新形勢(shì)下高校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀和改革探究*

劉樹成 魏曉楠 周 江

(貴州大學(xué)物理學(xué)院 貴州 貴陽(yáng) 550025)

1 引言

在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新形勢(shì)下，高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，步入以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量為核心、以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才為目標(biāo)的發(fā)展階段[1].不僅要重視對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)、物理學(xué)專業(yè)技能的提高，還應(yīng)該注重學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)[1].物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要一環(huán)，它對(duì)理工科大學(xué)生培養(yǎng)掌握基本知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能以及具有嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)有著重要的意義.盡管物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在目前高校人才培養(yǎng)體系中占有重要地位，卻依然存在很多嚴(yán)重的問(wèn)題[2].所以，本文中主要分析新形勢(shì)下高校物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，并在該問(wèn)題上提出了一些建議和措施.

2 當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 實(shí)驗(yàn)課程不被重視 缺乏實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

物理實(shí)驗(yàn)課程，是大學(xué)物理知識(shí)和技能的融合，是系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)課程.但是，高校物理實(shí)驗(yàn)課程一直處于被忽視的狀態(tài)，幾乎每一所學(xué)校都將教學(xué)的重心放在理論課程的建設(shè)上[3].具體集中體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：第一方面，非實(shí)驗(yàn)課程教師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課程并不能激發(fā)出學(xué)生的求知欲，也不能給學(xué)生提供分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力.第二方面，實(shí)驗(yàn)課程的開展需要一定的實(shí)驗(yàn)平臺(tái).由于高校之間的經(jīng)濟(jì)差距，部分學(xué)校完全無(wú)法提供足夠的資金，建立起完善的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，供理工科不同專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí).第三方面，實(shí)驗(yàn)課程方面專業(yè)師資匱乏.當(dāng)前大部分高校都是重視科研型，很多教師將工作的重心和精力全部放在科研上，導(dǎo)致對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度不夠，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量.

2.2 教學(xué)方式不合理

物理實(shí)驗(yàn)課程是緊緊跟著理論課程走，是對(duì)當(dāng)前理論知識(shí)的鞏固和應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之間的重復(fù)，造成資源的浪費(fèi).實(shí)驗(yàn)授課模式對(duì)學(xué)生主動(dòng)性的影響非常大.在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的目的、過(guò)程、注意事項(xiàng)等進(jìn)行細(xì)致地說(shuō)明，學(xué)生僅僅是進(jìn)行操作，期間沒(méi)有任何主動(dòng)思考和總結(jié)[4,5].這種“抱著走”的物理實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有將實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生綜合能力的提升作用發(fā)揮到最大.學(xué)生不需要思考、有創(chuàng)新，僅按要求完成任務(wù).這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性是一種不利的影響[6].長(zhǎng)此以往，物理實(shí)驗(yàn)課程也將流于形式，并不能起到提升學(xué)生綜合能力的作用.

2.3 物理實(shí)驗(yàn)課程考核方式單一

高校物理實(shí)驗(yàn)課程是一門重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力的實(shí)踐類基礎(chǔ)課程，該課程的考核重點(diǎn)是學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中綜合處理問(wèn)題的能力.考核工作的全面性和有效性直接影響了學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的積極性[7].多數(shù)高校對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)主要是以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，過(guò)多地強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整體規(guī)范性和工整性、數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，很多時(shí)候忽略了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手操作并解決問(wèn)題能力.這種考核方式不能真正地反映出學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中的綜合素質(zhì)，也無(wú)法提高教學(xué)質(zhì)量，會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐類課程的學(xué)習(xí)興趣，甚至對(duì)人生都會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的損失.

3 開展高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

3.1 建立實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)平臺(tái)和完善師資隊(duì)伍

學(xué)校需要建立完善的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，還應(yīng)加大資金購(gòu)置現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)和一定數(shù)量的中大型儀器，如X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等.多媒體教學(xué)和虛擬仿真軟件等現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)不僅能讓學(xué)生對(duì)抽象實(shí)驗(yàn)原理理解得更透徹，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更具體、逼真、生動(dòng)，還可以降低學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)間周期和出錯(cuò)率，大大地降低儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)器材的損壞率，可見(jiàn)現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)能夠快速地反饋實(shí)驗(yàn)效果，增加學(xué)生的積極性.大型儀器的加入使得學(xué)生視野得到極大的拓展，學(xué)生可以利用大型設(shè)備去完成綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，利用已學(xué)專業(yè)知識(shí)去解決新問(wèn)題.通過(guò)大量的物理綜合實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的協(xié)作能力和個(gè)人的創(chuàng)新能力以及動(dòng)手能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題.

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要由科研型教師和實(shí)驗(yàn)室專職技術(shù)人員共同擔(dān)任，但是高校的科研任務(wù)十分繁重，教師根本沒(méi)有時(shí)間和精力投入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這極大地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的轉(zhuǎn)型和升級(jí)變得尤為必要，這不僅關(guān)系到教師自身的發(fā)展，還關(guān)系到學(xué)校“雙一流”建設(shè)的進(jìn)程.高校也應(yīng)該扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)專職人員教學(xué)輔助意識(shí)，更要重視他們教學(xué)和科研工作，建立激勵(lì)制度和培訓(xùn)制度，鼓勵(lì)他們走出去學(xué)習(xí)更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，開發(fā)出新的教學(xué)項(xiàng)目，多參加學(xué)生競(jìng)賽的指導(dǎo)工作和教改項(xiàng)目，切實(shí)提升實(shí)驗(yàn)專職教師隊(duì)伍教學(xué)、科研等綜合水平.

3.2 改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程，是高校學(xué)生學(xué)習(xí)的必修課程，也是理論與實(shí)踐相結(jié)合、全面提高學(xué)生的綜合能力和科研素質(zhì)的必備課程.在課程設(shè)置方面應(yīng)該要具有層次性，如大學(xué)物理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理綜合實(shí)驗(yàn)、大學(xué)物理研究性實(shí)驗(yàn).基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生掌握大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟悉實(shí)驗(yàn)操作流程和方法.綜合性實(shí)驗(yàn)可以適當(dāng)增加難度，讓學(xué)生初步具備發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，最終解決問(wèn)題的能力.研究性實(shí)驗(yàn)則需要學(xué)生以現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)去解決未知領(lǐng)域的問(wèn)題，提高創(chuàng)新能力，激發(fā)科研思維.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該保留傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)，并將“翻轉(zhuǎn)課堂”的引導(dǎo)作用應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中.這對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新要求，教師不僅需要在課堂體現(xiàn)主體作用，還應(yīng)該要做好主導(dǎo)作用.為學(xué)生輸送實(shí)驗(yàn)課堂中的基礎(chǔ)知識(shí)，并引導(dǎo)和激發(fā)出學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性和解決問(wèn)題的實(shí)際能力[8].學(xué)生應(yīng)該根據(jù)教師的思路結(jié)合自己的想法，在學(xué)?，F(xiàn)有的儀器設(shè)備基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，親歷實(shí)驗(yàn)，然后利用現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái)錄制短視頻，展示實(shí)驗(yàn)成果并與教師充分交流.這種教與學(xué)的方式可以使教師與學(xué)生的關(guān)系更為融洽，溝通更為順暢，可以提高學(xué)生的積極性和學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也給教師帶來(lái)了挑戰(zhàn)，在這一過(guò)程中，教師不僅需要有過(guò)硬的教學(xué)能力和專業(yè)能力，還需要不斷的學(xué)習(xí)和思考.

3.3 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方法的多樣化

高校物理實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力，教學(xué)考核工作應(yīng)該堅(jiān)持全面性和有效性原則.具體說(shuō)來(lái)，全面性原則是考核工作應(yīng)該從學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，理解運(yùn)用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)解決具體問(wèn)題的能力，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皵?shù)據(jù)處理能力等綜合能力的全面估量.首先，教師應(yīng)該根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教材設(shè)置合理的試卷幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)書中的基礎(chǔ)知識(shí).其次，教師應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度開設(shè)層次分明的實(shí)驗(yàn)課，如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生獨(dú)立完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)，以團(tuán)隊(duì)的形式完成探究性實(shí)驗(yàn).最后，教師要重點(diǎn)結(jié)合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合全面地評(píng)定學(xué)生的個(gè)人成績(jī).有效性原則是指大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)作為一門較為特殊的必修課程，它沒(méi)有固定的得分標(biāo)準(zhǔn).因此，需要實(shí)驗(yàn)教師共同探究一套切實(shí)可行、讓學(xué)生信服的考核方式，以達(dá)到以人為本、全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)體系.

4 結(jié)論

綜上所述，高校物理實(shí)驗(yàn)課程是理工科學(xué)生開展的實(shí)踐類必修課程，高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力最為顯著的方式之一.但是，當(dāng)前我國(guó)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在著一些普遍、不可忽略的問(wèn)題.因此，高校物理實(shí)驗(yàn)的改革要引起足夠的重視，繼續(xù)采取強(qiáng)有力的措施對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式改革，這是十分必要的.這對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新性、綜合性人才是具有重要意義的.