陳玨先 李會(huì)然

摘要：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用”為宗旨，緊密結(jié)合理論教學(xué)，雙管齊下，為學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和今后的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文分析了基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)面臨的發(fā)展難題，以交流電實(shí)驗(yàn)為例提出了課程改革的過(guò)渡方案。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)；課程設(shè)計(jì)；考核；創(chuàng)新

物理科學(xué)起源于實(shí)驗(yàn)，要更好地理解物理世界，學(xué)生和老師必須將物理實(shí)驗(yàn)特別是基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)重視起來(lái)，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能、實(shí)踐創(chuàng)新能力。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括經(jīng)典物理的力熱電光磁，以及近現(xiàn)代物理的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、過(guò)程的控制、現(xiàn)象的觀(guān)察分析總結(jié)，讓學(xué)生受到嚴(yán)格而系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練，更深層次掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、方法和技巧，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和分析、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神。大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展不僅利于學(xué)生在求知探索過(guò)程中的進(jìn)步，教師站在理論的基礎(chǔ)上重視操作，能深化對(duì)知識(shí)的理解，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)及科研的發(fā)展。

一、首先分析基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)面臨的發(fā)展難題：

（一）學(xué)生發(fā)言權(quán)和參與度不高。有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過(guò)于固化單一，導(dǎo)致學(xué)生興趣疲勞，最終導(dǎo)致認(rèn)知興趣的厭倦；也有的相關(guān)理論部分的內(nèi)容又比較難懂，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中按部就班而不思考、不質(zhì)疑，更無(wú)從談創(chuàng)新，甚至有的老師疏于學(xué)生管理，要求學(xué)生按照示范操作，能得到差不多的結(jié)果就行，這種純屬完成性的課堂模式，從根本上是削弱了學(xué)生參與的積極性。學(xué)科組和老師們必須正視并重視這個(gè)問(wèn)題，探索能激勵(lì)學(xué)生參與的教學(xué)模式，包括理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、合理安排內(nèi)容進(jìn)度、小組合作、及時(shí)安排課堂討論、關(guān)注學(xué)生狀態(tài)、了解學(xué)生認(rèn)知難點(diǎn)和興趣點(diǎn)等等，更好地滿(mǎn)足學(xué)生求知的需求，從而激發(fā)學(xué)習(xí)和探索的動(dòng)力。

（二）課程設(shè)計(jì)上，傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)存在很多發(fā)展弊端。傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)課普遍存在教學(xué)模式單一、教學(xué)方法死板、考核方式不科學(xué)等問(wèn)題，也就必然導(dǎo)致了學(xué)生思維和行動(dòng)的惰性，導(dǎo)致了學(xué)科發(fā)展的惰性。有的實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生打印好實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生完全按照條條框框操作，結(jié)論幾乎一致，學(xué)生大都只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不探究結(jié)論“生成”過(guò)程，久而久之形成被動(dòng)接受、認(rèn)知片面的局面，這實(shí)際是抑制了學(xué)生的主動(dòng)性和自主意識(shí)，僵化了其創(chuàng)新思維，限制了其長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

二、為此物理教育工作者探索出了新的課程機(jī)制—— 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅蓪W(xué)生自行設(shè)計(jì)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，具有自主性、自由性、驗(yàn)證性和創(chuàng)新性，要求學(xué)生在掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行可行性設(shè)計(jì)和操作，是更高要求高層次的教學(xué)。因此，理論上設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更有利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造力，然而“改革”的結(jié)果也不盡人意。第一，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)要求頗高，對(duì)于剛步入大學(xué)的大一二學(xué)生來(lái)說(shuō)存在困難，對(duì)于教師而言也是很大的挑戰(zhàn)，要求有豐富實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和科研經(jīng)驗(yàn)老師才能靈活地把握；再者，目前大多大學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)課程聯(lián)系較少，教學(xué)方法不統(tǒng)一，協(xié)調(diào)性也差，使得學(xué)生理論和實(shí)驗(yàn)思維是剝離的，幾乎不太能完成理想的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；另外自主設(shè)計(jì)要求實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和材料的供應(yīng)盡可能大范圍地滿(mǎn)足學(xué)生需求；而且從實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備、查閱資料、設(shè)計(jì)方案到具體實(shí)施需要大量的時(shí)間和精力，在具體的實(shí)行中不太實(shí)際。

三、所以，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不可一言而否之，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也不能盲目推崇，一切教學(xué)改革都應(yīng)基于扎實(shí)的基礎(chǔ)和一定的可行性，認(rèn)清現(xiàn)狀、適度改革調(diào)整，從傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)慢慢地向設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)發(fā)展，良好的過(guò)渡能夠幫助學(xué)生既打牢基礎(chǔ)又逐漸培養(yǎng)其研究性和創(chuàng)新性思維，為學(xué)生后期的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新發(fā)展奠定基礎(chǔ)。那么如何從傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)渡到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，下面以我院交流電實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行初步探索和簡(jiǎn)要討論：

（一）課程設(shè)計(jì)上，本院大一大二學(xué)生高中基礎(chǔ)扎實(shí)，但平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)間有限，加上大學(xué)物理內(nèi)容較高中多且復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生理論課下來(lái)往往理不清頭緒，有的甚至撿了芝麻丟了西瓜，所以在三個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須合理安排時(shí)間，內(nèi)容要嚴(yán)格按照教案把握重點(diǎn)。首先，對(duì)必須的理論知識(shí)、設(shè)備及元器件的功能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并盡量和理論課的內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)，緊接著，學(xué)生根據(jù)理解完成幾個(gè)基本整形濾波電路的連接，并通過(guò)觀(guān)察和測(cè)量，熟悉示波器交流電箱的主要功能，在把握好重點(diǎn)、熟悉設(shè)備元器件基本功能的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單介紹設(shè)計(jì)流程和一些簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的成果，提升其設(shè)計(jì)興趣。

（二）具體分析了以下幾個(gè)方面：

第一，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)電路連接和結(jié)果觀(guān)察，加深學(xué)生對(duì)交流電的認(rèn)識(shí)，尤其是整流濾波概念的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)其動(dòng)手能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上選擇了功能較全且操作簡(jiǎn)潔的數(shù)字示波器和交流電箱，這樣為學(xué)生留出了更多自主設(shè)計(jì)的時(shí)間

第二，考核不能只以最后提交的報(bào)告為準(zhǔn)，而應(yīng)該從預(yù)習(xí)到操作到最終的提交報(bào)告，形成更科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)：

1.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)除了完成基本的預(yù)習(xí)報(bào)告，還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行針對(duì)性提問(wèn)，比如整形、濾波元器件有哪些，基本原理是什么？畫(huà)出幾個(gè)典型整形、濾波、綜合設(shè)計(jì)、個(gè)性設(shè)計(jì)電路等，盡量結(jié)合理論課堂將要求和重點(diǎn)貫穿始終。

2.實(shí)驗(yàn)操作中對(duì)每個(gè)小組進(jìn)行編號(hào)登記，實(shí)時(shí)觀(guān)察每個(gè)成員和小組參與和完成進(jìn)度，設(shè)備器件的使用情況，本著自由自主的理念，多和學(xué)生溝通交流，了解其基礎(chǔ)掌握情況和設(shè)計(jì)想法，鼓勵(lì)積極提問(wèn)、大膽設(shè)想和嘗試。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告堅(jiān)決避免單從書(shū)寫(xiě)工整度上進(jìn)行評(píng)價(jià)，而應(yīng)采用多角度的方式完善考核方式。比如基本內(nèi)容的完成情況，針對(duì)重點(diǎn)加入提問(wèn)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求學(xué)生進(jìn)行必要的誤差分析，寫(xiě)出自己遇到的問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)感受、啟發(fā)等，報(bào)告中能多呈現(xiàn)學(xué)生個(gè)人的思考成果，才是有個(gè)性有意義的報(bào)告。選取優(yōu)秀報(bào)告張貼展覽，激發(fā)學(xué)生上進(jìn)的動(dòng)力。

四、最后，大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課對(duì)于學(xué)生動(dòng)手能力和思維發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，其行之有效的改革是當(dāng)前時(shí)代形勢(shì)發(fā)展的需要，必須本著“重視基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新”的原則，加快實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，培養(yǎng)有強(qiáng)大的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)、實(shí)操能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力的新時(shí)代人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐文娟，韓仁學(xué)，楊德生，等.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J]，2013（8） ： 85-87

[2]隗群梅.改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才踐[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2009，22（1） ： 107 -110