理工科大学物理实验教学现状分析与改革初探

叶金琴+丁俊

摘 要： 本文通过分析目前我校大学物理实验教学中存在的问题，探讨并提出了通过加强实验师资队伍建设、构建新的实验教学体系；更新实验教学思路，合理编排实验内容；改进实验仪器；开放创新实验室等方法提高大学物理实验教学效率，充分调动学生学习的积极性，让学生真正成为学习的主体。

关键词： 理工科大学 实验教学 教学改革

一

大学物理和大学物理实验是工科高校培养学生综合应用能力的重要基础课程[1]。学生通过对大学物理的学习，可以系统地了解力、热、光、电磁学的基本原理，为专业课的学习和以后的工作打下良好的基础，而实验是验证和理解物理规律的最好方法[2]。同时，大学物理实验是学生进入大学后学习的第一门实验课，也是他们系统学习实验方法和实验技能的开端，在培养他们的动手操作能力、理解分析能力、科研创新能力等方面起着重要的作用[3]。理工科院校大学物理实验的教学目标主要有能够熟练掌握一定的测量方法和技术，独立完成实验，对实验结果进行正确的处理和误差分析，独立完成设计性实验等。但是，笔者在长期的物理基础实验教学过程中，通过实地的抽样调查，发现学生在预习、实验、报告等诸多环节存在许多问题，远远没有达到预期的教学目标。

据统计，全校每年大约有1500名大一学生修大学物理实验课。通过实验课堂上的观察，并随机抽取150名学生进行问卷调查和对其实验报告进行分析，现将调查结果列举如下。

首先，在预习阶段，有4/5的学生认为实验很重要，并且预习有助于实验的顺利完成，会选择提前预习，但也只是通过阅读物理实验课本预习。真正在预习过程中能理解实验原理和操作步骤的不足1/3；有1/3的学生虽然预习，但表示不是很理解；还有1/3的学生根本不理解，只是把书上的实验原理抄下来，交上预习报告应付了事。总之，学生的预习方法单一，预习效果差。

其次，在实验阶段，几乎所有学生都反映，教师先讲实验原理及注意事项，并且一次课讲两个实验原理，下次课来了教师简单演示实验过程，接着学生自己做实验，有问题请教老师，最后老师检查数据，签名。在教师讲解和演示实验的过程中，仅有3/4的学生认真听讲，但只有3/5的学生能听懂，并积极思考老师提出的问题；有1/4的学生根本不听，要么打瞌睡，要么摆弄仪器。在学生做实验的过程中，只有2/5的学生能够通过小组配合完成实验；2/5的学生需在老师指导或同学帮助下完成实验；1/5的学生不懂操作，只负责记录数据；甚至个别学生看都不看实验，只等抄写别的同学的数据完成任务。当实验仪器遇到故障或测量数据误差大时，大部分学生请教老师帮助解决，少部分学生自己分析误差原因，并提出解决方案。当实验做完还没下课时，极少部分学生选择继续研究仪器或帮助其他同学完成实验；大部分学生选择处理实验数据，也有极个别学生聊天或离开实验室。

在撰写实验报告的过程中，2/5的学生会认真完成实验报告，并对结果进行误差分析；2/5的学生只处理实验数据，不进行误差分析；1/5的学生不能认真完成实验报告。对于老师布置的课后思考题，只有大约一半的学生会认真思考并作出回答，其余的大都是抄袭其他同学或干脆不答。

二

通过以上调查分析发现，导致大部分学生对教师的依赖性很强，物理实验课教学效果不好的原因主要有以下方面：首先，许多学生对这门课的重要性认识不够，对物理实验不感兴趣。其次，预习方法和教学模式单一，加之部分学生大学物理没学好，导致预习效果差，教师讲解听不懂，出现按照教师演示步骤机械操作，甚至拼凑数据，抄袭实验结果等现象。再次，由于近几年本科专业学生逐年递增，而购买实验仪器的经费有限，导致实验设备紧缺或损坏严重，部分实验几名学生共用一套仪器，甚至应该由学生动手操作的实验变成了演示实验，严重影响了教学效果。最后，由于实验课时少，一般要求学生在2个学时内完成一个物理实验。学生在实验过程中遇到问题时，一般会立刻向老师求援而不是主动思考解决。由于学生人数多、实验课时间又比较短，很多教师只能简单地替学生排除问题，而没有充足的时间启发、引导学生自己解决实验中的问题。最终导致学生独立思考时间不够，有问题立即求助，依赖性强。为了使大学物理实验教学取得更好的教学效果，笔者结合本校物理教学的实际情况，对大学物理实验教学中存在的问题提出相应的改进意见。

三

把物理学史引入大学物理实验教学，提高学生学习实验的兴趣。若把物理学史引入到大学物理实验教学中，则不仅可以提高教师的教学水平，而且可以让学生更多地了解科学发展的历程，提高学生的学习兴趣。物理实验中建立的许多理想模型、理想过程，运用了比较法、放大法、转换法、模拟法、补偿法、干涉法等。这些实验设计都十分巧妙，可以开拓学生思路，使学生深刻体会到运用科学思想和方法发现真理的重要性。

重视预习过程。在排课过程中，应注意物理理论课在前，实验课在后。学生在接触实验过程中掌握了理论知识，做起实验就相对容易。另外，物理实验中心应逐步完善教学网站，为学生提供网上预习平台。学生通过网站可以提前了解实验设备的名称、性能、用途等，并观看实验内容、实验演示录像等丰富的教学资源，对实验教学内容进行课前预习和课后复习，培养学生对实验的自学和创新能力。

以学生为主导，转变教学模式。对于基础实验，采用精讲多问的教学方法，通过提问引导学生自己解决问题，巩固经验知识。对于综合应用性实验，采用启发式教学方法，教师不急于解释和处理实验中的意外现象和故障问题，多反问学生，让学生开动脑筋，通过循序启发，培养学生发现和解决问题的能力。对于设计性实验，学生可以根据老师提供的实验项目，挑选自己感兴趣的实验题目，独立设计实验过程，完成实验，处理数据等。由于老师在实验过程中只是起到一定的指导作用，便给学生创造了不受约束的实验环境，培养了学生独立思考、勇于探索的精神。建立开放实验室。通过预约模式，学生可以在课余时间设计自己感兴趣的实验，以便调动学习的主动性和积极性，培养创新能力。

严格把关实验报告。首先，坚决杜绝抄袭实验报告，形成良好的实验氛围。其次，重视实验报告中学生对实验数据处理和误差分析的能力，鼓励学生对实验提出大胆改进的设想或解决方案。

总之，在大学物理实验的教学过程中，应充分调动学生学习的积极性和主动性，使大学物理实验课从真正意义上成为一门对培养学生的学习兴趣、实验动手能力、理解分析能力、科研创新能力有帮助的课程。

参考文献：

[1]付静，梁路光，姜广军.把物理学史引入大学物理实验教学的研究[J].大学物理实验，2009（1）.

[2]冯娟，周惟公，张自力，等.大学物理实验教学的改革与实践[J].中国地质教育，2004（3）.

[3]桑芝芳，彭玉华.大学物理基础实验教学现状的调查分析[J].物理通报，2011（9）.endprint