第２ｌ卷第１期 ２０１ ４年２月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 东莞理工学院学报 Ｖ０１．２１ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２０１４ 现行大学物理实验教学的改革与创新 吴丰 （华南师范大学物理与电信工程学院，广州５１０００６） 摘要：从教学内容、教学方式以及考核体系三个层面，指出现行大学物理实验教学中存在的一些问题 并提出了相应的改革方法． 关键词：大学物理实验教学；存在问题；改革 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—０３１２（２０１４）ｏｌ一０ｌ１６—０５ 大学物理实验课程是高校学生必修的一门基础课程，是高校理工科教学体系的一个重要组成部分。 它是学生接受系统实验方法和实验技‘ＨｍＥＪＩ［练的一个开端，其开设意义在于培养学生的观察能力、实践能 力、理论联系实际的能力、分析和解决问题的能力、创新能力，进一步培养学生开展科研工作的素 质。作为一门具有特殊意义的课程，大学物理实验的教学应当与时俱进、不断创新，以适应新时代对于 人才培养的需求…。 １ 现行大学物理实验教学的存在问题 １．１ 教学内容层面 １．１．１ 教材的编写过于详细 大多数实验教材的编写从实验目的、实验原理、仪器装置、实验步骤到数据处理都十分详细，学生 仅仅需要按照教材内容，一步步进行机械式的操作，再抄写教材中的数据表格，填写实验数据，便可以 完成实验 ｊ。学生对教材产生了极大的依赖心理，也降低了学生预习实验的积极性。教材编写得十分 详细虽然极大地缩短了实验所需的时间，但严重弱化了学生思考问题的过程，对于学生的观察能力、思 维能力以及创新能力的培养是非常不利的，这将与大学物理实验教学课程开设的目的相背离。 １．１．２教学内容多为验证性实验 教材中的实验项目多数是验证性实验，学生仅仅是根据教材和教师的指导，机械式地完成实验，抑 制了学生探索未知、勇于创新的精神，难以激发学生的学习兴趣。而设计性、综合性实验内容较少，这 将不利于学生思维能力以及创新能力的培养。 １．１．３教学内容模块化现象严重 大多数教材将实验项目划分为力、热、光、电等模块，将同一模块的实验安排在同一时间段内进 行。单纯涵盖一个模块的实验知识含量小，忽视了各模块之间的兼容互补性，且将不利于学生认识到各 个知识模块之间的联系以及学生对整个物理知识体系的掌握。 １。２教学方式层面 １．２．１ “以教师为中心”的教学方式 现行大学物理实验的教学方式多数“以教师为中心”，即在课程前面的时段，教师向学生介绍实验 目的，讲解实验原理、实验步骤以及注意事项，然后再由学生进行实验。在讲解过程中，教师一般会将 学生常犯的错误以及难点都告诉学生，因此学生经常可以较为顺利地完成实验，得到实验结果 。但 这样的教学方式忽视了教学活动中学生的主体地位难以调动学生学生的主动性和积极性，使学生极易产 收稿日期：２０１３—０９—２８ 作者简介：吴丰（１９９２一），男，广东汕头人，主要从事ＭＡＴＬＡＢ在物理学中的应用研究。 第１期 吴丰：现行大学物理实验教学的改革与创新 １ １７ 生依赖教师的心理，处于被动的学习状态，不重视实验预习甚至完全不进行预习。这将极不利于培养学 生的自学能力、实践能力、分析与解决问题的能力以及创新能力。此外，这种教学方式还使实验程序 化、呆板化，大大降低了物理实验的趣味性，从而降低了学生的学习兴趣。 １．２．２教学方式较为单一、落后 现行大学物理实验的教学方式较为单一ｌ５ Ｊ，基本上只采取现场实物实验法与讲授法，很少采用其 他的教学方法，也很少利用多媒体计算机进行实验展示，网络实验室仿真实验，网络资源下载等辅助手 段。有些对于学生来说非常陌生或者仪器操作难度较大的实验项目的教学，如示波器的使用、分光计的 调节等，单纯通过实物实验法与讲授法是较难保证教学效果的，而且还有可能造成仪器的损坏。 １．３考核体系层面 １．３．１ 考核的形式较少 现行大学物理实验的考核形式较少，一般为出勤、实验报告、期末考试三者相结合 Ｊ，忽视了实 验预习的过程一级实验操作的过程。这将降低学生进行实验预习的积极性，且不利于培养学生的实践能 力，对学生的评价也不够全面。 １．３．２操作考试中所涵盖的实验数量较少 在现行大学物理实验操作考试的考核中，通常情况下仅包括１到２个实验，这容易造成评价偶然误 差，且不能全面地评价学生。 １．３．３理论考试题目较为死板，深度较浅 在现行大学物理实验理论考试中，题目几乎全部来源于教材，选择题、填空题所占的比重较大，开 放题所占的比重很小，难以对学生分析与解决问题的能力以及创新能力做出较好的评估。 １．３．４过于重视实验结果，轻视实验过程 有的教师在对学生的实验报告以及操作考试试卷进行评分的过程中，过分看重实验结果与标准答案 的吻合程度，而轻视了实验的过程。实验结果与标准答案的很好吻合，是需要一定的实验条件的，并非 只要学生合理操作便能做到。仅根据实验结果给出成绩是片面的、不合理的。而实验过程是物理实验的 核心部分，对学生分析与解决问题的能力、实践能力以及创新能力的培养有很重要的意义。 ２现行大学物理实验教学改革初探 ２．１ 教学内容改革 ２．１．１ 教材编写简单化、省略化 教材在叙述实验原理、实验步骤以及数据记录和处理的内容时，可以有意将部分内容简化或者删 除，提出相应的问题引导学生进行思考，或者可以附上相关参考文献、书籍或者网址让学生通过查阅资 料获取与实验相关的信息。这样不仅能提高学生进行实验预习的积极性，而且有利于培养学生分析与解 决问题的能力。 ２．１．２建立四层次实验教学内容体系 教材中实验项目的分类不再死板地划分为力、热、光、电等模块 ，而是以实验项目的综合难度 为分类标准，将实验项目分为四个层次：基础性实验、验证性实验、综合性实验以及设计性实验。遵循 教学原则中的有序性原则，首先开设基础性实验，再分别开设验证性、综合性以及设计性实验，难度逐 步提升，将有利于学生掌握系统的科学知识。 １）基础性实验。即一些常用基本仪器的使用实验，如游标卡尺测量物体长度，螺旋测微计测量细 小物体厚度，电子天平的正确实验，电流表、电压表、微安表的正确使用等简单实验。由于基础性实验 比较简单，没有太多的教学难点，因此教学周数不需太长，一般可以控制在几个教学周之内。（要结合 高校实验室的实际情况）开设这类实验的目的是为了使学生在实验课程的开始阶段对这些基本仪器有 初步的了解，懂得如何进行正确操作，为后续实验课程的开展做一定的知识储备。开设基础性实验，不 仅对于在中学阶段几乎没有进行过物理实验的学生，动手能力有一定的提高，而且还能从一定程度上减 少后续课程中实验设备的损坏。 １１８ 东莞理工学院学报 ２）验证性实验。即对基本物理规律进行验证的实验，如不良导体热导率的测定，薄透镜焦距的测 量等实验。开设这类实验的目的是加深对基本物理规律的理解，让学生学习和掌握基本物理量的测量方 法，仪器的基本调节与使用，逐步提高学生分析和处理实验数据的能力，实验报告书写的规范性。 ３）综合性实验。即结合了多方面的理论知识的实验，如声速测定，传感器实验等实验。这类实验 的开设有利于开阔学生的眼界，活跃学生的物理思想以及提高学生综合应用多种实验技术、实验方法的 能力。 ４）设计性实验。即学生小组自己设定一个小课题并通过实验来完成课题，其中教师仅担任实验思 路的指导工作以及实验设备的管理工作。这一类型的实验能有效地训练学生对所学知识的综合思考运 用，培养学生的自主实践能力以及创新意识。 ２．１．３适当增添新的实验和综合性实验 适当增添符合当代科技发展水平的实验项目，让学生体会到科技是在不断前进的，并且开阔了学生 的眼界，获取更新的物理知识。 适当削减验证性实验，增添综合性较强的实验，更有利于学生掌握整个物理知识体系以及实验能力 的培养。 ２．１．４适当增加“多法测一量”的实验项目 即运用多种实验方法，测量同一物理量的实验项目。如用伸长法与简谐振动法测量弹簧的劲度系数 等实验。通过这类实验，学生可以认识到测量物理量方法的多样性，并通过实验操作的繁简，实验数据 处理过程的繁简以及实验结果的精确度等的对比，可以体会到各种不同方法的优缺点。这将有利于开阔 学生的视野以及培养学生的思维发散能力。 ２．２教学方式改革 ２．２．１ 采用“启发式”的教学方式 遵循启发创造的教学原则，将有利于调动学生学习的积极性和自觉性，激发他们的创造性思维，从 而使学生在融会贯通地掌握知识的同时，充分发展自己的创造性能力与创造性人格。 教师在实验教学中不应当处于中心地位，而应当处于引导地位。在教学过程中，教师应当引导学生 充分理解实验原理，引导学生按科学的实验方法进行实验，引导学生解决在实验过程中所遇到的问题。 教师应当鼓励学生提出问题，激发学生的求知欲望，并耐心引导学生解决问题。学生在提出问题、 解决问题的过程中，思维得到了极大地发展。 ２．２．２采用多元化的教学方式 除了实物实验法以及讲授法之外，在教学中还可以加入提问法，讨论法等教学方式。针对大多数学 生课前预习情况较差的现状，教师可以采用提问法，在实验开始之前对学生进行抽查提问，甚至可以让 学生上台讲解他对这个实验的理解，活跃课堂气氛，提高学生预习实验的积极性。对于一些教学难点， 教师可以向学生提出问题，并让学生进行思考与讨论，由学生回答后再进行必要的讲解。学生的实验报 告，对教师而言是非常好的教学反馈信息。教师可以在每次实验课的开头向同学陈述上次实验报告的批 改情况，并指出其中存在的突出问题，进行点评和指导。 ２．２．３现代化技术辅助教学¨卜伦 教师可以针对每个实验制作教学ＰＰＴ或者在网络上下载有助于理解该实验的资料等，辅助课堂的 教学或者让学生在课后进行下载学习。 在有些对于学生来说非常陌生或者仪器操作难度较大的实验项目的教学中，如示波器的使用、分光 计的调节等，教师在学生开始做正式实验之前可以利用多媒体计算机播放实验演示视频片段，或者让学 生先在网络实验室进行仿真实验，或者让学生利用网络资源下载有关资料，以提高教学效果。但需要注 意的是，实验室仿真实验并不能取代实物实验，学生的动手能力需要在真实的实物操作中得到提高。 鼓励学生在处理数据以及绘图时使用计算机软件（如Ｍａｔｌａｂ，Ｅｘｃｅｌ等）。运用这些软件，可以在 短时间内分析和处理大量数据，可以解决手工作图所不能解决的非线性问题，而且绘制的图线更加准 确。 ２．３ 考核体系改革 第１期 吴丰：现行大学物理实验教学的改革与创新 １ １９ ２．３．１ 摈弃“以实验结果为标准”的评分原则 在实验报告和期末理论考试的评价中，不再以实验结果为标准，而是以学生发现问题、思考并解决 问题为标准。 ２．３．２采用多形式结合的考核体系 在实验考核体系中，除了传统的出勤、预习报告和期末操作与理论外，还可以根据实际情况适当增 加下列一个或几个考核形式。 １）预习情况。通过课前提问，对学生的预习情况进行判定，并进行给分，占总成绩的一定比例。 ２）期末口试。在期末考试中，除了操作考试和理论考试，还可以增加期末口试，即学生面对某个 实验仪器，在限定的时问（较为充裕）内向教师讲述仪器基本构造，操作方法，以及可以测量哪些物 理量等，在讲述中允许手动操作仪器。在理论考试中，学生仅仅面对着试卷，对试卷中提到的某个实验 仪器并没有直观感受，而且不能手动去操作仪器。而采用口试，可以很好地解决这个问题。 一３）学生讲课。在临近期末考试时，教师可以给每一位学生分配一个实验项目进行讲解，让他们有 定的时间准备，在考试前一周完成教学课件并向全班同学进行讲解。为了做好讲解，学生必须完整掌 握好某个实验项目，这将有利于提高学生分析与解决问题的能力，而且经过讲解，等于给全体学生做了 考前的复习工作。然后教师根据学生的讲解情况给分。 ２．３．３操作考试中采取“多实验，小环节”方法 操作考试涉及较多的实验项目，每个实验项目做比较核心的小环节。这样将有利于比较全面地评价 学生的实践能力，减小评价偶然误差。而且考试涉及的实验项目多，学生也将予以一定重视，会比较全 面地进行复习。 ２．３．４适当延长理论考试时间，提高深度 适当延长理论考试的时间，减小试题中选择题、填空题的比例，增大开放题的比例，提高题目的深 度。开放题可以涉及到新实验的设计，实验原理的完整表述，在某个实验中遇到遇到某个问题时应当如 何处理等。 ３ 结语 大学物理实验教学改革是一项长期的系统工程，需要在观念意识、实验设备、教学内容、教学方 式、考核体系等层面进行不断探索，才能得到进步的源动力，最终形成有效、合理、科学的教学体系， 而且应当结合各高校的实际情况，进行正确合理的改革。 参考文献 张敏，何龙庆，张波．大学物理实验教学改革的研究［Ｊ］．大学物理实验，２００９，２２（１）：１００—１０２． 蒋晓龙，姚义俊．大学物理实验教学改革探讨［Ｊ］．实验技术与管理，２００９，２６（４）：２１４—２１６． 邓晓冉，杨帅．浅谈大学物理实验教学改革［Ｊ］．大学物理实验，２００９，２２（１）：１１ｌ一１１３． 张勇，邢红宏．大学物理实验教学的现状与对策［Ｊ］．中国现代教育装备，２００９（１）：８９—９１． 梅孝安，苏卡林，周菊林，等．大学物理实验教学创新改革研究［Ｊ］．大众科技，２００９，７（２）：１７５—１７６． 刘鹏．大学物理实验研究综述［Ｊ］．赤峰学院学报：自然科学版，２０１２，２８（２１）：ｌ９—２１． 王利霞．大学物理实验教学改革与探索［Ｊ］．实验科学与技术，２００９，７（４）：６９—７１． 刘名扬，王麒麟．大学物理实验教学改革及成效［Ｊ］．实验室研究与探索，２００９，２８（７）：１３８—１４０． 朱二旷，王锁明．浅谈大学物理实验教学改革［Ｊ］．中国电力教育，２００９（１）：１４４—１４５． 冯元新，阮世平，李祖章，等．大学物理实验教学与考核办法改革［Ｊ］．浙江科技学院学报，２００９，２１（１）：６６—６８． 吴利华．Ｍａｔｌａｂ在大学物理实验教学中的应用［Ｊ］．实验科学与技术，２００９，７（２）：１０１—１０３． 谢莉沙，肖苏，邓小玖．大学物理实验教学的思考与实践［Ｊ］．合肥工业大学学报：社会科学版，２００９，２３（１）：２１—２２ ｌ２Ｏ 东莞理．Ｙ－学院学报 ２０１４矩 Ｔｈｅ Ｒｅｆｏｒｍ ａｎｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ＷＵ Ｆｅｎｇ （Ｔｈｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｏｍｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｐｒｏｂｌｅｍｓ；ｒｅｆｏｒｍ
