加大大学物理实验教学力度的改革与探索

李树发 陈春雷

[摘           要]  大学物理实验是大学物理理论学习的必要环节，可以促进学生对理论知识的学习掌握，还能培养动手能力及创新能力，是一门重要的基础课程。但是，大学物理实验的教学还存在一些问题。通过分析产生这些问题的原因，并根据多年的教学经验进行改革探索，提出加强大学物理实验重要性的认识、理论联系实验的应用能力培养、课外实验探究能力培养的措施。

[关    键   词]  大学物理实验;实验探究;课外实验

[中图分类号]  G642             [文献标志码]  A          [文章编号]  2096-0603（2019）16-0230-02

一、引言

物理学是一门特别注重实验的自然科学，其研究物质的基本结构及物体运动的普遍规律，是整个自然科学和工程技术的基础。物理学的新发现、新概念及新理论常常需要实验的验证及完善。因此，物理实验在物理学理论的学习、掌握过程中必不可少。物理实验不仅是一种物理方法，更是一种物理思想，在物理学的教学中具有非常重要的地位。大学物理实验是理、工、农、林、医等各专业学生在大学阶段，首先要学习的一门基础实验课程，因为大学物理实验的学习是接受系统实验方法和实验技能训练的开端，在培养学生动手能力、严谨科学态度和实事求是的工作作风，增强创新意识，提高创新能力等方面起十分重要的作用。从课程安排角度看，大学物理实验课程属于独立的基础课程，特别是在理工科院校。

尽管如此，大学物理实验课程的安排并不孤立，也没有割断与其他课程的联系。通常是先学习大学物理课或者与大学物理课程的学习同步进行。因为大学物理实验课程主要是通过对物理理论的验证，提升对物理理论的认识、理解及应用。非物理专业的学生在大学阶段对大学物理的学习主要集中在力学、热学、光学及电磁学等几个方面。因而，大学物理实验课程的内容安排也主要体现在力学、热学、光学及电磁学等方面。大学生通过对这些基础实验的基本训练，可以加深对大学物理理论的掌握，进而深刻理解并应用物理学知识于实际生活中。若能在大学物理实验课的训练中切实提高实验方法、实验思想，一定会对后续专业课程的学习及日后工作事业的发展有很大帮助，尤其对那些在科研方面想继续深造的学生更具显著的意义。此外，大学物理的学习过程，若能利用理论指导实验或演示实验，对学生掌握理论知识和运用理论知识起到重大作用，同时更能激发学生的求知欲及学习兴趣。综上可见，大学物理实验课程是大学物理教学中不可缺少的重要环节。这正是各理工类专业普遍重视大学物理实验课程教学的原因。但是，根据笔者在大学物理及大学物理实验课程的教学经验，发现大学物理实验课程的教学存在一些不适应大学物理实验教学及提高大学物理教学质量的问题。下面，笔者将对大学物理实验教学中存在的问题进行分析，并根据教学改革给出相应的措施。

二、大学物理实验教学中的问题

学生对大学物理实验课程的认识不够，导致无法体会其重要性。虽然各理工类专业通常都安排有大学物理实验课程。但是学生对大学物理实验课程的重视及认识仍不够。大学生对大学物理课程中的力学、热学、光学及电磁学的学习往往足够重视并付出足够的时间进行理论学习。可是，对在大学物理实验课程中验证这些理论知识的实验项目却鲜有重视。学生在做实验的过程中，通常只是简单地重复教师讲解过、演示过的实验步骤，没有用心体会物理实验中的奥妙;只把大学物理实验课程当成一种任务，满足于获得实验数据，并没有对实验数据的合理性作进一步分析，更没有认真对待实验过程中所出现的问题，进而采取应对措施，也没有认真完成实验数据的分析及对理论的验证。在学生学习大学物理实验课程过程中，不能做到理论指导实验，更没有通过实验提升理论。究其原因，大学物理实验课程的学分较少，通常只有1学分，学生只想在有限时间内获得学分，不愿深耕;学生对理论与实验的相辅相成过程认识不够，容易导致割裂理论与实验的联系;学生对大学物理实验训练、实验技能，培养创新能力的认识不够，认为大学物理实验课只是简单的一门实验课。

（一）理论联系实验的应用能力不足

由于课程安排的原因，大学物理课程与大学物理实验课程一般都是分开、独立进行的。有时候由于大学物理实验仪器设备不足，大学物理中的理论已经学完，但是相應的实验项目却隔较长时间才安排;或者一些理论尚未学习，但相应的实验项目却已提前安排。这种不相适宜的课程安排容易造成学生的理论学习与实验的验证相脱节，更容易造成学生认为理论与实验联系不紧密的假象。例如，学生对大学物理中光学知识的学习有不少困难，比如对光的干涉、衍射、偏振的学习。这种困难体现在对光学知识的理解上，也体现在光学实验的不易操作上，导致没能实现实验促进理论学习的效果;这种困难更体现在，没能做到光学知识在精密测量中的应用。这些现象都容易导致无法做到理论指导实验能力，无法做到实验验证理论进而促进对理论的认识及掌握。理论与实验的联系、理论与实验相辅相成关系的不足，导致培养学生掌握实验方法、实验思想方面不足，不能促进培养学生的实验动手能力及创新能力的提升，不能达到开设大学物理实验课的目的。

（二）课外实验探究能力不足

大学物理实验课程的学习只是学习掌握基本的实验方法，学习基本仪器设备使用及操作方法。很多的实验仪器设备学生都是首次接触、首次使用，但是随着大学物理实验课程的结束，这些刚刚初步掌握的实验技能没有再继续使用、扩充。在学生学习大学物理实验过程中，学生经过教师的引导可以顺利地完成实验，但是没有把这些刚刚掌握的分析、解决实验问题的能力继续应用于课外实践中或实际应用中。大学物理实验课程受时间、空间等客观条件因素的制约，并不能做到，也没有必要做到研究所有物理现象，这对大学物理实验的教学及大学物理理论知识的学习有一定的局限作用。但与此同时，学生也没有兴趣利用一些简单的仪器器材在课外进行独立的实验观察和测量，开展独立的实验探索，以有效弥补大学物理实验课程的不足及局限。

三、大学物理实验教学的改革探索对大学物理实验教学中存在的一系列问题，可做如下探索。

（一）加强对大学物理实验重要性的认识

针对学生对大学物理实验重要性认识不够的问题，可采取这些方法。增加大学物理实验课程的学分，让学生意识到大学物理实验课程与大学物理课程同等重要;加强对学生的大学物理实验课程的考核力度，促进学生学习大学物理实验的自觉性和积极性;合理安排大学物理理论知识学习与大学物理实验课程学习，促进两者间相辅相成。经过此阶段的学习，注意培养学生的实验探索能力，通过学习科学的探索方法，提高对实际问题的分析、解决能力，注重物理实验与物理理论的有机联系。此外，还应注重物理理论与实际生活、时代发展需求的联系。通过实验观察获得感性认识，经过分析引导上升至理性认识，促进理论的掌握及理解。

（二）加强理论联系实验的应用能力培养

理论指导实验，实验提升理论。通过大学物理实验课程内、课程外的实验演示，引导学生学习物理理论知识，并将其应用于实际生活，培养学生利用物理理论知识分析解决具体实际问题的综合能力和创新能力。鼓励学生动手、动脑，不仅实现对实验的自主探索，还应学习物理知识，体会将物理理论知识应用于实际生活的快乐，增加学习物理的兴趣，增强科学创新精神和创新能力。例如，在学习光的干涉、衍射等理论时，除了大学物理实验项目测量光的波长实验外，可在课后开展测量一些微细物体的实验。通过想方设法测量这些身边事物的特性，学生发现所学的理论知识还能有这样的实际应用，可以增强学习理论的兴趣及掌握理论、应用理论的能力。

（三）加强课外实验探究能力培养

由于大学物理实验课程的局限性，只有大学物理实验课程中的实验项目还远远不够，应向学生提出问题，让其利用身边的仪器设备进行课外实验探索，增加学生做实验的兴趣及开展实验的信心。通过一些小实验，引导学生多动手、多动脑，学会如何应用所学理论知识，学会如何就地取材，解决具体的实际问题，例如学习如何更高效、更准确地测量地球重力加速度。鼓励学生多参加课外实践活动，如大学生物理实验竞赛，引导学生参加更有难度的实验探索。再例如，探索如何利用所学光学知识探测室内讲话，进而辨识出室内讲话的内容。这样可极大地增强理论知识的应用能力，实践探索的动手能力，进而提升创新意识及创新能力。

四、结语

本文根据笔者教授大学物理及大学物理实验的经验，分析大学物理实验教學中存在的问题，并分析其背后的原因，探索改革措施。希望在重视大学物理实验的基础上，加强学生理论联系实际的应用能力培养，增强学生的创新意识及创新能力。希望本文的改革探索对提升大学物理实验课程的教学质量有所帮助。

编辑 李 静