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大學(xué)物理實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新的論文
摘要：基于對當(dāng)前大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的不足，提出幾點關(guān)于大學(xué)物理實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新的構(gòu)想。靈活的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式、多樣的實驗考核評價機制、參與校際間的實驗競賽，以及鼓勵學(xué)生主持或參與大學(xué)生實驗創(chuàng)新項目，將有助于提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗學(xué)習(xí)的興趣。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實驗；實驗教學(xué)改革；實驗?zāi)Ｊ絼?chuàng)新
基礎(chǔ)物理學(xué)歷經(jīng)三四個世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)完備的學(xué)科�；A(chǔ)物理學(xué)中的知識也已經(jīng)運用到人們生活中的方方面面。相比于基礎(chǔ)物理學(xué)，大學(xué)物理課程則做了相當(dāng)多的簡化。對于工科這些非物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，大學(xué)物理作為公共基礎(chǔ)課程，課程的簡化是合理的，為學(xué)生學(xué)習(xí)其本專業(yè)的課程節(jié)省了更多的時間。物理學(xué)有理論物理學(xué)和實驗物理學(xué)。同樣，大學(xué)物理的教學(xué)過程中也分為理論講授和實驗教學(xué)兩部分。實驗是一門非常重要而且是必須需要掌握的科學(xué)，然而在大學(xué)物理的教學(xué)過程中，實驗教學(xué)部分通常是被老師和學(xué)生忽略的一部分。大學(xué)物理實驗是非常基礎(chǔ)的一門實驗課程，它是連接理論教學(xué)過程中學(xué)生對理論知識的感性認(rèn)知到實際可操控的實驗科學(xué)知識的橋梁[1－2]。更深層次的科學(xué)研究也分理論研究和實驗探索，而大學(xué)物理實驗是將來更深層次實驗研究的基礎(chǔ)。筆者結(jié)合近一年來對大學(xué)物理課程的講授與大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)過程中所遇到的問題，以及課下與學(xué)生的交流、探討、思考，提出幾點關(guān)于大學(xué)物理實驗改革與創(chuàng)新的構(gòu)想。
1大學(xué)物理課程與實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
1.1理論與實驗的脫節(jié)
目前，大學(xué)物理的理論講授和實驗教學(xué)是分開，而且理論授課的老師和實驗教學(xué)的老師是不同的老師。理論授課老師在課堂上把相關(guān)知識講授完，學(xué)生再去實驗室由實驗老師指導(dǎo)實驗的完成，而且期間相隔了很久。這會出現(xiàn)兩方面的問題：其一，理論講授與實驗教學(xué)的脫節(jié)，學(xué)生在做實驗時，實驗老師不能很好掌握學(xué)生對理論知識的掌握程度，導(dǎo)致實驗老師在講授實驗知識時沒有針對性和側(cè)重點。其二，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)與實驗操作時間的脫節(jié)，實驗課的安排通常要比理論課程的講授晚上幾周，這就導(dǎo)致學(xué)生不能及時把學(xué)到的知識加以運用，實驗教學(xué)的學(xué)習(xí)效率將大大折扣。
1.2實驗課程的機械重復(fù)
目前在大學(xué)物理實驗的教學(xué)和實踐過程中，很大程度上是不斷地機械地重復(fù)和驗證已有的定理和定律，加上實驗老師在講述實驗原理的千篇一律，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會覺得枯燥無味。實驗儀器的老化和數(shù)量不足，也會使學(xué)生對實驗不感興趣。在實驗數(shù)據(jù)的處理上，有統(tǒng)一印制好的實驗報告，千篇一律的固定格式。學(xué)生把相關(guān)實驗內(nèi)容抄進去，記錄數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、誤差分析。而老師也是機械地批改，對于實驗?zāi)壳按嬖诘牟蛔�、有哪些需要改進的地方等卻很少也學(xué)生交流。這將嚴(yán)重影響學(xué)生對實驗的興趣。
1.3教師對實驗的不重視
筆者了解到，老師對大學(xué)物理實驗教學(xué)不夠重視。老師在實驗室講授完實驗原理后，學(xué)生開始自己動手做實驗�；旧鲜抢蠋熤v老師的，學(xué)生做學(xué)生的，之間沒有互動。至于為什么做這個實驗、誰發(fā)明的這個實驗、這個實驗現(xiàn)在在哪些方面有著重要的應(yīng)用等老師很少涉及。學(xué)生不知道為什么做這個實驗，只是為了學(xué)分而學(xué)，學(xué)生對實驗的興趣也就可想而知。
2大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的構(gòu)想
如何有效地提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗學(xué)習(xí)的興趣以及加強對大學(xué)物理實驗教學(xué)的重視是目前大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中需要解決的問題。筆者結(jié)合在大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中所遇到的問題和從學(xué)生那里得到的反饋信息，談幾點對大學(xué)物理實驗教學(xué)模式改革的幾點構(gòu)想。
2.1大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的改革
如何調(diào)動學(xué)生對大學(xué)物理實驗的興趣，首先要從根本上著手。大學(xué)物理的理論和實驗是有區(qū)別而又密不可分的。有時理論走在了實驗的前面，通過實驗來證實理論的正確性；有時實驗走在了理論的前面，通過理論分析實驗現(xiàn)象，進而形成理論定理定律。大學(xué)物理實驗教學(xué)可以從根源上著手，從實驗的歷史背景做簡潔的介紹，比如，物理學(xué)中哪個物理學(xué)家第一次做了這個實驗、期間遇到了哪些困難、初期得到了什么結(jié)果、后來哪些物理學(xué)家對該實驗做了修正、最終得到了我們書本上以該物理學(xué)家命名的定理，以及該實驗原理在我們的生活中有哪些重要的應(yīng)用。老師在講授實驗之前應(yīng)該簡明扼要的把該實驗的歷史背景、發(fā)展歷程、和實驗背后的物理學(xué)家小故事介紹一下，這樣學(xué)生首先對該實驗有個初步的認(rèn)識，也會引起學(xué)生想自己動手證實一下這個實驗的興趣。更重要的是物理學(xué)家的名人小故事對學(xué)生也是一種激勵作用。此外，目前大學(xué)物理實驗教學(xué)的模式是理論講授與實驗教學(xué)是分開的，可以把與實驗相關(guān)的理論知識帶到實驗室去講授，老師講授完理論的基本原理后學(xué)生開始做實驗。整個實驗過程應(yīng)該以學(xué)生為主，實驗過程中遇到問題，老師應(yīng)該作為指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自己解決問題，分析問題產(chǎn)生的原因。實驗完成后，處理實驗數(shù)據(jù)和實驗報告后，讓學(xué)生對實驗的過程做一個簡短總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行改進和創(chuàng)新。
2.2靈活的實驗考核機制
實驗報告不應(yīng)該是實驗考核的唯一標(biāo)準(zhǔn)。目前的實驗報告是統(tǒng)一印刷制訂的，學(xué)生的實驗報告也是千篇一律。筆者在批改實驗報告過程中，發(fā)現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)有雷同的成分，至于某些學(xué)生是否真正掌握實驗的原理、操作、數(shù)據(jù)分析就不得而知�？梢酝ㄟ^對學(xué)生進行分組來避免該問題的產(chǎn)生，讓每個學(xué)生都有獨立完成實驗的機會。每次實驗中對組員中的成員進行分工，負(fù)責(zé)實驗過程中的某項事情，也能培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力。此外，鼓勵學(xué)生自制實驗儀器來完成要做的實驗，用最簡單的實驗儀器來驗證大學(xué)物理中的定理定律。一方面，能激發(fā)學(xué)生的興趣，鍛煉學(xué)生自己動手自制實驗儀器的能力，另一方面，也能促使學(xué)生把學(xué)到的理論知識加以運用，學(xué)生在學(xué)理論知識的時候就不會覺得枯燥，學(xué)習(xí)效率也能提高。對于這部分學(xué)生，考核機制應(yīng)區(qū)別對待和加以鼓勵。實驗競賽也是一條激發(fā)學(xué)生對大學(xué)物理實驗產(chǎn)生濃厚興趣的有效途徑。筆者了解到每年不同省份的學(xué)校都會舉行大學(xué)物理方面的實驗競賽。參加這種比賽的經(jīng)歷對學(xué)生在以后的繼續(xù)深造中會有很大的幫助，讓學(xué)生了解到實驗物理學(xué)的初步認(rèn)知，也提高了學(xué)生對實驗的興趣。
2.3大學(xué)生實驗創(chuàng)新項目的參與
目前，學(xué)校鼓勵學(xué)生參與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動和實驗創(chuàng)新項目的政策越來越多，越來越多的學(xué)生也在積極的參與其中。通過實施大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目，能促進教育思想觀念轉(zhuǎn)變，改革人才培養(yǎng)模式，強化創(chuàng)新能力訓(xùn)練，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終的目的是為國家建設(shè)培養(yǎng)高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。然而創(chuàng)新是需要有基礎(chǔ)的，大學(xué)期間的基礎(chǔ)物理實驗課程正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。拋開基礎(chǔ)創(chuàng)新也就成了無源之水和無本之木。對于理工科的學(xué)生，教師可以指導(dǎo)學(xué)生積極申報學(xué)校的實驗創(chuàng)新項目，比如，一些與大學(xué)物理實驗相關(guān)的簡單的APP開發(fā)應(yīng)用、適用型的專利申請、大學(xué)生電子設(shè)計競賽等項目。創(chuàng)新項目的參與過程不僅能讓學(xué)生靈活運用之前學(xué)到的實驗知識，也能激發(fā)學(xué)生對困難問題的挑戰(zhàn)和問題解決思路的培養(yǎng)。此外，教師在指導(dǎo)過程中應(yīng)該以學(xué)生為項目的主要承擔(dān)著，由學(xué)生自己獨立完成，教師只作為指導(dǎo)者。
3結(jié)論
大學(xué)物理實驗教學(xué)的模式應(yīng)該是靈活的、開放式的，而不是一成不變的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式。應(yīng)該以學(xué)生為主導(dǎo)地位，教師作為指導(dǎo)者應(yīng)該以提高學(xué)生對實驗的興趣為主要目標(biāo)。大學(xué)物理實驗是學(xué)生在大學(xué)中最先接觸的最基礎(chǔ)的實驗，它是讓學(xué)生從之前的理論認(rèn)知走向?qū)ξ锢肀举|(zhì)的探索的重要的一條環(huán)節(jié)，也是學(xué)生在之后大學(xué)學(xué)期期間參與科技實驗創(chuàng)新的基礎(chǔ)，最重要的是為學(xué)生將來在科學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)探索基本物理學(xué)規(guī)律的必須的經(jīng)歷。因此，目前傳統(tǒng)的大學(xué)物理實驗教學(xué)模式是亟待改革和創(chuàng)新的問題。
參考文獻:
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［2］肖立娟.大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與教學(xué)改革的探究[J].大學(xué)物理實驗，2015，28（6）:114-116．
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