大学物理实验教学的研究与改革
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作者: 曹娟
摘 要： 为培养具备现代科技素质的高质量高层次的创新人才，物理实验教学必须在教学内容、教学方法、教学手段和教学环境条件等各个方面展开全方位的改革实践，建立一种适合当代科技发展的教学新体系，提高教学质量，满足各层次学生学习的需要，激发学生学习的积极性、主动性，以达到培养具有现代科技素质的创新人才的目的。
关键词： 大学物理实验教学 改革思路 改革措施
1.引言
物理是一门重视实验实证的科学，物理学本身及相关应用科学的发展和创新无不与物理实验密切联系，物理学中的任何创新成果都必须经过实验的检验。因此，实验教学在物理教学中占有重要的地位，一方面可使学生巩固所学理论知识，加深对物理现象和规律的理解。另一方面可培养动手解决实际问题的技能，以及观察和分析能力，是培养学生创造性思维的重要训练。正是由于该课程对大学生物理知识和实验技能的培养有着至关重要的作用，大学物理实验是很多学校唯一的一门独立设课的实验课程。然而，目前的大学物理实验课在教学观念、思想、内容、方法等方面仍存在诸多问题，使大学物理实验课的效能难以充分发挥。
2.大学物理实验教学的现状
2.1学生对大学物理实验课程兴趣不高。
物理实验的本来功能，除了测量和验证，还有更重要的功能，就是发现与探究。一般的普通物理实验教学的模式，会对物理概念、仪器原理及操作示范加以说明。对于刚考上大学的新生，按部就班依照教材条例步骤操作，虽然学生较易获得测量数据，做好验证性实验，但若教师未对实验设计的意义或历史背景等多作分析讲解，学生不易体会物理实验中较深化的概念，也无法体会实验探究方法论的本质。长期以来，我国高等教育的基本培养模式具有教师为主体、学生为客体的特点。在大学物理实验教学中，学生缺乏实际操作能力和创造力。不少学生不重视物理实验，认为实验只不过是重复前人和书本的内容，验证书本所学到的理论知识，缺乏实验兴趣，对待实验的态度是马马虎虎、敷衍了事。
2.2仪器陈旧，教学经费不足。
虽然各高等院校在实验教学经费的投入上加大了力度，但由于扩招，实验教学设备套数不足，未能增设或汰旧更新，因此仪器精确性低使实验数据误差过大，致使学生怀疑实验对理论的验证功能，对实验失去期待。另外，实验仪器套数不足，多数学校进行分段分组循环实验，导致实验教学设计难与普通物理课堂讲授进度配合，学生对于部份实验项目所需基础知识或仪器相关理论的准备知识不足，做起来没有积极性。
2.3教学方法落后，师生态度消极。
现在各大学里一般的教学方法是老师先大概地介绍一下实验的基本原理及仪器使用，接着老师将整个实验演示一遍，最后学生自己动手做，有的学生根本什么也没有弄清，只记住了老师的操作过程，模仿老师测几个数据，甚至有的学生编造数据。由于扩招，一个老师一次课要带三四十个学生，学生有问题老师根本顾不过来，这就出现了学生抄袭及编造数据的问题。一些学校对大学物理实验教学不很重视，这无形之中也影响了师生对这门课程的态度，老师敷衍，学生无所谓。
3.大学物理实验教学体系改革的基本思路
传统的物理实验是按普通物理、电子线路和近代物理等内容进行划分，并分别形成各自的封闭体系，这种封闭体系突出了学科的系统性，但忽视了学科之间的兼容互补性，各学科相互独立，限制了学生跨学科思维能力和创新能力的培养。因此，应打破普通物理实验中力、热、电、光之间的界限，更新近代物理实验内容，建立以学生为主体，以教师为主导，分层次、模块化、全面开放的物理实验教学新体系。新的实验体系既要吸收传统实验的精华，又要突出现代实验的特点，通过对各类实验进行有机结合，整体优化，在突出基本方法、基本技能训练的同时，加强综合性、设计性和研究性实验力度，从而提高学生的素质和能力。
4.大学物理实验改革的具体措施与内容
4.1系统实验方法和实验技能的训练
物理实验课是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端。物理实验教学能使学生在对实验现象观察、分析和对物理量的测量中学习物理实验知识、方法和技能，初步了解科学实验的一般方法特点；使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练（包括基本实验仪器的使用、基本物理量的测量、误差分析和评定、数据处理等）。物理实验教学是一门独立的课程体系，往往易和理论教学配合不好，造成理论教学和实验教学脱节。实验教学中规定过细、过死，学生在实验课中机械地按规定步骤重复。这不仅会影响学生学习实验物理的兴趣，而且会影响学生终身的探索兴趣，阻碍学生探究能力的形成。
4.2大学物理实验教学方法的改进
物理实验教学应不断更新具有新颖及有特色的教学内容和启发式教学方法，而非追求完整规范化系统。因此，必须让学生在实验中既动手又动脑，用动脑来指导动手。教师可以在教材中提出许多问题，指导学生在实验前、实验中和实验后思考，师生共同讨论实验问题。普通物理实验课分为：实验前的预习，实验具体操作，实验报告的书写。在实验开始前，实验指导老师对学生预习情况进行检查。单项实验结束后，实验指导老师和学生对实验中出现的各种问题进行深入的讨论，并检查学生对实验本身和相关的背景知识的掌握，这样可以加深学生对实验的理解。
4.3大学物理实验教学内容的改进
大多数学校的物理实验课程一般分为基本实验、综合性实验、设计性实验、科学小实验等，基础物理实验课不再是课堂教学内容的简单重复和验证，也不再是把力、电、光、近代物理等独立学科的实验简单地串联起来，而从基础物理实验逐级提高培养综合实验能力，每级实验完成不同实验技能和科学思维水平，逐渐地与现代科学技术接轨。
一级物理实验为普及性实验，考虑到新生的实验知识与技能不一致，开设基础性物理实验起一个补齐的作用。基本内容有：实验基本知识的学习、实验基本仪器的使用、基本实验方法的学习等。二、三级物理实验逐步增加综合性实验和设计性实验的比例及难度，有利于激发学生的学习热情，使他们变被动学习为主动学习。通过做设计实验，学生从成功与失败中受到训练，素质得到提高。四级物理实验以科学小实践方式，围绕基础物理实验组织若干课题，以科研方式进行实验，培养学生的研究、开发应用能力。
4.4开设开放实验室
在每级物理实验中，开设开放实验室，它不仅在时间上对学生开放，而且在实验内容上对学生开放。在开放实验室中，学生可利用实验室提供的设备自己设立题目，教师只是指导和审核学生提出的实验方案与题目。
5.结语
大学物理实验的改革是符合时代和科学发展要求的，同时也是刻不容缓的。当前正在开展研究型教学，强调素质教育和创新人才的培养，如何进行大学物理实验教学的改革，更好地培养学生科学研究素质、创新精神和实践能力，向传统的实验教学模式提出了新的挑战。但是，物理实验的改革不是一蹴而就的，它是一个循序渐进的过程，任重道远且无止境，是要经过不断探索的。在教学实践中，应该不断地发现问题、解决问题，一直探索下去。随着科学技术的发展，新的教学手段的引入，大学物理实验的改革必将越来越完善。
参考文献：
［1］许凌云.大学物理实验教学的认识与体会［J］.大学物理实验，2006，19，（4）.
［2］倪新蕾.大学物理实验教学改革的回顾与思考［J］.中山大学学报，2006，26，（5）.
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