我校大学物理实验教学的现状及对策探究

张海康　师文庆　熊正烨　李永强　黄存友　王文华　赖学辉

【摘要】“大学物理实验”已成为一门独立课程，与大学物理具有同等的地位。是理、工、农（林）科各专业必修的公共基础课。纵观历届学生对该课程认识及教学效果的反馈是：“走马观花，敷衍了事，兴趣不高”；实验教学内容和方式沿袭着多年来不变的模式，通过对多届学生的调研分析、总结，提出相应的对策。

【关键词】大学物理实验 现状 问卷调查 对策

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）15-0119-02

一、引言

大学物理实验是学生接受专业实验方法和实验技能训练的开端。是培养学生严谨的科学思维、发现与提出问题、解决问题和创新能力的一门必修基础课程。我校大学物理实验室超负荷承担了多个专业学生实验教学任务。大学物理实验是集物理思想和实验技术于一体， 是培养学生科学思维、实践能力、创新意识的基础。本文通过对我校大学物理实验课教学现状提出相应的对策进行探讨。

二、目前我校大学物理实验教学的现状及存在的问题

1.教学仪器设备陈旧，实验内容及形式单一

（1）实验内容及形式单一

按照高等学校大学物理实验课程教学基本要求的指导思想和基本要求及教学大纲的限制，实验教学内容主要还是以验证性实验为主。以实验前预习，教师讲解、演示之后，学生按实验操作步骤进行数据测量、完成实验报告，整个教学过程忽略了以学生为主体的指导思想，不利于学生能力的培养。

（2）实验室仪器设备陈旧

在本次本科教学审核性评估中，专家明确指出我校教学实验仪器设备经费投入不足。目前，多数实验仪器多年没有更新，部分实验项目使用的仪器有两三个型号，给实验教学过程带来不少困难，致使物理实验内容多年不变。

2.专职实验教师严重不足

大学物理实验是相关专业进行专业实验的基础。自学校扩招至今，我校每届有3600多学生必修《大学物理实验》课程。从实验室到每位教师都承担着繁重的实验教学任务。根据专家在本次本科教学审核性评估意见反馈，我校师生比严重比例失调。特别是实验教师编制多年来不变，专职实验教师太少，学校把实验员与专职实验教师混为一起，大学物理实验课主要由理论任课教师承担理论讲解和实验指导任务，重理论轻实验指导思想至今未能改观。

3.开设综合性、設计性、创新性实验比例偏低

目前我校开出的基础性实验17个，综合性实验3个，近代物理实验1个，设计性实验2个，创新性实验0个，仿真实验1个。

从上表可以看出：开设的实验内容比例失调，综合性、设计性、创新性、近代物理实验和仿真实验所占的比例太少，不利于培养学生科学思维、创新意识和分析与解决问题的能力。

4.实验学时偏少

48个学时的大学物理实验只能蜻蜓点水。没扎实的科学实验基础，对接触专业实验的方法和技巧就难于上手和思考。2学时的实验根本无法达到教学目的和效果，一则造成学生对实验的应付；二则无法完成仪器调节有难度的实验（如光学实验）；三则降低了学生对实验的兴趣和耐心。

5.无差别实验教学

目前24个实验只是分成大学物理实验Ⅰ和大学物理实验Ⅱ两类实验，势必造成一些思维活跃且有精力的优秀学生无法触及到感兴趣的综合性、设计性、近代物理实验和仿真实验。无形扼杀了这些优秀生的创造性思维和求知探索精神。

6.考核制度及教学方式单一

主要以实验报告和一次误差理论开卷考试或一个简单的二极管特性研究作为平时和理论成绩，且多年不变。这就无形降低和弱化了大学物理实验课的要求及重要性，引起的后果是学生轻视该门实验课程。

学生在做每个实验之前，都是在教师详细讲解、具体演示之后再按实验步骤进行实验操作。过细的讲解和演示，对学生实验过程中出现一些实验现象的及时指导，其结果是学生按步骤机械地重复实验操作。导致学生在思想上轻视实验，缺乏独立思考，动手能力明显不足。

7.大学物理实验课程安排不合理

我校大学物理实验课程是在学生大一第二学期与大学物理课并行进行，85%的实验内容是在学生还没有学习理论知识时完成。实验前的预习如同虚设，学生预习报告、实验数据的测量和数据处理只能在教师指导下按部就班完成，造成学生无法去思考每个实验的目的和经典实验设计思想。理论与实验的脱节，严重影响了学生独立思考的积极性，每个实验不但没有激发学生科学兴趣，反而成了学习负担。作为独立开设的一门课程，应在学生具备基本的理论基础知识后开设，才会避免课前预习敷衍了事和完全依赖的思想。

8.实验室缺乏人性化管理

人性化管理就是在尊重人和人性的基础上，更有效地实现预期目标，实现集体与个人的协调发展与共同成长。根据我校实验室管理现状，经对5个不同专业班级（共计170人）从以下四个方面进行了问卷调查。

（1）实验室环境

对实验桌椅、设备整体布局、照明、窗帘、通风、卫生及实验室环境对实验效果的影响进行问卷调查显示很满意占7%，较满意占33%，一般46%，较不满意占10%，很不满意占4%。

（2）实验室设备仪器

对实验设备符合实验要求度、设备新旧程度与先进性、清理及维护、配备投影仪等多媒体教学设备进行问卷调查显示很满意占5%，较满意占31%，一般52%，较不满意占10%，很不满意占2%。

（3）实验教学

对实验时间安排、学时数、报告提交方式、开放情况、教师授课态度和方式、教师的专业水平、实验中遇到问题最先考虑的做法、课外时间与师生交流机会、实验中是否获得成就感和乐趣、是否感受到自己能力提升进行问卷调查显示很满意占5%，较满意占25%，一般33%，较不满意占22%，很不满意占15%。

（4）实验室管理

对进入实验室的管理制度、座次安排、日志的记录方式等进行问卷调查显示很满意占27%，较满意占40%，一般25%，较不满意占7%，很不满意占0%。

从实验室环境、设备、实验教学和实验室管理四个方面问卷调查数据统计可看出目前我校大学物理实验室人性化管理还存在多方面不足。如：同一个實验项目就有两三种型号不同的实验仪器，势必给学生和教师带来讲解上的不便和实验数据测量上的差异。

尤其实验室管理工作没有让人获得更多乐趣和成功感。没有定期对实验室工作人员进行培训，没有为实验室工作人员提供个人发展规划的指导。

9.学生轻视大学物理实验课程学习

根据多届学生实验课学习情况及反馈和调查，学生轻视大学物理实验课程学习。

（1）大一学生还不具备一定的基础知识和自学能力，大部分学生实验前预习报告照抄教材，不会提炼实验原理内容。

（2）经对多届学生观察，一些实验每个实验班不能独立操作完成实验的学生占17.5%。

（3）实验报告中部分学生对数据处理和误差分析敷衍了事，甚至抄写别组数据处理结果。有相当一部分学生对数据处理过程中基本单位换算不够熟悉。不会使用计算器的统计功能和数据处理软件等方法去处理数据；不习惯采用计算机应用软件作图，创新思维能力明显不足。

（4）大学物理实验课程成绩主要以学生实验课的操作表现、物理量数据测量以及实验报告的撰写情况为依据进行考核。所以实验过程中对学生的合作精神未能得到体现。

三、我校大学物理实验课程教学改革对策

1.优化人才培养方案

随着我校2017级学分制的实施，为培养复合型人才，优化实验教学内容，制定综合性较强的基础性力、热、光、电实验。减少基础性实验比例，提高综合性、设计性和创新性实验比例。对不同的实验项目，合理分配实验时数。

2.合理设置大学物理实验课程教学内容

实验教学内容的设计应顺应时代的发展。实验内容、设备和方法应不断更新，以适应教育科学发展。减少一些实验内容陈旧和相近的验证性实验项目，增加综合性和设计性实验的比例。对基本型、提高性和创新设计性实验项目按照2：5：3的比例进行设置，根据现有课时可减少实验项目数量，增加实验项目的实验学时，这样才能实质性提高学生完成每一个实验质量，避免学生因学时限制敷衍实验的思想。

通过基本型实验，让学生掌握一些设备的基本操作方法和一些基本的实验理论知识；通过综合性提高性实验锻炼，培养学生具有一定的创新能力，这对于其专业学习和将来的工作往往能够起到潜移默化的作用；在教师的指导下自主完成设计性实验过程和操作，可激发学生对实验的兴趣，会使学生有一种成就感。

3.合理安排大学物理与实验课程的衔接

实验是培养学生动手能力、实践能力的主要方法。没有一定的理论知识支持，学生所做的每一个实验犹如蜻蜓点水，所以，大学物理实验课程应安排在学完大学物理理论课程之后开设，才会使学生做实验有思考，才会进一步领会经典物理实验的设计思想，提高实验兴趣，激发学生的创造性思维。

4.培养结构合理的专业实验教师队伍

针对专职实验教师少、管理实验人员多及业务水平参差不齐情况，学校可采取年度进修学习、培训计划，也可在专业教师中进行调整充实专职教师等措施，提高实验教师的专业素质，建立结构合理的师资队伍。在政策上突出实验教学和管理人员的待遇和地位，工作中充分体现多劳多得、优质优酬，激发他们的工作热情和敬业精神。

5.改变教学形式和教学模式

（1）在实验教学形式上，采用网络、录像和多媒体教学课件辅助实验教学手段，进行演示讲解，优化实验教学过程，提高实验教学效果。

（2）在教学模式上，通过实验开放，让学生由书本预习转为到实验室或中心网站资源库进行预习，提前了解实验所需主要仪器设备及原理，数据记录和处理要求。最终将实验教学的主动权归还给学生，激发学生学习的兴趣和主动性。

为了使学生综合思维和创新能力得到锻炼，一些实验项目可在教师指导下由学生自己设计方案来完成实验，正确指导学生进行实验操作。课堂上采用“讨论式”的方法，正确引导学生达到动手动脑的目的。对实验过程中出现的问题，教师应引导学生分析，找出原因，而不是直接帮助调试，充分发挥学生主动性，分析解决问题。

（3）引入选修学分机制，达到差别式教学目的。

在实验教学内容、方法、手段上进行开放。可借鉴其他院校的经验，采取教学内容上的开放，培养方案中可引入选修学分机制。除开设各专业的学生必须完成的实验外，同时开设一定数量的选做实验，从而达到差别式教学的目的。

6.升级、维护好实验仪器设备

因大学物理实验室使用频率非常高，加上部分学生的不当操作，造成仪器设备经常出现故障与损坏。几个实验管理人员维护工作量太大，因此，在现有条件下，除合理利用实验室资源以外，学校应定期请有经验的专业设备维修人员及时维护设备。并加强对学生爱护实验仪器设备的教育。

7.改革考核方法

除了将课前预习实验的效果、课上实验操作的熟练程度和正确性、课后实验报告的规范化和分析问题的准确性等都纳入考核记分外。

（1）可选出综合性较强的多个基础实验项目，由学生抽选进行实验考核。

（2）为了充分利用实验室资源，在开放的前提下，鼓励学生多选实验项目，并在没有缺课的情况下，进行成绩计算。通过这些改革，以激发学生学习物理实验的兴趣， 促进学生学习的主动性。

（3）提高实验报告要求

通常实验报告只是简单的按要求对数据进行处理、误差分析及回答几个实验思考题。为了让学生真正的理解实验，要求实验教学最后环节可以让学生谈谈实验过程中哪个步骤容易出问题，该如何解决，能不能想到其他的实验方法，对当前实验方法有没有改进意见等。

（4）增加实验口试考核

在实验结束时分组对所有学生进行口试，是引起学生对大学物理实验课重视的关键一环。对做过的实验随机抽签回答设定的问题（如：实验目的、采用的主要仪器、原理及实验过程主要注意事项等）。

四、结语

针对目前我校大学物理实验课程教学现状，借鉴国内一些院校好的经验，结合自身的办学定位、师资力量、等因素，通过对大学物理实验课程体系、内容、方法和模式进行改革，淘汰内容陈旧，不能有效提高学生动手操作能力的教学内容，充实、补充体现前瞻性、综合性、设计性实验比例，激发学生兴趣和主动性；才能更好地体现以学生为本，能力培养、素质提高协调发展的教育理念。

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作者简介：张海康（1963-），男，山西运城人，副教授，研究方向为大学物理教材教法研究。