梁貴謙

（赤峰學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析與發(fā)展思路

梁貴謙

（赤峰學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

為加速我國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)地健康發(fā)展，提高我國高校學(xué)生的探索與創(chuàng)新能力，本文從高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性出發(fā)，分析了目前我國高校物理教學(xué)的不足之處，并從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系等方面提出了有益建議.成果對(duì)于我國物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展以及我國高校物理科研水平的提高具有積極意義.

高校物理教學(xué)；物理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)分析；發(fā)展思路

從人類文明開始以來，數(shù)學(xué)與物理一直是人類發(fā)展史上必須重視的基礎(chǔ)性科學(xué)技術(shù).就物理學(xué)而言，它是建立在實(shí)際生活現(xiàn)象與數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上的一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科.隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，物理學(xué)也從對(duì)原本宏觀現(xiàn)象的解釋向微觀世界以及內(nèi)部機(jī)理進(jìn)行發(fā)展，物理作為一門基礎(chǔ)性學(xué)科，其研究范圍也越來越廣泛.物理實(shí)驗(yàn)作為物理研究的重要分析手段之一，是物理科學(xué)得以繼續(xù)發(fā)展并不斷取得創(chuàng)新的關(guān)鍵所在.隨著新世紀(jì)對(duì)高校人才綜合能力要求的進(jìn)一步提升，高校學(xué)生的動(dòng)手能力與科研、思考能力也被要求得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，物理實(shí)驗(yàn)也從物理學(xué)者的一種科研行為發(fā)展成為高校學(xué)生必須掌握的基本動(dòng)手實(shí)踐.本文對(duì)高效物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前的發(fā)展情況進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了進(jìn)一步加強(qiáng)我國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的思路.

1 高校物理實(shí)驗(yàn)概述

物理科學(xué)主要由兩大部分組成，即實(shí)驗(yàn)物理和理論物理.這兩大部分是物理學(xué)科發(fā)展的根基所在，它們相輔相成，共同推動(dòng)物理科學(xué)的進(jìn)步.理論物理的思想，在提出過后，必須經(jīng)過物理實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，才能夠體現(xiàn)出其實(shí)用性價(jià)值；而實(shí)驗(yàn)物理過程必須以物理理論作為支撐，并最終服務(wù)與物理理論.因此，物理理論與物理實(shí)驗(yàn)是物理科學(xué)中必須要共同發(fā)展的整體.

在新時(shí)期下，用人單位對(duì)于高校學(xué)生的動(dòng)手能力要求逐漸提高.就高校學(xué)生而言，物理實(shí)驗(yàn)的過程是在高?；A(chǔ)課程學(xué)習(xí)中較為難得的鍛煉動(dòng)手能力的過程，它能夠有效鞏固學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)的理論知識(shí)并提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性.而作為物理實(shí)驗(yàn)課程本身，它并不一個(gè)循規(guī)蹈矩、一層不變的過程，而是需要實(shí)驗(yàn)實(shí)施者將智慧與創(chuàng)新性有效融入其中，并最終得到嶄新的物理成果的過程，它對(duì)于學(xué)生，特別是理科、工科學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，具有十分重要的價(jià)值.

高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要由實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成，而與之相對(duì)應(yīng)的，也對(duì)學(xué)生提出了以下三方面的要求：

1.1 具有扎實(shí)的理論知識(shí)

具有扎實(shí)的理論功底是學(xué)生在物理理論知識(shí)學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)，只有掌握扎實(shí)的物理理論知識(shí)，才能夠從原理上對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的操作過程進(jìn)行全方位的理解，而不是簡單地停留在對(duì)物理實(shí)驗(yàn)操作的重復(fù)上.

1.2 具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力

動(dòng)手能力是物理實(shí)驗(yàn)得以完成基本保證.在這個(gè)過程中，學(xué)生可以將理論課堂上接觸到的抽象的物理知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼膭?dòng)手實(shí)踐.除此之外，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程操作，有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)以及物理實(shí)驗(yàn)本身進(jìn)行進(jìn)一步的思考，從而有利于新的思想或優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方法的誕生.

1.3 具有對(duì)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)與創(chuàng)新的能力

知識(shí)的創(chuàng)新總是建立在對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的理解與總結(jié)的基礎(chǔ)上.學(xué)生通過對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，對(duì)物理知識(shí)整體有了更深層次的認(rèn)識(shí)，再加上后期的總結(jié)與思考，從而更有利于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

2 高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

雖然理論物理與實(shí)驗(yàn)物理是構(gòu)成物理科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，然而，在目前的高校物理教學(xué)過程中，不能發(fā)展學(xué)校有關(guān)部門對(duì)于物理理論學(xué)習(xí)部分的明顯偏重，許多高校甚至僅開設(shè)物理理論基礎(chǔ)課程，而對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)課程幾乎不會(huì)涉及，甚至部分理工科類學(xué)校依然沒有自己的物理實(shí)驗(yàn)室，這也為高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)造成了障礙，不利于我國物理科學(xué)的整體發(fā)展.目前我國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面.

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相比目前物理科學(xué)發(fā)展水平較為陳舊

跟隨科學(xué)前沿的步伐是物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展的基礎(chǔ)所在.然而，就目前我國許多高校的實(shí)際情況而言，物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容仍然處于20世紀(jì)90年代或者更早的物理水平，對(duì)于較為先進(jìn)的物理理論與物理實(shí)驗(yàn)手段只是有所提及，并未深入地將了解的過程變?yōu)槔斫獾倪^程.另外，在目前大多數(shù)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于探索性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容.根據(jù)調(diào)查，高校物理實(shí)驗(yàn)課程大多數(shù)要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上的步驟，一步一步進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)而使已經(jīng)被熟知的物理結(jié)論得到驗(yàn)證.更有甚者，實(shí)驗(yàn)課程僅僅是學(xué)生到場，然后觀看教師進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn).

這種實(shí)驗(yàn)課程方式有悖于物理實(shí)驗(yàn)課程鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力的要求.同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與手段較為陳舊，學(xué)生雖然對(duì)實(shí)驗(yàn)過程做出了較多的思考，但思考僅僅基于較為落后的物理水平，這也在一定程度上造成了高校中重復(fù)性科研的大面積出現(xiàn)，而真正走在物理科學(xué)前沿的學(xué)者僅有數(shù)人.

2.2 實(shí)驗(yàn)手段較為落后

由調(diào)查可知，大部分實(shí)驗(yàn)課程不但在內(nèi)容上無法跟進(jìn)現(xiàn)代的無力發(fā)展水平，在實(shí)驗(yàn)手段上也較為落后.雖然對(duì)于一個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)，大量的更精確、更具備科研實(shí)用性的儀器不斷地被開發(fā)出來，但是大部分高校中所使用的儀器，依然是90年引進(jìn)的純手動(dòng)的儀器.學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)過程中，無法將現(xiàn)代較為先進(jìn)的信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)融入到學(xué)習(xí)過程中來，從而也禁錮了學(xué)生較為先進(jìn)的理念的產(chǎn)生.學(xué)校對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度嚴(yán)重不足，一方面是出于對(duì)投入、產(chǎn)出周期的顧及，另一方面在于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的信任程度不足.這種較為保守的思想在一定程度上也造就了目前高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)困境的產(chǎn)生.

2.3 實(shí)驗(yàn)室管理制度落后

目前大部分高校物理實(shí)驗(yàn)室采用封閉式的管理模式，即只對(duì)教學(xué)規(guī)定范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)課程提供實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)場所，對(duì)于個(gè)人的實(shí)驗(yàn)行為較為排斥，甚至在許多高校由于害怕實(shí)驗(yàn)儀器的過度磨損或損壞，謝絕一切非課程范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)行為的展開.這種封閉式的管理模式使學(xué)生的許多較為有價(jià)值的想法僅僅停留在了思考層次，若要想將一定的想法變?yōu)閷?shí)踐，在這種較為封閉式的實(shí)驗(yàn)室管理制度下，幾乎是難以得到實(shí)現(xiàn)的.

3 高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展思路

為保證我國物理教學(xué)中理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的平衡發(fā)展，并為學(xué)生的創(chuàng)新能力提供一個(gè)容易實(shí)踐的著陸點(diǎn)，高校有關(guān)部門以及教育方針的制定者應(yīng)該充分提高對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度，從而采取多方面的手段對(duì)高效物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的合理、健康發(fā)展做出貢獻(xiàn).

3.1 “與時(shí)俱進(jìn)”的物理實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，各個(gè)學(xué)科相互交叉，逐漸滲透，這也造就了物理科學(xué)進(jìn)步速度的明顯加快.高校研究團(tuán)隊(duì)是目前我國科研學(xué)術(shù)界的中堅(jiān)力量.高校實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建如若不能做到“與時(shí)俱進(jìn)”、綜合發(fā)展，就很難跟上現(xiàn)代物理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展步伐，從而使我國科學(xué)研究水平始終只能跟隨國外的發(fā)展步伐，很難達(dá)到自主創(chuàng)新的目的.因此，在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建過程中，政策制定部門應(yīng)給與高校更多的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建費(fèi)用；另外，高校自身也應(yīng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程有一個(gè)更深層次的認(rèn)識(shí)，從而使現(xiàn)代化物理實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建得以實(shí)現(xiàn)，以便為學(xué)生及科研團(tuán)隊(duì)提供更為便利的實(shí)驗(yàn)手段，促進(jìn)我國物理科學(xué)的穩(wěn)步發(fā)展.

3.2 建立開放式教學(xué)理念

由于高效物理實(shí)驗(yàn)室管理的封閉化，許多具有較高科研價(jià)值的物理創(chuàng)新思維難以得到進(jìn)一步的發(fā)展.為改變這種現(xiàn)狀，開放式的教學(xué)理念必須得到進(jìn)一步的推廣.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開放性是目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展趨勢，也是我國物理綜合性人才培養(yǎng)的重要途徑之一.開放性物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的建立，必須從我國高校物理實(shí)驗(yàn)室的管理機(jī)制入手，使高校學(xué)生以及科研團(tuán)隊(duì)能夠能方便地將物理實(shí)驗(yàn)室利用起來，而不僅僅是作為課程教學(xué)而用.在這種開放式教學(xué)理念的背景下，學(xué)生的科研自主性與動(dòng)手能力能夠被充分的調(diào)動(dòng)起來，使學(xué)生從一種看客的身份轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)的探索者與思考者，從而使高校的物理科研氛圍得以增強(qiáng). 3.3 從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)入手，創(chuàng)建物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

造成我國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程困境的較為深層次的原因在于，我國物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)較為寬泛，而在各大高校對(duì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)施的過程中，出現(xiàn)了許多盲目的現(xiàn)象.因此，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系的構(gòu)建勢在必行.在我國高校物理教學(xué)新體系中，可將高校物理實(shí)驗(yàn)分成多階層的循序漸進(jìn)的教學(xué)體系，從容易到困難，從基礎(chǔ)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)向創(chuàng)新性的探索實(shí)驗(yàn)發(fā)展，而所有的教學(xué)改革得以實(shí)施的前提在于，高校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課程重視程度的增加.綜合性的物理教學(xué)思想是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系中的重要組成部分.在綜合性物理教學(xué)思想中，力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等基本物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程在教學(xué)初期應(yīng)作為單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行教學(xué)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行到一定程度時(shí)，應(yīng)將各分支學(xué)科的物理實(shí)驗(yàn)交叉滲透起來，從而使學(xué)生能夠開闊自己的思維，從新的高度上對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一個(gè)新的認(rèn)識(shí).

4 結(jié)語

高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然是高校物理中的重要組成部分，卻一直以來不受重視，從而導(dǎo)致了高校物理教學(xué)中，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象.為加速我國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)地健康發(fā)展，提高我國高校學(xué)生的探索與創(chuàng)新能力，本文從高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性出發(fā)，分析了目前我國高校物理教學(xué)的不足之處，并從實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系等方面提出了有益建議.

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1673-260X（2014）03-0194-02