魏佳　李福祥

[摘要]本文結(jié)合當(dāng)前高等院校所面臨的問題和遇到的困難，分析了目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，提出了一些切實(shí)可行的改革方案。激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣和創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)自信心和成就感，培養(yǎng)綜合素質(zhì)。從根本上提高大學(xué)生發(fā)現(xiàn)、觀察、分析、研究和解決相關(guān)實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)緩解大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)壓力，提高教學(xué)能力。

[關(guān)鍵詞]大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)模式 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求越來越高，革新大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，提高物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式處于教學(xué)方法過于單一、教學(xué)手段較為落后的狀態(tài)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，束縛學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展，不利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]?，F(xiàn)今全國(guó)大部分高校采取建立分級(jí)別的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，硬件水平得到很大提高，然而在教學(xué)質(zhì)量方面還有很多問題亟待解決。在此，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，淺析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的各個(gè)方面的問題，并就關(guān)于如何解決這些問題提出建議。

一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的問題

多方面的因素造成我國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在許多問題[2]，下面將從四個(gè)方面展開分析：

1.學(xué)時(shí)分配不合理

高校為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)分配的課時(shí)一般為兩個(gè)課時(shí)，教師需要在較短的時(shí)間內(nèi)，為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理，并介紹相關(guān)器材，學(xué)生需要撰寫實(shí)驗(yàn)原理，兩個(gè)課時(shí)的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說捉襟見肘，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的時(shí)間非常少。學(xué)生在試驗(yàn)中遇到問題，大部分都是向教師請(qǐng)教，得到答案就萬事大吉，雖然這樣能夠解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的障礙，但是自主思考和解決問題的能力沒有得到培養(yǎng)，何談思維發(fā)散和創(chuàng)新能力的提高。

2.沒有認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的重要性

一方面，目前在很多理工科院校中大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)為考查課，考核制度不嚴(yán)謹(jǐn)。又因?yàn)樵诖髮W(xué)里課程繁多，為了考得好成績(jī)拿獎(jiǎng)學(xué)金，很多學(xué)生自然而然就把考查課放在一邊，在這部分學(xué)生眼里，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)分是比較容易獲得的。另一方面，普通高校的大學(xué)生認(rèn)為自己的學(xué)校只是普通的一所學(xué)校，平凡得就像大海里的一滴水，自己的將來根本不能與名震寰宇學(xué)府中的學(xué)生相比，這種念頭導(dǎo)致學(xué)生缺乏上進(jìn)心，學(xué)習(xí)也沒有積極性，得過且過。個(gè)別學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)自己不動(dòng)手，請(qǐng)人代勞，趁老師不注意抄襲別人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，或著編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，課堂教學(xué)效果極差，不能達(dá)到培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的基本要求。

大學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)物理只要背會(huì)定理和定律，能夠在考試中得到好成績(jī)就足夠了，忽視了物理實(shí)驗(yàn)的重要作用。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)一方面是由于現(xiàn)在社會(huì)就業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻，學(xué)生認(rèn)為只有掌握足夠的理論知識(shí)，才能在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)自己的就業(yè)和未來沒有什么幫助；另一方面是因?yàn)楦咝Ｈ狈ν晟频奈锢韺?shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革等方面，不愿投入人力和物力，造成教師和學(xué)生以應(yīng)付的態(tài)度對(duì)待物理實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)致當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)[3]。在大學(xué)里的實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生本應(yīng)該得到必要的引導(dǎo)和充分的自由，在自己動(dòng)手的過程中發(fā)揮本人的主觀能動(dòng)性，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。然而錯(cuò)誤的思想使大部分高校把實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成理論教學(xué)的附屬環(huán)節(jié)，認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)不過是為了更深刻地掌握理論知識(shí)。而且為了達(dá)到評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)校側(cè)重實(shí)驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境、場(chǎng)地等的建設(shè)，忽略了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本規(guī)律和創(chuàng)新性教學(xué)的研究，這也導(dǎo)致學(xué)生誤認(rèn)為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課不重要，上課不積極。

3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不夠新穎

傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式根深蒂固，即使在新課程改革和素質(zhì)教育的大環(huán)境下，高校物理教師仍然堅(jiān)持老舊的教學(xué)方法，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也很少更新。學(xué)生雖然能夠獲得足夠的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)，但是創(chuàng)新能力很難提高，部分高校甚至照搬中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)，毫無新意，項(xiàng)目陳舊。部分院校中，教師依然是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“主角”，而學(xué)生只是“配角”。實(shí)驗(yàn)理論和動(dòng)手操作上大部分乃至全部都由老師全權(quán)代理，實(shí)驗(yàn)課教師仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，先對(duì)學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)儀器，講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，然后演示?shí)驗(yàn)步驟并強(qiáng)調(diào)做實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等，接下來學(xué)生按老師和教材所講重復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量。學(xué)生不知道為什么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)以及做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論依據(jù)是什么。這樣教學(xué)的直接后果就是學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中毫無自己的積極思考與積極設(shè)計(jì)，完全跟著老師的步驟做。學(xué)生缺乏個(gè)性，缺乏實(shí)際操作能力和創(chuàng)造力，不利于啟發(fā)學(xué)生的思維，不能開闊學(xué)生的視野，更不利于創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4.實(shí)驗(yàn)安排不合理

當(dāng)今大部分大學(xué)師資有限，教學(xué)任務(wù)繁重，因而在安排實(shí)驗(yàn)的先后順序時(shí)，無法遵從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的要求，并且由于條件的限制，也無法根據(jù)學(xué)生能力的高低和各自專業(yè)的特點(diǎn)來合理安排實(shí)驗(yàn)。這樣使很多學(xué)生誤認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)技能與自己所學(xué)專業(yè)無關(guān)，覺得物理實(shí)驗(yàn)課不重要，致使學(xué)生不能深入體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)的奧妙，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性減退，教學(xué)效果下降。另外，大部分實(shí)驗(yàn)仍然屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏與當(dāng)今科學(xué)發(fā)展和應(yīng)用相關(guān)的熱點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。注重操作能力的實(shí)驗(yàn)較多，而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維能力的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，不利于提高學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)新能力。

二、提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的建議

針對(duì)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，我們需要采取多方面措施，改革教學(xué)方法，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

1.應(yīng)該將信息技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中，合理使用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，缺乏多變性和趣味性，難以達(dá)到“學(xué)以致用”的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生缺乏用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。實(shí)踐表明，通過計(jì)算機(jī)、多媒體來為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使實(shí)驗(yàn)更加生動(dòng)形象、立體。學(xué)生也可以使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，了解儀器的正確使用方法以及實(shí)驗(yàn)的正確步驟，這樣激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的積極性。此外，高校物理實(shí)驗(yàn)中有一部分較為抽象，在實(shí)驗(yàn)室中難以完成，如光的干涉實(shí)驗(yàn)、熱量的傳導(dǎo)實(shí)驗(yàn)等，這種抽象實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可以通過多媒體將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示給學(xué)生，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的科學(xué)原理，這就能夠彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室的不足。但是必須注意的是，信息技術(shù)教學(xué)只是一種輔助教學(xué)手段，并不能完全替代傳統(tǒng)教學(xué)，教師應(yīng)該注意適度，不能顧此失彼。

2.以素質(zhì)教育為目標(biāo)，建立物理實(shí)驗(yàn)課程新體系

將實(shí)驗(yàn)課程的組成部分為：基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、科學(xué)小實(shí)驗(yàn)等，形成從低到高、從基礎(chǔ)到前沿、從接授知識(shí)到培養(yǎng)綜合能力，逐級(jí)提高的一、二、三級(jí)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程新體系。每一級(jí)物理實(shí)驗(yàn)大致用一個(gè)學(xué)期的時(shí)間完成，不同的級(jí)標(biāo)志著不同實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維水平。這樣，基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課不再是課堂教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)和驗(yàn)證，也不再是把力、電、光、近代物理等獨(dú)立學(xué)科的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單地串聯(lián)起來構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)系列。使學(xué)生從較高起點(diǎn)上進(jìn)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，一個(gè)臺(tái)階、一個(gè)臺(tái)階地走向科學(xué)的高峰。對(duì)不同專業(yè)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有不同的要求，這體現(xiàn)在不同的學(xué)時(shí)安排上。除此之外，還應(yīng)該改革教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，優(yōu)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，增加應(yīng)用性、綜合性、設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重視實(shí)驗(yàn)的先進(jìn)性、開放性和將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。預(yù)備性實(shí)驗(yàn)是為進(jìn)入大學(xué)但具有不同物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的同學(xué)而準(zhǔn)備的，這類實(shí)驗(yàn)以開放、課余的形式，由同學(xué)根據(jù)自身?xiàng)l件、自我需要進(jìn)行選修，目的是對(duì)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行填平補(bǔ)齊；另一方面通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握基本理論和技能；通過綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解現(xiàn)代物理的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)的應(yīng)用，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和綜合研究能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神；創(chuàng)新提高性實(shí)驗(yàn)是以科研實(shí)踐為主題，提前讓學(xué)生了解科研的方法和環(huán)節(jié)，從而學(xué)到更多書本以外的知識(shí)，鍛煉他們的獨(dú)立科研能力。

3.改善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)能力

一名合格的教師，不僅要有精深扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)具有廣博的與本專業(yè)相關(guān)的各門科學(xué)知識(shí)。在新課改的形勢(shì)下，深化教學(xué)教法改革，應(yīng)從教師本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)能力入手。教師應(yīng)及時(shí)掌握國(guó)內(nèi)外最新實(shí)驗(yàn)教學(xué)動(dòng)態(tài)，了解最新科學(xué)研究進(jìn)展，在深入掌握所授課程的同時(shí)，擴(kuò)展知識(shí)面，并有效地傳授給學(xué)生，這樣的教學(xué)才深刻獨(dú)到，富有啟發(fā)性。以此引導(dǎo)學(xué)生，讓他們明白人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)還不完全，還有大量問題有待解決和發(fā)展，從而激發(fā)他們的好奇心和創(chuàng)新意識(shí)。

4.加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，并且為學(xué)生設(shè)置開放的實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，很難提起學(xué)生興趣，高?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，增加一部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。這樣，學(xué)生能夠運(yùn)用自己的物理知識(shí)，設(shè)計(jì)出各種各樣的物理實(shí)驗(yàn)。例如，學(xué)生可以通過力學(xué)中的碰撞實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出諸如“勻加速運(yùn)動(dòng)物體特性”的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。高校應(yīng)該使實(shí)驗(yàn)室由封閉轉(zhuǎn)向開放，使學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，滿足其個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。

5.建立科學(xué)的考核體系，提出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)考核細(xì)則

沒有壓力，就沒有動(dòng)力。所以要適當(dāng)增加考核的難度，這樣可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。考核時(shí)，要根據(jù)考核內(nèi)容在培養(yǎng)學(xué)生能力和素質(zhì)中所起作用大小，分配不同的權(quán)重，確定具體可行科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)考核細(xì)則。對(duì)學(xué)生能力的評(píng)定應(yīng)該包括課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課外自主科研活動(dòng)以及實(shí)驗(yàn)考試?？荚噧?nèi)容除了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)以外，應(yīng)擴(kuò)大設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣，學(xué)生才會(huì)重視物理實(shí)驗(yàn)，提高對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真思考并盡力掌握實(shí)驗(yàn)的精髓，最終真正學(xué)有所得。實(shí)驗(yàn)考評(píng)采取多種考核方式相結(jié)合的綜合評(píng)定方法。普通物理實(shí)驗(yàn)共開設(shè)四個(gè)學(xué)期，第一學(xué)期主要開設(shè)基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)，考核方式為平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)占50%，期末成績(jī)占50%。其中，期末成績(jī)?yōu)閷?shí)驗(yàn)理論綜合考試，采取閉卷形式。其余學(xué)期的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方式為平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%，期末操作考試占30%，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)小論文占30%。平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)包含實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)和紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)儀器的正確規(guī)范使用、實(shí)驗(yàn)操作熟練程度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等各項(xiàng)指標(biāo)。小論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案的可行性和創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性和小論文的規(guī)范性等要素進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。操作考試讓學(xué)生以抽簽的形式隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及試卷，考試時(shí)間為20分鐘。采取上述考核方式的目的在于表明對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考評(píng)更注重實(shí)驗(yàn)過程及創(chuàng)新，消除了以往僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的好壞給成績(jī)的弊端。

三、總結(jié)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革符合時(shí)代和科學(xué)發(fā)展的要求，是刻不容緩的。不管這門課程如何改革，它只能朝著一個(gè)方向，那就是培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展、具有創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力的人才。通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革并積極實(shí)施它，才可真正意義上培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、扎實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约坝掠陂_拓的創(chuàng)新思維和堅(jiān)忍不拔的創(chuàng)新精神，極大地促進(jìn)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性?？傊?，充分利用好物理實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)中，通過思考把知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)，從而利用知識(shí)去解決實(shí)際問題，這也正符合實(shí)踐—理論—實(shí)踐的哲學(xué)規(guī)律，從而提高學(xué)生的整體素質(zhì)。

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（作者單位：哈爾濱理工大學(xué) 應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 黑龍江省哈爾濱市）