唐文強

（桂林理工大學理學院，廣西 桂林541004）

物理實驗是高等工科院校的一門基礎(chǔ)性實驗課程，是學生進入大學后接受系統(tǒng)、全面的實驗方法和技能訓練的開端，是后續(xù)實驗課程的重要基礎(chǔ)。目前，物理實驗教學是在規(guī)定的時間內(nèi)完成一定數(shù)量的實驗項目，這些實驗項目是按照實驗教學大綱要求、結(jié)合專業(yè)特點精選的，學生上課做實驗往往是“被動”地完成任務(wù)，這種“被動式”實驗表現(xiàn)為：①一進入實驗室不知道如何下手做實驗，②經(jīng)過老師講解勉強做完實驗，但是，過后不知道做了什么，忘了，③不是結(jié)合自己實驗體會寫實驗報告，而是照抄照搬，該寫的不寫，不該寫的又寫了。造成這種局面的主要原因有：①沒有結(jié)合實驗室具體實驗儀器進行預(yù)習，②實驗結(jié)束沒有做好溫習，以致寫實驗報告的時候照抄照搬。顯然，教學效果大大降低。為了提高實驗教學效果，本人認為應(yīng)該從下面幾個方面著手。

1 按項目式實驗教學

項目式實驗是指向?qū)W生布置工作任務(wù)并按照要求完成實驗。學生接到工作任務(wù)后，通過查找資料，在實驗室現(xiàn)有實驗條件下，設(shè)計可行性實驗方案，完成項目。項目式實驗?zāi)茏寣W生明確實驗任務(wù)和目標，知道要做什么、怎么做、做到什么程度。例如，實驗室向?qū)W生布置一項實驗項目——測量透明薄膜的折射率，分析影響測量結(jié)果的因素。實驗室提供能夠完成實驗項目的設(shè)備和場地。學生接到項目后就會查找能夠測量透明薄膜折射率的理論依據(jù)和實驗器材，再閱讀實驗設(shè)備使用說明書或視頻，寫出可行性實驗方案，為完成實驗項目做好準備工作。

2 錄制實驗設(shè)備使用方法的視頻

學生在閱讀實驗設(shè)備使用說明書的時候，有些地方不太容易搞懂，容易卡殼，而且感到乏味，因此，錄制實驗設(shè)備使用方法的視頻很有必要。視頻內(nèi)容包括實驗設(shè)備功能介紹、設(shè)備結(jié)構(gòu)、各部件的作用、設(shè)備的操作方法及步驟、使用設(shè)備的注意事項等。學生通過觀看視頻能夠知道該設(shè)備能做什么、掌握設(shè)備的操作方法及注意事項，而且可以反復(fù)地看，直到搞懂為止，也便于復(fù)習。目前，我們錄制了部分設(shè)備使用的視頻，例如，邁克爾遜干涉儀、分光儀、拉伸法測金屬絲彈性模量、動態(tài)彈性模量實驗儀、導熱系數(shù)測定儀等，把這些視頻掛在網(wǎng)上，便于學生觀看和下載。教學效果明顯提高。

3 建立虛擬仿真實驗

實驗設(shè)備使用方法的視頻只是起到實驗演示的作用，學生離開演示能不能獨立操作設(shè)備，完成實驗？因此，有必要讓學生對設(shè)備的使用操作進行虛擬仿真，在虛擬的實驗環(huán)境下操作使用設(shè)備，對實驗前的預(yù)習起到輔助作用。目前，計算機和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及，教室、實驗室、學生宿舍都有網(wǎng)絡(luò)終端，甚至有無線網(wǎng)絡(luò)，這些條件給予網(wǎng)上教學提供便利，通過計算機把實驗設(shè)備、實驗內(nèi)容、教師指導和學生的操作有機地融合為一體，形成一部活的、可操作的物理實驗教科書，為學生在計算機上設(shè)計、模擬實驗提供條件；虛擬仿真實驗從時間、空間上對傳統(tǒng)物理實驗教學進行了延伸，可以全時間性讓學生參與物理實驗課程學習，開辟了物理實驗學習的新途徑。

4 在實際實驗中加強指導

在實驗教學中，需要利用實驗來研究的問題很多，實驗器材多種多樣，即使是同一個物理問題，可以用多種器材和多種方法進行實驗探究，而同樣的器材，也可以探究不同的物理問題。設(shè)備操作使用方法視頻和虛擬仿真實驗僅僅是實驗教學的輔助手段，具有固定性、封閉性、特定性，而實際實驗情景復(fù)雜多變，需要學生腦手并用，及時判斷、處理實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和故障，否則，無法完成實驗，這時需要老師及時指導，幫助學生解決問題。例如，調(diào)整分光儀的望遠鏡光軸垂直于分光計主軸之前，需要在望遠鏡目鏡中看到由平面鏡兩個反射面分別反射回來的兩個十字差絲像，這種體驗在教學視頻和虛擬仿真中是無法實現(xiàn)的，這時需要老師現(xiàn)身說法向?qū)W生講授調(diào)節(jié)的方法和體驗。學生只有通過自己動手實驗，才能體會物理實驗的真諦，實驗技能才能得到訓練。

5 開放實驗室

開放實驗室包括實驗時間、實驗內(nèi)容、實驗場地的開放。采用多種模式、多種面向目標地開放實臉室，使實驗教學向分層次、多元化方向發(fā)展。開放實驗室具有五個方面優(yōu)點:①可以使學生由“被動式”實驗變?yōu)椤爸鲃犹剿魇健睂W習，極大地提高學生的學習興趣和學習的主動性，使自主式實驗成為可能；②大大提高實驗設(shè)備利用率；③拉近了教師與學生的距離，給學生提供一個更加輕松的釋疑平臺，使教師能更加充分的了解學生，以便因材施教，④有利于實驗教學師資隊伍整體素質(zhì)的提高。開放實驗室勢必帶來實驗項目的增加和許多新的問題的出現(xiàn)，同時還需要撰寫新的實驗教材和實驗指導書，這就促使實驗教學指導教師必須進一步加強自身的學習，不斷充實新的理論知識和實驗知識，以適應(yīng)開放實驗教學的需要；⑤使實驗室從單一實驗教學向多元化實驗室轉(zhuǎn)變，進一步擴展了實驗室的功能，促使實驗室的管理工作向現(xiàn)代化、科學化方向發(fā)展。

6 建設(shè)大學物理設(shè)計與創(chuàng)新實驗室

對理工科高科技人才的培養(yǎng)而言，除了要使學生掌握科學實驗的基本知識、實驗方法和技術(shù)以外，還應(yīng)使其具備開拓、創(chuàng)新的意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的開發(fā)與培養(yǎng)是教育的本質(zhì)。由于近年來教學儀器的“數(shù)字化”、“自動化”、“盒裝化”，學生只要操作儀器面板上的幾個按鈕就得到實驗結(jié)果，不利于學生掌握物理實驗的設(shè)計思想、實驗原理，不利于學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建設(shè)大學物理設(shè)計與創(chuàng)新實驗室是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的行之有效途徑之一。建設(shè)的方法多種多樣：①虛擬儀器的設(shè)計與實驗。由學生根據(jù)不同要求自己定義，自己設(shè)計儀器，自己完成實驗。一臺虛擬儀器可以完成數(shù)臺甚至成套儀器所能完成的功能，節(jié)約了費用，減少了使用空間；充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源，建立虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗室，有些實驗項目學生可在網(wǎng)上完成；豐富實驗內(nèi)容，更新教學方法，激發(fā)學生學習的熱情，提高教學質(zhì)量。②拆舊補新，變廢為寶。把那些報廢的儀器設(shè)備集中放在一起，再配備一些維修工具，讓學生自己拆卸、維修、安裝、創(chuàng)新，學生感到有“用武之地”，從而鼓勵了他們的創(chuàng)新精神。

7 建立合理的有效的實驗考核辦法

實驗考核內(nèi)容包括①平時紀律、實驗操作、完成報告的考核，②期末筆試和操作考試，③完成設(shè)計性實驗的考核。通過實驗考核，實事求是，客觀、公平地評定學生的實驗成績，學生的能力得到正確評價，使學生的實驗?zāi)芰Φ玫窖驖u進的提高，創(chuàng)新能力得到充分體現(xiàn)。

8 結(jié)束語

大學物理實驗是工科類大學生進校后的第一門科學實驗課程，對于提高學生的科學素養(yǎng)、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有重要的作用。為了提高實驗教學效果，要遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等諸方面不斷改革創(chuàng)新。實踐證明，按項目式實驗教學，以教學視頻、虛擬仿真、教師指導為輔助手段，開放實驗室使“被動式”學習轉(zhuǎn)變?yōu)椤白灾魇健睂W習，鼓勵學生設(shè)計創(chuàng)新實驗，合理評價學生實驗成績等措施有利于提高實驗教學效果。