湖南工學(xué)院 李文萍 王 亮 肖發(fā)新

大學(xué)物理實驗課是一門培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題與解決問題能力的課程，同時也是高等理工科院校中進(jìn)行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程。近年來，黨和政府非常重視大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》指出，高校人才培養(yǎng)要“以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制為重點”。湖南省教育廳發(fā)布《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》明確提出，要“切實將深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革作為推進(jìn)高等學(xué)校綜合改革的突破口，面向全體、分類施教、結(jié)合專業(yè)、強化實踐，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展”。湖南工學(xué)院是一所地方應(yīng)用型本科院校，其人才培養(yǎng)定位為培養(yǎng)重基礎(chǔ)、重技術(shù)、重能力、高素質(zhì)的應(yīng)用型本科人才。筆者針對湖南工學(xué)院大學(xué)物理實驗教學(xué)的情況，著重探討如何將大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力培養(yǎng)融入大學(xué)物理實驗的教學(xué)過程。

一、大學(xué)物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，自制力不強

近年來，由于高考制度改革，高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，招來的大學(xué)新生物理水平參差不齊。經(jīng)調(diào)查，許多學(xué)生高中學(xué)習(xí)時認(rèn)為物理學(xué)科考試難度大，學(xué)習(xí)起來困難，因此高考時選考物理科目的學(xué)生并不多。另外高中學(xué)校將物理的教學(xué)分成了選修課和必修課，部分學(xué)生選修了物理學(xué)科，也是一知半解，缺少基本的物理學(xué)思維和物理模型概念，對于需要理論緊密聯(lián)系實踐的物理實驗課程更是難以掌握。在教學(xué)中還發(fā)現(xiàn)，同一專業(yè)班級學(xué)生的物理水平也是千差萬別，大多數(shù)學(xué)生在思想上并沒有引起對物理學(xué)科乃至物理實驗的重視，認(rèn)為大學(xué)物理實驗和自身專業(yè)相關(guān)度不高，只是應(yīng)付式對待。

（二）教學(xué)方式單一落后

目前實驗中心采取的是學(xué)生課前撰寫實驗預(yù)習(xí)報告，課中由實驗指導(dǎo)教師先講解實驗原理、實驗方法和步驟，然后教師進(jìn)行實驗操作演示，學(xué)生觀看之后自行進(jìn)行實驗操作，得出實驗數(shù)據(jù)，課后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、與實驗有關(guān)的思考等。這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生難以在短時間內(nèi)記住實驗內(nèi)容步驟。一個組的學(xué)生有十幾個乃至二十多個，現(xiàn)場的實驗演示是學(xué)生圍在教師周圍觀看，在人數(shù)較多或儀器、現(xiàn)象較細(xì)難以看清的情況下效果尤其不好。很多同學(xué)并沒有完全理解實驗操作方法就隨意操作儀器，經(jīng)常造成儀器損壞等；有的學(xué)生為了逃避實驗過程，甚至采取抄襲數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)造假的行為。

（三）考核評價方式相對單薄

實驗最終成績由實驗報告數(shù)據(jù)處理、實驗操作和預(yù)習(xí)等幾部分組成。對于預(yù)習(xí)部分只是查看學(xué)生謄寫紙質(zhì)預(yù)習(xí)報告，并不能對其預(yù)習(xí)過程和結(jié)果進(jìn)行充分的評價。同時實驗報告集齊了十多個實驗，學(xué)生極易在實驗沒有全部完成時丟掉實驗報告，如果此時已完成實驗但實驗指導(dǎo)教師還沒有完成該實驗的批改，就會造成該學(xué)生的此次試驗無法獲得成績，只能重新補做實驗，造成不必要的時間和實驗資源的浪費。

（四）缺乏高效的預(yù)習(xí)平臺

學(xué)生預(yù)習(xí)只是謄寫一遍預(yù)習(xí)報告，對實驗內(nèi)容并不了解和熟悉。如果有好的實驗預(yù)習(xí)平臺，能提供給學(xué)生有效的預(yù)習(xí)資料，比如學(xué)生比較感興趣的實驗相關(guān)的科學(xué)成就、科學(xué)家故事、實驗大致操作視頻等，同時給出一些預(yù)習(xí)題目考查大家的預(yù)習(xí)情況，這樣能對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況給出合適的評分。如此，在實驗教學(xué)過程中可以節(jié)省大量的時間，從而教師有更多的時間和精力去針對學(xué)生的實驗操作進(jìn)行細(xì)致有效的指導(dǎo)，實驗操作評分也更直觀有效。

（五）未開放演示實驗室

演示實驗室等幾個實驗室因為實驗課時被壓縮，沒辦法開放。實際上學(xué)生對演示實驗非常感興趣，演示實驗也可以幫助學(xué)生理解實驗原理、觀察實驗現(xiàn)象。

（六）在教學(xué)時間和教學(xué)內(nèi)容上，與大學(xué)物理課程脫節(jié)

我校大學(xué)物理和大學(xué)物理實驗分成兩門單獨的課程開設(shè)，有的專業(yè)是一學(xué)期先同時開設(shè)這兩門課，有的專業(yè)是上學(xué)期學(xué)完大學(xué)物理課程，后一學(xué)期再進(jìn)行大學(xué)物理實驗。兩種情況下，在內(nèi)容和時間方面，大學(xué)物理實驗課程都與大學(xué)物理課程脫節(jié)。對于不同的專業(yè)，采用的是不同的教學(xué)內(nèi)容，而大學(xué)物理實驗當(dāng)中需要的理論知識大部分是理論課上沒有講授的，即便是理論課上講授過該知識點，可能實驗操作的時間距離理論學(xué)習(xí)的時間比較久，學(xué)生基本已經(jīng)忘了，所以每次實驗開始之前還需花費半小時左右時間對原理進(jìn)行講解，這對于總共3 小時的實驗來說時間過于緊湊。

二、基于創(chuàng)新的教學(xué)改進(jìn)對策

（一）搭建實驗平臺

平臺包括實驗預(yù)習(xí)、實驗操作教學(xué)、實驗數(shù)據(jù)處理及實驗反思與創(chuàng)新等。實驗之前，讓學(xué)生在平臺上學(xué)習(xí)實驗相關(guān)資料，包括實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗儀器使用方法、操作步驟、實驗相關(guān)科學(xué)技術(shù)等，同時通過一些題目考查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，預(yù)習(xí)得分記錄作為最終實驗得分的部分依據(jù)。

（二）更新上課模式

為了提高學(xué)生對于實驗原理、操作的預(yù)習(xí)，我們錄制了一些實驗指導(dǎo)操作視頻，如“邁克爾遜干涉”等，這些實驗難度大、操作復(fù)雜，儀器易損壞，現(xiàn)象也難以得出。這學(xué)期，對筆者所教的幾門實驗進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂實驗。在實驗開始之前發(fā)送給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣學(xué)生在實驗室操作儀器時能夠有的放矢，即使短時間內(nèi)難以記住的，實驗進(jìn)行過程中學(xué)生也能當(dāng)場對照手機(jī)視頻或者與同學(xué)互相探討回憶，將實驗成功完成。這極大地提高了學(xué)生的實驗積極性和自信心，同時也避免了過多的儀器損壞，學(xué)生普遍反映效果良好。

（三）將大學(xué)物理實驗與物理教學(xué)緊密結(jié)合

我校物理實驗基本是與大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)同時進(jìn)行，為了能夠讓學(xué)生在實驗之前對相關(guān)的物理知識原理有所掌握，最好是在學(xué)完相應(yīng)的大學(xué)物理理論知識之后再進(jìn)行實驗。但考慮到工科院校大學(xué)物理及大學(xué)物理實驗課程任務(wù)繁重，可以在上一學(xué)期開設(shè)大學(xué)物理課程，待大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)完畢，學(xué)生對基本的物理知識概念原理等有了系統(tǒng)的掌握，到下一個學(xué)期再開展大學(xué)物理實驗。這樣學(xué)生有了大體的知識框架，實驗指導(dǎo)教師只需稍微講解原理即可。如此，可以騰出更多的時間和精力放在實驗過程上，學(xué)生實驗操作和思考的時間更充分，實驗?zāi)康母用鞔_，自然實驗教學(xué)獲得的效果也就更好。

（四）建立創(chuàng)新實驗室，開放演示實驗室

對于學(xué)有余力的同學(xué)，為了提高他們的動手實踐能力，可以開放演示實驗室，讓同學(xué)們在教師的指導(dǎo)下自學(xué)物理演示實驗。同時可以將演示實驗室的廢舊儀器零部件利用起來，讓有興趣的同學(xué)開展實驗儀器維修與自制，變廢為寶。同學(xué)們可以在教師的指導(dǎo)下自己設(shè)計組裝簡單便攜的物理演示儀器，制作過程主要由同學(xué)自主完成，遇到困難可以團(tuán)隊探討或?qū)で髮嶒灲處煹膸椭Ｗ灾苾x器一方面讓學(xué)生鞏固了基礎(chǔ)測量儀器的使用方法，同時也調(diào)動起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外湖南省大學(xué)物理競賽每年都在開展，我校每年也都會組織學(xué)生參賽，理論成績還可以，實驗不理想。如果將創(chuàng)新實驗與大學(xué)物理競賽結(jié)合起來，學(xué)生自主查閱資料設(shè)計實驗、處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，既拓寬了學(xué)生的知識面，有利于學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ酿B(yǎng)成，同時也將大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，相信本校也會在大學(xué)生物理競賽更上一個臺階。

（五）更有效的考核評價機(jī)制

實驗考核目前主要基于實驗報告，學(xué)生根據(jù)課時多少可能進(jìn)行的大學(xué)物理實驗有8—16 個不等，最終成績的給出不應(yīng)當(dāng)局限于實驗報告，而應(yīng)該綜合實驗預(yù)習(xí)成績、實際操作情況、實驗數(shù)據(jù)處理、對實驗的延伸思考及創(chuàng)新等。另外也可以針對學(xué)生已做的實驗進(jìn)行抽查，讓學(xué)生隨機(jī)抽取一個實驗，進(jìn)行講解與操作，由于存在隨機(jī)性，這對學(xué)生來說就存在學(xué)習(xí)上的壓力，督促學(xué)生在大學(xué)物理實驗的學(xué)習(xí)上多動腦多思考，考查效果更加全面，有效提高學(xué)生的獨立思考能力、動手實踐能力和創(chuàng)新能力。

對大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革包括教學(xué)平臺、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式及考核方式等方面。以上措施部分已在我校實驗中心的大學(xué)物理教學(xué)中有所應(yīng)用，效果也比較理想，學(xué)生的實驗興趣和創(chuàng)新能力都得到了提高。在今后的大學(xué)物理實驗教學(xué)中，我們將不斷進(jìn)行探索與實踐，積極改進(jìn)方式方法，充分利用信息化教學(xué)手段與平臺，爭取促進(jìn)我校的創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提升大學(xué)物理實驗的教學(xué)質(zhì)量。