大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的論文
一、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)急需改善的問(wèn)題
（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“一灌式教學(xué)”，激發(fā)不了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣
每次上實(shí)驗(yàn)時(shí)老師都要根據(jù)教材講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉襟E、注意事項(xiàng)等，然后學(xué)生照著事先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)，計(jì)算出結(jié)果，就完成了實(shí)驗(yàn)。這種“教師起主導(dǎo)作用的教學(xué)”方式已經(jīng)不能滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴望，束縛了學(xué)生更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的能力，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，不能充分發(fā)揮他們的特長(zhǎng)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)為兩個(gè)學(xué)時(shí)，老師的講解以及示范實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程要占去三分之一時(shí)間,真正留給學(xué)生自己動(dòng)手操作儀器獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)間并不多，因而大部分實(shí)驗(yàn)都要超時(shí)，老師們只得想一些辦法簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題沒時(shí)間思考只得向老師請(qǐng)教，學(xué)生的觀察浮于表面，沒有深入思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，很不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。同時(shí)也抑制了教師去啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生自己解決問(wèn)題的想法，教師則更多是直接幫學(xué)生排除故障，這樣的做法無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維和創(chuàng)新能力。
（二）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備陳舊、老化
某些大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備陳舊、老化。如有的實(shí)驗(yàn)室還在使用老式的電位差計(jì)做實(shí)驗(yàn)，儀器的精度和性能都難以保障，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差很大,不能得到精確數(shù)據(jù)，以至于學(xué)生會(huì)對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性產(chǎn)生懷疑，對(duì)以后的科研工作產(chǎn)生不良的影響。部分普通高校由于經(jīng)費(fèi)欠缺導(dǎo)致大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的資源配置難以達(dá)到現(xiàn)代高科技物理實(shí)驗(yàn)室的要求。另一方面，有的高校在購(gòu)進(jìn)新儀器時(shí)追求“現(xiàn)代化”、“先進(jìn)化”，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟操作簡(jiǎn)化，非常不利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。而且實(shí)驗(yàn)儀器種類雜亂，質(zhì)量良莠不齊，假冒偽劣儀器時(shí)有出現(xiàn),從而對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量帶來(lái)不利影響。
（三）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)未接軌
受我國(guó)現(xiàn)行高考制度的影響，高考只注重書面表達(dá)能力而不鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，使剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生缺乏動(dòng)手創(chuàng)新能力。有的高中一味追求分?jǐn)?shù),只講考試大綱要求的課題，而對(duì)更多可以提高學(xué)生能力的實(shí)驗(yàn)棄之不顧，進(jìn)行機(jī)械式教育。受實(shí)驗(yàn)條件的影響，特別是農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)高中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，實(shí)驗(yàn)室不足，實(shí)驗(yàn)器材缺乏，高中生很少有機(jī)會(huì)親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致到大學(xué)后，只知道實(shí)驗(yàn)原理而不會(huì)實(shí)際操作，使學(xué)生在做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)非常吃力，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)了。
（四）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)與當(dāng)代科學(xué)發(fā)展熱點(diǎn)有關(guān)的綜合型、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)合的較少
在現(xiàn)代自然科學(xué)體系中，多學(xué)科相互滲透，相互結(jié)合是必然趨勢(shì)，而現(xiàn)在單一的力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已無(wú)法滿足培養(yǎng)優(yōu)秀大學(xué)生所需的條件，也無(wú)法培養(yǎng)社會(huì)急需的高精尖人才。
二、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的改革
（一）大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中常常以教師為主
針對(duì)以教師為主體的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，我們的改進(jìn)方法是，以學(xué)生為主體，教師為輔助。學(xué)生自己課前預(yù)習(xí)，自己查找資料，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的基本操作，課堂上老師補(bǔ)充學(xué)生自學(xué)的不足。然后學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，在輕松自由的氛圍內(nèi)學(xué)到了知識(shí)，這完全打破了傳統(tǒng)教育對(duì)學(xué)生的束縛。教師要進(jìn)行啟發(fā)式的指導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束前教師檢查學(xué)生的原始數(shù)據(jù)記錄單，合格后簽字。實(shí)驗(yàn)課后，教師按時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、數(shù)據(jù)處理結(jié)果，把結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生。為了強(qiáng)化學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)觀念，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣，我們可以組織學(xué)生根據(jù)已有儀器自己改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。例如，做剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律的研究實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生把用秒表記錄時(shí)間改為用光電記數(shù)器記錄時(shí)間，這樣不但使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確而且也激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足的問(wèn)題，我們可以在平時(shí)沒有實(shí)驗(yàn)課時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生提前預(yù)做實(shí)驗(yàn)或把兩課時(shí)實(shí)驗(yàn)改為四課時(shí)，同時(shí)增加實(shí)驗(yàn)人數(shù)。也可以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣小組，利用創(chuàng)新學(xué)分等辦法讓學(xué)生主動(dòng)利用節(jié)假日或晚上時(shí)間，以學(xué)習(xí)的基本知識(shí)和基本方法為基礎(chǔ)，搞一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了動(dòng)手能力，也培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考分析的能力。
（二）有效地利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備
各高校應(yīng)經(jīng)常檢查、維修和定期更新，建立物理室5S管理。在資金有限的情況下盡可能為學(xué)生提供更新更好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，與時(shí)俱進(jìn)，使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)。選購(gòu)實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)不僅要考察儀器的質(zhì)量，而且還要考慮所進(jìn)儀器應(yīng)充分發(fā)揮它的.用處，使它能更好地為學(xué)生服務(wù)，做到一器多用，使儀器達(dá)到物美價(jià)廉，而且能與學(xué)生更好地合作，達(dá)到雙贏的效果。
（三）分層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
1.第一層次，基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。適用于全體本科生，特別是針對(duì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，動(dòng)手能力不強(qiáng)的學(xué)生。基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)方法，要求學(xué)生掌握基本的物理測(cè)量方法，基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用，多種試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及誤差分析的方法，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的目的。讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備原理，掌握實(shí)驗(yàn)操作方法，主要包括基礎(chǔ)測(cè)量性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證研究性實(shí)驗(yàn)等。第一層次對(duì)學(xué)生要求較低。可以使剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生很快地適應(yīng)基礎(chǔ)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)。
2.第二層次，提高型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。適用于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生，它不但要求學(xué)生綜合多科知識(shí)和多種實(shí)驗(yàn)原理來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，還要求學(xué)生能運(yùn)用已有知識(shí)去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題。對(duì)一些比較深?yuàn)W的物理實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，給以更深入的思考。指導(dǎo)教師可以把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如測(cè)定普郎克常量改造為設(shè)計(jì)性或復(fù)雜的研究性實(shí)驗(yàn)等。也可以指導(dǎo)應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如傳感器報(bào)警器特性的測(cè)定等。
3.第三層次，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。適用于能獨(dú)立開展科學(xué)研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)，對(duì)于不同基礎(chǔ)不同專業(yè)的學(xué)生，選取大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)要具有針對(duì)性。這樣，對(duì)學(xué)生科研能力的培養(yǎng)和教師指導(dǎo)能力的提高都有所幫助。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，教師可以提出研究方向也可以和學(xué)生討論幾個(gè)實(shí)驗(yàn)研究方向，讓學(xué)生組成興趣小組，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，選擇實(shí)驗(yàn)儀器和方法，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)。如可以讓學(xué)生研究紅外線報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作、家用小型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、踩踏式發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)等。
（四）物理實(shí)驗(yàn)中要滲入現(xiàn)代科技前沿項(xiàng)目
充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代科技中的重要作用。因此要有機(jī)地將現(xiàn)代科技前沿與物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)融合在一起，讓學(xué)生參與到科研項(xiàng)目的模擬中，注重學(xué)生理論能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。有條件的院校可以增設(shè)如低溫超導(dǎo)測(cè)量、液晶和光纖技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電等實(shí)驗(yàn)課程。這些實(shí)驗(yàn)課程，不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，而且增強(qiáng)了學(xué)生適應(yīng)科技發(fā)展的能力，真正做到了與時(shí)俱進(jìn)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容貼近科技前沿的同時(shí)，最好還要能貼近人們的生活。物理與人們的日常生活和生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與日常生產(chǎn)、生活相結(jié)合，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)生應(yīng)用大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。條件一般的院校可以開展計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，開發(fā)多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。使用仿真和多媒體課件，可以使學(xué)生觀察到一些動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)觀察不到的現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，也提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，而且對(duì)于難做的實(shí)驗(yàn)，可以重復(fù)進(jìn)行，這樣不僅方便了教師的講解，也使學(xué)生達(dá)到了更深刻的理解，同時(shí)也杜絕了學(xué)生的盲目操作，損壞儀器的機(jī)率幾乎為零。
三、結(jié)束語(yǔ)
物理實(shí)驗(yàn)的改革創(chuàng)新是一個(gè)長(zhǎng)期的、艱巨的系統(tǒng)工程，需要我們構(gòu)建完善實(shí)驗(yàn)改革創(chuàng)新管理體系，在原有大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，研發(fā)綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，成績(jī)管理功能模塊體系和現(xiàn)代科技前沿相接軌的創(chuàng)新性物理實(shí)驗(yàn)體系。同時(shí)也要從完善科學(xué)合理的考核體系等方面來(lái)加強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，使不同層次學(xué)生通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提高動(dòng)手能力、操作能力。把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的基礎(chǔ)性工作，把實(shí)驗(yàn)室作為校內(nèi)理工科學(xué)生基本實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要基地。學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手操作，從快樂(lè)中學(xué)習(xí)掌握了物理知識(shí)。因此，使學(xué)生具有初步進(jìn)行綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力或更深層次的發(fā)明創(chuàng)造能力是我們教學(xué)改革的目的。
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