士官职业技术院校物理实验教学研究

董先达+金萌+范珍

物理学是一门理论和实践并重的基础科学，其实验教学是物理教学的重要组成部分。目前军队士官职业技术院校开展的物理实验教学存在部分问题，具有一定普遍性，其主要表现在一下几个方面：一是职业技术学校普遍对基础科学重视程度不够，学时和仪器等客观条件有限，导致很多基础实验教学不能正常开展。二是教师和学生普遍对物理实验重视程度不够，有重理论轻实验的现象普遍存在。三是在物理实验的开展过程中，严格按照书本的规范流程下进行实验，学生对实验的理解不够深入。

简要分析以上问题的产生原因：

1、士官职业技术教育院校以专业训练为主，基础课学时较少，而物理学又是一门最基础的自然科学。学科各部分之间具有很强的关联性和完整性。在有限的学时和教学条件下，所能分配到的实验学时更是较为有限。教学场地也存在不够用的情况，不能保证每个实验室只做一套物理实验，对分班教学更是提出了更高的要求。而士官学员普遍对自然科学的热情很高，课堂气氛活跃，缺乏对精密仪器的使用常识，使得每学期的实验教学设备及仪器的完好率难以保障，部分易损易耗仪器配件得不到及时修理或补充。导致不能保证每名学员都能自己动手完成一套实验，经常要以小组的方式开展进行。

2、一些教师对实验教学在认识上存在一定的误区，不愿意开展实验教学。主要表现在：（1）重理论轻实验，认为大学物理教学内容都是以百年以上的经典物理学为主，其实验也多是验证性实验，都是前人做过的，对物理内容的理解不起主要作用。而且对于能够获得的实验现象也通常比较简单，司空见惯，没有必要开展实验。所以做实验不如讲实验或模拟实验。（2）实验前对仪器设备的准备费时费力，不愿意付出更多的时间。尤其是对于比较年轻的女教师，习惯于课堂教学，对实验教学的开展和仪器故障排查检修的能力或兴趣不足。或是不愿意钻研实验教学，教学方法手段比较单一，惯性思维比较重，同时害怕学员损坏仪器设备，实验课堂难以管理。

3、学生方面的原因：大部分学生没有养成良好的实验习惯，好奇心强，但缺乏基本仪器的操作使用常识，缺乏安全用电意识，实验前不能充分预习，在实验中不遵守操作规则，不按要求做实验造成仪器损坏，很大程度上影响实验的正常开展。也有很多学生认为实验课堂气氛轻松活跃，当成是休息放松，不认真对待实验，只要完成实验报告就行了，还是对理论课更加重视。不认为在实验学习中能够获得知识和技能。

可采取的几点改进措施：

1、高等技术院校对基础科学的教育不容忽视

虽然士官职业技术教育院校以技術修理等专业为主，但对于基础科学的教育也不容忽视。物理学作为最基础的自然科学，其科学研究方法广泛适用于一切科学。而且也是最能体现科学研究方法的学科。对于高科技人才的培养离不开科学素养的熏陶，即便在各行各业，也需要具备基本的科学素养和逻辑思维能力。因此，物理学教学不仅是教知识，更主要的是让学生学会一种科学的思维方法。当具备了这种思维方法之后便可以触类旁通的学习任何一门学科。而科学的研究是逻辑思维和实践检验两条路并轨进行的。这一点在物理实验教学中体现的尤为明显。因此在开展物理实验教学中，应该注重对科学研究方法的培养和锻炼。在课程设置、经费投入、师资调配和其他相关方面充分考虑物理实验教学的实际需要，在一定程度上对实验教学给予保证。教师要树立以学生为主体、发展为中心的教学观，把物理实验教学作为物理教学过程的重要环节，培养学生的能力，认真改进实验教学，把实验教学的重心真正转移到以实验为基础上来。

2、增加灵活的实验教学手段

在条件允许的情况下，学校可以设置专门的实验指导教员，开放实验室，购置一些基本的研究性实验器材。让实验室成为学生实验探究的阵地。在实验教员的指导下，学生可以利用实验室的资源，做一些探究性实验，和设计性实验，弥补学时上的限制。

合理开发虚拟仿真实验。充分利用多媒体信息技术，对一些因教学条件、实验场地等客观因素无法开展的实验，可以借助计算机编程来模拟实验现象，营造仿真的实验环境氛围。学员可以通过人机交互，自主地调整实验的各种参数，观察变化，认识现象，构建知识。制作好的仿真实验软件，即可作为教员课堂教学的辅助动画素材，又可拓展到实验教学环节中，创建让学员探究性学习的环境，极大的丰富传统的课堂内容和形式，解决因教学手段单一，学员学习兴趣不足的矛盾。仿真实验操作方便安全，可以快速提高学员的动手能力和学习效率，解决因学时不足而造成的很多实验不能开展的矛盾。通过虚拟房展，可以让学员动手去操作实际具有危险性的实验，解决了很多易损仪器和贵重仪器学员难于动手操作的矛盾。逼真的3D动画效果迎合学员心理，能够激发学员对科学探索的热情，从而提高教学效果。打破传统的教学手段，在课堂教学中，利用实验环节直接作用于理论检验，更加注重知识的迁移和应用，使理论和实践更完美的融合。在有限的学时范围内可以适当调整课程设计，增加虚拟实验教学时间。仿真实验人机交互性强，操作自由度高，没有下一步、下一页这些预先设计好的操作流程，各种参数的调整和仪器的组合都交给学员自主操作，突出以学生为主体，创建探究性学习的环境，让学生自主的去观察变化，认识现象，构建知识。游戏化的界面迎合学生心理，大大激发了他们对自然科学的学习渴望，使学员在娱乐中构建科学的思维方法，锻炼动手能力，培养科学素养和探索精神，体现了物理学这门学科的重要实践意义。突破客观条件的限制，利用仿真实验学员可以灵活的控制过程，再现一些转瞬即逝的实验现象和及其缓慢的实验过程，以及不可逆的实验过程，从而给学员一个细致观察，发现规律的机会，实现传统实验由无法掩饰的宏观、微观的变化过程，将这些变化过程展现于学员眼前。总之，多媒体技术可以对物理实验室内所无法完成的实验进行逼真地模拟，灵活地放大或缩小物理场景，将物理过程生动形象地展现在学生眼前，会使学生理解透彻。因此，要使多媒体技术成为物理实验教学的重要补充手段。endprint