陳琳英

［摘要］大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是大學(xué)課程中一門(mén)重要的實(shí)踐性課程。文章就目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀作了分析,并從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及考核制度等方面提出了幾點(diǎn)改革意見(jiàn)。

［關(guān)鍵詞］物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新

［中圖分類(lèi)號(hào)］G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）06-0111-02

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中擔(dān)當(dāng)著十分重要的角色。實(shí)驗(yàn)和理論是相輔相成，互為依賴，共同締造著物理王國(guó)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后，接受系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的一門(mén)實(shí)驗(yàn)課，是實(shí)踐教學(xué)的重要部分。因此，我們要重視對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的培養(yǎng)，包括獨(dú)立思考能力、獨(dú)立操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及探索未知事物的能力等。為了使學(xué)生能夠掌握一定的系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和嚴(yán)格的科學(xué)方法，適應(yīng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力、創(chuàng)新性、創(chuàng)業(yè)型的高級(jí)專門(mén)人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略要求,這就要求我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)上必須進(jìn)行改革。

一、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）教學(xué)模式

對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的講授教學(xué)模式單一，教學(xué)形式不夠靈活。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室安排一個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)由一個(gè)至兩個(gè)教師講授。通常教師會(huì)把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)量數(shù)據(jù)表格及注意事項(xiàng)提前板書(shū)在黑板上，在學(xué)生上課時(shí)逐一講解。整個(gè)過(guò)程顯然是教師占主導(dǎo)地位，學(xué)生只是在被動(dòng)地、機(jī)械性地重復(fù)教師的講課內(nèi)容。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生不需要思考，只要按照實(shí)驗(yàn)步驟就能完成基本要求。這樣的模式不僅束縛了學(xué)生獨(dú)立思考的空間，忽略了學(xué)生在認(rèn)知過(guò)程中的主觀能動(dòng)性，而且更大程度上限制了對(duì)當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）考核制度

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為考查課，考核制度落后。就目前狀況而言，考核內(nèi)容主要從預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三方面考核，給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)教材上都有，從學(xué)生交來(lái)的預(yù)習(xí)報(bào)告來(lái)看，有些學(xué)生只是簡(jiǎn)單的重復(fù)抄寫(xiě)，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思考，更無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)的水平。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，雖然學(xué)生都是兩人一組，但是做的是同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，因此，測(cè)量的結(jié)果出入不大。這就使那些對(duì)實(shí)驗(yàn)重視程度不夠的學(xué)生有機(jī)可乘，把別人的數(shù)據(jù)結(jié)果據(jù)為己用，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。實(shí)驗(yàn)報(bào)告通常是實(shí)驗(yàn)完成后，下一節(jié)課才交的，從而就會(huì)出現(xiàn)個(gè)別學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的想象。最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核往往以交來(lái)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，也就缺乏了考核的公平、公正性，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生探索自然科學(xué)的積極性，這些弊端亟待調(diào)整。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

（一）教學(xué)方法改革

現(xiàn)代教學(xué)觀是把學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在首位，教師的主要作用是教學(xué)的設(shè)計(jì)者、組織者、幫助者及品德的示范者。首先，教師要轉(zhuǎn)變教育觀念，要破除“學(xué)科中心”與“教師中心”的教學(xué)理念，從傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)移到學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式上來(lái)。不能讓實(shí)驗(yàn)成為只是傳授知識(shí)的工具。要變教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)，即在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)，這樣有利于學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，有利于學(xué)生的主體性和積極性的發(fā)揮。

另外，普通物理實(shí)驗(yàn)是大一、大二學(xué)生的必修課，他們剛從中學(xué)時(shí)代步入大學(xué)階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念也沒(méi)有轉(zhuǎn)變，他們還習(xí)慣以老師為中心，缺乏對(duì)問(wèn)題的思考、探究。如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，老師就應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟等，甚至還需要老師手把手地教?；诖?，老師就應(yīng)該主動(dòng)地去引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生如何提出問(wèn)題，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。教師給出“問(wèn)題”，讓學(xué)生從“問(wèn)題”出發(fā)，設(shè)計(jì)出這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)測(cè)量與分析，最后得到結(jié)論。激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)良好的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

其次，隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的迅速發(fā)展，物理實(shí)驗(yàn)方法也不斷地滲透到其他各個(gè)學(xué)科和應(yīng)用領(lǐng)域。在物理實(shí)驗(yàn)中引入計(jì)算機(jī)模擬與仿真實(shí)驗(yàn)已成為現(xiàn)代化教學(xué)中不可或缺的一種手段。利用多媒體技術(shù)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行生動(dòng)形象的模擬仿真，聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)、文字有機(jī)地組合在一起，增強(qiáng)課堂效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、綜合應(yīng)用能力以及實(shí)踐創(chuàng)新能力，適應(yīng)新時(shí)代專業(yè)人才的需要，根據(jù)學(xué)校教學(xué)目的和要求，可以把大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)建設(shè)成真正意義上的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室。打破以往固定的教學(xué)模式。即本學(xué)期實(shí)驗(yàn)都在網(wǎng)上開(kāi)放，學(xué)生根據(jù)自己興趣愛(ài)好、學(xué)科要求自由選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)教師、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。目前，我校正在實(shí)施，效果頗為滿意。不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還帶動(dòng)了一批學(xué)生自發(fā)地進(jìn)行科研創(chuàng)作，使得學(xué)生能夠從單純的學(xué)習(xí)型人才向?qū)W習(xí)創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變，真正體現(xiàn)出“人本”化的教學(xué)理念。

另外，在教學(xué)內(nèi)容上，整個(gè)大學(xué)階段的物理實(shí)驗(yàn)由三大模塊組成：基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

1. 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)

為了使學(xué)生對(duì)基本儀器儀表的構(gòu)造特點(diǎn)、規(guī)格性能、讀數(shù)原理、使用方法以及日常維護(hù)有一個(gè)清晰的了解，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇使用，開(kāi)設(shè)了包括力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)在內(nèi)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。如：力學(xué)基本測(cè)量、電學(xué)基本測(cè)量、分光計(jì)的調(diào)整、邁克爾遜干涉儀、示波器的使用等實(shí)驗(yàn)。使學(xué)生在掌握了基本儀器使用的同時(shí)，學(xué)會(huì)正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確分析實(shí)驗(yàn)中的各類(lèi)引入誤差。

2.提高型實(shí)驗(yàn)

提高型實(shí)驗(yàn)是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的，有些實(shí)驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)控制模擬，不僅可以鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力、研究動(dòng)手能力，又體現(xiàn)出專業(yè)知識(shí)的新穎性和實(shí)用性。如：氫光譜測(cè)定實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、CCD圖像處理實(shí)驗(yàn)、激光拉曼光譜實(shí)驗(yàn)、夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富、力求能夠反映物理學(xué)理論的研究成果、最新進(jìn)展及其應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，還開(kāi)設(shè)核磁共振譜（NMR）實(shí)驗(yàn)了解核磁共振的基本原理和氫譜的測(cè)定方法，掌握簡(jiǎn)單核磁共振氫譜譜圖的解析技能；利用電子衍射儀進(jìn)行真空鍍膜，驗(yàn)證粒子的波粒二象性；掃描隧道顯微鏡（STM）的使用觀察物質(zhì)表面形態(tài)，了解物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)；光鑷實(shí)驗(yàn)研究光的力學(xué)效應(yīng)等等。這些實(shí)驗(yàn)相比基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)而言具有一定難度，操作起來(lái)也較為復(fù)雜性，但是應(yīng)用廣泛且實(shí)用性強(qiáng)，通常學(xué)生都非常感興趣，完成的質(zhì)量也比較高。通過(guò)做實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚯袑?shí)體會(huì)到現(xiàn)代物理學(xué)理論的奧妙，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的思想，將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，有效地拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，提高了學(xué)生科學(xué)研究的能力。

3. 設(shè)計(jì)性試驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，是在學(xué)生具備一定綜合能力的基礎(chǔ)上，通過(guò)教師擬定題目或者學(xué)生自擬題目，實(shí)驗(yàn)中心提供場(chǎng)地和儀器，內(nèi)容要求來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，具有一定的先進(jìn)性和技巧性，能夠解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，給學(xué)生提供一個(gè)設(shè)計(jì)平臺(tái)，使學(xué)生的潛能得以開(kāi)發(fā)。如：我們開(kāi)設(shè)的諧振頻率測(cè)量、全息照相實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)器材的選取、實(shí)驗(yàn)步驟的安排、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量及數(shù)據(jù)處理與分析，學(xué)生都能夠親自完成。通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)充分鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力。

（三）試驗(yàn)考核標(biāo)準(zhǔn)

為了能夠全面科學(xué)地考核與評(píng)定學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，考核學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科研作風(fēng)，建議將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定分為平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)兩部分。對(duì)于平時(shí)成績(jī)的考核可參考：出勤、預(yù)習(xí)報(bào)告、上課回答問(wèn)題情況、實(shí)際解決問(wèn)題情況， 對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作情況，數(shù)據(jù)測(cè)量情況，代課教師根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)給出平時(shí)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定可以根據(jù)原始數(shù)據(jù)記錄表、實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出。即在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師要檢查每組的原始數(shù)據(jù)記錄表，并隨機(jī)提問(wèn)，在撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的40%，考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，實(shí)驗(yàn)不及格的學(xué)生要重修、補(bǔ)考。

實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的科學(xué)化、合理化、準(zhǔn)確化，可以很好地激發(fā)學(xué)生上課的積極性和主動(dòng)性，自覺(jué)遵守實(shí)驗(yàn)課紀(jì)律，有效減少、杜絕不預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。

三、結(jié)論

當(dāng)代前沿的物理實(shí)驗(yàn)常常是一項(xiàng)綜合性的巨大工程，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的科學(xué)創(chuàng)新品質(zhì)，提高學(xué)生自身的綜合素質(zhì)，使學(xué)生的創(chuàng)造潛能充分得到發(fā)揮尤為重要。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是在校大學(xué)生接觸科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的第一步，正確引導(dǎo)，建立科學(xué)的、規(guī)范的、制度化的實(shí)驗(yàn)室管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還有許多新的規(guī)律、模式等待著我們?nèi)ヌ剿?、研究?/p>

［參考文獻(xiàn)］

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［責(zé)任編輯：左蕓］