大学物理实验质量保证的实现方法

高慧星

燕山大学里仁学院，河北 秦皇岛 066000

大学物理实验是大学里一门独立开设的基础课程，是本科生进行实验技能训练的开始，设立初是为了辅助物理教学，随着新型教育的发展，渐渐转变为培养学生动手和实验操作能力的重要教学手段。学生通过此门课程可以接收系统的实验方法，掌握最基本的实验技能。但如今，面对时代的发展趋势，为了保证教学正确方向，避免出现错误倾向，扩展教学范围，拓宽教学渠道，改良实验内容，对新的教学质量保证方法的探究十分必要。

一、学生实验流程规范

（一）在物理实验课正式开课前，利用一周左右的时间为全体学生安排四个小时物理实验基础理论课的教学，传授有关物理实验的基础知识及进行物理实验时的相关注意事项。使学生进入物理实验室前对物理实验的流程有充分的了解。

（二）物理实验课程开始后，首先带领学生初步参观整个实验室，了解近期实验室在进行的实验科研项目及相关介绍。同时让学生了解所有任课教师的基本信息。在充分了解实验项目的前提下，学生具有自主选择权，可以根据自身情况和自我喜好选择想选择参与进行的实验项目。

（三）实验正式开始前为保证学生达到良好预习效果，实验室每天早上提前开放用于学生提前预习了解实验所需仪器、材料和实验主要内容。在实验前提交预习报告，教师有选择地进行抽查提问[1]。预习报告不合格的实验教师有权拒绝该学生参与自己的实验，因为事前预习不够，实验会因为无知产生不可控的未知风险。

（四）实验过程中，要求学生独立完成各项实验步骤，要培养其独立思考的能力。教师可以根据实验过程中学生的操作来进行打分，作为期末成绩的重要考量依据。

（五）实验课后，学生要在随后的一周时间内提交实验报告和心得体会，同样这份报告也会一起成为期末成绩的重要组成部分。学生在提交报告的一周后，可以查询自己的实验课成绩，以及操作表现评分情况。

二、教师工作流程规范

（一）流程

1．成立物理实验教学监督小组，进行对教师教学质量的监控。对大学物理实验的教师任职资格进行严格把控考核，对上课过程中工作态度，工作方式方法进行严格把控。

2．教职员工必须挂牌上岗，方便学生与其沟通。

3．成立教学研究小组，每一轮课根据这一轮次内的教学实验情况进行教学研讨，要求全体教职人员参加。

4．开发新型教学方式，借助科技、新媒体辅助教学，制作课件，进行新型教学。

5．实验器材会随着实验进行阶段性的更新，实验教材也应该跟随实验器材的变化而变化，实验教师有义务依此对教材进行修订编写。随后把需要补充的与教材和教学内容相关的材料再制作一份电子版，上传至网络供学生查阅和下载。教师要对自己编写的内容负学术责任。

6．学生提交实验报告后的一周内，教师需要将学生成绩录入学校相关系统，方便学生查询成绩。超过时效系统自动拒绝改动。

（二）教学内容基本要求

大学物理实验课程的教学是通过不同案例和实验的方式，完成同样的教学目标。为了培养学生思维的自主性，本课程对教师和教学范围上都有系统要求。通常具体的教学内容有以下几个方面：

1．了解测量误差，正确处理实验数据

误差是指实验过程中测量值与真实值的数差，具有不可控和不确定性。要求学生掌握测量实验误差的相关知识，具有正确处理实验数据的能力。

2．掌握基本物理量及测量方式

在教学基本要求中，介绍了对时间、质量、温度、长度、直径等常见的物理量的测量，要求教师引导学生掌握这些测量方式并了解其应用。

3．学习了解常见的物理实验方法

物理学展现了每个时代科学发展的方法和理念，具有重要的指导教育意义。在教学基本要求里介绍了几种常用的物理实验方法，如比较法、转换法、模拟法、平衡法等在当代科学研究工程中仍然广泛应用的方法。

4．熟知并熟练使用常用的实验仪器

实验仪器是完成实验过程的必备工具。在教学基本要求中指明学生要熟知各项常规仪器的作用和使用时的注意事项，要求教师在引导学生了解仪器性能的同时发展课外教学理念，引进先进科技知识，与当下结合介绍仪器应用。

5．掌握常规实验操作技术

对实验操作技术的掌握是体现学生实践操作能力的主要方式。在教学基本要求里主要介绍了力学、电学、光学和热学实验的操作方式，明确要求学生必须具有正确使用仪器，并可以完成实验系统的组建的能力[2]。同时，还要求能对实验结果进行分析和实验过程中故障的排除。

6．介绍实验相关的科技历史背景

在大学物理实验这门课程中，许多实验在历史上都赫赫有名，所涉及的科学理念、思考方式和实验技术在当今仍然具有深刻的启发意义。所以在实验课程中，教师理应结合实验对实验的背景、发展历程和现实应用进行具体介绍。做到不仅仅是动手实验，更要了解实验背后的故事，提高文化素养。

三、培养学生素质能力

（一）学生存在的问题

不知从何时起，实用主义成为学生所信奉的“真理”，不仅应用于生活中，也适用于学习课程中。大学物理实验这门学科考核方式不严格，通过率极高导致学生不重视，甚至部分同学认为此学科与所学专业毫不相干而不去上课，拿到学分即是王道。对大学物理实验的重视程度不够，学习态度不端正导致这门课程的教学效果很差，对于这部分学生而言，大学物理实验这门课程的作用几乎为零。

（二）学生能力培养基本要求

1．独立完成实验：通过课前进行预习，了解实验内容和操作方式，学习实验原理，独立完成实验。

2．结合理论与实践：能够通过实验得出结论且能进行反复验证，发现问题并处理问题。

3．分析和研究问题：通过对实验方法的掌握、实验理论的学习和对实验过程的了解对实验数据内容进行分析整合、归纳整理，具备分析和研究问题的能力[3]。

4．创新：科技来源于创新，创新能力是当下学生综合素质培养中最为重要的部分。在学生具备独立思考问题能力的前提下要培养发散性的创新思维，完成设计性实验和综合性实验的操作，激发主观能动性，自主学习并勇于实践、大胆创新。

（三）学生能力培养的具体途径

当下，大学物理实验课程的教学遵循着“以实践为主，其他方式为辅”的教学理念，用以培养学生的综合能力和整体素质。学校应采用新型手段提高学生兴趣，保证大学物理实验的教学质量，比如从以下几个方面入手：

1．开放自拟研究课题的设计实验，充分让学生熟悉实验仪器和实验过程。

2．举办物理实验知识竞赛，并为获胜者颁发奖励，鼓励学生学习物理实验知识。

3．鼓励学生进行实验仪器的改进和制作，培养学生动手能力和发散创新思维。

4．发放符合当下科技发展的小型科研课题，培养学生的科学素质，使知识储备不与时代脱节。

5．设计有关趣味大学物理实验的网站，每位同学轮流担任该实验网站的经营者或版主，体验共享实验经验的趣味和乐趣。

四、计算机数据采集在大学物理实验中的应用

（一）计算机数据采集

1．概念

大学物理实验中，对数据的采集是完成实验的主要方式之一。使用计算机采集的方式进行物理实验，主要通过对数据采集的范围的扩展，进一步提高数据采集的准确性，可以大幅度提高数据采集的准确率和采集效率。

2．优势

（1）提高实验效率：计算机数据采集通过计算机和其他采集器、传输器的组合形式，改进大学物理实验的数据采集方式。这种方式节省了很多原有数据采集工作中不必要的步骤，减少了时间浪费，提升了大学物理实验的效率。

（2）提高实验质量：利用计算机数据采集技术对物理实验提供帮助，拓展了学习者探究空间，提升了同学们的创新能力，提高了大学物理实验的实验质量。

（3）锻炼动手能力：利用了现代科技，与当下实际情况相结合，使学生积极面对问题，促进了他们思维逻辑的进步，提高了动手操作能力。

（4）实现数据采集的连续性：将实时测量技术与大学物理实验相结合，建立起系统核与物理实验的有效联系，保障了实验数据采集的准确性和连续性。

（二）计算机数据采集在大学物理实验中的具体应用

1．综合性实验

前文提到，大学物理的综合性实验在大学物理实验课程中占据相当大的比例。实验者需具备综合性的专业技能素质，学会将科技带进物理实验中。综合性实验包含的范围十分广泛，实验者如果使用传统的方式进行信息数据采集，可能会因对某方面的遗漏导致实验失败。而利用计算机数据采集技术则可以有效避免这个问题，使实验者全方位掌握物理知识，提升实验数据的准确性和大学物理实验的实验质量。

2．验证性实验

验证性实验是大学物理实验中占比最大的实验，实验者通常对物理知识先进行假设，然后再进行验证。利用计算机数据采集技术可以让同学们自己设置实验步骤以及自主选择实验仪器等，再使用计算机获取实验数据，并检验和测量实验数据。这样可以避免数据计算过程中容易产生的失误，为大学物理实验的成功率提供保障。

3．设计性实验

设计性实验就是指由实验者自己来设计实验方案，提升动手能力。在实验中利用计算机数据采集技术可以方便设计实验流程，为实验提供技术支持，还可以让实验者将自己的实验与科技结合，树立探究精神，为大学物理设计性实验打下良好的基础，使实验者的实验能力有显著的提升。

五、更新实验内容、创新教学方法

大学物理实验中比较常见的是验证性实验，综合性实验非常少，并没有紧随科技进步进行相关实验。反复咀嚼前人的实验成果无法满足当下年轻人求知若渴的探索特性，降低了学生对做物理实验的积极性。

为此，体系应适当减少验证性实验，增加综合性设计性实验，为学生提供想象和创新的空间。学校和教育工作者也要不断丰富实验的类型，与时俱进更新教学内容，最好结合时下热点将实验联系生活，激发学生的学习热情，发挥大学物理实验的功能。

要想保证大学物理实验教学质量，光更新实验内容还不足够，高素质的师资队伍才是其基本保障。教师团队应具备足够的知识储备，提高自身素质，才能胜任当下的实验教学的高标准。当今时代倡导创新型和开放性的教学理念，教师们要根据时代要求对教学方法进行改良创新，比如多布置创新型课题，启发学生思维，让学生在课堂上进行动手操作实验后总结心得体会。

还可以引进实验仿真系统，为学生的实验过程提供一切便利条件[4]。同时，学校也应该注重培养教师能力，多给实验教师对外交流培训的机会，教师充分看到了世界的精彩才能回到课堂把同样的精彩教授给学生们。

六、考核监督

目前大部分教师与学生只重视期末考核，而忽略了平时成绩。教师应扩大平时成绩在最终成绩中的占比。还有一部分同学抄袭其他人的实验成果和实验报告，教师要严格筛选，注意实验报告内容测量数据的重复性。为了更好地进行考核方式的严控，考核分为平时操作和笔试部分，笔试的比例尽量缩小，重点考察平时操作能力。这种考核方式会让同学们重视平时的实验过程，提高实验质量和教学质量，加深学生对知识的记忆和积累，有利于保证大学物理实验的质量。

更进一步讲，可以建立一个监督体系，提供多个意见反馈通道。通过这个质量监督体系，建立学生与教师学术和实验内容交流沟通的桥梁。

学生如果对教师和教学过程有什么意见可以通过多种形式进行反映。比如：口头形式反映、将反馈意见投入意见箱、通过电子邮件或者电话反映各负责教育的主管等方式。学校可以开办自由论坛，学生在论坛上发表自己的意见，并与实验教师进行有效沟通。学校根据意见再进行教育调整，保证实验教学质量。

综上所述，经实践表明，在师资力量不足且教学水平难以在短时间内有较大提升的情况下，要想实现大学物理实验质量保证，更新教学内容，规范教学流程，就要建立完整的教学体系，严格监控，从而提高教学质量，保证实验质量，激发学生的学习热情，培养学生综合能力和素质。