高职院校《大学物理》实验教学改革探讨

2014-03-25姜培元武威职业学院基础教学部甘肃武威733000

长江大学学报(自科版) 2014年4期

姜培元（武威职业学院基础教学部，甘肃武威 733000）

高职院校《大学物理》实验在物理学教学中占有重要地位。通过实验教学可以激发学生的学习兴趣，加深学生对抽象物理概念、定理及定律的理解，并培养学生的多种能力，如观察能力、动手能力、分析能力和语言表达能力，从而对提高高职院校学生的综合素质具有十分重要的作用［1－2］。目前，高职院校《大学物理》实验教学存在许多不足，导致学生的学习积极性不高，教学效果不佳。为此，笔者结合教学实践，对高职院校《大学物理》实验教学改革进行了探讨。

1 高职院校《大学物理》实验教学中存在的问题

1.1 实验教学设备不足

由于专业课是高职院校办学水平评估中的硬指标，且专业课实验与科研项目联系紧密，因而备受重视，而基础课实验教学工作是高职院校办学水平评估中的软指标，即使投入大量经费也不易见成效。因此，高职院校对包括《大学物理》在内的基础课实验教学不愿意投入充足经费。由于实验设备购置不全，导致许多应该开设的实验教学不能正常进行。

1.2 缺乏高水平的实验教师

高职院校《大学物理》实验课教学由理论课老师担任，或者让刚参加工作的青年教师甚至实验管理人员来担任，由于没有经过专门培训，这些实验老师的教学业务水平普遍不高，从而导致实验教学效果不佳。

1.3 学生的学习态度不端正

高职院校学生普遍存在重视理论课而轻视实验课的现象，具体表现在以下几个方面：①实验课前的预习时不认真，有些学生甚至不预习。②实验操作过程不认真。部分学生只是简单观察实验老师演示过程，在小组实验时袖手旁观。③完成实验报告时，缺乏合理的分析与推导，有时甚至出现相互抄袭的现象。

1.4 实验成绩评定方式存在缺陷

高职院校《大学物理》实验成绩评定方式一般是将全部实验项目成绩进行总评后得到考核成绩，这种成绩评定方式不能客观公正地反映学生的真实学习情况，阻碍了学生学习主动性的发挥，不利于培养学生严谨求实、独立探索的科学精神。

2 高职院校《大学物理》实验教学改革措施

2.1 加强实验师资队伍建设

在实验师资队伍建设上，首先应充分发挥实验教学经验丰富教师的传帮带的作用，让其对刚参加工作的教师以及实验管理人员进行具体指导，以迅速提高他们的业务能力。同时，可以选送部分实验教师到实验教学水平较高的综合性院校进修学习以提高综合素质。此外，还可以聘请一些校外的实验教学名师进行讲学，由此提高实验教师的业务水平。

2.2 加大实验教学设备的投入

高职院校各级领导和学科教师应充分认识到《大学物理》实验教学的重要性，在实验室建设、实验设备购置上应加大投入，建立高职院校《大学物理》实验中心，具体包括力学、电磁学、热学、光学、原子物理等实验室。此外，由于仿真实验软件具有元器件和教学内容能够不断更新扩充以及操作过程游戏化的特点，因而要加强虚拟仿真实验资源建设，开发和购买仿真实验软件以解决实验设备和器材不足的问题。

2.3 实施模块化实验教学体系

根据高职院校《大学物理》实验的教学目标，确定 “加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质”的指导思想，建立分层次的模块化教学体系［3－4］。

1）基础实验模块该模块包括《大学物理》实验中物理量的测量方法、实验仪器的使用、基本实验技能的训练与实验误差分析等，涉及到力、热、电和光等物理学科，属于高职院校《大学物理》的基础实验内容，主要由气垫导轨上运动定律的研究、简谐振动的研究、刚体转动惯量的测定、测定规则物理的密度、液体黏度的测定、伏安法测二极管的特性、万用电表的制作与标定、用惠斯通电桥测电阻、示波器的调整与使用、薄透镜焦距及望远镜和显微镜放大率的测定、分光仪的使用及三棱镜折射率的测定等组成。通过规范严谨的训练，使学生掌握物理实验的基本方法，培养其仪器操作能力和实验验证能力。

2）综合实验模块该模块主要包括物理摆测重力加速度、用霍尔效应测磁感应强度、基尔霍夫定律与叠加原理、传感器应用、光的干涉、声速测定和照相冲洗技术等实验内容。上述实验项目中既包括物理学中的基本实验，也涉及到目前科技前沿领域。通过综合实验模块的训练，可以强化学生独立思考的意识，锻炼其分析和解决问题的能力。

3）创新实验模块该模块是对基础实验模块和综合实验模块的补充和拓展，主要包括简谐振动设计、热敏电阻数字温度计设计、PN结数字温度计的设计、电冰箱制冷系数的测定、光的偏振、全息照相、磁滞回线与磁化曲线的测定、RLC电路的暂态与稳态等实验。当学生进行创新实验模块训练时，首先要查阅文献资料，根据实验原理对实验步骤和所需仪器设备进行设计，撰写实验设计报告并报请实验指导老师审核通过。学生在实验过程中应详细记录并科学分析处理实验数据，对实验结果进行全面归纳、总结，必要时可进行重复实验，最后将研究成果写成论文。因此，通过该实验模块的训练，能够锻炼学生独立的科学研究能力，从而为今后参加实际工作打下坚实基础。

2.4 建立多元化教学模式

1）通过演示实验激发学生兴趣一般在实验开始的前2周，安排学生到实验室观察演示实验。在选择演示实验项目时应尽量考虑将知识性和趣味性融为一体。例如，演示直升飞机角动量守恒实验内容时，在学生操纵仿真直升飞机稳定飞行和旋转过程中，能够直观地理解直升飞机2个螺旋桨角动量守恒的情况。此外，当学生观察椎体上滚、手触电池、电磁感应、声波可见等演示实验时，均表现出浓厚兴趣并提出许多问题。对此，教师应联系学习内容给予具体解答。通过形象生动的演示实验，能够激发学生的学习兴趣，同时加深学生对理论知识的理解和掌握。

2）实现师生的双向选择在参加综合实验模块和创新实验模块的实验时，学生可以选实验项目和老师，教师也可以选学生。师生双向选择后，由实验中心综合协调并确定相关实验项目及参与实验的指导教师和学生，然后开展创新实验模块的训练。这样让学生有自主选择的权利，是一种主动开放式的实验教学模式，这样既可以促进教学相长，又可以使优秀学生的才华得到充分施展，从而进一步提高学生的创新实践能力。

3）将行动导向教学法应用于实验教学中在实验教学中运用行动导向教学法时，实验教师提出相关实验的目标与要求，让学生自愿组成实验小组。各小组通过讨论制定初步实验方案并推选一名学生进行具体说明，其他学生可以补充和提问，同时教师给予点评，再根据讨论结果确定最终实验方案。教师应根据每次实验方案的制定、实验实施过程进行评分并记入个人实验平时成绩中。行动导向教学法的应用，克服了传统 “灌输式”教学模式的弊端，使学生从 “要我学”转变为 “我要学”，从而充分发挥学生的主观能动性，以饱满的热情和严肃认真的态度投入到学习过程中。

2.5 改革实验教学考核方式

将高职院校《大学物理》实验成绩评定分为实验预习、实验准备、实验过程、实验报告和期末实验测试5个部分，并主要考查学生掌握基本实验操作方法和实验技能的情况。为了尽可能客观公正地考察学生的真实学习情况，在期末实验测试中采取计算机网上随机抽题的方式，这样避免了学生之间互相抄袭的现象。通过改革实验考核的方式，可以促使学生认真对待每一次实验，从而熟练掌握各项实验技能，同时也降低了教师主观因素导致的评价差异，更能体现成绩评定的公正性。