王金玉+梁藝軍+趙言誠

（哈爾濱工程大學(xué) 理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

摘要：分析了工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題，指出了與當(dāng)前形勢下培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，給出了工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些思考，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念、模式、內(nèi)容和教學(xué)方法。為了適應(yīng)當(dāng)前培養(yǎng)具有科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的目標(biāo)，提出了把教師講實(shí)驗(yàn)課改為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：工科物理實(shí)驗(yàn)；培養(yǎng)目標(biāo)；自主實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0277-02

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，是研究物質(zhì)和能量以及它們之間的相互作用的科學(xué)；物理學(xué)亦是探索自然，驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的科學(xué)；同時又是所有工科專業(yè)的理論基礎(chǔ)。因此，物理學(xué)的學(xué)習(xí)是培養(yǎng)理工科學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)素質(zhì)的重要手段。培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的、具備綜合的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才，是現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)的目標(biāo)。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

當(dāng)今的大學(xué)，為滿足用人單位的需要，工科各個專業(yè)開設(shè)課程的門數(shù)不斷增加，導(dǎo)致學(xué)生從早到晚忙于上課；而課堂上所學(xué)的知識，如果沒有復(fù)習(xí)、消化理解的時間，就難以轉(zhuǎn)化為學(xué)生能夠掌握的專業(yè)知識；那么，我們要問，四年的大學(xué)，學(xué)生最終能夠從學(xué)校帶走什么？因此，現(xiàn)在的大學(xué)生未來所最需要的應(yīng)該是“讀懂文字的能力”，而實(shí)驗(yàn)課，正是培養(yǎng)這種能力的最好的一門課程。可是我們現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課又是怎樣上的呢？物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中主要分為四個基本環(huán)節(jié)：（1）學(xué)生課前預(yù)習(xí)并撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告；（2）實(shí)驗(yàn)教師講解本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)所依賴的物理學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容；（3）學(xué)生實(shí)際動手操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；（4）撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這四個環(huán)節(jié)看似嚴(yán)謹(jǐn)且符合學(xué)習(xí)規(guī)律，但卻存在以下一些問題：先來看第一個環(huán)節(jié)，由于工科物理實(shí)驗(yàn)與物理理論課程同步進(jìn)行，而開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是十幾個實(shí)驗(yàn)同時開啟，這樣必然導(dǎo)致有學(xué)生所選的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理論課還沒有講到，預(yù)習(xí)時實(shí)驗(yàn)原理看不懂；即使所選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理論課已經(jīng)講過，預(yù)習(xí)時原理能看懂了，但由于沒有實(shí)驗(yàn)儀器，許多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還是看不懂；結(jié)果大多數(shù)學(xué)生還是抄了一份預(yù)習(xí)報(bào)告，沒有達(dá)到預(yù)期的預(yù)習(xí)目的。在這種情況下來到實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)入第二個環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教師的講解內(nèi)容又不能把重點(diǎn)放在物理原理上，學(xué)生只聽了個一知半解。因此通常情況下第三個環(huán)節(jié)，學(xué)生只是照葫蘆畫瓢地得到了一堆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甚至不知道測得的是些什么。這樣帶來的后果是，學(xué)生沒有體驗(yàn)到預(yù)習(xí)的作用，幾個實(shí)驗(yàn)做過以后，預(yù)習(xí)就只剩下抄一份預(yù)習(xí)報(bào)告了。再看第四個環(huán)節(jié)，因?yàn)閷W(xué)生是網(wǎng)上自主選擇實(shí)驗(yàn)的順序，因而每個學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)先后順序自然不同。因擔(dān)心學(xué)生互相抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告到實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后統(tǒng)一發(fā)放，這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師不能及時糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的錯誤，一學(xué)期下來學(xué)生們都在犯同樣的錯誤，而期末發(fā)下去的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生們因各科都在備考，很少有時間去看實(shí)驗(yàn)報(bào)告，故所犯的錯誤得不到糾正，達(dá)不到學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，同時也影響了教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的積極性。綜上所述，工科物理實(shí)驗(yàn)有必要對教學(xué)模式進(jìn)行改革，要使實(shí)驗(yàn)課真正起到培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和“讀懂文字的能力”的作用；讓學(xué)生受益，從而達(dá)到培養(yǎng)綜合科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的目標(biāo)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考

隨著時代的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)課程也要適應(yīng)新的形勢。作為高校教師，應(yīng)積極提高自身業(yè)務(wù)水平，更應(yīng)參與到本專業(yè)的科研與教學(xué)研究當(dāng)中，在課程教學(xué)改革方面開展多種手段與方法的研究，以適應(yīng)高等院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，從而達(dá)到重新喚醒應(yīng)試教育下學(xué)生們基本消磨殆盡、已經(jīng)沉睡了的好奇心，重新激發(fā)他們與生俱來的探索未知的欲望和征服自然的本能，這些都是現(xiàn)今工科物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)和目標(biāo)。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念與模式的思考。工科物理實(shí)驗(yàn)課與物理學(xué)理論課的關(guān)系是相輔相成的，既要緊密配合，又是相互獨(dú)立的。對于工科院校，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門獨(dú)立的學(xué)位課程，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程本身的需求來選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而不要過分強(qiáng)調(diào)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理、理論課上是否已經(jīng)講過，實(shí)驗(yàn)本就是先于理論；況且從實(shí)驗(yàn)資源利用來說，工科院校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)循環(huán)不可能步調(diào)一致，因此，實(shí)驗(yàn)方法的傳承以及對學(xué)生能力的培養(yǎng)才是更重要的。先于理論課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)的是自學(xué)與探索；后于理論課的實(shí)驗(yàn)活動，則重在驗(yàn)證與鞏固。理論與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，充分體現(xiàn)了科學(xué)研究中的辯證法與方法論，實(shí)驗(yàn)教師要在教學(xué)活動中發(fā)揮主導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，才能使教學(xué)效果提高。總之，物理實(shí)驗(yàn)課程的改革應(yīng)重視教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)訓(xùn)練與能力培養(yǎng)并重；實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)與現(xiàn)代、知識與能力和技能與創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合。

為使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的過程中發(fā)揮更大的作用，從國家大力倡導(dǎo)的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才要求出發(fā)，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，這種改革不僅包含教學(xué)內(nèi)容的改革，更應(yīng)包含教學(xué)模式的改革并積極開展教學(xué)實(shí)踐活動，從傳統(tǒng)的教師先講、學(xué)生后做變?yōu)閷W(xué)生自主做實(shí)驗(yàn)，要建立新的教學(xué)體系，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣；適當(dāng)開設(shè)多種類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以拓展學(xué)生自主選擇的空間，使學(xué)生獨(dú)立地完成所選實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和目的，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革的思考。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)的第一門實(shí)驗(yàn)課程，是后繼專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，也是學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本素質(zhì)的養(yǎng)成階段。物理學(xué)的發(fā)展史，究其本質(zhì)實(shí)際上就是實(shí)驗(yàn)物理的發(fā)展史，其間成就了豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)以及精妙的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備；保留具有典型意義的傳統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，弘揚(yáng)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的精華，是十分必要的。隨著時代的發(fā)展，必須從培養(yǎng)掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新人才的高度來重新審視，一些古老的基礎(chǔ)知識、方法和技能已陸續(xù)退出歷史舞臺，一些原屬于近代物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容現(xiàn)在已成為普通物理實(shí)驗(yàn)；因此，需要在原有實(shí)驗(yàn)題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，精選基本內(nèi)容，淘汰與中學(xué)重復(fù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，而適當(dāng)開設(shè)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一些新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及在物理學(xué)發(fā)展史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，增加與科學(xué)研究前沿成果相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，形成一個具有時代特征的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、提高學(xué)生動手能力的目的?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”是教育的精髓，同時也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)思想?？茖W(xué)的實(shí)驗(yàn)整體知識和技能的傳授，包括智力的、非智力的素質(zhì)的開發(fā)，才是所要的教學(xué)效果，這直接影響學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)生活。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅是時間和空間上的開放，也是思想觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的開放。在物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容改革中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)富有彈性，以滿足不同學(xué)科、不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的需求。實(shí)驗(yàn)室除規(guī)定各學(xué)科學(xué)生要完成的必做實(shí)驗(yàn)外，還應(yīng)開出一定數(shù)量的選做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力和興趣選做。一定比例的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和思考探索的能力，同時體會實(shí)驗(yàn)和科研的方法和過程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是目的和結(jié)果較明確的實(shí)踐活動，而科研是更具探索性、開創(chuàng)性的科學(xué)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在履行教學(xué)方案、完成教學(xué)計(jì)劃的同時，應(yīng)鼓勵倡導(dǎo)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。

綜上所述的思考，我們必須緊跟時代變革的步伐，適應(yīng)新時代的要求，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等方面積極開展改革的探索工作，緊緊圍繞高等學(xué)?！坝藶楸尽钡暮诵睦砟?，將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將科研與教學(xué)相結(jié)合，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化，培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的、具備綜合的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才。

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