羅小霞 謝國亞

【摘 ?要】 大學物理實驗是物理專業(yè)學生學習物理知識的重要途徑。當前的大學物理實驗教學存在著諸多問題，直接影響了學生的學習效果。文章探討了當前大學物理實驗教學中存在的問題，主要包括實驗設備不足、實驗操作難度大和實驗環(huán)境不安全等。為了解決這些問題，需要采取多方面的措施，包括增加設備投入、提高實驗教師的教學水平等。希望文章的研究結果可以提高物理實驗教學的效果和質(zhì)量。

【關鍵詞】 大學物理實驗教學;物理實驗室;實驗設備

一、我國大學物理實驗教學的興起

（一）大學物理實驗教學的內(nèi)涵及特點

1. 內(nèi)涵

大學物理實驗是最具直觀性的教學方式之一。通過物理實驗，學生可以觀察物理現(xiàn)象、測量數(shù)據(jù)，以及直觀地了解和掌握物理規(guī)律。因此在大學物理實驗教學中，教師將理論知識與實踐操作相結合，能夠讓學生更輕松地理解物理學的基礎知識，從而更深入地理解物理學的各個分支領域。大學物理實驗教學注重培養(yǎng)學生的實踐能力，學生可以在實驗室中進行實際操作，了解實驗設備、耗材的用法，掌握實驗操作的方法，以進一步提升物理實驗的實踐能力。在實驗中，學生往往可以從錯誤中學習，充分體驗科學探究的過程，這些體驗可以讓他們更好地理解物理學的理論知識和科學方法。大學物理實驗教學是科研教育中不可或缺的一個環(huán)節(jié)。學生通過實驗的探究，能夠更好地掌握科學的方法，在解決實際問題、發(fā)現(xiàn)科學現(xiàn)象和提出新問題等方面得到更好的實踐。

2. 特點

在大學物理實驗的教學環(huán)節(jié)中，探究性和創(chuàng)新性是非常重要的特點。大學物理實驗教學是理論學習外最好的補充。理論知識可以幫助學生理解世界，但是學生只有通過實驗，才能真正地掌握這些知識。正是注重理論和實踐的結合，才使大學物理實驗教學工作更加完善。大學物理實驗教學注重學生的思考、觀察和探究，促使學生從不同的角度發(fā)現(xiàn)科學現(xiàn)象，并提出新問題。這種探索和創(chuàng)新精神，能夠讓學生更好地掌握科學的規(guī)律和方法，解決實際問題。

大學物理實驗教學是一項要求實驗細致、嚴謹?shù)慕虒W工作。實驗的準備、操作和分析都需要嚴謹?shù)膽B(tài)度，這要求實驗員在實驗前，應進行詳盡的實驗準備，選擇合適的實驗設備，準確地測量和分析數(shù)據(jù)測量，并做好實驗原始數(shù)據(jù)的記錄工作。這些細節(jié)上的要求，旨在讓學生形成科學的學習態(tài)度，增強他們的實驗技能和觀察能力。

（二）我國大學物理實驗教學的歷史

我國的大學物理實驗教學有著悠久的歷史，可以追溯到20世紀初。當時，物理學門類剛剛形成，物理學教育也開始逐漸展開。最初，大學的物理教育主要以講述理論為主，物理實驗并沒有得到足夠的重視。隨著教育的發(fā)展和學科的不斷完善，教育界對實踐教育的重視程度逐漸增加。到了20世紀50年代，大學物理實驗室的設備不斷完善，實驗教學逐步成為綜合教育的重要組成部分。

20世紀50年代末期，大學物理實驗教學進入了一個快速發(fā)展的時期，各大高校相繼建立了實驗樓，引進了新設備，增加了實驗教師隊伍。大學物理實驗教學的內(nèi)容和模式也發(fā)生了巨大的變化，實驗教學開始強調(diào)實踐操作，即讓學生通過觀察、實踐和探究等方法，直接參與實驗操作，以培養(yǎng)學生的科學研究能力和實踐能力。各高校還通過改革和創(chuàng)新實驗教學內(nèi)容、方法，鼓勵學生自主設計實驗方案和進行實驗研究，用實驗來實現(xiàn)理論課程與學生綜合素質(zhì)教育的有機結合。

隨著改革開放的深入和我國科學技術的進步，大學物理實驗教學也進入了一個新的發(fā)展階段，不斷推動著教學模式與方法的變革，由此大學物理的實驗室設備和實驗方法得到極大的提升，實驗教學取得了更豐碩的成果。

（三）我國大學物理實驗教學存在的問題

首先，大學物理實驗教學的設備和耗材是關鍵問題。有些大學物理實驗室的設備比較陳舊，不符合現(xiàn)代化實驗教學的要求，難以滿足學生實驗學習的需要。目前，由于缺乏經(jīng)費和技術支持，很少有大學配備最新的實驗設備和物資，這導致大學物理實驗教學很難取得良好的效果。為了改善這種情況，大學應該向政府和私人企業(yè)尋求更多的經(jīng)費支持來購買更先進的實驗設備和物資，積極采用分布式實驗室和其他技術，以提高設備的使用效率、延長設備的使用壽命。

其次，教師的水平也影響著大學物理實驗教學的質(zhì)量。盡管許多大學擁有一些優(yōu)秀的物理教師，但他們的教學水平差異很大。例如一些教師將實驗教學視為簡單的任務，缺乏足夠的熱情和專業(yè)知識。有些大學的物理實驗與理論教學脫節(jié)，理論知識講授得不夠深入，實驗內(nèi)容和理論無法進行結合，加上教學過程缺乏與實際生活的聯(lián)系，難以引起學生的興趣。在教學評估方面，學校沒有建立一套公正的體系，來評估教師的教學質(zhì)量和實驗教學的專業(yè)水平。

最后，實際問題也是大學物理實驗教學面臨的困難。一些大學物理實驗室的管理不規(guī)范，存在安全隱患，如設備損壞、安全防護不到位和實驗操作不標準等問題，容易導致安全事故。盡管在理論上，所有物理現(xiàn)象都可以用實驗進行證明或檢驗，但有些實驗卻很難進行，比如需要消除某些干擾因素或進行精密測量，這些都需要實驗人員耗費大量的時間和經(jīng)驗，并在實踐中優(yōu)化實驗室的安全和管理工作。考慮到這些挑戰(zhàn)，教師應該在大學物理實驗教學中優(yōu)先考慮實際的安全問題，將實踐和理論進行結合，讓兩者更好地協(xié)同合作。

二、大學物理實驗教學模式的探索

（一）分層次教學模式

分層次教學模式是指將學生分層開展教學，其中分層依據(jù)包括學生已有的知識水平、理解能力、學習興趣和學習方法等多方面的因素。這種模式可以使教師根據(jù)不同層次學生的需要和水平，開展不同層次、個性化的教育，使每個學生都能夠得到適合自己的教育。在大學物理實驗教學中，學生的水平差異較大，如果教師采用同一種教學方式進行教學，將存在不同層次的學生掌握知識程度不同的問題。而采用分層次教學模式，教師則可以將教學方式和內(nèi)容更精準地針對不同層次的學生，使教學更具針對性和有效性，從而提高教學效果。在分層次教學模式中，教師除了教學外，還會為不同層次的學生提供不同形式的自主學習方案，包括助教、小組合作等方式。這可以促進學生的自主學習，提高學生的反思和自主學習能力，從而激發(fā)學生的學習興趣和主動性。

（二）開放式教學模式

隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的大學物理實驗教學模式已經(jīng)顯得有些過時。這種模式往往先由教師在課堂上講解相關知識，再要求學生在實驗室中進行實踐操作。盡管這種實驗教學模式簡單易懂，但缺乏足夠的靈活性和個性化。

為了解決上述問題，教師可以采用開放式教學模式。開放式教學模式是一種具有自由度的實驗教學方法，它允許學生自己設計實驗方案、調(diào)整實驗流程和實驗參數(shù)，以及在實驗中發(fā)掘問題和解決問題。開放式教學模式的實踐證明，它可以提升學生的實踐操作能力、主動學習的能力和探索能力。首先，學生可以自行設計實驗方案，并進行實踐探索，這將提高學生的實驗設計和創(chuàng)新能力。其次，學生在實驗中容易發(fā)現(xiàn)問題，這將促使學生主動思考并解決問題，提高了學生的實踐應用能力和解決問題的能力。最后，開放式教學模式可以幫助學生理解科學知識和掌握實驗技能，為學生將來的實踐應用奠定堅實的基礎。

（三）現(xiàn)代多媒體技術、方法的應用

數(shù)字化教學指的是大學物理實驗課程利用數(shù)字資源，以數(shù)字方式傳播教學知識，通過多樣化的互動方式拓展教學資源，是提高教學效果的一種現(xiàn)代化教學方法。數(shù)字化教學通過利用多媒體技術、網(wǎng)絡技術和虛擬現(xiàn)實技術等手段，可以讓學生更好地理解實驗教學內(nèi)容，提高了學生的實驗操作能力和對實驗結果的分析能力。教師利用現(xiàn)代多媒體技術，可以根據(jù)教學內(nèi)容的需要，集成圖像、動畫、音樂、視頻和其他媒體資源，拓展教學內(nèi)容，這大幅提高了實驗教學的趣味性、互動性和啟發(fā)性?，F(xiàn)代多媒體技術可以使教師通過圖表和動圖表達出更直觀的實驗過程和實驗結果，使學生更深入地理解實驗內(nèi)容，從而提高實驗操作的流暢度和科學性。

三、提高大學物理實驗教學效果的對策

（一）提高教師的實驗技能和教學能力

教師的實驗技能和教學能力是影響大學物理實驗教學質(zhì)量的重要因素。為了更好地開展實驗教學工作，學校應該培訓教師的實驗技能和教學能力，特別是要讓教師與時俱進地了解新科技的發(fā)展，嘗試使用各種新型的實驗教學方式和方法，例如數(shù)字化教學和在線交流，以更好地實現(xiàn)教學目標。

1. 提高教師的實驗技能

第一，學?？梢酝ㄟ^定期舉辦實驗培訓，為教師提供專業(yè)的培訓課程，提高教師的物理實驗技術水平，還可以安排一些專業(yè)的實驗技師，向教師提供實驗技術服務。第二，實驗室的工作環(huán)境和設備管理是教師實驗技能的重要組成部分，對此學校需要加強實驗室的管理和設備維護，確保實驗室環(huán)境的規(guī)范和實驗設備的安全性，這有利于提高教師和學生的實驗技能。第三，教師應該積極參加科研項目，通過科研項目提高自己的實驗技能和能力?？蒲许椖靠梢宰尳處熃佑|到最新的實驗技術和實驗方法，能夠使教師更好地指導學生進行物理實驗研究。

2. 提高教師的教學能力

在物理實驗教學的過程中，教師需要根據(jù)學生團隊的實際情況，選用適合的教材。這樣做可以讓教師更好地教授學生，從而提高學生的物理實驗研究和創(chuàng)新能力。針對不同的學生團隊，教師應采用不同的教學方法，并善于運用現(xiàn)代教學技術和手段，在教學過程中加強與學生的互動和溝通，激發(fā)學生的學習興趣和熱情，最終提高了物理實驗教學的效果。教師還應該注意評價和反饋學生的學習成果，及時地發(fā)現(xiàn)和解決學生面對的問題，使學生能夠更好地理解和掌握物理實驗的知識、技能。教師自身的教學成果也應該得到評價和反饋，從而促使自己不斷提高教學水平。

（二）創(chuàng)新和拓展實驗教學內(nèi)容

1. 實驗教學內(nèi)容的創(chuàng)新

在教學內(nèi)容中，教師可以增加一些具有挑戰(zhàn)性和獨立思考的實驗內(nèi)容，如核物質(zhì)分離實驗等。這些具有挑戰(zhàn)性的實驗內(nèi)容，不僅可以提高學生的實驗技能，還可以激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)新能力。引入新的實驗內(nèi)容，如科技創(chuàng)新實驗、移動實驗等，讓學生體驗實驗的樂趣和挑戰(zhàn)，增強學生的實際操作能力。引入新的實驗技術和裝置，例如三維打印技術、激光技術，讓學生更好地了解物理實驗的發(fā)展與進步，激發(fā)學生對實驗教學的興趣和好奇心。

2. 實驗教學內(nèi)容的拓展

學?？梢酝ㄟ^開放實驗室、共享實驗設施和實驗教材，為學生提供更多的實驗資源和素材。這不僅可以豐富學生的實驗體驗，還有利于學校間物理教學的交流與合作。在教學中，教師應注重實驗與實際應用之間的聯(lián)系，讓學生了解物理實驗技術在實際應用中的意義。這種聯(lián)系，不僅可以提高學生的實驗興趣和學習效果，還可以增強學生的應用能力。教師可以鼓勵學生進行實驗設計，讓學生更好地參與到實驗中，以發(fā)揮學生的創(chuàng)造力和想象力。通過這種方式，學生可以更好地掌握物理實驗的基本原理和方法，鍛煉學生的創(chuàng)新和實踐能力。

（三）物理實驗與學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

物理實驗教學不僅可以使學生增加物理知識和提高實驗技能，還可以大幅提高學生的創(chuàng)新能力。物理實驗實際上是一個科學探究的過程，需要學生自己去發(fā)現(xiàn)、思考和探索，這樣才能得出準確的實驗結論。而這樣的探究過程，不僅可以加深學生對物理學問題的理解，還能鍛煉學生獨立思考的能力。良好的物理實驗教學環(huán)境，也可以為學生創(chuàng)新能力的提升提供良好的保障。

在物理實驗的教學過程中，教師可以給學生更多的自主創(chuàng)新的機會。如鼓勵學生自主選擇實驗題目，從而進一步激發(fā)學生的學習熱情。學生在進行物理實驗操作時，教師應該提供良好的實驗環(huán)境與實驗工具。如果學生在實驗過程中遇到任何問題，能夠快速得到教師或助教的解答，便能保證實驗結果的準確性。物理實驗教學應該積極鼓勵學生之間的互動交流，這不僅可以提升學生之間的協(xié)作能力，還可以幫助學生在實驗過程中解決實際問題。

四、結語

我國大學物理教學重理論、輕實驗的問題長期存在，其實驗教學與科技頂尖國家仍然具有一定的差距。盡管近年來大學物理的實驗室和設備以及教學方法都進行了優(yōu)化，但是仍然無法滿足尖端人才培養(yǎng)的需求。因此未來高校需要進一步增加實驗教學的比重，創(chuàng)新實驗教學方法，為高端科技人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的環(huán)境。

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