高等师范院校大学物理实验教学问题与对策

姜光远

姜光远/长春师范大学物理学院副教授（吉林长春130032）。

一、高等师范院校大学物理实验教学存在问题

物理学是以实验为基础的一门自然科学，大学物理实验在物理学的发展历史上及在国民经济建设中占有突出重要的地位。大学物理实验教学又是培养学生综合能力的重要途径之一，特别是高等师范院校物理专业的学生，要想成为一名合格的物理教师，不但要有坚实的理论知识，而且要有较强的实验技能。大学物理实验是学生入学后开设的第一门实验课，是实验技能训练和培养的开始,是后继实验课的基础。因此，不断进行大学物理实验课的改革，调动学生学习的主动性和积极性，不断提高大学物理实验课的教学质量是非常重要的。

就目前的大学物理实验教学实际来看，随着大学物理实验教学手段、教学设备的不断更新和完善以及对各类实验研究的不断深入和加强，教师的素质与现代教学的要求差距正在缩短，这是总的趋势。但在大学物理实验的教学过程中，学生实验操作还是存在着一些不可疏忽的问题，集中起来，下面几种情况较为典型。

1.学生基础参差不齐。由于学生生源不同，有的来自城市，有的来自城镇，有的来自农村。有一些学生尤其是偏远地方上来的新生，虽然新课标加强了中学物理实验教学比重，但在高考指挥棒下，中学时实验基础还是很差，而各省中学物理实验质量也参差不齐，有些地方甚至只讲实验，不开实验操作课，不做实验，造成部分学生动手能力差，不知如何上实验课。

2.机械套用实验步骤和方法，不是进行意义识记而是机械识记。在一些大学物理实验课中发现，有很大一部分学生只能机械套用实验步骤。对于老师提出的“为什么不能将某一步骤颠倒”“为什么会产生这些现象”等诸如此类的问题，学生只能含糊其辞；实验数据不知怎么记录处理，各种数据表格不会制表，还有一部分学生对于实验所产生的误差不能进行合理的分析，不能正确认识到实验操作必然会产生误差，如果实验数据与实验理论值相差甚远的话，便直接更改实验数据已达到理想效果。这就失去了科学实验的基本目的，即发现问题并分析误差产生的原因。

3.学生动手能力差。由于大学物理实验教学大纲要求一套实验仪器一人或俩人操作皆可，所以有时限于教学实验仪器的数量，有些实验不能做到人手一套，因此造成了一组实验仅有一人操作，另外的人因为动手能力差只能袖手旁观，起不到培养学生实验能力的目的。

4.学生实验依赖性太强。由于每次上实验前本次实验的相关实验设备、实验原理、实验步骤、实验数据表格、检测方法，实验指导书都给出了确切内容，无须学生进行实验设计、方法选择、方案论证等，好多学生养成这样一个毛病，每次实验必须教师讲述一次才能去做，如果不讲学生就不能自己独立完成实验。如，有一次一组学生作“固体和液体密度测定”的实验，老师事先有意将天平的托盘左右互换，且吊耳没有放在横梁的刀口上，而是将吊耳放在刀口的两侧，学生做实验时竟然没有发现，毫不理会地做完了实验，待发现实验有误时，才想起问老师是怎么回事。遇到实验过程中出现的各种实验现象不是去观察和思考，而是依赖老师去解决。

5.学生对大学物理实验课不够重视。由于有的课程学分是理论课加实验课一个分，即理论课占百分之七十，实验课占百分之二十，平时成绩占百分之十，就造成好多学生主观上对大学物理实验重视不够，多数学生只重视理论课的教学，而把大学物理实验不当回事，只把大学物理实验课当成任务，应付了事。

二、高等师范院校大学物理实验教学改革的对策

针对大学物理实验课中发现的各种问题，有必要加强学生对大学物理实验课的重视，使教师的主导作用和学生的主体作用以及学生动手、动脑的训练三者得到真正的协调和发展，从而达到培养学生的观察思考能力、实验操作能力、创新思维能力、分析问题和解决问题的能力。要想提高大学物理实验课的教学质量，必须遵循实验环节的整体性、连贯性和阶段性的特点，在此基础上，设计大学物理实验教学中的科学性、有序性的指导方法。在这里，结合本人在大学物理实验教学的工作经验以及实验中的体会总结为以下几点。

1.认真上好绪论课及实验基础训练。在上大学物理实验绪论课时，使学生对大学物理实验课有全新认识的同时，要引起学生对大学物理实验课的高度重视。设计修改教学大纲，提高大学物理实验课在该科目中的学分比重，理顺学生对大学物理实验教学的整体思路，如，实验目的，实验中什么是要求熟练掌握、什么是要求了解的；通常制表方法和技巧；如何记录实验数据；实验操作方法及测量手段；误差产生的原因及分析误差的意义，怎样能减少误差；结论的给出和意义。针对学生的来源特点，结合实际，上好大学物理实验课的入门基础训练，如，示波器使用、万用表使用、信号发生器使用、温度测量工具使用、各种元件认识及使用长度测量、液体测量、各种天平使用等等。采取培训合格证制度，只有培训合格后才有资格开始正式上大学物理实验课，广泛提高学生对大学物理实验课的重视程度，明确实验课的目的、方法和意义，为今后上好实验课做准备，并长期设立开放性的实验室。开放性实验室的实验内容可以是预备性的经典小实验和简单的基础性综合小实验及基础性实验仪器仪表使用等等，使学生随时可以进行培训训练。

2.加强实验室的建设和管理，改善实验条件。加大大学物理实验室的建设力度，现在新型实验教学仪器层出不穷，可以增置高端新型实验教学仪器设备，提高实验教学设备的科技含量。采用互联网局域网技术，计算机处理实验数据并直接保存在计算机里，并可直接在实验课堂上打印出实验报告。在实验室管理上，采用RFID的实验室学生考勤管理系统，并与教务处的教学局域网管理系统兼容，学生可以网上预约实验、网上答疑、提交预习报告，并可以进行网上模拟实验等等，对实验条件加以改善，使学生得到充分的独立操作训练，更好地培养学生的动手操作能力。

3.做好实验课的预习工作。引入各种辅助预习大学物理实验的教学手段，如，仿真模拟实验、网络教学视频、EWB操作系统等等。可以对一些实验难点反复操作或播放，也可以对某些细节画面进行操作及仿真模拟实验，虽然仿真模拟实验并不能完全代替真实的大学物理实验课，但它最大的好处是可以帮助学生进行充分细致的实验课课前准备，了解该实验的实验目的、实验原理、实验步骤、实验过程和实验结果等等，可以充分理解该实验的设计思想是什么和为什么采用这种方法，可以大大激发学生上实验课的浓厚兴趣，还有助于学生对大学物理实验教学仪器的功能面板有个详尽认识，对其性能和结构有个初步的了解，这样有助于大学物理实验教学效果的提高。可以为大学物理实验基础较差的学生提供一次很好的学习机会，使他们可以自己选择较为适合自己难度的大学物理实验内容，这样能够对大学物理实验课程的内容进行充分的预习，从而提高实验效果也有助实验技能的提高。为了提高学生实验课的教学质量，教师在进行学生实验准备时，必须做到每一项实验活动都目的明确，实验准备充分，实验要求恰当，实验设计科学合理，组织严谨。只有这样才能充分发挥教师在大学物理实验课中的指导作用，才能更好地调动学生上好实验课的主动性和积极性，才能收到良好的实验效果。

4.加强学生理论课和实验课的联系。为了防止学生机械套用实验步骤，加强他们对实验理论的理解，要让学生知其然还知其所以然，可以让学生做好预备性实验和基础型验证性实验。自然科学理论是从科学实验基础上抽象总结出来的，预备性实验是研究当时自然科学理论前的基础实验构架。基础型验证性实验是验证理论课上的理论正确性的。做好这些实验有助于对物理理论的深度理解。

5.力争多开实验题目。由于高等师范院校大学物理实验条件参差不齐，造成一部分学生动手能力差，所以争取多开设一些实验题目，多创造实验条件，争取把大纲中的题目都开出来。一方面购进先进的教学实验仪器，另一方面也可以自己动手改进教学实验仪器，争取让每位学生都人手一套仪器，这样可以保证让学生多动手实验，提高学生的实验操作动手能力。

6.严格要求，普遍重视。在修改教学大纲时，可以把大学物理的考试课与理论课分开。采用单独学分制，把大学物理实验课与考试课和理论课同等对待。并且改进大学物理实验课的考核内容以及成绩评定方法。过去大学物理实验课对学生实验效果的考核主要是考实验操作，应改革考核内容，采取多种形式，对学生实验效果进行全面可量化的考核，充分反映学生在实验操作各个环节的实验水平。大学物理实验课考试内容分为实验操作考试和笔试两方面，实验操作考试以抽签方式确定每位学生的考试内容，按题目要求独立做实验，在规定的时间内完成，实验操作考试占考核总成绩的60%，其中笔试内容包括误差理论、实验基础知识、实验原理、数据处理等，占考核总成绩的40%。通过改革实验课考核内容进一步调动学生学习积极性，提高实验课教学质量。

三、结语

通过以上多途径开展大学物理实验教学改革，使学生扩大了大学物理实验知识面，并在实验操作技能、实验中出现的问题分析和实验问题的解决能力上都有了非常大的提高。通过大学物理实验教学笔者体会到，只有充分重视实验课的教学才能保证实验课教学和科研工作的顺利进行，只有积极开展大学物理实验教学改革，才能不断提高大学物理教学的质量。