基于应用型人才培养的大学物理实验课教学改革——以武汉工程大学邮电与信息工程学院为例

张 璐 方路线

（武汉工程大学邮电与信息工程学院 湖北·武汉 430073）

随着时代的发展，特别是近些年实验教学改革的不断深入，物理学与其他学科的交叉渗透和日常生活的广泛应用使得大学物理实验课的内容逐渐丰富，要求也日益提高。为了适应新的变化，武汉工程大学邮电与信息工程学院物理实验教学中心在“激发兴趣、夯实基础、增强能力、探索创新”的16 字教学方针的指引下，积极进行实验教学改革。

1 地方院校大学物理实验课堂教学的现状

1.1 大学物理课时缩减影响实验课的开展

近年来，在高等教育迅速发展的背景下，国内许多地方院校为了寻求自身更快更好的发展，纷纷将其培养目标定位成应用型人才的培养。基于此目标，地方院校特别注重学生专业理论和专业技能的培养，忽略了基础课程的学习和学生实际动手能力的培养。很多高校不断的压缩大学物理理论教学课时从而增加专业实践应用类课时。大学物理理论课时的缩减，使得理论课内容缩减或简化，这给大学物理实验课带来了很大的困扰和挑战。实验课上，教师需要花费大量的时间来讲实验原理，学生动手操作的时间不够，使得实验课教学效果不佳。

由于师资力量不足，实验仪器有限，为了更充分的利用其教学资源，实验教学内的实验项目在安排上存在不合理。理论课滞后于实验课的现象时有发生。加之，独立院校学生文化基础知识相对较差，自学能力欠缺，理论课的滞后，使得学生学习实验课更加困难，兴趣也大大减少。

1.2 大学物理实验课堂教学的局限性

大学物理实验课堂教学继续沿用了“以教师为主体”的教学模式，填鸭式的讲解实验目的、实验原理、仪器使用说明、注意事项等。教师全方位、超详尽的进行演示实验。学生按照规定的实验步骤进行实验，测量实验数据，这样导致学生的课堂学习也仅限于模仿操作。课后学生对测量好的实验数据进行处理，撰写实验报告。教师在批改实验报告时又比较注重数据处理及不确定度分析。因此，学生在数据处理上花费大量时间一遍又一遍的修改。长此以往，学生会觉得实验课枯燥乏味，学习的积极性和主动性降低。

1.3 考核方式过于单一

以我院为例，期末成绩由三部分组成：预习报告（20%），实验操作（40%），数据处理（40%），实验报告的撰写占比比较大，实验操作过程也只是关注学生是否在有限的时间内顺利完成实验以及数据的科学性。实验考核过于注重结果而忽略了学生在实际操作过程中的实践动手能力，发现问题、解决问题的能力。而这部分的能力正好是培养应用型人才所需要的能力。

2 提高大学物理实验教学效果的建议

2.1 物理史话

物理史话这一模块主要是让学生了解物理学中一些重要概念的发展和规律得出的历程，展现科学家在探索这些规律中所用到的方法，以及蕴含的科学精神。这一部分作为学生课前的展示环节，分力、热、光、电等专题进行。学生分组进行，可以通过不同的形式展示，比如讲故事、演话剧、查找视频播放等。让学生身临其境从而达到寓教于乐的目的。最后，我们可以通过开展物理学史方面的知识竞答或者利用网络平台开展课后小测的方式来了解学生对知识的掌握情况。教师根据学生的参与度和对知识的掌握情况对其进行打分。

2.2 课堂教学

理想的大学物理实验课是在学生理解理论知识的基础上进行的实践操作。考虑到独立院校学生自学能力比较差，而且随着新媒体技术的不断发展，人们的阅读方式及行为习惯也深受影响，从传统的书籍阅读模式开始变成通过网络手段获取信息。因此，教师尝试将每个实验的实验目的、实验原理、注意事项通过微课的形式录制，并在微信公众号上进行推送，学生可以利用碎片时间通过观看视频进行课前预习。课堂上，教师对学生困惑疑问的地方进行现场答疑。教师把课堂教学的重心转移到指导学生实验操作和引导学生自主创新上去。让学生在实际操作过程中深刻领悟到实验的设计思想，从中遇到的问题以及应对的措施。在实验课堂教学中鼓励学生进行自主探究，同时加强师生间交流，鼓励学生间的合作交流，以最大限度的调动学生学习的积极性。为了促进师生间的交流，在课堂教学指导中加入了与学生面谈指导的环节。学生在本学期实验课堂上必须与指导老师进行交流沟通至少四次。指导教师需根据与学生进行面谈交流的情况，了解学生完成实验的情况以及发现问题、解决问题的能力，并根据学生的表现给出相应的成绩。

2.3 课外实践

2.3.1 成立家电维修协会

基于学院应用型人才培养的需求，对学生的实践能力、动手操作能力要求高。为此，我们在学院设立了家电维修协会，协会每周都会在学院开展义修活动，同学们可以把损坏的四六级收音机、耳机、台灯、手机等小物件送到维修现场。协会成立专项维修小分队对其收到的问题物件进行记录、分配、维修、派送等。

2.3.2 建立废旧仪器实验室

随着科技的发展，学校实验室每年都会淘汰报废一部分仪器设备。我们将这些废旧仪器集中起来成立废旧仪器实验室。学生可以根据仪器使用说明书、设计原理对废旧仪器进行拆卸、安装、改进、重组、故障分析、维修等。也可以将某些部件拆卸下来应用到仪器改造和创新等研究性实验项目中去。在学生实践组装的过程中，教师适时地引导学生如何发现问题，解决问题，使学生在其中学会独立思考，同时开阔了视野和思路，获取灵感进而提高其创新能力。教师也可以利用废旧仪器自制实验教具，应用到自己的课堂中去，从而达到教学相长的目的。合理利用废旧仪器，不仅可以节约成本，还提高了学生的动手操作能力，加深了学生对实验的理解，启发了学生的创新思维。

2.4 开展制作类、仪器设计改进类研究型实验竞赛

学生通过大学物理实验课的学习，同时参加了家电维修协会、废旧实验室的建设等活动，已经具备了一定的理论基础和动手操作能力。因此，我们可以借鉴湖北省大学物理实验竞赛开展制作类、仪器设计改进类研究型实验竞赛活动。

学生自由组队通过选题、提交课题、方案实施、参加答辩等环节开展活动，教师在活动中应进行全程指导并最终给予成绩。其中，教师需科学地引导学生进行选题。课题的来源可以是科技热点或者影响生活的大事件，舞台等炫酷场景的启发，废旧实验仪器的改进和创新，成熟仪器的简化或功能改进，往年物理实验竞赛题目的改进和拓展，科技制作类网站参考等。学生通过查找文献、小组讨论、师生交流来确定实施方案，分析可行性，给出简单可实验的实验方案，列出实验仪器和耗材清单，完成方案的设计与搭建。最终完成实验，形成PPT，通过答辩的形式向课题组老师展示小组的成果。

学生选题贴近生活，同时具有研究性、开放性、趣味性的特点，增强了学生对物理实验学习的兴趣。学生通过团队协作、交流完成了实验选题和方案的确定及实施。在此过程中锻炼了团队成员的实验动手能力，整理归纳、分析报告的能力，进而增强了自主实验和实践创新能力。学生通过答辩又提高了自己的口头表达能力。学生实践能力、自主创新能力得到了锻炼，满足了我院应用型人才培养的需求。

3 建立新的考核评价方式

科学的考核评价方式，直接影响着学生学习的积极性、主动性和学习效果。基于以上活动的实施，同时突出对过程的考核，笔者提出了建立新的课程评价体系。新的课程成绩组成结构：物理史话活动（10%），课堂教学活动（30%），课外实践活动（30%），制作类、仪器设计改进类实验竞赛（30%）。新的考核方式更能使学生在学习过程中展现自我能力，同时也调动了学生学习的兴趣和积极性，自然有效地提高了实验教学的效果。

4 总结

物理实验教学改革的主要任务是在有限学时内尽可能提高教学效果。我们在大学物理实验教学中加入了物理学史、课外实践、实验竞赛等环节后丰富和充实了实验课的教学。基础物理实验课堂教学主要侧重于基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练、实验数据处理和不确定度分析。加入的物理学史、课外实践、实验竞赛环节侧重于自主学习、动手动脑、实践创新。两者相互补充、相互促进，从而提高了大学物理实验的教学效果。今后，通过不断的探索、实践、创新、改革，相信大学物理实验的教学质量会有进一步的提升。