大学物理实验教学改革的论文

2021-06-13 论文

　　一、大学物理实验教学急需改善的问题

　　（一）实验教学采用“一灌式教学”，激发不了学生对实验的兴趣

　　每次上实验时老师都要根据教材讲解实验目的、原理、步骤、注意事项等，然后学生照着事先设计的实验步骤进行实验，测得数据，计算出结果，就完成了实验。这种“教师起主导作用的教学”方式已经不能满足学生对知识的渴望，束缚了学生更好地发挥实验的能力，阻碍了学生创新能力的提高，不能充分发挥他们的特长。大学物理实验课时为两个学时，老师的讲解以及示范实验操作过程要占去三分之一时间,真正留给学生自己动手操作仪器获得实验数据的时间并不多，因而大部分实验都要超时，老师们只得想一些办法简化实验。学生在实验过程中遇到问题没时间思考只得向老师请教，学生的观察浮于表面，没有深入思考实验现象的本质，很不利于培养学生独立解决问题的能力。同时也抑制了教师去启发、引导学生自己解决问题的想法，教师则更多是直接帮学生排除故障，这样的做法无法培养学生独立思维和创新能力。

　　（二）大学物理实验室中的实验仪器设备陈旧、老化

　　某些大学基础物理实验室中的实验仪器设备陈旧、老化。如有的实验室还在使用老式的电位差计做实验，仪器的精度和性能都难以保障，导致实验数据的误差很大,不能得到精确数据，以至于学生会对科学的严谨性产生怀疑，对以后的科研工作产生不良的影响。部分普通高校由于经费欠缺导致大学物理实验室的资源配置难以达到现代高科技物理实验室的要求。另一方面，有的高校在购进新仪器时追求“现代化”、“先进化”，使学生的实验步骤操作简化，非常不利于学生动手能力的培养。而且实验仪器种类杂乱，质量良莠不齐，假冒伪劣仪器时有出现,从而对实验测量带来不利影响。

　　（三）大学物理实验教学与高中物理实验教学未接轨

　　受我国现行高考制度的影响，高考只注重书面表达能力而不锻炼学生动手能力，使刚进入大学的学生缺乏动手创新能力。有的'高中一味追求分数,只讲考试大纲要求的课题，而对更多可以提高学生能力的实验弃之不顾，进行机械式教育。受实验条件的影响，特别是农村乡镇高中，实验设备落后，实验室不足，实验器材缺乏，高中生很少有机会亲自动手做实验，导致到大学后，只知道实验原理而不会实际操作，使学生在做大学物理实验时非常吃力，更谈不上创新能力的培养了。

　　（四）大学物理实验与当代科学发展热点有关的综合型、设计性实验结合的较少

　　在现代自然科学体系中，多学科相互渗透，相互结合是必然趋势，而现在单一的力学、光学、电磁学等基础实验教学已无法满足培养优秀大学生所需的条件，也无法培养社会急需的高精尖人才。

　　二、大学物理实验课程教学内容的改革

　　（一）大学物理实验在教学中常常以教师为主

　　针对以教师为主体的大学物理实验，我们的改进方法是，以学生为主体，教师为辅助。学生自己课前预习，自己查找资料，学会实验的基本操作，课堂上老师补充学生自学的不足。然后学生自己实验，观察实验现象，分析数据得出结论，在轻松自由的氛围内学到了知识，这完全打破了传统教育对学生的束缚。教师要进行启发式的指导，充分发挥学生在实验中的主体作用。实验课结束前教师检查学生的原始数据记录单，合格后签字。实验课后，教师按时批改实验报告、数据处理结果，把结果及时反馈给学生。为了强化学生自主实验观念，激发实验兴趣，我们可以组织学生根据已有仪器自己改进实验。例如，做刚体转动定律的研究实验时，让学生把用秒表记录时间改为用光电记数器记录时间，这样不但使实验数据更准确而且也激发了学生做实验的兴趣。针对学生实验时间不足的问题，我们可以在平时没有实验课时开放实验室，让学生提前预做实验或把两课时实验改为四课时，同时增加实验人数。也可以增加学生实验兴趣小组，利用创新学分等办法让学生主动利用节假日或晚上时间，以学习的基本知识和基本方法为基础，搞一些创新实验。这不仅培养了学生学习的积极性，增强了动手能力，也培养了学生独立思考分析的能力。

　　（二）有效地利用现有实验设备

　　各高校应经常检查、维修和定期更新，建立物理室5S管理。在资金有限的情况下尽可能为学生提供更新更好的实验设备，与时俱进，使学生更好地完成实验。选购实验仪器时不仅要考察仪器的质量，而且还要考虑所进仪器应充分发挥它的用处，使它能更好地为学生服务，做到一器多用，使仪器达到物美价廉，而且能与学生更好地合作，达到双赢的效果。

　　（三）分层次物理实验教学，建立三级实验教学体系

　　1.第一层次，基础型实验教学体系。适用于全体本科生，特别是针对基础相对薄弱，动手能力不强的学生。基础型实验，是让学生掌握基本的实验理论和实验方法，要求学生掌握基本的物理测量方法，基本实验仪器的使用，多种试验数据的处理以及误差分析的方法，达到培养学生基本实验技能的目的。让学生了解实验设备原理，掌握实验操作方法，主要包括基础测量性实验、验证研究性实验等。第一层次对学生要求较低。可以使刚入学的学生很快地适应基础的大学物理实验。

　　2.第二层次，提高型实验教学体系。适用于实验基础比较好的学生，它不但要求学生综合多科知识和多种实验原理来设计实验方案，还要求学生能运用已有知识去发现、分析和解决问题。对一些比较深奥的物理实验问题，给以更深入的思考。指导教师可以把验证性实验，如测定普郎克常量改造为设计性或复杂的研究性实验等。也可以指导应用性实验设计，如传感器报警器特性的测定等。

　　3.第三层次，创新型实验教学体系。适用于能独立开展科学研究设计性实验的学生。创新型实验主要让学生独立开展科学研究实验，对于不同基础不同专业的学生，选取大学物理实验内容时要具有针对性。这样，对学生科研能力的培养和教师指导能力的提高都有所帮助。创新型实验，教师可以提出研究方向也可以和学生讨论几个实验研究方向，让学生组成兴趣小组，自己设计实验内容，选择实验仪器和方法，在教师指导下进行探索性实验。如可以让学生研究红外线报警器的设计与制作、家用小型太阳能发电系统、踩踏式发电系统的开发等。

　　（四）物理实验中要渗入现代科技前沿项目

　　充分发挥物理实验在现代科技中的重要作用。因此要有机地将现代科技前沿与物理实验课程的教学融合在一起，让学生参与到科研项目的模拟中，注重学生理论能力和应用能力的培养。有条件的院校可以增设如低温超导测量、液晶和光纤技术、太阳能发电等实验课程。这些实验课程，不仅培养了学生对大学物理实验的兴趣，而且增强了学生适应科技发展的能力，真正做到了与时俱进。大学物理实验课程内容贴近科技前沿的同时，最好还要能贴近人们的生活。物理与人们的日常生活和生产实际紧密相关，大学物理实验教学与日常生产、生活相结合，更能激发学生学习的兴趣，提高学生应用大学物理实验知识分析和解决实际问题的能力。条件一般的院校可以开展计算机仿真实验，开发多媒体实验教学软件。使用仿真和多媒体课件，可以使学生观察到一些动手做的实验观察不到的现象，激发了学生实验的兴趣，也提高学生实际动手能力，而且对于难做的实验，可以重复进行，这样不仅方便了教师的讲解，也使学生达到了更深刻的理解，同时也杜绝了学生的盲目操作，损坏仪器的机率几乎为零。

　　三、结束语

　　物理实验的改革创新是一个长期的、艰巨的系统工程，需要我们构建完善实验改革创新管理体系，在原有大学物理实验教学管理系统基础上，研发综合设计创新实验管理系统，成绩管理功能模块体系和现代科技前沿相接轨的创新性物理实验体系。同时也要从完善科学合理的考核体系等方面来加强大学物理实验教学的有效性。通过改革实验教学体系,从而提高教学质量和教学效果，使不同层次学生通过不同实验教学体系，提高动手能力、操作能力。把实验教学作为提高教学质量，培养创新型应用人才的基础性工作，把实验室作为校内理工科学生基本实践能力和创新能力培养的主要基地。学生通过亲自动手操作，从快乐中学习掌握了物理知识。因此，使学生具有初步进行综合科学实验的能力或更深层次的发明创造能力是我们教学改革的目的。

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