金成國(guó) 張 丹 李國(guó)靜

（[1]宜賓學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)部 四川·宜賓 644000；[2]四川省宜賓市第三中學(xué) 四川·宜賓 644000)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)課程是提升物理學(xué)本科生實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)研究基本能力的主要途徑。物理學(xué)本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程包括基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，其中，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)由普通物理實(shí)驗(yàn)（力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)）和近代物理實(shí)驗(yàn)組成。[1-2]由于生源、經(jīng)費(fèi)收入和師資水平等因素的限制，新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程在教學(xué)模式、[3]教學(xué)效率、[4]教學(xué)質(zhì)量[5]和教學(xué)內(nèi)容[6]等方面都存在一些問題。

本文以新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程為研究對(duì)象，分析基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)對(duì)象、教學(xué)條件和課時(shí)數(shù)等方面存在的矛盾。同時(shí)，以“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例，嘗試從教學(xué)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容等方面著手對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選和探索，有望為新建地方本科院校的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革提供一種思路。

1 新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容存在的問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)對(duì)象不匹配

在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容選擇上，由于新建地方本科院校的辦學(xué)條件有限，故在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇時(shí)，直接參照“雙一流”等重點(diǎn)高校是最簡(jiǎn)單，也是最常用的方法。

新建地方本科院校和“雙一流”等重點(diǎn)高校的辦學(xué)定位不同，生源的質(zhì)量存在不小的差距，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力的均值相差較大。[7]“雙一流”等重點(diǎn)高校的生源質(zhì)量好，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知水平的相對(duì)較高。因此，適合于“雙一流”等重點(diǎn)高校的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，未必適合于新建地方本科院校，還可能會(huì)出現(xiàn)“水土不服”現(xiàn)象。因此，如果新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容選擇不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致“學(xué)生學(xué)得辛苦”和“老師教得辛苦”，達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)。

1.2 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)條件不匹配

雖然已“升本”20余年，但與雙一流高校和省會(huì)重點(diǎn)高校相比，新建地方本科院校的經(jīng)費(fèi)收入更依賴于財(cái)政撥款和學(xué)費(fèi)收入，經(jīng)營(yíng)收入和捐贈(zèng)收入等其他方面的資源渠道明顯不足，[7]因而其基礎(chǔ)差和底子薄的情況并未得到明顯的改善。

《高等學(xué)校物理學(xué)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》中要求物理學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的總學(xué)時(shí)數(shù)應(yīng)不低于192學(xué)時(shí)，因此物理學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程需要較大的資源投入。

由于經(jīng)費(fèi)所限，新建地方本科院校一般很少會(huì)購(gòu)買原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子譜儀等大型儀器設(shè)備。對(duì)于熱分析儀、光譜儀、干涉儀等中小型教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也不會(huì)購(gòu)買太多。在數(shù)量不足的情況下，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備還普遍存在利用率不高的現(xiàn)象。由于新建地方本科院校物理學(xué)專業(yè)的就業(yè)情況并不是很樂觀，一般僅開設(shè)1~2個(gè)教學(xué)班。基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)是僅為物理學(xué)類專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，每年修讀的學(xué)生一般不會(huì)超過100人，所以基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用次數(shù)較少，[8-9]部分專用設(shè)備甚至每年僅使用幾次。

同時(shí)，新建地方本科院校的師資隊(duì)伍還普遍存在數(shù)量不足和結(jié)構(gòu)失調(diào)的情況。[10-11]因此，新建地方本科院校在教學(xué)經(jīng)費(fèi)和師資不充裕的情況下，不太可能會(huì)在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)上有太多的資源投入，所以在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“缺設(shè)備”“缺場(chǎng)地”和“缺人”的情況。

1.3 教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)數(shù)不匹配

《物理學(xué)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》指出：普通物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)不少于128學(xué)時(shí)，其中力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)均不少于16學(xué)時(shí)，近代物理實(shí)驗(yàn)不少于64學(xué)時(shí)?！陡叩葘W(xué)校物理學(xué)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》還為基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程推薦了121個(gè)實(shí)驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)目稍多，或者實(shí)驗(yàn)耗時(shí)過長(zhǎng)，則在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成不了實(shí)驗(yàn)，最后只能是淺嘗輒止，敷衍了事，導(dǎo)致沒有教學(xué)效果。因此，從課時(shí)數(shù)考慮，也需要對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格篩選。

2 新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇

新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇，必須結(jié)合自身情況，形成自己的特色，方能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)新建地方本科院校物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)對(duì)象、教學(xué)條件和課時(shí)數(shù)之間存在的矛盾，本文具體以“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例，嘗試從了解教學(xué)對(duì)象、明確教學(xué)目標(biāo)和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等三個(gè)方面著手，明確3W（Who，Why，What），探索新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的改革（見圖1）。

圖1 新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇路線示意圖

2.1 了解教學(xué)對(duì)象：準(zhǔn)確定位，因材施教

基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容選擇前必須要了解教學(xué)對(duì)象，準(zhǔn)確定位教學(xué)對(duì)象，弄清楚到底是誰學(xué)？準(zhǔn)備教誰？（Who）。

新建地方本科院校的生源質(zhì)量處于普通高等本科院校中的最末位，明顯差于“雙一流”院校、省部共建院校和一般本科院校，僅優(yōu)于高職高專院校。

開設(shè)有物理學(xué)專業(yè)的新建地方本科院校大多是由地方性師范高等?？茖W(xué)校在1999年以后升格或合并為本科學(xué)校，[12-13]所以，新建地方本科院校的物理學(xué)專業(yè)多數(shù)仍然屬于師范類，其開設(shè)目的是為地方中學(xué)，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)培養(yǎng)物理學(xué)科的師資。所以，新建地方本科院校物理學(xué)專業(yè)學(xué)生的可定位為：學(xué)習(xí)能力處于中等水平，畢業(yè)后多數(shù)成為中學(xué)物理教師，少數(shù)攻讀研究生繼續(xù)深造。

因此，新建地方本科院校在基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容選擇時(shí)，應(yīng)該正視教學(xué)對(duì)象的知識(shí)儲(chǔ)備和接受能力，選擇難度和深度相對(duì)合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方能做到有的放矢，因材施教。同時(shí)，在滿足培養(yǎng)計(jì)劃的前提下，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，控制難度，適當(dāng)拔高，做到滿足多數(shù)人，兼顧少數(shù)人。只有根據(jù)學(xué)生接受能力合理選擇教學(xué)內(nèi)容，才能實(shí)現(xiàn)“學(xué)生學(xué)得好，老師教得好”。

2.2 明確教學(xué)目標(biāo)：有的放矢，注重效果

在了解教學(xué)對(duì)象后，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容選擇前還需要明確教學(xué)目標(biāo)，弄清楚學(xué)生要為什么學(xué)？教師為什么教？（Why）。

以“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例，它主要使學(xué)生掌握基本的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，熟悉基本電磁學(xué)儀器的使用，掌握電磁學(xué)中常見物理量的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理方法。一般來說，“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目標(biāo)為：通過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、儀器使用、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析等過程，用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步加深和鞏固學(xué)生所學(xué)的電磁學(xué)理論知識(shí)；引導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握交流電橋、惠斯通電橋、電位差計(jì)和各種電表的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和開拓能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

由于新建地方本科院校物理學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生主要從事中學(xué)物理教學(xué)工作，所以“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該服務(wù)于中學(xué)物理的課程教學(xué)。普通高中物理課程由必修課程、選擇性必修課程和選修課程構(gòu)成。[14-15]“電磁學(xué)”相關(guān)內(nèi)容在高中物理課程中占據(jù)較大的權(quán)重，約占必修課程內(nèi)容的1/3和選擇必修課程內(nèi)容的1/3。

高中物理課程中涉及“電磁學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容很多都需要借助課堂演示實(shí)驗(yàn)的輔助來開展。課堂演示實(shí)驗(yàn)通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，把抽象問題形象化，可以幫助中學(xué)生更加容易地理解所學(xué)的知識(shí)，[16]很好地配合了傳統(tǒng)的課堂講授法教學(xué)。所以，新建地方本科院校“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該包括培養(yǎng)學(xué)生熟練利用課堂演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中學(xué)物理教學(xué)的能力。

此外，高中物理課程中學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)有21個(gè)（其中：必修12個(gè)，選擇性必修9個(gè)），涉及“電磁學(xué)”的實(shí)驗(yàn)有6個(gè)。一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的條件相對(duì)較差，如果加之物理教師的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力太差的話，學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)被取消或減少的可能性很大，也就很難期望中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力能得到良好的培養(yǎng)。因此，通過對(duì)新建地方本科院校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣、動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，還可以間接地提高地方中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手水平。

2.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容：合理選擇，學(xué)而能用

在了解教學(xué)對(duì)象和明確教學(xué)目標(biāo)后，新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)生源特征、學(xué)校經(jīng)費(fèi)收入和課時(shí)數(shù)等因素，量力而行，合理選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，明確要學(xué)生要學(xué)什么？教師要教什么？（What）。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容最好能夠與中學(xué)物理的課程內(nèi)容進(jìn)行銜接，能夠直接服務(wù)于學(xué)生們畢業(yè)后的教學(xué)工作。

同樣以“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”為例，《高等學(xué)校物理學(xué)本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》推薦了“電子比荷（荷質(zhì)比）的測(cè)定”、“直流電橋”“非線性元件的伏安特性”和“交流電橋”等15個(gè)電磁學(xué)學(xué)實(shí)驗(yàn)。“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”的課時(shí)一般為16課時(shí)，且每個(gè)實(shí)驗(yàn)需2~3個(gè)學(xué)時(shí)，故一般僅能開設(shè)6~8個(gè)實(shí)驗(yàn)。

由于新建地方本科院校的辦學(xué)條件有限，故“電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)內(nèi)容不可能面面俱到。由于高中物理“電磁學(xué)”部分的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)偏重于電學(xué)方面，磁學(xué)方面的內(nèi)容相對(duì)較少。其中，電學(xué)方面的教學(xué)內(nèi)容集中于電場(chǎng)、電路和電表的使用，磁學(xué)方面的教學(xué)內(nèi)容集中于磁場(chǎng)的描述和電磁感應(yīng)現(xiàn)象。為了兼顧教學(xué)對(duì)象、教學(xué)條件和課時(shí)數(shù)等因素，并與普通高中物理課程進(jìn)行銜接，我們?cè)趯?shí)際教學(xué)過程中選擇了“靜電場(chǎng)的描繪”“制流電路與分壓電路”“伏安法測(cè)電阻”“用惠斯通電橋測(cè)電阻”“電表改裝與校準(zhǔn)”和“霍爾效應(yīng)”等6個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)3課時(shí)，共計(jì)18課時(shí)。

所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以電學(xué)實(shí)驗(yàn)為主，其中電學(xué)實(shí)驗(yàn)5個(gè)，磁學(xué)實(shí)驗(yàn)1個(gè)。所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的內(nèi)容可以較好地與高中物理課程的必修內(nèi)容“靜電場(chǎng)”“電路及其應(yīng)用”和“電磁場(chǎng)與電磁波初步”，以及選擇性必修內(nèi)容“磁場(chǎng)”進(jìn)行銜接，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和掌握后，能運(yùn)用到以后的教學(xué)工作中。

從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度來看，所選擇的6個(gè)實(shí)驗(yàn)中，只有“電表改裝與校準(zhǔn)”的難度稍高，其余實(shí)驗(yàn)的難易程度居中，基本上與新建地方本科院校學(xué)生的認(rèn)知水平相適應(yīng)，做到了難易結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)滿足多數(shù)人，兼顧少數(shù)人，適當(dāng)拔高的目的。同時(shí)，大部分學(xué)生可以在規(guī)定的3個(gè)課時(shí)內(nèi)較好地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)效果和教學(xué)反饋較好。

從實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的購(gòu)置成本來看，除霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀的單價(jià)稍高外（≈1萬元），其余實(shí)驗(yàn)設(shè)備的價(jià)格均較低。其中，除電表改裝與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)儀外，其余設(shè)備均可在“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程中使用，[17]有效地提高了設(shè)備的利用率。

3 結(jié)論

新建地方本科院校在選擇基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，存在著教學(xué)對(duì)象定位不清、教學(xué)條件差和課時(shí)數(shù)少等現(xiàn)象。新建地方本科院?；A(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇，必須結(jié)合自身情況，形成自己的特色，明確教學(xué)中的3W（Who，Why，What）。新建地方本科院校物理學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生主要從事中學(xué)物理教學(xué)工作，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與學(xué)生的認(rèn)知水平相適應(yīng)，并服務(wù)于中學(xué)物理的課程教學(xué)，最好與中學(xué)物理的課程內(nèi)容進(jìn)行銜接。