深入推进大学物理实验教学信息化培养学生的实验能力

廖文虎+廖立新

摘要：结合当前大学物理实验教学现状和学生学习缺乏主动性的客观现实，深入推进大学物理实验教学信息化改革，激发学生的实验兴趣，培养学生的实验能力。

关键词：大学物理实验；教学现状；教学信息化；实验能力

1引言

大学物理实验是高等教育课程的一个重要组成部分，其教育功能和教育价值不仅仅体现在为后续课程服务上，更重要的是它对培养学生的科学素养、动手实践能力以及分析问题和解决问题的能力具有不可替代的作用。如何充分发挥大学物理实验在人才培养中的重要作用，随着信息时代、互联网时代和大数据时代的到来，什么样的教学体系和教学模式才能最大程度地提升大学物理实验教学的效率是摆在实验教师和实验管理人员眼前的重大课题，深入推进信息化实验教学无疑是大势所趋。

2 大学物理实验教学现状

长期以来以应试教育为主导的中学物理教学，导致刚刚踏入大学校门的大学生自主学习能力、创新能力不强，主动探究问题的意识尚未建立起来。此外，目前大学物理实验的教学基本上还是沿用教师讲授、现场演示、个别辅导的老路线。开设的实验项目陈旧且大多为验证性实验，不同的实验内容却有着几乎一致的教学要求，即学生实验课前按照教材预习并完成预习报告，上课前教师简要介绍实验原理，结合实验仪器讲解实验步骤和数据处理方法，学生按照教师的讲解去完成相应的实验操作和实验数据的记录，现场或回去完成实验报告。如此为了实验而实验的做法，往往会导致学生的课前预习流于形式，大部分学生只是对着实验教材摘抄一部分内容敷衍了事（少部分认真的学生会更详细全面地摘抄实验教材的相关内容），学生对实验设备、实验条件、实验内容、实验注意事项等关键点几乎一无所知（实验教师上课的时候通过提问即可验证）；另外，学生实验数据的处理都按老师介绍的方法去做，结果千篇一律，学生自始至终处于被动接受的状态，不利于发挥学生学习的积极性、主动性和创造性，不利于培养学生的创新精神和科学思维方法。结合多年的实验教学经验，在教师不讲解实验步骤的条件下，让学生自主实验，80%-90%的同学难以独立完成。面对设计性实验，积极接受挑战的同学少之又少，从学生提出的实验方案分析可以看出，有自己想法（不论其想法正确与否） 的学生很少，创新性设计方案更是凤毛麟角。可见，大家习惯了走传统实验的老路，习惯于简单模仿，缺乏自己的独立思考、创新思维。因此，必须更新大学物理实验教学理念[1-4]，以培养学生实验能力为核心，在实验教学体系和教学模式方面进行改革，化被动的实验为主动的探究，逐步帮学生建立起“终身学习”的理念。

3深入推进大学物理实验教学信息化

现代信息技术与物理实验教学的深度融合是大势所趋，是大学物理实验教学改革[2]的必由之路。学校实验室与设备管理中心、教务处以及学院十分重视实验室教学及管理的信息化建设，投入人力财力物力加强物理实验信息化课程群数字资源的建设，并以此为基础成功申报力学与工程省级虚拟仿真实验[3]教学中心。学院2016年购买了科大奥锐公司开发的大学物理仿真实验（Online版），该平台可供学生在线预习、虚拟操作，有助于学生了解实验过程和步骤，深入理解实验原理，激发实验兴趣，从而提高实验效率。以Flash软件为基础，结合其他图形图像处理软件，对大学物理实验以及物理学专业实验中的光学部分、力热实验中的热传导综合实验进行了系统设计和模拟，让学生更加形象直观地理解迈克尔逊干涉仪、热传导综合实验仪等的结构及其工作原理，更好地开展光学和热传导方面的实验。通过多年的积累，已建立起仪器图片、实验教学PPT、实验仿真FLASH课件、实验教学视频等丰富的信息化数字资源，并及时将这些资源上传到虚拟仿真平台供学生学习。2011年在湖南省普通高校多媒体教育软件大赛中获得三等奖，2014年在湖南省首届现代教育技术应用竞赛中获得一等奖。物理实验教学中虚拟、仿真软件的研制与开发2013年被立项为湖南省普通高等学校教学改革研究项目，分析和总结了吉首大学省级物理实验教学示范中心在物理实验信息化[4]数字资源的建设和开发方面的新做法，以及取得的初步成效。

4结语

大学物理实验教学信息化建设任重道远，必须从师资队伍建设、人财物的投入、理论-实验教学相结合等方面全面推进，才能更好地激发学生的实验兴趣，取得更好的实验教学效果。

（1）在岗位设置、职称评定、工作量计算等方面向参与实践指导的教师倾斜，鼓励和吸引年轻博士、硕士进入实验室工作，提高实验教学和管理队伍的层次。

（2）加大对实验室信息化的投入，加快实验室信息化建设的步伐，充分利用现代信息技术和手段，提高实验教学和管理的信息化水平。

（3）建立理论与实践教学“兼容互通”机制，保证教育教学改革的深入开展，为应用型、创新型人才培养提供保障。

參考文献：

[1]徐志君， 魏高尧， 隋成华.改革大学物理实验教学培养自主实验能力[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：272-274.

[2]牟艳秋，白士刚等.数字化网络教学模式在大学物理实验教学中的应用[J].林区教学，2013，（6）：95-96.

[3]邱会华，周鹏.虚拟仿真实验在物理化学实验教学中的作用[J].山东化工，2016，45（17）：132-133.

[4]廖立新，廖文虎.物理实验信息化数字资源的建设与利用——以吉首大学物理实验教学中心为例[J]. 科技视界，2017，3：91.

基金项目：

吉首大学实验教学改革重点项目-大学物理演示实验教学改革研究与实践（No. 2015SYJG006） ；

湖南省普通高等学校教学改革研究项目-物理实验教学中虚拟、仿真软件的研制与开发（ 湘教通[2013]223号）。