章其林

（安徽工程大學，安徽蕪湖 241000）

淺談工科院校大學物理實驗教學改革

章其林

（安徽工程大學，安徽蕪湖 241000）

針對目前高等工科院校物理實驗教學存在的一些問題，結合實驗中心的教學經(jīng)驗，從教學思想、教學內容和評價體系三個方面提出了切合實際的改革思路。

物理實驗；教學改革；評價體系

科學實驗和動手能力是工程技術的基礎。作為以培養(yǎng)高級工程技術人員為主的高等工科院校，不僅要求學生具備比較深廣的理論知識，而且要使學生具有從事科學實驗的理論知識和動手能力，以適應科學技術不斷進步和現(xiàn)代化建設發(fā)展的需要。

大學物理實驗是對高等工科院校學生進行科學實驗基本訓練的一門獨立的必修基礎課程，它不僅能讓學生受到系統(tǒng)的實驗方法和實驗技能的訓練，而且對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、分析和解決實際問題的能力也有重要的作用。然而，目前很多高等院校的大學物理實驗教學存在比較嚴重的問題，例如:部分師生對這門課程認識上存在一些誤區(qū)，認為不重要，從而不認真對待；教學模式和方法陳舊，不能激發(fā)新生代大學生的學習興趣；實驗儀器追求高端大氣、集成和自動化偏重，學生實際操作和動手的步驟很少，得不到很好的鍛煉等。因此，針對這些問題以及理工科大學物理實驗課程的基本要求，根據(jù)多年來的教學經(jīng)驗，結合現(xiàn)代大學生的特點，對實驗教學進行了全面的改革，具體措施如下［1-3］。

1　從思想上提高師生對物理實驗課地位和作用的認識

物理實驗被部分師生看著是專業(yè)理論課的附屬，學好學壞一個樣，重理論、輕實驗的現(xiàn)象依然比較普遍。在這種錯誤的思想認識下，物理實驗課在很多高校得不到應有的重視，導致出現(xiàn)了很多教學問題，如教師不認真?zhèn)湔n、隨意刪減教學內容，學生課前不認真預習、實驗過程馬虎大意、編造數(shù)據(jù)等等。

因此，從思想上提高師生對物理實驗課程的認識是首要解決的問題。應該認識到實驗教學和理論教學是相輔相成、互為補充的，只有處理好二者之間的關系，才能培養(yǎng)出全面的、適應社會發(fā)展的高素質人才。為此，實驗中心特別安排了一節(jié)緒論課來著重和同學們介紹物理實驗的地位和作用、實驗前的預習準備、實驗中的觀測與記錄、數(shù)據(jù)處理與誤差分析等相關知識。為了激發(fā)同學們的學習興趣，還會講一些實驗物理學家的趣事，例如奧托·馮·格里克的馬德保半球實驗，伽利略的比薩斜塔實驗，以及泊松光斑發(fā)現(xiàn)的過程中理論和實驗的完美結合等等。除此之外，就業(yè)是當今大學生非常關注的問題之一，從一些畢業(yè)生的反饋來說明物理實驗對工作態(tài)度和實踐能力的所起的促進作用，使學生充分認識到本課程的作用和重要性。從近年來的教學情況來看，課程開始階段正確有趣地引導學生重視物理實驗課程對后期的實驗教學順利開展有良好的促進作用。

2　改進實驗教學內容

物理學是在實驗與理論緊密相互作用的基礎上發(fā)展起來的，期間成就了豐富的實驗內容，實驗方法和技術以及精妙的儀器設備。如何選取相關知識作為實驗教學內容是值得我們深思和探討的。為此，本實驗中心結合現(xiàn)代大學生的特點，做了如下幾個方面的改進:

（1）精選優(yōu)化實驗教學內容

在保證基礎物理實驗對學生基本實驗素養(yǎng)培養(yǎng)的前提的下，一方面淘汰了或更新了一些存在重復和過時的內容，如電橋法和電位差計，其基本原理類似，只需保留其中一個就可以了。另一方面，對一些傳統(tǒng)的物理實驗內容在也做了一些改進和調整，如加入一些實驗背景的介紹，讓同學們了解科學發(fā)現(xiàn)的過程，這既能提高學生的學習興趣，又能潛移默化的提高了學生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。此外，還集中制作了相關的電子課件，以動畫的形式激發(fā)學生的更多的學習興趣。

（2）注重實驗儀器的選取

現(xiàn)代的物理實驗儀器具有簡單，便于操作的優(yōu)點，但同時由于高度集成化，很多功能就匯集成一個按鈕，這不便于學生真正理解現(xiàn)象背后的原理，也不利于學生動手能力的培養(yǎng)。因此，實驗中心刻意保留了很多傳統(tǒng)的實驗儀器，像電橋法，萬用表等都需要學生一根導線一根導線的去接，扭擺法需要自己動手用天平，游標卡尺等去測量重量和長度等。在購置新儀器的時候，都綜合考慮操作難易程度的平衡性，讓學生能真正從實驗過程中得到應有的知識和能力的提升。

（3）加大綜合和設計性實驗的比例

為了進一步培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新和動手能力，選擇的基礎實驗與綜合實驗和設計實驗的比例約為2:3。像電橋、楊氏模擬的測定、扭擺法等基礎實驗能很好地鍛煉了學生的實驗基本功，而像全息照相、赫茲共振以及自主設計簡單充電器等綜合和設計性實驗的內容與前沿科技和實際應用緊密聯(lián)系，這些實驗能在開拓學生視野、激發(fā)探索科學興趣的同時，也很好的培養(yǎng)了學生的自主創(chuàng)新能力。

（4）多樣化的實驗形式相互補充

實驗中心始終重視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，然而在必修的實驗中學生可以自由發(fā)揮的空間不多，因此在保證學生完成必修的實驗內容之外，我們整合資源，建立了一批開發(fā)性實驗室和演示實驗室。開放性實驗是以學生自主預習和操作為主，老師指導為輔形式完成一些學生感興趣的內容，如組裝收音機，利用廢舊材料（如易拉罐，塑料瓶等）演示像虹吸原理、共振現(xiàn)象和潛水艇的工作原理等。演示性實驗，如哈哈鏡、無根之水和彎曲的光線等集趣味性與科學性與一體，目的是讓更多的學生走進實驗室、走進科學，從而能在激發(fā)學生興趣的同時傳授一些內在的物理知識，取得了非常好的教學效果。

3　建立科學的實驗教學評價體系

據(jù)了解，有很多學校的學生實驗成績的評定基本上是依據(jù)實驗報告或者是最后的筆試。這種評價方式過于片面，可能會導致某些學生不重視平時的實驗操作和打擊學生實驗的積極性，認為只要做好題、考好試就行了，這就背離了物理實驗的初衷。因此，實驗中心采取了如下改進措施:

（1）將課前預習納入評定體系

正如物理實驗課的緒論部分介紹的，粗大誤差必須要避免，這就要求學生課前要充分預習，了解實驗目的、原理和基本操作。雖然很多高校都要求學生預習，但是流于形式，執(zhí)行的不是很好。為此，中心要求學生課前必須寫好預習報告，同時要求教師課前抽查提問，根據(jù)學生回答問題準確性和預習報告完成的情況，按等級對課前預習加以區(qū)分，并按比例將其計入該實驗的最后成績。在這個模式下，學生預習報告寫的非常認真，回答問題也很踴躍，達到了很好的預習效果。

（2）將課堂實驗操作為重點，納入考核體系。

培養(yǎng)學生的實踐動手能力是物理實驗最重要的目標。因此，盡量少些教科書式的灌輸講解，多留點時間給學生們自己動手操作。在實驗過程中，老師實時檢查每位同學的操作情況，對不正確的地方給予糾正和指導。為了激勵學生，同時對操作情況按照優(yōu)、良、中、差進行評定，并納入最后的實驗成績。

（3）綜合評定實驗成績

實驗中心采用“2+4+4”模式評定單個實驗的成績，即預習報告（包括課堂提問）、課堂操作、實驗報告分別占成績的20%、40%、40%。這種評價模式突出了前期的預習和實踐動手能力的重要性，在這種導向下，學生會更加重視實驗操作過程，而不是僅僅完成一份實驗報告。同時，這樣評定的方式，從預習、操作和數(shù)據(jù)處理三個方面較為全面客觀的反映了學生對實驗的掌握和能力的提升情況。

物理實驗的期末考核方式有多種，常見的有筆試、小論文和考核已做過的實驗等，這些方式各有優(yōu)缺點。中心采取的方式是，將學期末的最后一個實驗作為考核實驗，要求授課老師簡單的介紹一下基本步驟和注意事項，其余由學生自己參照課本獨立完成，在這過程中，老師根據(jù)學生的操作情況，對每一步的完成情況評分，同時要求當堂完成實驗報告并上交，并將其考核成績按照30%的比例計入最后的總成績。

4　結 論

大學物理實驗教學改革必須以有利于培養(yǎng)具有實踐創(chuàng)新能力的人才為目的。實驗中心始終緊緊圍繞“動手能力的培養(yǎng)是物理實驗的第一要務”這個主體思想，從學生對物理實驗的認識、教學內容的選取、實驗課程的授課方式以及最后的評價方式等幾個方面層層把關，有力高效的培養(yǎng)了學生的科學實驗和實踐創(chuàng)新能力，為同類院校物理實驗教學提供了有價值的借鑒和參考。

［1］ 鄭發(fā)，郝霞，華沙咪，等.大學物理實驗教程［M］.2 版.合肥:中國科學技術大學，2011.

［2］ 王興林.大學物理實驗教學改進與提高淺談［J］.科技信息，2013（9）:138.

［3］ 梅孝安，蘇卡林，周菊林，等.大學物理實驗教學創(chuàng)新改革研究［J］.2009，22:94-97.

［4］ 涂亞芳，吳鐵山.應用型本科院校大學物理實驗教學改革探討［J］.大學物理實驗，2013，2:142-144.

Introduction the Reform of University Physics Experiment Teaching in Engineering Colleges

ZHANG Qi-lin
（Anhui Polytechnic University，Anhui Wuhu 241000）

In view of the present some problems of physics experiment teaching in higher engineering college，combining with the teaching experience of experiment center in our school，it put forward practical reform train of thought from teaching thought，teaching content and evaluation system in three aspects.

physics experiment；teaching reform；evaluation system

G642.0

A

10.14139/j.cnki.cn22-1228.2015.02.038

1007-2934（2015）02-0132-03

2014-11-24

安徽工程大學校青年基金（2013YQ46）