大学物理实验教学要与时俱进
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作者: 项少辉 许卫兵
摘要： 大学物理实验是理工类大学生的一门重要的基础课，在大学物理实验教学过程中，现有的教学模式及内容已远远落后于时代的要求，本文从实验内容体系、教学方式、教学方法等方面提出了一些建议。
关键词： 大学物理实验 教学改革 动手第一
1.引言
《大学物理实验》是理工类大学生的专业基础课《大学物理》的必修重要实践课程，课时是《大学物理》理论课的1/2。做实验不仅巩固了学生的物理理论知识，而且是在现代化科学技术迅猛发展的时代对高素质人才的要求形势下培养学生以后从事技术生产的基本能力的必经之路。因此实验教学是全面提高学生综合素质、实现能力培养的重要途径。为了使学生获得具有一定系统性的物理基本知识、基本方法和基本技能，培养学生严肃的科学态度、严谨的科学作风和严格的科学方法，培养学生在实践中提出问题、分析问题和解决问题的能力，独立学院的物理实验教学必须进行改革，跟上现代科学发展的脚步，与时俱进。
2.构想与实践
2.1实验教学内容体系要与时俱进
物理实验是一门必修基础实验课，其教学思想、教学方法、教学仪器、教师和技术队伍等方面应自成体系。应改变现行实验课力、热、电、光分支过细的状况，根据实验教学的自身规律，按照能力培养由浅入深、循序渐进的原则，将全部实验内容划分为基础实验、综合性实验和设计性实验三部分，各阶段教学方法不同，目标要求逐步提高。
基础实验主要培养学生基本的实验素质，学习基本的物理思想，进行基本知识、基本方法、基本技能的训练，这一阶段学生的动手能力差，实验要求教师“带着做”。
综合性实验的难度略有增大，要求学生初步运用物理思想解决实际问题。如教师可出些贴近工程实际的实验题目，学生根据爱好按要求的数量选择几个，教师帮助学生弄清实验的设计思想，使学生看懂实验原理，指出可能出现的问题及解决办法。教师不操作示范，只做辅导，通过有针对性地对学生进行综合实验技能培养，使学生在实践中自主应用知识去分析问题、解决问题。这一阶段教师是“看着做”。
设计性实验要求学生有一定的综合能力，教师提供若干个供选择的实验题目，提出要求和目的。学生通过查阅资料，互相讨论，综合运用物理思想，制定优化可行的实验方案。教师审阅后，根据实验室现有条件确定方案，由学生自己实施完成。这一阶段实验内容主要由学生“自己做”。当然，在学生以自己的能力达到了瓶颈时，教师应当适时引导、启发，最大限度地培养学生的独立研究能力与创新能力，同时让学生达到一个新的水平，使学生最终成为实验的探索者。
2.2实验教学方式要与时俱进
在教学方式的改革上，我们应重视学生能力的规范培养，改变以往实验课教师讲得多，学生做得少，以及学生过分依赖教师的现状，强调多给学生动手时间，具体为：一是要求学生做好课前预习，突出自学能力的培养。二是教师上课精讲实验的重点、难点及操作的注意事项，留出更多时间让学生安装实验设备，调整仪器，测量相关数据。
一般的，实验原理不清往往会导致实验不成功或结果牛头不对马嘴，但过犹不及，过多地讲解理论原理会占用太多实验时间，让原本就只有3个小时的上课时间捉襟见肘；枯燥的理论公式使学生实验中茫然失措，特别是当实验步骤较为繁琐时，不客气地说，讲了等于没讲，讲了不如不讲。而物理实验的特性，甚至是历史上出名的实验大师们做实验时理论往往是不完善的，比如伽利略做自由落体实验时，连重力加速度都不知道；牛顿做出牛顿环，赫兹验证电磁波等等，都没有严格的理论依据而在实验中水到渠成，这本就是物理实验的特点。对我们的学生而言，日后专做物理实验的不到一成，我们的教学目的当然是培养学生的动手能力，在保证学生不会乱摸乱动搞坏实验仪器或引起别的危险的基础上，我们要让学生的动手能力、想动手做实验的欲望得到充分展现，引导学生注重实验过程中的现象，培养学生分析理论与实践的差距的能力，而不是单纯地验证经典实验结果。
正因如此，我们不但要适当修改教材，使其侧重实验过程与分析，适当地阐述理论原理，还要在实验课上鼓励学生动手，解除学生畏手畏尾的心理束缚，真正让学生做实验而不是复制教师的实验步骤，看一下做一下。
2.3实验教学方法要与时俱进
众所周知，社会的进步体现在生产生活工具的进步上，生产工具是社会先进程度的标志。同样的，实验仪器的先进程度，不仅体现了实验教学的先进程度，更影响了学生做实验的积极性。实验仪器陈旧，实验方法单一，观测工具落后，学生的实验积极性可想而知。比如“密立根油滴”实验，原来的实验条件要求学生凑在一个小孔里找到一个合适的小油滴，控制并观察其运动，学生眼睛容易累，还要分心操作，过程又枯燥，效果可想而知。而采用新的智能型实验仪，学生可以在监视器上清楚地看到油滴，且操作简便，各个数据都由智能芯片记录，并由微机处理，学生可以有更多时间精力观察实验过程与现象，实验效率大大提高，学习效果与之前不可同日而语。
探索实验仪器与微机结合，是网络时代实验改革的必经之路。我们目前已经有三个实验（分别是磁滞回线、密立根油滴、普朗克常数）做到了与微机结合。实践表明，这三个实验大大减少了学生的繁琐操作与重复记录数据的时间，使学生更好地理解实验本身的内涵。而且由于微机的自动化功能，减少了学生操作中的失误，延长了仪器使用寿命，相当于节省了实验成本，我们觉得很有推广的必要。如果能开出仿真实验，学生的积极性与实验效果都将得到极大提升。
至于说仿真实验使得学生脱离了具体实验仪器，荒废了动手能力，这不得不说是一个误区。我们培养学生的动手能力，难道是为了使他们像绣花的姑娘一样有一双巧手吗？此动手能力非彼动手能力。我们的目的是使学生明白基本的物理原理，并能根据现有的仪器，自己动手完成实验，达到目标。由此可见，让学生熟悉先进的工具，减少繁琐的操作，利远大于弊。
3.结语
荀子说：“年日新，月日新，旬日新，日日新。”在科学技术高速发展的今天，以前陈旧的《大学物理实验》课程显得臃肿不堪，唯有与时俱进，从实验内容到实验手段彻底改革才是唯一出路。笔者认为，在实验内容安排上尊重学生的学习学习规律（由易到难），教学中以学生为本（动手第一），采取先进的实验教学方法（人机结合），是实验改革的一条可行之路。
参考文献：
［1］唐亚明.工科物理实验课程改革与实践［J］.大学物理实验，2006，19，（1）.
［2］杨秋波.大学物理实验教学方法探索［J］.实验室研究与探索，2003，22，（5）.
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