淺談大學物理實驗在非物理專業教學改革

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　　大學物理實驗是非物理專業理工科學生的必修課，也是一門實踐性和應用性很強的課程。大學物理實驗教學不僅能幫助學生正確理解物理概念和規律，而且與課堂理論教學相比，在培養和提高學生動手能力、觀察能力、理論聯系實際能力等方面都更具優勢。因此，實驗課程在大學物理教學中具有不可替代的作用——是培養學生學習能力、實踐能力和創新能力的重要環節。但是在傳統實驗教學中，學生往往過分依賴教師指導，幾乎所有實驗都由教師安排內容、準備儀器。教師在學生做實驗前先講解實驗的目的、原理、步驟并做演示，學生只要按照現成的步驟進行實驗，最后把結果寫在統一設計好的記錄實驗數據的報告紙上即可。這種僵化的實驗教學模式在很大程度上抑制了學生的積極性和主動性。也抑制非物理專業學生學習物理的積極性。要從根本上提高非物理專業實驗教學效果必須從大學物理物理實驗課程的教學內容、教學方法和手段、管理制度和方法等方面進行積極有效地改革。結合多年來物理實驗教學實踐，談談對大學物理物理實驗課程教學改革幾點看法。

　　一、關于大學物理實驗教學體系改革

　　傳統的大學物理實驗內容是按力學、熱學、電學、光學等內容進行劃分，并分別形成各自的封閉體系，這種封閉體系突出了學科的系統性，但忽視了學科之間的兼容互補性，各學科相互獨立，限制了學生跨學科思維能力和創新能力的培養。因此對大學物理物理實驗教材進行體系性改革已勢在必行。充分結合其現有物理實驗儀器的具體情況以及教學大綱，編寫出適合非物理專業學生使用的大學物理實驗教材，如傳統實驗項目一般都是按照力學、電磁學和近代光學的順序進行教學，如果我們按照基礎實驗、綜合實驗、設計性實驗進行分類，確定了適合學生的實驗項目。這種安排雖然打破了力、熱、光、電順序，但是在具體操作上能實現與物理理論課的同步。這樣的實驗安排能打破各部分的封閉體系，突出體現了學科的系統性、學科之間的兼容互補性，同時也打破了各學科之間的相互獨立，加強了對學生跨學科思維能力和創新能力的培養。這種新的實驗內容結構體系由易到難、由淺入深、由低到高、循序漸進，既吸收傳統實驗的精華，又突出現代實驗的特點，通過對各類實驗進行有機結合，整體優化，在突出基本方法、基本技能訓練的同時，加強綜合性、設計性和研究性實驗力度，從而達到學生素質和能力的提高。這種結構的安排，既培養了學生的創造能力和實驗技能，又能使學生在實驗研究方法、實驗設計思想等科學素質方面得到鍛煉和提高，能給學生的專業實驗打下了良好的基礎。

　　二、關于實驗課堂教學與管理改革

　　在以前的實驗課堂教學過程中，教師要將實驗目的、實驗原理以及實驗注意事項告訴學生，還要詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用、數據記錄、數據處理等等，甚至老師還要在學生做實驗之前把實驗從頭到尾的演示，讓學生看得清清楚楚、明明白白，因此學生就完全不用預習實驗，也不用思考問題，只要將上課時老師講的內容記下即可完成思考題，這樣就造成了實驗課堂收效甚微。有的學生實驗數據都測完了還不知道儀器用的是什么原理，就更談不上提高他們的動手能力和創新能力了。基于改變這種現象的考慮，我們如能在完成大學物理實驗的基礎上增加設計性實驗，所謂設計性實驗主要是由教師提出設計性實驗題目和要求以及實驗室所能提供的儀器，對于一些實驗技術參數以及涉及到的實驗原理知識則由學生自己根據提供的實驗目的和實驗儀器進行資料查詢。為了完成預習報告，要求學生按照實驗要求，自己設計出合理的實驗方案或電路，擬出可行的實驗步驟及實驗中的注意事項;要求學生自己查閱資料，并對資料進行理解、分析、選擇，設計出完整的預習報告。因此，設計性實驗對學生技能的提高，思考問題方法的訓練，知識的綜合運用起到很大的促進作用，同時還能有效地提高和培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。如在測量薄紙厚度的實驗中，學生就給出了光杠桿法、劈尖法、螺旋測微器測量法等多種方法。這樣通過設計性實驗，增強了學生的學習興趣，加深了學生的理解能力，激發了學生獨立思考和不斷創新的精神。又如在測量不規則物體密度的實驗中，幾組同學分別從不同角度利用排水法對不規則物體的體積進行測量，方法新穎，學生思維活躍開闊，學習氣氛濃厚。另外，實驗教學體系、內容、方法等的革新與調整也對教學管理提出了新的、更高的要求。可以實現計算機網絡化管理，學生可以在網上選擇實驗項目、實驗時間、實驗教師，在網上預習實驗內容、與教師討論實驗問題等。教師也可以在網上批改實驗報告、公布實驗成績等。要使開放式實驗教學管理更加科學、規范、合理。可利用校園網向學生公布普通物理實驗課程的教學模式和教學要求以及考核辦法，使學生全面了解物理實驗的教學過程;要求學生每次課前必須寫預習報告，弄清實驗時要完成數據的測量和處理方法，在實驗開始前交給老師檢查，使教師能夠及時對學生進行指導和更正，使得實驗課更具實效性和完整性。

　　三、關于實驗考核方法改革

　　改進實驗考核方法，旨在提高教與學兩方面的積極性，目前該校物理實驗考核由兩大部分構成，即平時成績與期末考試成績。平時成績包括實驗報告和在課堂上表現占60%、出勤率占20%而期末考試成績占20%。這樣就更加激發非物理專業學生學習的興趣。使大家認識到學習只在于過程，且由于實施了期末單人操作考試，學生的平時實驗態度與以往相比發生了很大變化，由只注重實驗結果轉向注重平時每個實驗的操作步驟及實驗報告，實驗態度積極認真，也改變了以前有的學生在做完物理實驗以后進行專業課實驗時，連基本物理儀器都不會使用的尷尬情況。

　　參考文獻：

　　[1] 趙宗淑.論普通物理實驗體系建設與教學改革[J].高校實驗室工作研究.2006(6)

　　[2] 劉力斌.普通物理實驗考試改革初探[J].普通物理實驗.2003(3)

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