大學物理實驗教學改革的論文

2021-06-13 論文

　　一、大學物理實驗教學急需改善的問題

　　（一）實驗教學采用“一灌式教學”，激發不了學生對實驗的興趣

　　每次上實驗時老師都要根據教材講解實驗目的、原理、步驟、注意事項等，然后學生照著事先設計的實驗步驟進行實驗，測得數據，計算出結果，就完成了實驗。這種“教師起主導作用的教學”方式已經不能滿足學生對知識的渴望，束縛了學生更好地發揮實驗的能力，阻礙了學生創新能力的提高，不能充分發揮他們的特長。大學物理實驗課時為兩個學時，老師的講解以及示范實驗操作過程要占去三分之一時間,真正留給學生自己動手操作儀器獲得實驗數據的時間并不多，因而大部分實驗都要超時，老師們只得想一些辦法簡化實驗。學生在實驗過程中遇到問題沒時間思考只得向老師請教，學生的觀察浮于表面，沒有深入思考實驗現象的本質，很不利于培養學生獨立解決問題的能力。同時也抑制了教師去啟發、引導學生自己解決問題的想法，教師則更多是直接幫學生排除故障，這樣的做法無法培養學生獨立思維和創新能力。

　　（二）大學物理實驗室中的實驗儀器設備陳舊、老化

　　某些大學基礎物理實驗室中的實驗儀器設備陳舊、老化。如有的實驗室還在使用老式的電位差計做實驗，儀器的精度和性能都難以保障，導致實驗數據的誤差很大,不能得到精確數據，以至于學生會對科學的嚴謹性產生懷疑，對以后的科研工作產生不良的影響。部分普通高校由于經費欠缺導致大學物理實驗室的資源配置難以達到現代高科技物理實驗室的要求。另一方面，有的高校在購進新儀器時追求“現代化”、“先進化”，使學生的實驗步驟操作簡化，非常不利于學生動手能力的培養。而且實驗儀器種類雜亂，質量良莠不齊，假冒偽劣儀器時有出現,從而對實驗測量帶來不利影響。

　　（三）大學物理實驗教學與高中物理實驗教學未接軌

　　受我國現行高考制度的影響，高考只注重書面表達能力而不鍛煉學生動手能力，使剛進入大學的學生缺乏動手創新能力。有的'高中一味追求分數,只講考試大綱要求的課題，而對更多可以提高學生能力的實驗棄之不顧，進行機械式教育。受實驗條件的影響，特別是農村鄉鎮高中，實驗設備落后，實驗室不足，實驗器材缺乏，高中生很少有機會親自動手做實驗，導致到大學后，只知道實驗原理而不會實際操作，使學生在做大學物理實驗時非常吃力，更談不上創新能力的培養了。

　　（四）大學物理實驗與當代科學發展熱點有關的綜合型、設計性實驗結合的較少

　　在現代自然科學體系中，多學科相互滲透，相互結合是必然趨勢，而現在單一的力學、光學、電磁學等基礎實驗教學已無法滿足培養優秀大學生所需的條件，也無法培養社會急需的高精尖人才。

　　二、大學物理實驗課程教學內容的改革

　　（一）大學物理實驗在教學中常常以教師為主

　　針對以教師為主體的大學物理實驗，我們的改進方法是，以學生為主體，教師為輔助。學生自己課前預習，自己查找資料，學會實驗的基本操作，課堂上老師補充學生自學的不足。然后學生自己實驗，觀察實驗現象，分析數據得出結論，在輕松自由的氛圍內學到了知識，這完全打破了傳統教育對學生的束縛。教師要進行啟發式的指導，充分發揮學生在實驗中的主體作用。實驗課結束前教師檢查學生的原始數據記錄單，合格后簽字。實驗課后，教師按時批改實驗報告、數據處理結果，把結果及時反饋給學生。為了強化學生自主實驗觀念，激發實驗興趣，我們可以組織學生根據已有儀器自己改進實驗。例如，做剛體轉動定律的研究實驗時，讓學生把用秒表記錄時間改為用光電記數器記錄時間，這樣不但使實驗數據更準確而且也激發了學生做實驗的興趣。針對學生實驗時間不足的問題，我們可以在平時沒有實驗課時開放實驗室，讓學生提前預做實驗或把兩課時實驗改為四課時，同時增加實驗人數。也可以增加學生實驗興趣小組，利用創新學分等辦法讓學生主動利用節假日或晚上時間，以學習的基本知識和基本方法為基礎，搞一些創新實驗。這不僅培養了學生學習的積極性，增強了動手能力，也培養了學生獨立思考分析的能力。

　　（二）有效地利用現有實驗設備

　　各高校應經常檢查、維修和定期更新，建立物理室5S管理。在資金有限的情況下盡可能為學生提供更新更好的實驗設備，與時俱進，使學生更好地完成實驗。選購實驗儀器時不僅要考察儀器的質量，而且還要考慮所進儀器應充分發揮它的用處，使它能更好地為學生服務，做到一器多用，使儀器達到物美價廉，而且能與學生更好地合作，達到雙贏的效果。

　　（三）分層次物理實驗教學，建立三級實驗教學體系

　　1.第一層次，基礎型實驗教學體系。適用于全體本科生，特別是針對基礎相對薄弱，動手能力不強的學生。基礎型實驗，是讓學生掌握基本的實驗理論和實驗方法，要求學生掌握基本的物理測量方法，基本實驗儀器的使用，多種試驗數據的處理以及誤差分析的方法，達到培養學生基本實驗技能的目的。讓學生了解實驗設備原理，掌握實驗操作方法，主要包括基礎測量性實驗、驗證研究性實驗等。第一層次對學生要求較低。可以使剛入學的學生很快地適應基礎的大學物理實驗。

　　2.第二層次，提高型實驗教學體系。適用于實驗基礎比較好的學生，它不但要求學生綜合多科知識和多種實驗原理來設計實驗方案，還要求學生能運用已有知識去發現、分析和解決問題。對一些比較深奧的物理實驗問題，給以更深入的思考。指導教師可以把驗證性實驗，如測定普郎克常量改造為設計性或復雜的研究性實驗等。也可以指導應用性實驗設計，如傳感器報警器特性的測定等。

　　3.第三層次，創新型實驗教學體系。適用于能獨立開展科學研究設計性實驗的學生。創新型實驗主要讓學生獨立開展科學研究實驗，對于不同基礎不同專業的學生，選取大學物理實驗內容時要具有針對性。這樣，對學生科研能力的培養和教師指導能力的提高都有所幫助。創新型實驗，教師可以提出研究方向也可以和學生討論幾個實驗研究方向，讓學生組成興趣小組，自己設計實驗內容，選擇實驗儀器和方法，在教師指導下進行探索性實驗。如可以讓學生研究紅外線報警器的設計與制作、家用小型太陽能發電系統、踩踏式發電系統的開發等。

　　（四）物理實驗中要滲入現代科技前沿項目

　　充分發揮物理實驗在現代科技中的重要作用。因此要有機地將現代科技前沿與物理實驗課程的教學融合在一起，讓學生參與到科研項目的模擬中，注重學生理論能力和應用能力的培養。有條件的院校可以增設如低溫超導測量、液晶和光纖技術、太陽能發電等實驗課程。這些實驗課程，不僅培養了學生對大學物理實驗的興趣，而且增強了學生適應科技發展的能力，真正做到了與時俱進。大學物理實驗課程內容貼近科技前沿的同時，最好還要能貼近人們的生活。物理與人們的日常生活和生產實際緊密相關，大學物理實驗教學與日常生產、生活相結合，更能激發學生學習的興趣，提高學生應用大學物理實驗知識分析和解決實際問題的能力。條件一般的院校可以開展計算機仿真實驗，開發多媒體實驗教學軟件。使用仿真和多媒體課件，可以使學生觀察到一些動手做的實驗觀察不到的現象，激發了學生實驗的興趣，也提高學生實際動手能力，而且對于難做的實驗，可以重復進行，這樣不僅方便了教師的講解，也使學生達到了更深刻的理解，同時也杜絕了學生的盲目操作，損壞儀器的機率幾乎為零。

　　三、結束語

　　物理實驗的改革創新是一個長期的、艱巨的系統工程，需要我們構建完善實驗改革創新管理體系，在原有大學物理實驗教學管理系統基礎上，研發綜合設計創新實驗管理系統，成績管理功能模塊體系和現代科技前沿相接軌的創新性物理實驗體系。同時也要從完善科學合理的考核體系等方面來加強大學物理實驗教學的有效性。通過改革實驗教學體系,從而提高教學質量和教學效果，使不同層次學生通過不同實驗教學體系，提高動手能力、操作能力。把實驗教學作為提高教學質量，培養創新型應用人才的基礎性工作，把實驗室作為校內理工科學生基本實踐能力和創新能力培養的主要基地。學生通過親自動手操作，從快樂中學習掌握了物理知識。因此，使學生具有初步進行綜合科學實驗的能力或更深層次的發明創造能力是我們教學改革的目的。

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