大学物理实验教学的现状与教学改革的探究

大学物理实验教学的现状与教学改革的探究

发表时间：2020-03-11T17:08:49.370Z 来源：《建设者》2019年21期作者：潘多荣

[导读] 目前我国大学物理实验教学更加注重学生的素质教育，要求发挥学生的主体作用，通过灵活多变的实验教学来引导学生进行思考，培养学生研究创新能力和实际操作动手能力。

兰州理工大学技术工程学院甘肃省兰州市 730050

摘要：目前我国大学物理实验教学更加注重学生的素质教育，要求发挥学生的主体作用，通过灵活多变的实验教学来引导学生进行思考，培养学生研究创新能力和实际操作动手能力。这就需要进行大学物理实验教学方法的改革，提高实验教学的科技性、创新性和实用性，激发学生的学习研究兴趣，实现大学物理实验教学目标。

关键词：大学物理；实验教学；现状与改革

大学物理的教学中分为理论部分和实验部分，然而在大学物理的教学过程中，实验教学部分往往是被老师和学生忽略或者不被重视的一部分。大学物理实验是非常基础的一门实验课程，它是连接理论教学中的感性认知到可触摸的实际实验可操控的科学知识的桥梁。然而，就目前大学物理实验现状来说，实验教学过程中存在着种种弊端。

1 大学物理实验教学的现状

相比于基础物理学，大学物理课程虽然做了简化，却依然包括力学、热学、电磁学、光学和原子物理学部分。同时，对应的大学物理学实验也相应简单了许多。换句话说，大学物理的课程是经典物理学的简化版本。经典物理学的发展将近经历了三四个世纪，可以说是一个比较古老的科学，目前已经发展成为比较完备的物理学。相应的物理学实验经历了几个时间的不断验证、检验、修正和发展，同时在社会各个领域中都有着广泛和非常重要的应用，已经逐渐成为相当完备的实验。因此，老师和学生在大学物理实验的教学和学习过程中，在很大程度上是不断地重复和验证教材上已有的定理和定律。学生在学习过程中难免会感觉枯燥和没有挑战性。这是目前大学物理实验教学过程中一直存在的普遍现象。

大学物理实验教学过程中主要分为三个步骤 : ①老师对理论知识的讲解; ②学生到实验室动手操作; ③学生观察实验，记录数据和对数据进行处理。在这三个步骤中也存在一些问题。首先，在第一步中实验理论的教学与实验室分离的。老师在教室中讲述实验的基本理论知识，而做实验则是在另一个时间和另一个地点做实验，并且中间有一段时间间隔，同时，老师在实验理论知识的讲述过程中很少与学生有互动，这就不免产生实验教学的枯燥无味。其次，学生在进实验室做实验之前并没有认真预习实验，或者并没有完全掌握接下来要做的实验的基本理论知识。这样，在做实验过程中没有清晰的条理，连贯的逻辑思维性，一则瞎摸瞎撞浪费时间，二则很难在规定时间完成实验。第三，在观察实验和记录数据上，学生总是按照现有的模板，思维被规定在老师设定的模式中，难有创新。而在处理数据上，基本的误差处理和误差分析尚且处理不好。

2 大学物理实验教学改革的设想

2.1 慕课模式的学习

学生可以通过在线视频学习实验课程，包括学习实验背景、实验原理、实验内容、实验步骤等，与传统教学模式相比，慕课模式的优点是学习者可以自行选择学习时间及学习地点，同时可以针对不懂的部分有针对性地进行回放学习，直到能够完全看懂、学会为止．这样不仅可以减少教师在课堂的讲授时间，而且能够提升学生在课堂的自信心，提高了学生的学习效果。

视频可选取国内外著名高校的教学视频拼接，也可请有经验的一线教师录制．学生可以借助在线习题进行自测以巩固学习效果、加深理解实验原理．习题及答案由专家及有经验的一线教师拟定并发布．当完成此次课程后可进入在线虚拟课堂与其他在线学习者进行交流互动，在进一步加强对本次课程的理解的同时进行实验内容以及实验方案的讨论，也可将问题以讨论帖的形式挂于虚拟课堂的虚拟“黑板”上，待后来的学习者参与分析与讨论，同时教师定期或不定期上线给予疑难问题的解答与指导。通过这种慕课模式的学习、讨论，学生由被动参与者变成了主动学习者，并且只要有网络的地方，学生可以随时随地学习，解决了课堂教学局限性的问题。

2.2 组织学生实验竞赛，提高实验教学效果

原有的实验教学方式是：教师讲授 + 教师演示 + 学生重复教师的实验。学生在实验过程中的操作能力以及对实验结果进行分析的能力比较薄弱，因此，在不违背教育部制定的《理工科类大学物理实验课

程教学基本要求》前提下，可重新修订实验教学纲要。按照新修订的教学纲要，引进一些与专业结合比较紧密的实验项目，给学生提供一个更为广阔的平台，让学生通过各种手段查阅大量参考资料，综合自己所获得的知识来完成竞赛项目，以便提高学生对物理实验课程的学习兴趣，从而解决教学效果较差等问题。

2.3 革新大学物理实验内容，建立分层次课程体系

目前，在实现教学中呈现出验证性实验过多，内容陈旧，没有依据学生的专业特点、特长爱好开设具有创新性的实验等内容。针对这些情况，应该从现实应用和创新中提取题材，删除简单的验证性、测量性实验，增设物理概念明确、物理意义重大，实验方法、实验技巧突出的实验。采用分层次教学模式建立以基础实验、综合实验、现代技术实验、研究性实验等分层次的课程体系，每一层次为学生提供一系列设计性、探究性的课题实验。在每一个方面重点讲述一两个实验内容，这样就可以使实验有层次进行。例如，在电子示波器的使用实验教学中，可以紧紧地围绕关于波的概念及示波器的使用来进行。

2.4 实验仪器数字化建设

针对有些实验数据量多且无法用笔录进行数据记录，可利用数据采集和传输技术，对实验仪器进行数字化改造，当学生调整好仪器和选择好参量后，学生在做实验时所获得的数据会即时传到教师的监测平台上，教师一旦发现数据错误会立刻提醒学生，要求学生停止实验重新调整实验仪器或修正参量．学生实验完成后在网络平台上下载各自的实验数据进行数据分析，获得实验结果。教师也可以在网络平台上检查每个学生的实验数据，通过比对可发现学生在实验中的各种问题．通过多年的探索和研究，我们完成了波尔共振仪、气体比热容比