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[關鍵詞]物理實驗 應用型高校 問題
[中圖分類號]G521 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2013）07-0222-02
物理實驗是教育部規定唯一單獨面向理工科各專業學生開設的基礎課程。物理實驗不但能夠使學生掌握實驗知識，訓練學生實驗技能，還能夠培養學生刻苦鉆研、主動探索的精神，實事求是、嚴肅認真的科學態度，愛護公共財產的道德品質，遵守操作規程、注重安全的科學習慣等，同時，也能為各專業實驗課的學習打下良好的基礎。因此，物理實驗課對于應用型高校而言非常重要，但隨著科技日新月異地發展以及當代大學生的新特點，應用型高校的物理實驗課也出現了一些新的問題。筆者經過多年的教學研究，分析了應用型高校物理實驗課存在的若干問題，并提出了解決辦法，希望能夠為物理實驗的改革提供經驗。
一、應用型高校物理實驗課中出現的問題
（一）傳統的課程系統適應不了科技的發展和工程實踐的需要
從教學體系上看，以力、熱、光、電的形式來安排實驗課已經適應不了多學科交叉發展的形勢；從實驗內容上看，一些驗證性的、純理論性的、與工程實踐無關的實驗課程依然在教授；從教師隊伍上看，教師知識更新速度較慢，教師對教學改革、教學設計等方面的科研能力不高，教師對與專業相關的工程實踐需要不甚了解，這些都造成現有的課程系統不能及時升級，使其遠落后于科技發展的速度。
（二）學生對物理實驗不夠重視
由于學生意識不到物理實驗的作用，學習又帶有功利性質，因此，對物理實驗課就沒有像專業課那樣重視。不少學生認為物理實驗課就是在重復前人和書本的內容，驗證已學過的理論知識，因此對實驗馬馬虎虎、敷衍了事。課前不預習，課堂上按部就班地遵照教科書進行實驗操作，不做思考。操作過程中遇到問題馬上詢問老師，而不是自己先自行判斷分析，同學之間互相比照數據，對物理實驗的不夠重視表現在另一方面就是不認真完成實驗報告。例如，對學生的基本信息，像姓名、班級、學號、實驗日期等填寫不完整；預習報告字跡不工整，內容完全照搬教材，數據處理不夠規范等。一項實驗成果通常是以實驗報告的形式體現出來的，而實驗報告的不認真完成卻從側面反映出學生對物理實驗的不重視心態。
（三）學生理論知識掌握不牢，缺少做物理實驗的意愿
這里的理論知識掌握不牢是指：一是學生在進入大學前的物理理論知識掌握不牢，二是指進入大學后學習的普通物理理論知識掌握不牢。而很多物理實驗是以一定的物理理論知識為背景的。例如，“拉伸法測量金屬絲的楊氏模量”實驗是以楊氏模量這個概念為背景，學生如果不理解楊氏模量的知識，就無法很好完成這些實驗，也就不可能有更深刻的認識。
由于自中學起，物理就給學生留下了難學的印象，加上基礎薄弱，因此對物理感興趣的學生少之又少，而學生對物理實驗的接觸機會又很少，使得學生不自覺地將對物理理論的印象轉移到了物理實驗上，認為物理實驗也是很難學的。這種畏難情緒造成了學生還未學習物理實驗課程就缺少了做物理實驗的意愿。
二、針對以上在應用型高校物理實驗出現的問題，提出了以下的解決辦法
（一）加強對學生、專業、學校、科技、工程實踐等方面的了解，不斷提高教師教學、科研的針對性
第一，要了解學生的知識背景、日常行為表現等方面，要了解現在學生的心理、生理特點；第二，要對各專業進行調研，要了解各專業之中都有哪些方面滲透著物理知識；第三，要關注當今科技的發展，尤其是那些即將應用到實踐的高新科技；第四，要關注國內外各高校物理實驗的發展，掌握物理實驗教學的趨勢；最后，要通過參加教師培訓、學術交流會議等開闊眼界、提高自己。
（二）精心設計實驗課程體系
改變原有的教學體系，將物理實驗劃分成“基礎性實驗”“綜合與設計實驗”“實踐與創新實驗”三個平臺，使得學生的學習能夠由淺入深，由被動到主動、由重復前人實驗到自己設計實驗、由單純地做物理實驗到將物理知識應用到工程實踐。這種課程體系不但適應了學生的自然發展規律，同時也有利于將其他學科的知識引入物理實驗課，適應了多學科交叉發展的趨勢。
（三）加強對教材內容、實驗教學方式的改革
要精選那些與工程實踐密切相關、反映高科技發展、能夠有益于學生終身發展的內容編入教材。將與工程實踐完全無關、驗證性、純理論性實驗進行改革，變為設計性、與實際相結合的實驗。教材中知識點的講解要深入淺出，易于理解，要采取多種教學手段、方式和方法。將理論型與應用型儀器在同一實驗中并用，使二者優勢互補；將演示實驗與操作實驗在同一課堂進行，既增加趣味性又易于學生理解；借助于網絡、多媒體、科技館等渠道，使學生較多地了解到前沿的技術。
（四）嚴格規范教學與管理
教師實驗教學實行嚴明、具體的崗位責任制度，嚴格按照學生實驗守則各項規定管理學生。實驗時學生一律對號入座，督促學生獨立完成實驗操作，將儀器的保管落實到人頭上。課堂中教師要認真、逐個地檢查學生操作的真實情況，嚴把預習關、操作關和批改關。
（五）鼓勵學生大膽實踐
要提高學生學習的興趣，激發學生學習的主人翁意識，增強內在學習動力，變“要我學”為“我要學”。允許學生犯錯誤，可在實驗教學中為學生提供一些較為自由選擇余地的實驗，讓學生去發揮他們的創造性能力。同時，將實驗與理論相結合，與專業特色相結合，使學生對物理不再感到抽象、遙遠。
三、結論
隨著科技日新月異地發展以及當代大學生的新特點，應用型高校的物理實驗課也出現了一些新問題，諸如傳統的課程系統適應不了科技的發展和工程實踐的需要，學生對物理實驗不夠重視，學生理論知識掌握不牢，缺少做物理實驗的意愿等。筆者經過多年教學研究，提出了解決辦法：加強對學生、專業、學校、科技、工程實踐等方面的了解，不斷提高教師教學、科研的針對性；精心設計實驗課程體系，加強對教材內容、實驗教學方式的改革；嚴格規范教學與管理；鼓勵學生大膽實踐；希望能夠為物理實驗的改革提供經驗。
【參考文獻】
[1]趙文杰，田苗，杜三山.工科物理大實驗的研究[J].實驗室研究與探索，2002，21（5）：23-25.
關鍵詞：大學物理實驗；反思；探索；創新
一、對大學物理實驗課程教學現狀的分析與反思
大學物理實驗課程是高等院校的一門重要的基礎科學實踐課程，其開設目的在于培養學生的科學素養、實踐動手能力、創新能力、理論聯系實際并適應科技發展的綜合應用能力。過去傳統的物理實驗教學模式，在一定程度上對培養我國20世紀的工作者起了重要作用，但進入21世紀后，以數字化為核心的信息技術高速發展，計算機技術廣泛應用，人們的思維方式和工作模式也發生了相應的變化，然而我們的大學物理實驗教學由于長期受到教學理念、教學條件和師資水平的限制，沒能審時度勢對其加以調整，嚴重制約了學生的創新能力及科學素養的養成。具體表現如下：（1）傳統的“模仿式”教學模式依然唱主角，嚴重阻礙了對學生創新能力的培養。（2）某些實驗設備陳舊，內容落后，與時展脫節。（3）實驗教學環境和內容過于單一，缺乏多元化。（4）實驗成績評價方案缺乏科學性，學生的主體地位和創新能力難以體現。
二、對大學物理實驗課程教學的探索
下面，結合我校物理實驗教學的實際情況，談幾點成功的體會。
1.與時俱進，轉變教師教學理念
雖然高校實驗教學改革的呼聲已過多年，但傳統的“模仿式”教學模式依然根深蒂固，實驗教師的教學理念并沒有發生實質性的改變。教師苦口婆心地詳細講解實驗原理、步驟、操作的方法和注意事項，學生盲目效仿，完全失去獨立思維的真正支配權，更無創新能力可談。時代在發展，科技在突飛猛進，教師必須具有強烈的責任和使命感，高瞻遠矚，更新教學理念，不僅要讓學生受到嚴格的、系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更要通過學生理論聯系實際解決實際問題的過程，培養學生的科學思維能力和創新能力，也只有在富有時代性的理念導引下，才能不斷研究、探索、改革、創新實驗的教學，培養出社會需要的高素質人才，否則理念不改變而大談改革與創新，那只是一場空話。為了轉變教師理念，我校先后派多名教師到實驗教學改革成功的院校學習，請教育部職業技術教育中心研究所研究員姜大源、中山大學生命科學院副院長王金法教授等到我校做報告培訓，對轉變我校實驗教師的教學理念起到了重要作用。
2.加大新科技實驗設備的投入，更新陳舊實驗內容
隨著新技術的出現，有些實驗設備和實驗內容明顯與時代脫節，不能滿足時代對學生素質培養的需求，此時教師必須果斷決策，用新技術設備替換陳舊設備儀器，同時更新相應實驗的內容。近幾年，結合我校實際，與我院特色專業――電氣與自動化專業教師合作，將傳感器成功應用到實驗中，取得了良好的效果。如通過開爾文雙電橋電路，將電阻應變式傳感器應用到測量金屬絲楊氏模量的實驗中，通過測量金屬絲電阻的辦法，測量金屬絲楊氏模量，此方法不僅克服了傳統光杠桿放大原理測量楊氏模量存在的系統誤差，還減少了測量的直接數據，克服了傳遞誤差，提高了實驗的精確度，同時又把當前應用較廣的傳感器新技術應用于實驗，拉近了學生與社會應用新技術的距離，有助于培養學生的良好科學素質。
3.拓展實驗環境和實驗內容，變單一為多元化
傳統的物理實驗教學往往是三個固定――固定的時間、固定的地點、固定的實驗。顯然，這種過于單一的教學方式，與信息化高速發展的時代不相匹配，拓展實驗環境、豐富實驗內容、加大設計性和綜合性實驗的教學也就成為實驗教學改革的大勢所趨。對此，我校做了以下主要工作：
（1）針對不同層次的學生重新整合實驗內容，將其劃分為三大類別，第一類為基礎性實驗，即普通物理力、熱、電、光等各部分的基本實驗，旨在培養學生的基本實驗能力。第二類為綜合性實驗，實驗的內容涉及本課程綜合知識或與本課程相關課程知識，主要對學生進行實驗技能和方法的綜合訓練。第三類為設計性實驗，教師根據教學要求提出實驗目的和實驗要求，并給出實驗室所能夠提供的實驗儀器設備、器件等實驗條件，由學生運用已掌握的基本知識、基本原理和實驗技能，討論并提出實驗的具體方案、擬定實驗步驟、選定儀器設備、獨立完成操作、記錄實驗數據、繪制圖表、分析實驗結果等。這樣，實驗選擇的靈活性，不僅突出了學生的主體性地位，更調動了學生的實驗積極性，取得了良好的效果。
（2）利用計算機網絡拓展實驗環境，開放服務性實驗室。通過校園網，建立專門的實驗網站，學生做實驗前，必須通過網絡提前預習實驗，完成預習思考題，對設計性實驗寫出設計方案，并通過網絡提交，待老師審閱合格后方可參加實驗操作。這樣，不僅克服了傳統實驗教學受到課堂、課時的限制，將教學內容在時空上得到很好的延伸，還調動了學生的獨立科學思維，提高了具體實驗操作的效率。
4.完善實驗成績評價方案
對大多數學生來說，科學的實驗成績評價方案是學生完成實驗并取得良好效果的指揮棒，我們在傳統實驗教學成績評價基礎上，除了關心其出勤、上課和實驗報告外，為了體現學生的自主性和創新性，增加了課前預習的創新性評價、實驗操作中的創新性評價、設計性實驗設計方案獨創性的評價等等。另外，還增加了最后的操作考核，考查所做實驗的重點儀器或重要測量的部分實驗操作，隨機抽簽，現場操作，教師對照評分標準現場打分，采取這種方式后，學生對待平時實驗操作的重視程度明顯加強，也改變了以前個別學生做完實驗后還不知儀器怎樣使用的糟糕境地。
關鍵詞：大學物理實驗；探索；創新
一、對大學物理實驗課程教學現狀的分析與反思
大學物理實驗課程是高等院校的一門重要的基礎科學實踐課程，其開設目的在于培養學生的科學素養、實踐動手能力、創新能力、理論聯系實際并適應科技發展的綜合應用能力。過去傳統的物理實驗教學模式，在一定程度上對培養我國20世紀的工作者起了重要作用，但進入21世紀后，以數字化為核心的信息技術高速發展，計算機技術廣泛應用，人們的思維方式和工作模式也發生了相應的變化，然而我們的大學物理實驗教學由于長期受到教學理念、教學條件和師資水平的限制，沒能審時度勢對其加以調整，嚴重制約了學生的創新能力及科學素養的養成。
二、國內外大學物理實驗教學的比較
在國內傳統的大學物理實驗教學中，實驗課程的開展往往是教師根據實驗教材在實驗室里詳細講解實驗原理和實驗步驟，學生則照搬教師的講解進行實驗，很多情況下，學生做完實驗后對諸如實驗步驟為何這樣確定、實驗方法的依據何在等問題不甚明了。真正的實驗課程需要學生主動參與，包括主動尋求實驗原理和方法、設計實驗步驟、對實驗數據進行處理與反思，而這方面國內大學物理實驗教學卻較少要求。在歐美發達國家，實驗教學理論可以認為是一種合作學習理論，普通物理實驗是一種探究式實驗。大學物理實驗教學和大學物理課堂教學一般都是整合在大學物理課程之中的。如在MIT普通物理學課程中，學生按照3人一組進行分組，以學生自主學習為主，教師講解理論知識并指導學生實驗。
三、對大學物理實驗課程教學的探索
1、與時俱進，轉變教師教學理念
雖然高校實驗教學改革的呼聲已過多年，但傳統的“模仿式”教學模式依然根深蒂固，實驗教師的教學理念并沒有發生實質性的改變。教師苦口婆心地詳細講解實驗原理、步驟、操作的方法和注意事項，學生盲目效仿，完全失去獨立思維的真正支配權，更無創新能力可談。時代在發展，科技在突飛猛進，教師必須具有強烈的責任和使命感，高瞻遠矚，更新教學理念，不僅要讓學生受到嚴格的、系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技巧，更要通過學生理論聯系實際解決實際問題的過程，培養學生的科學思維能力和創新能力，也只有在富有時代性的理念導引下，才能不斷研究、探索、改革、創新實驗的教學，培養出社會需要的高素質人才，否則理念不改變而大談改革與創新，那只是一場空話。
2、加大新科技實驗設備的投入，更新陳舊實驗內容
隨著新技術的出現，有些實驗設備和實驗內容明顯與時代脫節，不能滿足時代對學生素質培養的需求，此時教師必須果斷決策，用新技術設備替換陳舊設備儀器，同時更新相應實驗的內容。如通過開爾文雙電橋電路，將電阻應變式傳感器應用到測量金屬絲楊氏模量的實驗中，通過測量金屬絲電阻的辦法，測量金屬絲楊氏模量，此方法不僅克服了傳統光杠桿放大原理測量楊氏模量存在的系統誤差，還減少了測量的直接數據，克服了傳遞誤差，提高了實驗的精確度，同時又把當前應用較廣的傳感器新技術應于實驗，拉近了學生與社會應用新技術的距離，有助于培養學生的良好科學素質。
3、拓展實驗環境和實驗內容，變單一為多元化
傳統的物理實驗教學往往是三個固定固定的時間、固定的地點、固定的實驗。顯然，這種過于單一的教學方式，與信息化高速發展的時代不相匹配，拓展實驗環境、豐富實驗內容、加大設計性和綜合性實驗的教學也就成為實驗教學改革的大勢所趨。對此，我校做了以下主要工作： （1）針對不同層次的學生重新整合實驗內容，將其劃分為三大類別，第一類為基礎性實驗，即普通物理力、熱、電、光等各部分的基本實驗，旨在培養學生的基本實驗能力。第二類為綜合性實驗，實驗的內容涉及本課程綜合知識或與本課程相關課程知識，主要對學生進行實驗技能和方法的綜合訓練。第三類為設計性實驗，教師根據教學要求提出實驗目的和實驗要求，并給出實驗室所能夠提供的實驗儀器設備、器件等實驗條件，由學生運用已掌握的基本知識、基本原理和實驗技能，討論并提出實驗的具體方案、擬定實驗步驟、選定儀器設備、獨立完成操作、記錄實驗數據、繪制圖表、分析實驗結果等。這樣，實驗選擇的靈活性，不僅突出了學生的主體性地位，更調動了學生的實驗積極性，取得了良好的效果。 （2）利用計算機網絡拓展實驗環境，開放服務性實驗室。通過校園網，建立專門的實驗網站，學生做實驗前，必須通過網絡提前預習實驗，完成預習思考題，對設計性實驗寫出設計方案，并通過網絡提交，待老師審閱合格后方可參加實驗操作。這樣，不僅克服了傳統實驗教學受到課堂、課時的限制，將教學內容在時空上得到很好的延伸，還調動了學生的獨立科學思維，提高了具體實驗操作的效率。
4、完善實驗成績評價方案