裴松鵬，張曉婉

（六盤水師范學院 貴州 六盤水 553004）

物理學作為自然學科的基礎，具有研究范圍廣、應用性強等特點，在物理化學、生物物理等交叉領域應用都很廣泛。大學期間對理工科非物理專業(yè)學生的物理教學，通常包括大學物理和大學物理實驗兩門公共基礎必修課程，兩門課程都具有教學內(nèi)容廣、授課學生多、覆蓋學校各個理工科專業(yè)的特點。物理實驗課程主要包括實驗操作和實驗數(shù)據(jù)處理兩大部分，實驗項目覆蓋力學、熱學、電學、光學和近代物理。大學物理實驗作為學生進入系統(tǒng)性實踐操作課程的開端，是一門將理論知識與探究過程緊密聯(lián)系的課程，也是一門培養(yǎng)應用型人才的必修課。與側(cè)重于理論學習的大學物理課程相比，大學物理實驗課程主要培養(yǎng)學生基本的科學實驗技能和科學素養(yǎng)，要求學生掌握測量誤差相關(guān)的基礎知識、會對實驗數(shù)據(jù)進行正確處理、掌握各類基本物理量的測量方法、正確使用基礎實驗儀器，重點培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力、分析問題與積極研究的精神、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新意識。

1 大學物理實驗課程教學現(xiàn)狀

大學物理實驗屬于物理教學過程中的重要組成部分，不局限于解題技巧和應試能力的培養(yǎng)，但實驗內(nèi)容枯燥、授課方式單一、實驗課時不足，導致很多學生不重視該課程。該課程通常與大學物理理論課同時開設，會出現(xiàn)“理論學習與實驗進度不匹配”這一現(xiàn)象，導致學生獨立完成實驗具有一定的難度。若學生在課前不對理論知識、實驗操作和數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進行充分有效的預習，在時間和空間都有限的實驗課堂上，只依靠“教師教，學生學”的傳統(tǒng)灌輸式教學模式，對實驗內(nèi)容無拓展、無關(guān)聯(lián)、無猜想和無探究地進行實驗，學生會覺得實驗課程枯燥，甚至無用。即使有的學生能夠在教師演示實驗后完成相關(guān)實驗的操作和數(shù)據(jù)記錄，但大多也是依葫蘆畫瓢，缺乏自主學習和獨立思考，對實驗理解不透徹，課后提交的實驗報告中實驗數(shù)據(jù)的處理也是缺乏邏輯的；而有的學生學習思維固化，嚴重缺乏實踐動手能力，難以獨立完成實驗。如此，很難實現(xiàn)大學物理實驗課程的教學目標。

大學物理實驗通常是由數(shù)個涵蓋不同內(nèi)容的單個實驗組成，單個實驗的考核分為以下幾部分：課前預習階段的課程音視頻觀看情況、預習小測、實驗操作、實驗報告。其中，實驗操作主要考查學生是否能單獨完成實驗，其次是實驗數(shù)據(jù)是否正確；實驗報告通常都是學生課后完成，教師在批改過程中只能根據(jù)實驗報告每部分的完成情況進行評分，歸結(jié)下來在一定程度上是對學生的學習態(tài)度進行評分。僅憑實驗數(shù)據(jù)和實驗報告，不能完整地呈現(xiàn)學生的學習情況，教師打分時難免會有失公平，這種“重結(jié)果、輕過程”的評價方式也會打擊學生的積極性。此外，實驗操作和實驗報告部分的評價，都過于關(guān)注實驗數(shù)據(jù)的好壞，不符合大學物理實驗課程的教學目標，甚至會誘導部分學生因想獲取高分而篡改實驗數(shù)據(jù)。單個實驗分別是在不同的實驗室進行，由不同的教師負責，而大學物理實驗課程的綜合成績是由單個實驗成績求平均得到，不同教師的評價標準不統(tǒng)一，評價結(jié)果也有所差異。

教學過程融入思想政治教育（簡稱“思政教育”）是非常重要的，思政教育是落實立德樹人根本任務的關(guān)鍵，在教育過程中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。在黨中央和教育部的號召下，教師應在大學物理實驗課程中加強思政教育。但做好思政教育還存在一些問題，如大學物理實驗課程時間緊，教師會更注重把有限的時間花在講解實驗原理和實驗操作上，確保學生能夠順利完成實驗；大學物理實驗內(nèi)容覆蓋面廣，課程思政教育的建設工作任務重，需要不斷挖掘、積累和完善思政素材，這對授課教師團隊的思政水平和教學技能都提出了挑戰(zhàn)；且思政元素、案例和融入方式與教學內(nèi)容是緊密相連的，不能大而泛，需要從實驗本身出發(fā)，與實驗發(fā)展歷程、社會熱點及專業(yè)前沿技術(shù)等緊密聯(lián)系，這樣才能吸引學生的注意力。只有足夠豐富的思政素材和精心設計好的教學環(huán)節(jié)，才能將思政教育潤物細無聲地融入教學過程。

2 課堂的教學變革

2.1 改革教學方式

與局限于講授為主的理論課相比，實驗課有著更強的探索性和更多的實踐機會，更能激發(fā)學生的學習興趣，鍛煉學生的動手能力和觀察能力，在學習過程中應該著重關(guān)注學生基本實驗技能和科學實驗能力的培養(yǎng)。大學物理實驗課具備一定的嚴謹性和系統(tǒng)性，在新時代教育的背景下還需要兼顧開放性和創(chuàng)新性[2]。但是，剛從高中進入大學的低年級學生，還較為依賴傳統(tǒng)的灌輸式學習方式，面對具有一定挑戰(zhàn)性的獨立動手探究性實驗課，存在一定的緊張或恐懼情緒，且缺乏自主學習意識和動手實踐能力，故培養(yǎng)學生養(yǎng)成“課前學、課中思和課后用”的學習習慣能有效激發(fā)學生學習興趣和培養(yǎng)情感價值認同感。教學過程中強調(diào)以學生為主體、教師為主導，增強學生與教師之間的溝通，學生與學生之間的交流，是實現(xiàn)教學目標的重要舉措。

課前，首先教師對本次課的教學目標和教學對象進行充分分析，精心準備教學設計，通過學習通等平臺發(fā)布教學動畫、教學視頻、知識點框架、實驗重難點、預習小測并布置相關(guān)歷史資料查閱收集的任務，讓學生對相關(guān)的物理基礎知識、實驗儀器的使用方法、數(shù)據(jù)處理方法和實驗背景等內(nèi)容進行初步學習。其次，學生登錄個人賬號，進入虛擬仿真實驗，對實驗流程和實驗操作進一步學習。最后，學生以教材、教師提供的資料為基礎，結(jié)合虛擬仿真實驗的收獲和疑問，查閱相關(guān)資料和文獻，完成課前預習PPT的制作。

課中，隨機抽取一組同學使用課前預習PPT進行本次實驗的預習匯報，包括實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容；匯報結(jié)束后，其他小組同學舉手提問；針對匯報組未完善或解決不了的問題，可以請其他小組同學進行補充說明或展開專題討論。教師作為教學活動的策劃者，在整個匯報和討論過程中，隨時關(guān)注教學活動的進行情況，在學生討論內(nèi)容跑偏或討論陷入僵局的時候，及時拋出問題加以引導，鍛煉學生自主思考能力的同時，也能加強學生的溝通表達能力。通過學生與學生之間的討論，教師能及時掌握學生的預習情況并調(diào)整教學計劃，形成教學共同體。匯報討論結(jié)束后，教師進行鼓勵式點評和總結(jié)，對學生理解不清的實驗原理與研究方法、未提到的注意事項與生產(chǎn)案例進行講解或補充，如在“測量重力加速度”這個實驗中引入“重力探礦”應用這個案例，能拓寬學生視野，激發(fā)學生學習熱情。

課后，建立QQ 群等課后線上交流群，方便師生溝通、學生交流，以及不同專業(yè)學生組建團隊進行專題研究或參與學科競賽。對于大學物理實驗，僅課堂上的時間是完全不夠?qū)W生進行自主探索和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的，學生可以在課堂完成線下實驗后，再進入虛擬仿真實驗平臺進一步探究；大學物理實驗中心可以設定實驗開放日，由教學團隊的教師輪流值班，讓想對實驗進一步探索的學生在課后也能進入實驗室進行自主探索；或者，當實驗室有一批實驗儀器損壞時，也可以在群里發(fā)布消息，吸引對實驗儀器有興趣的同學前來探究及觀摩維修。除此之外，還能以教促賽、以賽促教，積極組織學生參加大學生物理實驗競賽、全國大學生物理學術(shù)競賽等學科競賽，在鍛煉學生的實踐能力、發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)造潛能的同時，還能激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，如“三線擺測量物體轉(zhuǎn)動慣量”這個實驗中，可以針對如擺角大小、擺線長度、擺線材質(zhì)等變量對實驗結(jié)果的影響展開專題研究，使實驗項目化，以此進一步提高學生的科學素養(yǎng)。

2.2 完善考核標準

大學物理實驗是一門對學生進行基礎科學實驗訓練的實踐課程，通過對學生進行系統(tǒng)的實驗方法和實驗技能訓練，為其后續(xù)學習專業(yè)實踐類課程打下堅實的基礎。過程性考核是大學物理實驗課程考核中最重要的一個環(huán)節(jié)，在實驗操作評分過程中，以檢查實驗數(shù)據(jù)為載體，與學生進行溝通和提問，能實現(xiàn)對學生學習能力、動手能力、學習態(tài)度和團隊協(xié)作能力的全方位考查。首先，學生在進行實驗或?qū)嶒灲Y(jié)束后對照自我評價表進行逐項自查，自我評價內(nèi)容包括實驗原理的掌握情況、核心實驗操作的完成情況以及實驗的收獲情況。其次，學生完成自我評價后，再去找教師檢查實驗數(shù)據(jù)和提問交流，教師可以就以下幾方面進行提問。①實驗數(shù)據(jù)方面，隨機選擇一組實驗數(shù)據(jù)，問學生這組數(shù)據(jù)的意義、使用的測量方法和其在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中的作用。②實驗內(nèi)容方面，針對不同情況的學生，對“測量重力加速度”實驗，可以選用不同的談話內(nèi)容：對于實驗數(shù)據(jù)滿分，且時間相對富余的學生，可以問一些拓展性的問題，如“你所了解的測量重力加速度的方法有哪些？”拓展學生的思維；對于實驗數(shù)據(jù)良好，時間正好夠用的學生，可以問一些基本的問題，如“本實驗測量重力加速度的方法是什么？該方法測量重力加速度的原理是什么？”加強學生的自我認同和學科自信；對于實驗數(shù)據(jù)不理想或?qū)嶒灂r間不夠用的學生，可以問一些簡單的問題，如“你在測量重力加速度這個實驗中的實驗思路是怎么樣的？”以增強學生的信心。③實驗總結(jié)方面，請學生進行自我總結(jié)，內(nèi)容包括實驗過程中的收獲、實驗操作中的注意事項、實驗中遇到的一些小故障及自己的處理方法，如實驗儀器的顯示器不能正常顯示、光電門采集不到下圓盤通過的時間。④實驗反饋方面，收集學生對教學模式、實驗內(nèi)容、實驗儀器、實驗環(huán)境等的反饋意見，利于對后續(xù)課程及時調(diào)整和完善。

故將大學物理實驗課程的考核調(diào)整為預習、實驗過程和實驗報告三個階段進行：預習包括在學習通發(fā)布的任務點學習、相關(guān)資料查閱收集、預習小測、課堂匯報及參與提問討論這四部分內(nèi)容，可以分別占總成績的2%、2%、6%和15%；實驗過程包括實驗操作和實驗數(shù)據(jù)的測量與記錄、與老師的溝通和問答環(huán)節(jié)兩部分內(nèi)容，可以分別占總成績的20%和30%；實驗報告包括書寫的格式、計算分析情況和總結(jié)，分別占總成績的10%、10%和5%。負責單個實驗的老師們應該加強溝通與交流，在學期開始前，根據(jù)自己所負責實驗的教學目標，制定學生自我評價表和學生成績考核標準，向?qū)W生公布。只有有計劃、多角度和全方位地對學生進行多元化考核，才能高質(zhì)量地實現(xiàn)教學目標和培養(yǎng)目標。

2.3 建設課程思政

2.3.1 教師思政

加強師德修養(yǎng)是自我完善的需求，是教師使命的訴求，更是時代發(fā)展的要求。作為新時代的高校教師，擁有過硬的思想政治素養(yǎng)是基本要求，還要具備獻身科學研究、追求科學真理、循序科學規(guī)律和樂于用優(yōu)秀品質(zhì)感染學生等特點。只有這樣，才能真正做到為人師表，才能真正做好思政教育工作。在教學前，認真?zhèn)湔n，完善教學設計；在教學過程中，認真聽學生的匯報和討論，耐心聽學生表達自己的想法，站在學生的角度思考問題；教學結(jié)束后，及時批改報告、發(fā)布教學評價、收集教學反饋、總結(jié)教學經(jīng)驗并完善教學資料庫。

2.3.2 教材思政

教材是課程的核心，是開展課程教學的基礎，也是學生進行系統(tǒng)學習所依，是學生和教師在整個教學過程持續(xù)閱讀的文本，對學生的學習和觀念的形成具有深刻影響。豐富教材內(nèi)容能開闊學生視野，也能提升學生的學習興趣，如在大學物理實驗教材中設置實驗背景簡介、科學家趣味小故事、實驗與生活、實驗與科技前沿等專欄，附二維碼鏈接到課程資料庫。針對地方高校，部分學生的物理基礎較差，可以每年收集學生在理論部分理解遇到的困難，以及提出的反饋意見對教材進行修訂和完善，在實驗原理、數(shù)據(jù)處理部分寫得更詳盡一些，增強教材的邏輯性，幫助學生理解；對于基礎較好的學生，可以設置供學生選做的挑戰(zhàn)專欄；對于不同專業(yè)的學生，可以設置專業(yè)拓展專欄，加強基礎學習與以后專業(yè)知識學習的聯(lián)系；對于有條件的高校，還可開設“小實驗與你身邊的大應用”等專欄，把實驗與本?；虍?shù)赜刑厣膶ｍ椏蒲袌F隊和實驗室相關(guān)聯(lián)，激發(fā)學生的熱情和自豪感。

2.3.3 課程思政

在設計實驗課程時，可以從不同環(huán)節(jié)，如課前預習環(huán)節(jié)、課堂講解環(huán)節(jié)、實驗操作過程、實驗數(shù)據(jù)檢查過程和課后階段融入思政元素，從不安全的實驗操作、不細心的實驗數(shù)據(jù)處理和不規(guī)范的實驗報告等細節(jié)出發(fā)，不斷挖掘思政案例，完善思政案例庫。

課前預習環(huán)節(jié)：對于實驗內(nèi)容相關(guān)的發(fā)展歷程及有趣故事，可以在學習通以“實驗趣味小視頻”的形式進行系列播放；對于一些有紀念意義的實驗儀器，可以通過多媒體進行展示；對于與法拉第等科學家相關(guān)的實驗（如“法拉第磁光效應實驗”），也可以布置學生在預習階段，查閱該科學家對物理學的主要貢獻，而在引入重力加速度測量這個實驗的時候，可以列舉著名地球物理學家黃大年的先進事跡，介紹他的愛國情懷、敬業(yè)精神，以及淡泊名利、甘于奉獻的高尚情操；對于實驗設置的目的和意義，可以布置學生，聯(lián)系該實驗在生活生產(chǎn)過程的相關(guān)應用，對比國內(nèi)外的應用情況，進行介紹[3]。積極聯(lián)系科技熱點，激發(fā)學生的學習熱情，明確學習目標，開闊學生視野，鍛煉學生理論聯(lián)系實際的能力。

課堂講解環(huán)節(jié)：介紹實驗原理時，以小組的形式進行匯報和提問，能鍛煉學生勤于思考和善于協(xié)作的能力；對于一些在早期存在爭議的實驗，如“邁克爾遜干涉實驗”，介紹邁克爾遜和莫雷團結(jié)協(xié)作并否定質(zhì)疑物理權(quán)威概念的事例，培養(yǎng)學生實事求是的科學精神。啟發(fā)學生提問和猜想，如對“三線擺測量物體轉(zhuǎn)動慣量的實驗”，可在實驗講解的過程中，向?qū)W生提問：質(zhì)量相同的圓環(huán)和圓柱所測得的轉(zhuǎn)動慣量是相同的嗎？圓柱的轉(zhuǎn)動慣量隨著擺放位置越靠近空盤中心是越大還是越小呢？

實驗操作及實驗數(shù)據(jù)檢查過程：引導學生積極思考，認真實驗。教師也要細致觀察，耐心指導，并靜下心來聽學生對所測結(jié)果的分析和想法，不能一味譴責學生，不能打擊學生的積極性和信心。對“單擺法測量重力加速度實驗”，有可能學生測得的重力加速度與理論值不一致，此時應鼓勵學生跳出固定思維，勇于用辯證的眼光看待問題，大膽質(zhì)疑，要返回實驗，從多方面尋找及分析導致誤差的原因，而不是忙于修改數(shù)據(jù)，掩飾結(jié)果；在“三線擺測量物體轉(zhuǎn)動慣量的實驗”中，需要分別對長度和時間進行5 次重復的測量，有的學生主觀認為重復測量是沒有意義的，故只測量一次，剩余四次數(shù)據(jù)完全重復第一次測量值，或稍做修改。在課堂上，教師應該加強監(jiān)督，及時指出并糾正學生的錯誤想法，杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生，培養(yǎng)學生一絲不茍、實事求是的科學態(tài)度。

課后階段：大學物理實驗課程思政的影響不僅局限于課程教學過程中，還能讓學生養(yǎng)成善于觀察、勤于思考、勇于發(fā)問、樂于探索的好習慣，潛移默化地影響學生，讓他們終身受益。鼓勵對物理實驗感興趣的學生報名參加物理實驗競賽，引導學生積極主動學習。

3 結(jié)語

隨著時代的進步、科技的發(fā)展，學生接受新事物的渠道和能力都在不斷增加和提高，但是對于大學物理實驗這種較為傳統(tǒng)的課程，教學內(nèi)容隨著時代變化每天不一樣是不可能的，只有不斷探索—實踐—探索教學的手段和方法，吸引學生的注意力，培養(yǎng)學生的興趣；細化評價過程，激發(fā)學生探究精神；從教師思政、教材思政和課程思政等方面入手，深度融入思想政治教育，才能滿足新時代大學物理實驗課程的人才培養(yǎng)需求。