大学物理实验教学改革的误区

来源:用户上传      作者:夏炎

　　摘   要：近年来，有些高校为了便于知识点的讲授，将大学物理的实验课与理论课合并授课。这种改革弱化了实验课的地位，使它在学生素质与能力培养方面的作用得不到发挥;同时也降低了理论课对学生创新素质、科学美感的培养作用。针对此问题，阐述了大学物理两课在提高学生素质与能力方面的具体作用，以加深对素质教育的理解;详细分析了实验课与理论课合并授课的弊端，并简要总结了大学物理实验一些正确的教学改革方式。
　　关键词：大学物理  物理实验  教学改革  合并授课
　　中图分类号：O4-33                                文献标识码：A                        文章編号：1674-098X（2019）10（a）-0217-03
　　Abstract：In recent years， a round of teaching reforms spring up， but some reforms lack the understanding of training of innovation quality， and merge the theoretical and experimental courses together for a convenience on knowledge teaching. This kind reforms not only weak the effect of the experimental course on the quality education， but also reduce the effect of the theory course on the students' innovation quality and scientific aesthetic feeling. Based on the above problems， the concrete function of college physics experiment in improving students' quality and ability is expounded， for a better understanding of quality education. The shortcomings of the merged teaching of the theoretical and experimental are analyzed. College physics experiment course needs further reform， to make it truly becomes an independent course with its own teaching concept system and gradual training level for students.
　　Key Words： College physics; Physical experiment; Teaching reform; Merged teaching
　　《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010-2020）》的颁布催生了一批以应用型创新人才培养为目标的教学改革。但是创新素质的培养并不直观，使得不少学校的改革，虽然名义上是以提高素质与能力为目的，但具体实践仅是围绕着知识点的传授进行的，其中最为典型的做法就是把大学物理实验课与理论课合并授课。
　　西南交通大学的做法颇具代表性：理论课涉及到了实验课中的项目，就在理论讲述中较详细地讲解其实验原理，并且讲授了理论知识后及时开设该实验项目[1]。内蒙古工业大学[2]、吉林大学珠海学院[3]也实施了类似的教学改革。还有一些学校也倾向于进行这种做法[4-5]，甚至还有教师认为可以将两门课合并为一门，统一综合评定成绩[6]。
　　合并授课的教学改革具有浅显、易理解的好处：改革后更加利于各个知识点的传授，理论课讲完了，接着就是相关实验，利用实验来验证理论，利于理解理论课的内容;而有了理论课的背景也便于掌握实验原理。另一方面，在大学物理课程普遍得不到重视的背景下，这种改革某种程度上是把两门课合并成了一门课，看似更加节约教学成本，易被教学管理者所采纳。
　　但是这种合并授课的改革实际上并不可取。它的错误之处在于仅仅着眼于物理课知识内容的传授，然而却忽视了大学物理两课对学生素质的培养作用，更没有认识到素质与能力的培养是怎样的过程。下面分这样几部分来论述：首先区分素质、能力与知识的概念，介绍物理实验课程对素质培养的作用;然后说明合并授课的弊端。
　　1  大学物理实验课对素质与能力的培养
　　相对于课程的具体知识来说，素质与能力是较为抽象的概念。加之受高考制度的影响，使得近多年来素质教育虽然被屡屡提倡，但在大部分人的心中仍然较为空泛，不能起重视。然而对于高考之后的高等教育来说，完全是有条件把素质教育落到实处的。但首先要明确什么是素质、什么是能力。
　　1.1 区分素质、能力与专业知识的概念
　　美国国际光电工程学会院士、大恒新纪元科技股份有限公司前董事、前副总裁兼总工程师宋菲君，物理专业出身，长期主持技术创新，多次在不同场合谈到物理课程对人才培养的重要性，曾这样说[7]：“能够掌握四大力学的人，只要下功夫，从事什么职业都会有所建树。物理工作者特别适合于从事高新技术开发，做创新的工作。如果再花力气去熟悉市场和管理，就可以去应聘企业的经理或其他高级管理人员，新技术开发区一些知名的大公司中都有物理工作者在担任重要的职务，包括公司总裁。”他并不是在说物理知识多么重要，那些知识跟市场管理并没有关系，实际上起到作用的是物理课程的学习过程对学生进行了素质培养。 　　可以通过下面的例子来把素质、能力与专业知识的概念具体化。一个物理实验做的出色的人，如果让他去做刑警，他一定会对犯罪现场勘查的认真，对证据证物处理的细心，对线索的分析具有逻辑性。这里的认真、细心就是素质，有逻辑性就是能力。而至于指纹的采集方法等则属于专业知识。
　　子曰：“君子不器.”《易经·系辞》：“形而上者谓道，形而下者谓器。”用刚才的例子来解释：从物理实验培养出认真细心的素质就是形而上;同样是认真和细心，是去做物理实验，还是去做刑警，则为形而下。“君子不器”：素质能力高的人做哪行哪业都可以。
　　1.2 物理实验对素质与能力的培养作用
　　物理实验与各理工科专业的生产实践过程的相近性，使得它成为培养素质与能力的重要课程。物理实验的过程：学习实验原理方案→实验操作与数据处理→实验分析讨论;各专业生产实践的过程：掌握专业理论知识→生产实践→总结问题改进生产。一次物理实验就是一个完整的生产实践过程，而且是創新型人才的生产过程，因为其中包含了实验分析与讨论，对应生产中的总结问题改进生产。
　　物理实验中的每个环节都锻炼着学生生产中所需要的素质与能力，学生通过自己的努力付出把一个个物理实验做得干净漂亮，自身会从中体会到成就感;这一次次成就感的积累，最终形成学生相应素质的提高。学生在毕业之后，所学的具体知识内容可能很快就遗忘了，但在这些物理实验过程中养成的细心、耐心、严谨、做事条理性、反思探究的习惯将有益终身。
　　2  把实验课与理论课合并的不当之处
　　把实验课与理论课进行合并的教学改革，仅仅是看到了知识点传授的方便，对学生的素质培养不仅没有帮助，而且还会有一些负面影响。首先合并授课是历史淘汰的方式;其次合并授课会破坏两课各自的体系性.下面分别进行说明。
　　2.1  合并授课是历史上已经淘汰的授课方式
　　在1986年以前，我国大学物理课程就是合并授课的模式，大学物理只有一门课程，同时包含了理论和实验两个部分。当时的教学就凸显了这样的问题：实验成为理论的附属，而实验虽有验证理论的功能，但更有它在能力与素质方面培养学生的内涵，却碍于授课方式得不到发挥[8]。
　　1986年，教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会制定的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》指出：“物理实验是对高等学校学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课程，是学生进入大学后受到系统实验方法的实验技能训练的开端，是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。”从此大学物理实验被强制定为独立设课。
　　2.2 合并授课会破坏两课各自的体系性
　　格物致知，究物穷理，探究性是物理学科的自带属性，也是创新素质所不可或缺的。而要形成探究性所必须具备的条件是知识的体系性。
　　大学物理不同于中小学物理，不再仅仅是对各个现象的直接解释：桌球的运动有动量守恒，过山车是机械能守恒等等。它更加侧重于这些定理定律之间的相互联系，例如动量定理、功能定理分别是力在空间与时间上积累的结果，再然后是守恒定律。它关心的不再是现象背后的直接原理，而是原理背后的原理，这也就是物理学科所具有的探究性。
　　大学物理理论课培养科学美感。当一个学生用自己所学的高数知识，亲手证明了万事万物的运动都可以由牛顿三定律来解释，内心的那份感觉是不一样的。他会切实地感受到物理学所具有的“明快简洁、和谐统一等美学特征”。
　　而要锻炼学生们的探究能力、呈现出理论课程统一性的美，都必须要保证课程的体系性。但如果是合并授课，讲几周理论，插两周实验;理论课中还要凸显一下与前后内容并不会很贴切的实验原理，然后转到实验课;实验课又会要求误差分析、有效数字，以及对上一次实验结果的反馈等其它内容;书写完实验报告后又回到理论课……这样的过程势必分摊学生们对两课各自课程的注意力，破坏各自的体系性。
　　大西北有大西北的美，江南有江南的美，要领略它们的美，都要一定的氛围使人浸润其中，素质培养也需要环境的浸润。如果把这些风景都改建成了随团经济游的景点，还没有看出味道，就要急着赶大巴车去下一个景点交实验报告，那就很难有收获。
　　3  大学物理实验课程积极的改革方向
　　有调查研究指出[9]：“实践教学被看成是依附于课堂教学的，是课堂教学的延伸和补充，没有自身的相对独立、完整的教学体系，甚至没有自己明确的教学目标，这种状况，严重制约了应用型创新性人才培养目标的实现和教学质量的提高。”这基本上反应了目前我国实践教学的总体状态，已经独立设课32年的大学物理实验课同样存在着上述问题，而广大教职人员也在致力于改变这种状况。
　　教育部颁布的实验课基本要求明确了实验要分层次，提出了基础性、综合性、设计性和研究性实验的分类，目的就是要遵循教育学规律、循序渐进地培养学生的素质能力，也就是要把大学物理实验课程建设的有自己的教学理念与体系。北京大学、三峡大学、承德石油高等专科学校等众多高校在分层教学上还进行了更加细致的探索与实践[10-20]。教材方面，目前普遍采用的仍为cook-book式，学生只需照单操作就能完成实验过程，这不利于能力素质的培养，很多高校也在探索改变[20-24]。众多高校也在建设开放实验室，为有兴趣深入钻研的学生提供平台[12-15，20，22]。
　　改革需要继续深入，但根本上是要改变实验是理论附属的观念，围绕着素质教育，建设实验课自己的教学理念与体系。
　　4  结语
　　英国教育理论家阿弗烈·诺夫·怀海德说：“把学校学到的知识忘掉，剩下的那一部分才是教育。”在高考之后的大学教育阶段，完全有条件把素质教育落到实处，需要的是改变重知识、轻素质的观念，切实围绕着素质教育，遵循教育学规律进行教学改革。
　　围绕着素质与能力培养可以进行的教学改革有很多，但把大学物理理论课与实验课合并的教学改革是不可取的。它仅仅着眼于物理课知识内容的传授，忽视了大学物理两课对学生素质的培养作用，而且会破坏了两课各自对学生素质培养的体系性。 　　参考文献
　　[1] 周小红， 吴平， 王莉，等. 大学物理课程理论与实验教学新模式的探索与实践[J].大学物理实验， 2008， 21（3）：106-108.
　　[2] 赵春旺. 大学物理理论课与实验课整体优化的研究与实践[J]. 内蒙古工业大学学报：社会科学版， 2004， 13（1）：116-118.
　　[3] 刘洋. 大学物理课程理论与实验教学新模式的探索与实践[J]. 时代教育， 2015， 21（23）：210.
　　[4] 蔡昭蕴. 地方高校物理实验教学与物理理论教学联动性探析[J]. 新課程学习：社会综合， 2010（8）：11-12.
　　[5] 胡训美. 大学物理实验教学改革[J]. 科技信息：科学·教研， 2008（11）：37.
　　[6] 吴登平， 于军， 朱伟玲，等. 大学物理理论课与实验课的现状问题与整合[J]. 物理通报， 2012（4）：28-30.
　　[7] 宋菲君. 续谈物理学工作者与高新技术开发[J]. 物理， 1999， 28（1）：35-39.
　　[8] 张红， 谭炎. 物理实验独立设课的成果与问题[J]. 物理与工程， 2005， 15（3）：37-39.
　　[9] 陈支武， 张德容. 完善实践教学体系 培养应用型创新人才[J]. 实验室研究与探索， 2012， 31（8）：167-170.
　　[10]吕斯骅， 段家忯. 全面改革物理实验教学体系与内容，培养有坚实基础的创新人才[J]. 大学物理， 2003， 22（1）：34-36.
　　[11]魏要丽， 杨亮.大学物理实验分层教学模式的探究[J]. 大学物理实验，2015，28（5）：126-128.
　　[12]张庆国，尤景汉，陈庆东，等.大学物理实验教学改革的实践与探索[J].物理与工程，2008， 18（4）：48-50.
　　[13]任才贵，艾剑锋.大学物理实验分级开放教学改革与实践[J].大学物理，2007， 26（12）：36-40.
　　[14]朱世坤， 冯笙琴，王正清.地方综合性大学物理实验教学改革研究与实践[J]. 大学物理， 2009， 28（10）：54-57.
　　[15]周克省， 赵新闻， 胡照文，等. 工科物理实验教学改革思路与实践[J]. 大学物理， 2001， 20（3）：26-29.
　　[16]秦艳芬. 基于卓越工程师培养的物理实验教学改革与实践[J]. 高等工程教育研究， 2013（3）：172-176.
　　[17]张华， 张振华， 杨力君. 论大学物理实验教学中的能力培养[J]. 湖南师范大学教育科学学报， 2001（3）：167-168.
　　[18]刘燕， 周岚， 胡经国. 大学物理实验教学改革的探索与实践[J]. 实验室研究与探索， 2009， 28（11）：171-172.
　　[19]杨洋， 王晓耕， 刘藻，等. 物理实验教学整体改革实践——承德石油高等专科学校物理实验教学改革系列介绍之一[J]. 物理通报， 1996（1）：29-31.
　　[20]张凤琴， 林晓珑， 王逍. 创新人才培养下的大学物理实验教学改革研究[J]. 大学物理， 2017， 36（3）：36-39.
　　[21]汪文明. 大学物理实验教学改革[J]. 大学物理实验， 2004， 17（3）：94-96.
　　[22]沈元华. 访美归来谈物理实验的教学改革[J]. 物理实验， 2001， 21（6）：43-46.
　　[23]廖艳林， 赵艳， 谌正艮，等. 大学物理实验教学中科研思维的培养[J]. 大学物理实验， 2012， 25（6）：101-103.
　　[24]熊泽本， 马世红. 美国基础物理实验教科书（讲义）的特点分析[J]. 大学物理， 2017， 36（5）：53-61.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15143463.htm