基础物理实验的开展如何克服发展难题良好过渡

陈珏先 李会然

摘要：物理实验教学应以“加强基础、重视应用”为宗旨，紧密结合理论教学，双管齐下，为学生专业学习和今后的实战应用打下坚实的基础。本文分析了基础物理实验面临的发展难题，以交流电实验为例提出了课程改革的过渡方案。

关键词：物理实验；课程设计；考核；创新

物理科学起源于实验，要更好地理解物理世界，学生和老师必须将物理实验特别是基础物理实验重视起来，有意识地培养学生专业技能、实践创新能力。大学物理实验内容包括经典物理的力热电光磁，以及近现代物理的经典实验等，通过实验内容的设计、过程的控制、现象的观察分析总结，让学生受到严格而系统的实验基本技能训练，更深层次掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是培养学生严谨的科学思维和分析、解决问题的能力和创新精神。大学物理基础实验的有效开展不仅利于学生在求知探索过程中的进步，教师站在理论的基础上重视操作，能深化对知识的理解，促进专业及科研的发展。

一、首先分析基础物理实验面临的发展难题：

（一）学生发言权和参与度不高。有的实验内容过于固化单一，导致学生兴趣疲劳，最终导致认知兴趣的厌倦；也有的相关理论部分的内容又比较难懂，会导致学生在实验中按部就班而不思考、不质疑，更无从谈创新，甚至有的老师疏于学生管理，要求学生按照示范操作，能得到差不多的结果就行，这种纯属完成性的课堂模式，从根本上是削弱了学生参与的积极性。学科组和老师们必须正视并重视这个问题，探索能激励学生参与的教学模式，包括理论和实验相结合、合理安排内容进度、小组合作、及时安排课堂讨论、关注学生状态、了解学生认知难点和兴趣点等等，更好地满足学生求知的需求，从而激发学习和探索的动力。

（二）课程设计上，传统验证性实验存在很多发展弊端。传统的物理实验课普遍存在教学模式单一、教学方法死板、考核方式不科学等问题，也就必然导致了学生思维和行动的惰性，导致了学科发展的惰性。有的实验室为学生打印好实验步骤，学生完全按照条条框框操作，结论几乎一致，学生大都只关注实验结果，不探究结论“生成”过程，久而久之形成被动接受、认知片面的局面，这实际是抑制了学生的主动性和自主意识，僵化了其创新思维，限制了其长远的发展。

二、为此物理教育工作者探索出了新的课程机制—— 设计性实验。设计性实验是指给定实验目的和要求，由学生自行设计方案并加以实现的实验，具有自主性、自由性、验证性和创新性，要求学生在掌握基本的实验操作和实验技能的基础上，进行可行性设计和操作，是更高要求高层次的教学。因此，理论上设计性实验更有利于开发学生的主动性和创造力，然而“改革”的结果也不尽人意。第一，设计性实验对学生专业素养要求颇高，对于刚步入大学的大一二学生来说存在困难，对于教师而言也是很大的挑战，要求有丰富实验经验和科研经验老师才能灵活地把握；再者，目前大多大学物理理论和实验课程联系较少，教学方法不统一，协调性也差，使得学生理论和实验思维是剥离的，几乎不太能完成理想的设计性实验；另外自主设计要求实验室设备和材料的供应尽可能大范围地满足学生需求；而且从实验前期准备、查阅资料、设计方案到具体实施需要大量的时间和精力，在具体的实行中不太实际。

三、所以，验证性实验不可一言而否之，设计性实验也不能盲目推崇，一切教学改革都应基于扎实的基础和一定的可行性，认清现状、适度改革调整，从传统验证性实验慢慢地向设计性实验发展，良好的过渡能够帮助学生既打牢基础又逐渐培养其研究性和创新性思维，为学生后期的专业学习和创新发展奠定基础。那么如何从传统实验过渡到设计性实验，下面以我院交流电实验为例进行初步探索和简要讨论：

（一）课程设计上，本院大一大二学生高中基础扎实，但平时学习时间有限，加上大学物理内容较高中多且复杂，导致学生理论课下来往往理不清头绪，有的甚至捡了芝麻丢了西瓜，所以在三个课时的实验过程中必须合理安排时间，内容要严格按照教案把握重点。首先，对必须的理论知识、设备及元器件的功能进行简单介绍，并尽量和理论课的内容进行关联，紧接着，学生根据理解完成几个基本整形滤波电路的连接，并通过观察和测量，熟悉示波器交流电箱的主要功能，在把握好重点、熟悉设备元器件基本功能的基础上，鼓励并引导学生进行自主设计，简单介绍设计流程和一些简单设计的成果，提升其设计兴趣。

（二）具体分析了以下几个方面：

第一，本实验目的是通过电路连接和结果观察，加深学生对交流电的认识，尤其是整流滤波概念的认识，培养其动手能力和應用创新能力，在实验设备上选择了功能较全且操作简洁的数字示波器和交流电箱，这样为学生留出了更多自主设计的时间

第二，考核不能只以最后提交的报告为准，而应该从预习到操作到最终的提交报告，形成更科学完整的标准：

1.实验预习除了完成基本的预习报告，还可以根据实验目的进行针对性提问，比如整形、滤波元器件有哪些，基本原理是什么？画出几个典型整形、滤波、综合设计、个性设计电路等，尽量结合理论课堂将要求和重点贯穿始终。

2.实验操作中对每个小组进行编号登记，实时观察每个成员和小组参与和完成进度，设备器件的使用情况，本着自由自主的理念，多和学生沟通交流，了解其基础掌握情况和设计想法，鼓励积极提问、大胆设想和尝试。

3.实验报告坚决避免单从书写工整度上进行评价，而应采用多角度的方式完善考核方式。比如基本内容的完成情况，针对重点加入提问环节，实验结果要求学生进行必要的误差分析，写出自己遇到的问题、实验感受、启发等，报告中能多呈现学生个人的思考成果，才是有个性有意义的报告。选取优秀报告张贴展览，激发学生上进的动力。

四、最后，大学物理基础实验课对于学生动手能力和思维发展起着至关重要的作用，其行之有效的改革是当前时代形势发展的需要，必须本着“重视基础，培养创新”的原则，加快实验课程建设，培养有强大的坚实基础、实操能力、综合素质、创新能力的新时代人才。

参考文献：

[1]徐文娟，韩仁学，杨德生，等.基础实验一体化教学改革研究与实践[J]，2013（8） ： 85-87

[2]隗群梅.改变物理实验教学方法培养高素质创新性人才践[J].大学物理实验，2009，22（1） ： 107 -110