其要求有所不同。目前，由于实验仪器、实验场所和实验教师不足，所有专业实验项目、内容基本一致没有兼顾专业的差异，导致学生认为《大学物理实验》课程跟专业不相干，不重要，消极对待。

1.3 实验教学环节固定，不具有时代性

《大学物理实验》课程的教学环节固定。目前，在《大学物理实验》的传统教学中，教师安排好实验题目，明确实验目的和实验内容，讲解实验原理，演示实验步骤和强调数据处理要求以及注意事项，然后学生按部就班进行实验操作、记录数据，最后学生处理数据，撰写实验报告[2]。一般情况下，学生机械地按照老师的要求做了一遍，记录好数据。实验报告是抄写原理和操作步骤(不按实际操作步骤写)，按部就班地处理数据，顺其自然得出结论，即使数据不对，也能得到预期结果。最终，学生不真正理解实验原理，知其然不知其所以然，实验教学效果很不理想。

1.4 理论教学和实验教学“脱节”

由于地方高校规模扩大，专业多学生多，实验仪器和实验教学场所不足，《大学物理实验》课程只能以循环方式开展教学，必然出现实验教学与理论教学在内容上不同步，而学生又不能把实验和理论结合起来，缺乏理论和实践相结合的学习方法。学生没有真正理解“理论指导实践、实践检验理论”认知过程。

1.5 实验考核方式简单

大部分学校的考核方式是以实验预习与准备情况、实验操作水平与数据记录和实验报告(数据处理与误差分析)为依据，作为实验题目的分数，全部实验题目的平均分作为课程考核的综合成绩(考核成绩)。有些高校把学生的全部实验项目平均分作为平时成绩，占综合成绩的60%左右，期末的考试成绩占综合成绩的40%左右，但考试简单，流于形式。总之，考核方式弊端大，忽视过程性考核和考核的多样化，不能客观准确评价学生的学业，也不能调动学生学习的主观能动性和创造性。

2 大学物理实验教学改革思考

2.1 明确大学物理实验教学目标

《大学物理实验》作为一门实践性很强的课程，其教学应达到的目标：一是激发学生学习大学物理的兴趣，理解巩固物理理论知识；二是培养学生的观察、分析实验现象，数据记录及其分析处理的方法；三是培养学生的实践能力、想象能力、创新能力和科学研究能力；四是培养求实、严谨的科学态度；五是学生应该体验到探索科学知识的乐趣、活跃思想、锻炼能力[2]。

2.2 要精选实验内容，与时俱进

大学物理实验是理工专业必修的课程，是专业实验的基础，也是培养学生实验技能和实验方法的关键。随着科学技术的迅猛发展，《大学物理实验》内容日益丰富，实验方法和实验仪器不断更新，实验内容要与时俱进，既要保留有典型意义的传统实验，弘扬经典实验的精华，也要开设具有前沿性实验，开拓实验视野，提高学生的学习兴趣。

2.3 丰富实验项目，满足不同专业需求

为了提高《大学物理实验》课程的教学质量、可操作性和规范性，有必要建设实验题目库，对实验题目进行分类管理。建设实验题目库，结合不同专业的要求，精选有专业特色的实验题目。面对不同专业，《大学物理实验》的实验题目要适当地融入一些与本专业有密切联系的内容，建起大学物理实验与工科各专业相联系的纽带[3]。根据实验项目的性质可分为基础性实验、综合性实验和研究设计性实验[4]。根据实验题目的要求分为必做实验和选做实验。选做实验主要为综合性实验和研究设计性实验。建立以“强化基础，循序渐进，理工融合，突出应用”为原则[5]，以培养应用型复合人才为目的的《大学物理实验》课程教学体系。

基础性实验主要对过时的、陈旧的传统实验进行整合，精心组合一些实验，主要是让学生熟悉基本仪器的原理，并掌握使用方法和基本实验技能。综合性实验以近代实验为主，根据不同专业的培养目标和专业发展需要进行设置，主要是提高学生的综合实验技能和数据综合分析能力，培养学生的创新能力[6]。研究设计性实验主要设置一些科研型实验，学生根据实验要求，结合物理理论知识，查询相关的文献资料，设计实验方案，主要培养学生的科学研究能力。

2.4 教学环节多样化，提高实验操作能力

针对传统实验教学的弊端，必须在实验预习、实验操作和实验报告等教学环节进行改革。重点是基于OBE,强化“以学生为中心”的教育理念，创新实验教学方法[1]。实验预习可以是线上预习、观看视频、观摩实验过程。实验操作过程中，让学生亲自操作，老师巡视指导，尽可能让学生有充足时间独立完成实验题目，以便学生的动手能力、独立思考、分析和解决问题的能力得到充分发挥。在给定的实验目的下，让学生设计实验方案、选用实验仪器、独立操作、完成数据记录及分析和总结实验结论，最后撰写实验报告。批阅实验报告主要针对实验数据的处理方法是否合理、误差分析是否符合要求、结论归纳是否正确等。教学环节的改革既激发了学生的学习兴趣，又兼顾学生知识结构和能力水平的差异，真正做到了因材施教。学生做完实验以后，能感受到成就感和实验的乐趣[5]，有利于主观能动性和创造性的发挥。

2.5 实验教学和理论教学有效结合

2.5．1 有效克服实验教学和理论教学的不同步

大学物理实验和大学物理理论既密切联系又相互独立，实验教学和理论教学可以同步进行也可以不同步进行，不影响教学效果，关键在于要区分这两种教学的差异性，针对性地组织教学。对于先做实验后学理论，因为实验原本都先于理论，理论是实验或实践的总结，重在培养学生的观察能力、分析能力、独立思考和探索能力。先学理论后做实验，实验帮助学生的验证和理解巩固物理理论知识，使学生意识到理论对实践指导作用，充分领会自然科学理论研究中的辩证法与方法论。教师要有效规避实验教学和理论教学的不同步带来的影响，实现理论与实践有效结合，这样学生才能体会到大学物理的实践性，深刻理解“实践→理论→实践”的认知过程。

2.5．2 大学物理实验教学和理论教学相互兼顾

大学物理和大学物理实验两门课程不是独立的，是相互联系的。实验题目和内容在理论教学内容中有对应。实验课老师和理论课教师共同开展教研活动，探讨教学改革，研究实验教学内容和理论教学内容的有效地结合，避免的理论教学与实验教学脱节。实验老师可以上理论课，理论课老师可以上实验课，这样为实验教学和理论教学相互融合创造有利条件，也能从学生角度感受大学物理的教学，促进大学物理的教学改革。

2.5．3 实行开放性实验教学

实行开放性实验教学，即教学内容、教学方法、教学评价、教学条件等方面都处于相对开放状态。在教师指导下，学生进行主动独立探究性学习,教学内容聚焦在学生获得知识的方法与过程,重点培养学生的创新思维、创新意识与实践能力[7]。开放实验室能灵活为学生提供充足实验时间、独立实验操作机会和良好实验场所，充分调动学生学习的主动性、积极性、互动性，进一步激发学生深层次的学习，有利于开拓学生的视野，有利于培养独立思考能力和创新精神。学生可以根据自己所学专业和爱好选择与专业相关的实验题目，为后续专业课和专业发展打下坚实的基础。

2.6 创新实验考核方法、提高教学质量

考核是教学中重要的环节，也是检查学生学习成效的一种重要手段。创新实验考核方法是可以增加现场实验操作、书写实验报告和综合能力的测试[8]。这种考核方式实现过程性评价和结果性评价有效统一，可以培养学生的实验动手能力和创新能力，注意要根据不同专业的差异做不同的评判。综合能力的测试成绩作为期末考核成绩。综合能力的测试可以采用科技制作，录制实验操作微视频、设计实验方案等形式[9]，重要在于要有一定的难度，有一定的挑战度，这要才符合金课的“两性一度”的要求[10]。

科技制作可以鼓励学生改进落后的、过时的仪器进行再利用。录制实验操作微视频要求学生操作规范、简洁和创新。设计实验方案，要求实验目的明确，实验内容具有高阶性和创新性。设计性实验本身就是一种创造性思维的锻炼，是学生个性的拓展，是学生综合素质的提升，能有效地培养学生的创新能力和科学探究能力[11-13]。

3 结 语

目前，传统教学中实验教学相当于理论教学的从属地位，教师和学生都不够重视。但是，随着新工科提出，应用型本科高校应更新教学理念，着重培养学生的知识结构、能力结构和科学素养都符合行业需求和社会需求的应用型人才。大学物理实验是最基础的实验，是学生从感性的物理世界通向探索可控的物理规律的一座桥梁，是通向各专业实验的起点，是也是培养学生科学研究素养的重要环节。大学物理实验是要激发学生对科学研究探索的兴趣，激发学生参与实验教学的主动性和能动性。大学物理实验教学改革研究是一项长期而复杂工作，改革的重点是教学内容、教学环节和考核评价的改革。