基于“新工科”建设的大学物理实验教学改革思考

袁贤 何玉平 聂招秀 刘宁

摘要：根据“新工科”建设要求，对大学物理实验教学从考核方式、教学内容、实验项目、教学模式等提出改革意见，实践表明，适当有效的改革能促进大学物理实验教学质量的提高，有助于“新工科”建设需要。

关键词：新工科;大学物理;教学内容;考核方式;教学方法

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）18-0144-02

随着科技和经济的发展，新型产业技术对当今高校工程教育要求越来越高。2017年教育部召开三次“新工科”建设研讨会，达成一系列共识，即2月18日“新工科”建设复旦共识[1]、4月8日“新工科”建设行动指南[2]、6月9日“新工科”建设指南（北京指南）[3]。于是，在全国高校掀起一场“新工科”讨论热潮，根据三次研讨会及光明日报解读[4]，“新工科”建设主要“新”在两方面：第一，高校教育应该授人与鱼;第二，培养复合型、综合型人才。大学物理实验为工科学校一门重要学科基础课，该课程让学生更容易理解和掌握物理知识、激发物理学习兴趣，为“新工科”建设铺路，但由于受传统教学内容和教学方法的影响，物理实验未能发挥应有的成效。结合我校实际，根据“新工科”建设要求，对大学物理实验教学改革方向进行探讨，与广大同仁交流。

一、存在的主要问题

大学物理实验课存在的主要问题有：1）教学内容陈旧且偏少，由于大学物理实验课是针对全校理工类非物理专业课程开设的课程，学校投入有限而且多年实验设备不更新。2）教学方法落伍，大学物理实验教学方法一般均采用教师讲解实验原理实验步骤、示范然后学生实验教学模式。3）考核方法单一，传统物理实验成绩根据学生的实验报告给出。4）与专业教学脱钩，大学物理实验开设主要依据实验室条件和教师情况等客观因素，较少考虑学生专业要求等等。根据2017年“新工科”建设要求，结合存在问题，提出大学物理实验教学改革方向，以切实提高大学物理实验教学质量，服务于“新工科”建设。

二、课程改革的思路方向

1.考核方式的改革。2015年起，我们对考核方式进行了改革尝试，取得了较好的效果。

从过去的“一成绩制”分解为“三成绩制”，也就是讲实验成绩分解为预习10分、实验操作50分、数据处理与分析40分。在实验讲解前，先检查学生预习报告（实验目的、实验仪器、实验步骤和实验原理）的书写，如果完成基本可认为及格，不仅如此，还专门抽出时间进行预习提问，根据学生回答情况给定预习成绩，一传十，十传百，慢慢的每届学生都知道做大学物理实验前需要预习并写预习报告，形成良好的习惯和学习风气。实验操作50分改变以往只看实验数据结果的做法，我们要求实验指导教师全程观察学生实验过程，对学生在实验过程中出现的亮点、问题一一记录，再结合实验数据给出实验操作成绩。为能客观公正，按照每人一组实仪器设备进行实验安排，基本杜绝了物理实验课偷懒抄数据现象。改变以往仅仅依据最后结果给数据处理成绩的传统，改为考查学生数据处理步骤是否完善、单位是否正确、分析问题是否详细全面、實验报告是否规范整洁、结果误差等等。明显感觉到大学物理实验质量在稳步提高，为此，物理实验室多次在学校考核中获得优秀。

2.教学内容的改革。由于学校不可能对没有物理专业的实验室投入过多，有必要更加合理的利用现有的实验室。目前大学物理实验覆盖力学、热学、电学、磁学、光学等方面，为充分合理利用现有实验室，我们在安排课程时尽量选择与专业相近方面，水利土木类专业主要安排力学实验，如杨氏模量的测定、转动惯量的测定等等;电子类专业专业主要安排电磁学类实验，如电表的组装与设计、惠斯顿电桥等等。这样安排一方面为了更有效利用物理实验室，另一方面也是为了与专业尽可能接轨。为了让学生多有实践时间和分析实验结果，我们正计划申请学校大学物理实验MOOC项目，提前学习MOOC，把实验原理步骤实验操作等实验前弄清楚，进入实验室后主要精力放在实践操作和数据处理分析，提高课堂效率。

3.物理实验项目的转变。由于大学物理实验针对非物理专业学生，在有限财力情况下物理实验设备购置方向显得很关键。从2015年以来，我们加大了物理演示实验设备的购置，演示实验每台仪器一套，在相同财力情况下可以采购更多实验设备，让学生从更多层面更多角度理解物理理论知识与物理现象。截至目前，物理演示实验“怒发冲冠”、雅各布天梯、激光琴、幻影合成、3D裸眼立体电视、激光成像、流体虚拟演示墙、潮汐发电等100余项物理演示实验项目，这些项目集声、光、电、磁、力、热和视觉震撼于一体，是传统实验的现代包装，是抽象理论的直观演绎，可以培养学习兴趣、感受科技力量和拓展视野。物理演示实验开课方式是全校通识任选课，不仅仅理工类学生有兴趣选修，文科类学生选课人数也很多，选课学生中女生也占到一定比例，该课程从2016年开设以来，每学期物理演示实验选课率均达100%，选修学生均表示，物理演示实验很有趣，收获很大，如今，物理演示实验选修课已成为物理课程的一个招牌。物理演示实验选修课的开设，学生可以很好的进行学科融合，提高学生综合素质，为“新工科”建设架桥铺路。

4.教学方法的改变。传统物理实验教学方法是教师讲解物理原理步骤和操作要领然后示范，学生根据要求很快将实验完成。传统教学方法显然不符合“新工科”建设授人于渔的要求，为此，有必要进行教学方法的改革。我在物理实验通识任选课和学科基础实验课中进行了尝试，第一是物理演示实验教学模式的改变，每组实验30人中，每位学生认真研究一个实验，从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验操纵到实验应用，然后每位学生向其他学生讲解该实验，其他同学可以提问题，教师根据学生讲解情况进行点评并打出成绩占50%，另外学生之间相互打分，平均成绩占50%，这样一来，学生不仅深刻、全面地掌握了一个实验，还懂得了如何讲解，如何回答问题，这种教学方式已经在使用，学生反响很好，对学生也提出了更高要求;第二是学科基础物理实验课的教学方式改变，将实验原理、实验步骤、操作示范等内容作为大学物理实验MOOC项目视频内容，由学生先进行学习，进入实验室后独立完成实验项目并能进行数据处理与分析，教师现场指导并根据学生表现给出操作成绩和数据处理成绩，实验课期间可以完成实验报告工作，杜绝学生课后进行抄袭行为。由于大学物理实验MOOC项目尚在建设中，这种物理实验教学方式有待后续跟进。

三、小结

根据“新工科”建设要求，提出了大学物理实验教学改革的思考，从考核方式、教学内容、物理实验项目、教学模式四个方面提出了改革方向。大学物理实验是工科院校重要的一门学科基础课，是“新工科”建设改革课程核心，作为物理实验教师，有必要深入思考并积极探索，由于各方面尚处于摸索阶段，实际改革效果有待时间检验。

参考文献：

[1]“新工科”建设复旦共识[EB/OL].[2017-07-02].http：//www.moe.edu.cn/s78/A08/moe_745、201702/t20170223_297122.html.

[2]“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[EB/OL].http：//www.moe.edu.edu.cn/s78/A08/moe_745/201704/t20170412_302427.html.

[3]新工科建设指南（“北京指南”）[EB/OL].http：//www.sohu.com/a/148435914_267106.

[4]王庆环.“新工科”新在哪兒[N].光明日报，2017-4-3（005）.

Abstract：According to the requirements of the new engineering disciplines，the reform are put forward from the examination mode，teaching content，experiment project，and teaching mode in college physics experiment teaching.The practice shows that effective reform can promote the quality of college physics experiment teaching and contribute to the new engineering disciplines.

Key words：new engineering;university physics;teaching content;assessment method;teaching method