大学物理实验课程教学改革探究

殷春英

摘 要：大学物理实验在提高学生的综合素质和创新能力上具有其他课程不可替代的作用。通过分析当前大学物理实验教学中存在的问题，提出了大学物理实验教学改革的设想，其目的就是培养学生独立设计实验的能力，提高学生科学探究的能力、创新的能力，以及主动研究的探索精神和团结合作的意识。

关健词：物理实验 教学改革 创新实验

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（a）-0166-02

大学物理实验课是面向全校理工科专业设置的学科基础课，是大学物理教学中的一个重要组成部分。本实验课程为理工科大学生入门的实践性课程，是集动手、观察、分析、判断、演绎、归纳、推理、文字表达等一系列基础能力训练为一体的综合性课程，同时，它也是后继专业实验课程的基础，更有利于学生科学实验素质的培养。大学物理实验课程，不仅能向学生系统地传授科学实验的理论知识、方法、技能，还能训练学生科学实验的能力，对以后学生的思维活动和良好工作作风的形成也有很大的影响力。它在提高学生的综合素质和创新能力上具有其他课程不可替代的作用，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是对理工科专业学生进行科学实验训练的重要基础。

1 大学物理实验课教学现状及分析

分析目前大学物理实验课的现状，确实存在着一些普遍的现象。

比较普遍的方法是，实验指导教师提前完成实验步骤的制定和仪器设备的准备和简单的组装等，学生只是被动地接受知识和实验的方法步骤。即在每次做实验之前，实验教师在黑板上写满了实验名称、实验目的、实验仪器、实验步骤，并占用大量的时间讲实验原理、具体的实验测量的方法、获取实验数据的方法和注意事项，随后，学生照实验步骤或着模仿教师进行操作，读取数据，填写讲义上设计的表格，实验结束。如此的实验过程收获甚微。

另外，大多数高校的实验课往往分组进行，每组学生同时做一个实验，实验仪器、实验的方法，甚至实验的结论都相同，这样往往导致部分学生依赖、抄袭的现象，特别是当两人合做时，容易造成部分学生不动手、不参与、不认真观察实验，不认真记录相关数据，更谈不上去分析思考和探究，更不利于提高学生发现问题和解决问题的能力，也不利于学生突破思维定势的障碍，更不利于学生创新思维方法的形成和智能的发展。

造成此现象的原因分析如下。

（1）大学物理实验的课时太少。

由于大学物理实验总课时少，每個实验的课时更少，以笔者学校为例，大学物理实验共16学时，8个实验，每个实验2节课（1.5h）很容易造成走形式、走过场，完全已完成实验为目的。

（2）实验的内容设置有待改善。

据统计，大学物理实验的教学内容一般分为验证性实验、综合性、设计性和创新性实验，由于实验的课时减少，使得保留的实验多数为验证性实验，缺少综合性、设计性和创新性实验，不利于学生的设计能力和创新能力的培养。

目前部分院校大学物理理论课和实验课同一学期开课，由于学生人数众多和实验仪器台套数有限，使得实验教学的先后秩序与理论课的顺序不一致，忽视了由易到难的原则，所有实验同时轮换，导至了有些学生先做实验、后学理论课，尤其是颠倒基础实验和综合性实验的次序，使得实验后对实验知识是片断凌乱的，缺乏知识的完整性、系统性。

（3）教师的教学态度有待改进。

大学物理实验教学中，实验教师一般按照实验目的、原理、方法、步骤等进行，忽视了对学生预习环节的督查；教学过程中忽略了启发式教学，不能引导学生去思考，不能达到培养学生探索问题、分析问题和解决问题的能力的目的；教学生“授人以鱼”，而不是“授人以渔”；忽视了学生学习的主动性，不能达到培养学生创新能力的目的。

（4）大学物理实验成绩的评价方式有待改进。

据统计，目前的实验评价方式有以下几种形式：第一，凭实验报告定成绩。要求学生每次实验都要写实验报告，实验报告的格式相对固定，实验报告依次写出实验名称、实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据及实验数据的处理、误差分析及对实验的建议、体会等。这种固定的格式，不易体现学生实验的个性，同时，由于格式相似，很容易造成抄袭现象，难于反映出学生的实验态度、付出的劳动，很难看到有创新性、有水平的实验报告。第二，凭实验报告和实验的理论考试、操作考试定成绩。这种评价方式看似比较全面，但是，由于实验仪器组数、不同实验的特点不同，评价方式很难实施。

2 大学物理实验教学改革的实施方案

2.1 制定确实可行的大学物理实验的培养目标

大学物理实验是面向理工科专业设置的学科基础课，是大学物理教学的一个重要组成部分，是学生进入大学后首次受到的系统的实验方法和实验技能训练的入门课程，是所有理工科专业的学生进行科学实验训练的重要基础。

其培养目标应该包括：第一个层次，培养学生科学探究的基本能力和素养，即：（1）培养学生能够通过阅读实验相关资料，自己设计基本实验，做好实验前的准备工作；（2）学生能够独立地阅读教材和仪器使用说明书，正确、熟练地使用常用仪器；（3）能够运用所学的大学物理理论知识，对基本的实验现象和实验结果现象进行初步的分析判断和预测；（4）能够准确记录实验数据，正确处理实验数据，恰当地表述实验结果，得出正确的结论，撰写合格的实验报告；（5）培养学生理论联系实际和实事求是的工作作风、严肃认真的学习态度、爱护公共财产的优良品德。第二个层次，在前面的基础上，培养学生综合运用所学知识发现问题、主动研究、独立设计实验的能力、提高学生科学探究的能力和敢于设想、大胆创新的精神、培养学生团结合作意识。

2.2 修改大学物理实验的实验内容和时间

大学物理实验的实验内容有待改善，教学内容应该涵盖验证性实验、综合性和设计性、创新性实验等所有内容，不同性质的实验培养学生的能力的侧重面不同，综合性、设计性和创新性实验，更有利于学生的设计能力和创新能力的培养。

增加大学物理实验的课时和实验实施的时间，由于大学物理实验总课时少，每个实验的时间更少，使得学生没有时间去思考、分析、探究实验，常常造成流于形式、以完成任务为目标。建议：验证性实验2h，综合、设计性实验至少3h，创新性实验至少4h（甚至更多）。

恰当地安排大学物理实验的实验时间，也是不容忽视的问题，实验开出时间在理论课之后，更有利于学生实验的理解、分析和探究，尤其是综合性、设计性和创新性实验，这样更有利于培养目标的实现。建议：前一学期开理论课，后一学期开实验课。

2.3 改进大学物理实验的教学方法

这里引用爱因斯坦曾经说过的话：如果一个人掌握了学科的基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到他自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化。由此可见，掌握基础、学会思考使学生有更好发展的前提，对此，我们要对实验教学进行改革。基础实验训练是科学探究的准备，综合设计、创新性实验则是科学探究的模拟。所有我们采用分层次教学，把大学物理实验分为基本理论实验层次和分析探究实验层次。

（1）基本理论实验层次。

基本理论实验层次即为验证性实验层次，在完成基本理论教学的前提下，提供给学生多种预习通道，可以通过实验讲义、网络、虚拟实验或实验录像，把实验原理、实验仪器、实验注意事项展示给大家，提供感性的认识，在自学的基础上设计自己的实验，注重实验的过程和细节，圆满完成大学物理实验教学目标的第一层次。

（2）分析探究实验层次。

众所周知，科学探究的七大要素有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集证据、分析与论证、评估、交流与合作。因此，我们在完成大学物理理论教学和基本理论实验模块的基础上完成分析探究实验模块。

探究的题目分为教师拟定和學生自拟两部分，决定权交给学生，教师只是确定实验的个数，但要确保为综合性、设计性、创新性实验，要保证充分的学时，学时也可以分段实施，要注重学生带着问题去探究的过程和态度，不要过度追求结果的准确性，善于引导学生从问题中发现问题。爱因斯坦早就断言：创造并非逻辑推理的结果。对待创新性实验，我们不能急于求成、急功近利。教师在此阶段主要起综合、设计、创新性课题的审查、引导学生如何开展科学研究、科学探索，使学生初步具备独立思考和工作的能力。达到大学物理实验培养目标的第二层次的要求。

（3）在每个模块渗透科学方法的教育。

科学方法有许多，渗透方法教育会使学生受益无穷。例如，控制变量法是物理实验研究中常用的一种研究方法，即在实验研究的过程中，对影响事物变化规律的变量进行分析，对其影响因素进行人为控制，只使其中的某一变量按照特定的要求发生变化，最终得出所研究的问题的结论；模拟法是用一种容易实现、方便测量的物理状态或过程模拟另一种不易实现、不便测量的物理状态或过程，这种方法被广泛应用于工程设计之中，例如，我们常用电流场来模拟静电场、温度场、流体场等，我们的“静电场的模拟与描绘”就是应用的这种方法；假设法是创新实验的前提，它需要先分析现象提出问题，大胆猜测，提出假说，假设的正确与否可用实验来检验。当然，具体的问题要具体分析，适当的渗透方法教学是每位教师努力的方向，对学生未来的发展具有深远的意义。

2.4 改进大学物理实验的评价方式

改变传统的实验评定方法，第一，减少些写实验报告的次数。第二，提高实验报告的质量，不要套用格式，实验报告要求学生撰写实验的收获，即实验的相关资料、心得体会，既能发挥学生学习的主动性，又能让教师更好地把握学生的学习动态和过程。第三，采用科技小论文的形式，以及对本实验过程的方法或者改进意见加工整理，撰写小论文，可以慢慢提高学生的科技论文写作水平。

总之，大学物理实验要以学生为中心，以提高学生的综合能力为最终目的，渗透科学研究的方法，使学生学会分析问题、解决问题的方法，有助于培养学生的科学素养，为进一步学习科学知识打下良好的基础。

参考文献

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