面向基础服务专业的大学物理实验教学

郭阳雪　孔祥洪　王蕊丽

[摘 要]随着教育体系改革的进行，对于非物理专业学校，沿用传统的思路和方法进行大学物理实验教学已不能满足当今教育和教学的需求。通过对大学物理实验教学中存在的问题进行分析，指出大学物理实验教学应在面向基础教学的同时注重服务于专业课程的教学，进行分层次、分模块化教学，满足不同专业、不同基础的需求，并结合本校的物理实验教学改革，指出具体的实施方法。

[关键词]物理实验 非物理专业 教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）07-0009-02

大学物理实验是高校理工科学生必修的公共基础课。该课程覆盖面广，涉及的内容从经典基础物理到现代物理学，跨度很大，包含着丰富的实验方法、实验手段和实验思想，并能提供综合性很强的基本实验技能训练。它在整个教学过程中对培养学生的素质和能力方面占有十分重要的地位，是培养学生科学实验能力、提高学生科学素质的重要课程。在科技高度发达的今天，大量新技术、新知识的涌现，使各个高校都在不断更新和开设新的课程，以适应时代的发展，但是学生的课堂时间是有限的，这样势必要压缩一些课程的教学课时。对于非物理专业的学校来说，大学物理实验处于弱势地位，不被重视，在这种情况下，物理实验课时的缩减在所难免。如果物理实验教学不改革，还按照传统的方法，仅仅将力、热、电、光实验进行简单的组合，采用单一的教学手段，不但不能发挥实验这门学科的真正作用，而且也不能提高学生对这门学科的兴趣，物理实验教学也会逐渐被淡化、被边缘化。因此对非物理专业的物理实验教学改革势在必行，许多同行也对此进行了大量有益的探讨。[1-5]我校物理实验教学近年来做了一些改革和尝试，并且取得了一定的成效。

一、面向基础服务于专业，优化师资力量

（一）完善实验课程体系

我校原有的实验教学课程体系采用的是传统实验教学内容，在完成《大学物理实验教纲》的基本要求之下，多年来基本上没有什么突破，教学效果一直不太理想，学生的积极性不高。为了改变这种局面，我校首先将物理实验的教学目标定位为“面向基础，服务于专业，培养创新性人才”。为实现这一目标，我校根据学生的特点和学科体系的具体情况，编写并出版了符合我校学生情况的物理实验教程，并根据学生认知事物的规律将实验内容进行精心编排。主要体现在以下几个方面。

1.切实抓好基础，培养学生的基本科学素养

首先，重视学生对实验误差与理论的培训，让学生理解实验不仅仅是一个动手操作的过程，还要进行详细的实验数据的处理与规范。其次，根据现代工程技术发展的需要，培养学生的基本科学素质。再次，把实验用到的基本仪器仪表进行归类，让学生在做实验之前了解和掌握基本测量仪器的使用。比如游标卡尺、螺旋测微器、伏特表、安培表、数字万用表等的使用。另外把实验中常用到的光源的基本性能和特点也进行了详细的描述，让学生在做实验之前都能够提前预习并理解不同光源之间的联系与差别，掌握其不同的用途。

2.拓宽基础实验的教学内容，加强深度和广度

大学物理实验课是全校的公共基础课，学生来自不同学院与专业，实验能力参差不齐，因此我们对基础实验进行了扩展，以满足不同层次学生的需求。比如将伏安法测电阻实验改为测量线性和非线性器件的伏安特性，将分光计测量三棱镜顶角实验扩展为可以用分光计测量棱镜的折射率以及光栅常数。再比如把显微镜测量铜丝直径的实验扩展为测量牛顿环的实验。通过对这类实验内容的补充和完善，不仅可以适应不同学生的学习需要，还能提高学生对实验仪器的认知水平和使用能力，培养其创新的能力，灵活应用的能力。

3.结合学校特色，服务于专业教学

在解决基础物理与专业课衔接的问题方面，物理实验可以起到桥梁的作用。[6]由于每所大学的课程体系、专业设置都不尽相同，学科重点、研究方向也是各具特色，对于非物理院校来讲，大学物理实验教学担负着重要的责任。学生使用仪器仪表的能力以及初步的科研素质都是在物理实验过程中得到培养和提高的。为适应学校专业发展的需要，每所大学的物理实验应服务于学校的专业课程教学和科研方向。我校主要发展海洋科学，以此为中心重点建设海洋学院、食品学院和生命学院，并辅助发展信息学院、工程学院和管理学院等。考虑到要为各个学院培养不同类型的人才，我们对实验的设置做了相应的调整，对于海洋学院，偏重于色度仪和海洋类传感器的使用和流体力学方面的实验，对食品学院和生命学院则引入超声波、光谱仪和声光效应方面的实验，对信息学院和工程学校则把重点放在工程技术方面，设置通信类传感器实验、利用示波器测磁滞回线实验及微弱信号的检测和放大实验等。经过我们的精心设置，这些实验基本上可以满足不同学院的需要，在教学过程中也得到了一致好评，有的学院甚至主动要求增加实验课时，这使得物理实验教学的地位得到了提升。

4.融合现代科技内容，扩展学生知识体系

面对日新月异的科学技术，物理实验教学内容如果不进行革新，不打破传统，就难以适应时代的发展，所以在兼顾经典物理实验内容的同时更要融入现代科技内容。我们把激光器的使用和调节的实验带到课堂上，让学生了解激光的产生以及激光的应用，并让学生做简单的磁悬浮实验，这样极大地激发了学生的兴趣，学生很快就掌握了原理，理论知识得到了升华。

（二）优化师资力量，提升教学水平

教师是帮助学生学习，促进学生学会知识和提高能力的引导者，教师的知识素养直接影响着教学质量。我国现代教育家和大学者蔡元培先生有句名言：“学高为师，身正为范”，这要求我们教育工作者要不断学习知识，充实自我，全面提高教学能力。我们实验中心近年来不断引入博士人才，组成了由教授、高级实验师、博士、讲师和实验技术人员组成的梯队，除了实验技术人员外，我们的教师不但参与物理理论和物理实验的教学，还要承担一定的科研工作，教师在科研工作上的收益和经验的积累，在很大程度上又促进了物理实验教学。此外学校还经常组织系室工作研讨会，让教师互相交流，发表个人见解，总结教育思想。在大家的群策群力下，教师的教学水平不断得到提升，教学效果的满意度也得到了很大的提高。

二、加强硬件建设，改变教学手段

在学校的支持和全体物理教师的努力下，实验室的建设更上一层楼。虚拟实验室的建设使学生可以通过做虚拟实验来提高实际操作技能，并且虚拟实验可以给出交互信息，对学生的操作实时做出反馈。多媒体设备的增加，让每个实验室都可以利用多媒体教学。实验在准备和预习阶段，教师可以直接通过多媒体分解实验设备、演示实验现象；学生不但可以通过动态显示了解实验，还可以随时动手操作实验仪器，这使学生能够更直观地观察实验和掌握仪器的使用方法，提高了学生的学习积极性。

三、培养学生兴趣，组织实验竞赛

兴趣是最好的老师，感兴趣的东西，学生会主动地去学。在教学内容上，我们注重更新实验题目，增加设计性实验的内容和比例，使学生能够自主地设计实验过程，独立或者通过合作完成实验，从而培养学生的兴趣。通过组织学生参加实验技能竞赛，学生的动手能力得到了有效的锻炼，促进了实验技能的提高，取得了较好的效果。另外经过选拔，学生在教师的指导下参加全国电子实验大赛并取得了优异的成绩，这也提高了教师和学生的参与信心及学科竞赛的水平。教师在指导学生的同时，自己的知识水平和教学经验也得到了提高。

在目前的形势下，对于非物理专业院校，实验教师要不断完善自己的知识体系，更新教育观念和教学方法，还要根据本校的实际情况，站在为他人服务的角度上，对物理实验教学进行改革和创新，适应本校人才培养方向和社会科技的发展，扩大物理实验教学的覆盖面和影响力，为培养综合性人才、创新性人才而努力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 李泽涛.师范类非物理专业物理实验教学体系改革初探[J].大学物理，2008，27（12）：53-55.

[2] 楚兴丽，史水娥.非物理专业“大学物理”课程的教学研究与实践[J].中国电力教育，2010，（24）：101-102.

[3] 倪牟翠，张成宝，梁路光.在非物理类专业进行大学物理双语教学的实践与探索[J].大学物理，2005，24（10）：54-56.

[4] 董庆彦等.从物理学分类思考理科非物理专业物理课的内容体系[J].高等理科教育，2000，（5）：41-43.

[5] 李化南，肖利.非物理专业大学物理教学改革初探[J].湖北广播电视大学学报，2008，28（5）：119.

[6] 李青.论非物理类专业大学物理实验教学改革[J].山西大学财经学报（高等教育版），2009，12（4）：45-47.

[责任编辑：陈 明]