大学物理实验教学改革初探

大学物理实验教学改革初探

[摘要]文章指出传统物理实验教学中存在着不适应当前高校开展的学生综合能力和创新能力培养要求的现象。探索在实验教学的平台上以增加学生思维和创新能力为目的实验教学方法和教学模式的改革。

[关键词]物理实验 教学改革 创新能力

多年来物理实验的教学和教材形成了一种传统的模式，教材一般都有实验的目的、要求、阐明实验基本原理、描述实验仪器设备并介绍实验的方法和步骤。教学模式上一般都以教师来介绍实验仪器和原理、实验内容、操作过程以及实验中的注意事项，学生按教师讲的内容在已安排好的仪器设备上进行调试、测量、记录数据，适当的进行数据处理就完成了实验。学生在做实验过程中，只是一种机械的模仿、应付，从实验预习报告到实验完成后写实验报告，抄袭现象比较严重。在做实验的过程中过分的依赖指导教师，甚至连一些基本的仪器故障也不愿不会排查。这种教学模式让学生初步学习如何进行物理实验、学会基本仪器的使用、进行基本技能的训练是必要的。但这种模式不适应学生创新能力的培养，不能激发学生的积极性和创造性，不能适应当前培养综合应用能力、创新型人才的需要。因此改革实验教学势在必行。同时随着就业学生人数的增加，就业压力增大，学校更应该从物理实验这教育平台上为学生提供较好的综合能力培养的空间。

一、教学内容和模式

大学物理实验是理工科学生入校后的第一门科学实验课程，其目的不仅要让学生受到系统的实验技能的训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技术，更重要的是培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析解决问题的能力，而物理实验是对学生进行创造意识训练、科学实验方法和设计研究训练的有效途径。

培养基本技能和实验方法在学习物理实验课程中，首先学习基本物理量的观测技术，学习基本的测量方法和技能，学会正确的实验数据的记录和处理，对实验结果的准确描述并写出完整的规范的实验报告。因此需要进行一些基本实验的训练。如示波器的调整和使用实验、物体的转动惯量测定实验、分光计的调整和使用实验、导热系数测定实验、扬氏模量测定实验等等，这其中有验证性实验，也有综合性实验。

传统的物理实验由于实验室场地和实验设备的，实验项目是与相应的教学学时数配套，学生没有选择实验题目的余地，每学期都有物理实验教研室安排必做的实验，即使有选择的实验也是所占的比例很小。这就了学生学习的主动性、积极性和个体的差异性，不利于学生能力的培养。因此我们在基本实验训练的基础上，让学生自主选择实验内容和实验仪器，自主做实验。即课前要求学

生认真选题、认真预习、完成方案设计，再与教师讨论方案和方法。在实验中要求学生自主完成，遇到问题鼓励学生进行思考、分析，尽量自行解决。教师只是引导、启发。例如给学生的测量题目是:“测定波长”。学生可以选择“测氦氖激光的波长”、“测汞灯绿光的波长”、“测钠光灯的波长”、“测钠光双线的波长差”或“测声波的波长”等。学生选择好题目后，则需要查找资料，确定测量使用的仪器和实验方法。如可以选择“迈克尔迅干涉仪”、“分光计和光栅”“读数显微镜”“声速测定仪”等。由于通过自主选择，学生对整个实验过程和原理以及该使用的仪器和方法会充分的进行预习，在做实验的过程中也能充分发挥自主的能动性，提高了学生学习的兴趣。同时也能不断提高学生的科学实验能力和创新能力。

二、考核

物理实验的考核通常是平时成绩和期末考试成绩相结合。一般以平时成绩占70%，考试成绩占30%。考试通常第一个学期是笔试，第二学期是操作考试。当物理实验教学向综合能力培养目标努力时，实验的考试形式应该多元化。对于一些基本知识、基本技能的考核可以通过笔试和操作考试，而对于一些能力上的考核更应体现学生创造性和个性。如可以考核学生对某些问题的设计能力，这些问题可以是教师出题，也可以是学生感兴趣的自己选定的，也可以是实验内容的拓展、技术方法改进、分析方法的优化。

三、教师队伍和实验室建设

要适应新的教学模式，必须全面提高教师的自身的素质。在形成利于创新能力培养的实验教学中教师将以“导”为主，而不是“教”。这就要求教师不仅要具备宽厚的专业知识，而且要有很强的教学能力。要改变实验的指导方法，要提高教师的教学创新能力，提高教师的专业业务素质。由于教师在引导学生的过程中要与学生进行实验方案及实验方法的讨论，在实验过程中要运用启发式教育，引导学生思考实验中发现的、观察到的问题，因而教师要具有十分丰富的知识面，很强的科学实践能力。

教师在教学过程中，要优化教学目标。教学目标的制定要考虑到学生在学习中所要发展的创新意识、创造性思维、想象力和个性的发展。教师在备课和指导实验过程中，要分析教材，分析学生，有意识地渗透创新教育的思想，选取合适的、需要探索的问题作为实验内容，让学生从实践中发现问题，能根据实验原理、仪器的结构，自己充分动脑、动手解决问题，将已有知识运用到探索过程中。随着现代科技的高速发展，新概念、新理论、新技术和新学科的不断涌现，高新技术推动了各学科间的交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。因此物理实验教学改革要适应这种变革。课程体系、内容、教学模式和教育技术应由传统转向现代，由单一转向综合。物理实验的仪器设备也应紧跟新时代的发展。精选一些物理基本概念较强、实验方法技巧突出的基本实验项目。更新添置一些用现代技术手段改造的传统实验项目，例如将光电传感器与计时计数仪相结合在转动惯量实验中测周期;采用集成开关霍尔传感器和电子计时器自动计时测单摆的周期;用温度和压力传感器测比热容比实验中气体的温度和压强等，它保留了经典实验内容和技能，但增加了现代测量技术和方法可以激发学生学习兴

趣，提高教学效果。增加一些CCD图象技术应用于实验中;增加一些近代物理和前沿性的测量技术内容，如高温超导、激光全息、隧道扫描显微镜、电光和声光效应、频谱分析等。这可开阔学生眼界，丰富物理实验教学内容。

四、结束语

物理实验教学改革和学生创新能力的培养是一项长期的工程。通过不断的转变教育思想和教育观念，不断深化实验教学改革，能使物理实验课程在学生思维能力和创新能力培养上成为一个较好的平台，成为更有利于创新能力培养的实验教学环境。