陳玨先 李會然

摘要：物理實驗教學(xué)應(yīng)以“加強基礎(chǔ)、重視應(yīng)用”為宗旨，緊密結(jié)合理論教學(xué)，雙管齊下，為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和今后的實戰(zhàn)應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。本文分析了基礎(chǔ)物理實驗面臨的發(fā)展難題，以交流電實驗為例提出了課程改革的過渡方案。

關(guān)鍵詞：物理實驗；課程設(shè)計；考核；創(chuàng)新

物理科學(xué)起源于實驗，要更好地理解物理世界，學(xué)生和老師必須將物理實驗特別是基礎(chǔ)物理實驗重視起來，有意識地培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能、實踐創(chuàng)新能力。大學(xué)物理實驗內(nèi)容包括經(jīng)典物理的力熱電光磁，以及近現(xiàn)代物理的經(jīng)典實驗等，通過實驗內(nèi)容的設(shè)計、過程的控制、現(xiàn)象的觀察分析總結(jié)，讓學(xué)生受到嚴(yán)格而系統(tǒng)的實驗基本技能訓(xùn)練，更深層次掌握科學(xué)實驗的基本知識、方法和技巧，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。大學(xué)物理基礎(chǔ)實驗的有效開展不僅利于學(xué)生在求知探索過程中的進(jìn)步，教師站在理論的基礎(chǔ)上重視操作，能深化對知識的理解，促進(jìn)專業(yè)及科研的發(fā)展。

一、首先分析基礎(chǔ)物理實驗面臨的發(fā)展難題：

（一）學(xué)生發(fā)言權(quán)和參與度不高。有的實驗內(nèi)容過于固化單一，導(dǎo)致學(xué)生興趣疲勞，最終導(dǎo)致認(rèn)知興趣的厭倦；也有的相關(guān)理論部分的內(nèi)容又比較難懂，會導(dǎo)致學(xué)生在實驗中按部就班而不思考、不質(zhì)疑，更無從談創(chuàng)新，甚至有的老師疏于學(xué)生管理，要求學(xué)生按照示范操作，能得到差不多的結(jié)果就行，這種純屬完成性的課堂模式，從根本上是削弱了學(xué)生參與的積極性。學(xué)科組和老師們必須正視并重視這個問題，探索能激勵學(xué)生參與的教學(xué)模式，包括理論和實驗相結(jié)合、合理安排內(nèi)容進(jìn)度、小組合作、及時安排課堂討論、關(guān)注學(xué)生狀態(tài)、了解學(xué)生認(rèn)知難點和興趣點等等，更好地滿足學(xué)生求知的需求，從而激發(fā)學(xué)習(xí)和探索的動力。

（二）課程設(shè)計上，傳統(tǒng)驗證性實驗存在很多發(fā)展弊端。傳統(tǒng)的物理實驗課普遍存在教學(xué)模式單一、教學(xué)方法死板、考核方式不科學(xué)等問題，也就必然導(dǎo)致了學(xué)生思維和行動的惰性，導(dǎo)致了學(xué)科發(fā)展的惰性。有的實驗室為學(xué)生打印好實驗步驟，學(xué)生完全按照條條框框操作，結(jié)論幾乎一致，學(xué)生大都只關(guān)注實驗結(jié)果，不探究結(jié)論“生成”過程，久而久之形成被動接受、認(rèn)知片面的局面，這實際是抑制了學(xué)生的主動性和自主意識，僵化了其創(chuàng)新思維，限制了其長遠(yuǎn)的發(fā)展。

二、為此物理教育工作者探索出了新的課程機制—— 設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗是指給定實驗?zāi)康暮鸵螅蓪W(xué)生自行設(shè)計方案并加以實現(xiàn)的實驗，具有自主性、自由性、驗證性和創(chuàng)新性，要求學(xué)生在掌握基本的實驗操作和實驗技能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行可行性設(shè)計和操作，是更高要求高層次的教學(xué)。因此，理論上設(shè)計性實驗更有利于開發(fā)學(xué)生的主動性和創(chuàng)造力，然而“改革”的結(jié)果也不盡人意。第一，設(shè)計性實驗對學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)要求頗高，對于剛步入大學(xué)的大一二學(xué)生來說存在困難，對于教師而言也是很大的挑戰(zhàn)，要求有豐富實驗經(jīng)驗和科研經(jīng)驗老師才能靈活地把握；再者，目前大多大學(xué)物理理論和實驗課程聯(lián)系較少，教學(xué)方法不統(tǒng)一，協(xié)調(diào)性也差，使得學(xué)生理論和實驗思維是剝離的，幾乎不太能完成理想的設(shè)計性實驗；另外自主設(shè)計要求實驗室設(shè)備和材料的供應(yīng)盡可能大范圍地滿足學(xué)生需求；而且從實驗前期準(zhǔn)備、查閱資料、設(shè)計方案到具體實施需要大量的時間和精力，在具體的實行中不太實際。

三、所以，驗證性實驗不可一言而否之，設(shè)計性實驗也不能盲目推崇，一切教學(xué)改革都應(yīng)基于扎實的基礎(chǔ)和一定的可行性，認(rèn)清現(xiàn)狀、適度改革調(diào)整，從傳統(tǒng)驗證性實驗慢慢地向設(shè)計性實驗發(fā)展，良好的過渡能夠幫助學(xué)生既打牢基礎(chǔ)又逐漸培養(yǎng)其研究性和創(chuàng)新性思維，為學(xué)生后期的專業(yè)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新發(fā)展奠定基礎(chǔ)。那么如何從傳統(tǒng)實驗過渡到設(shè)計性實驗，下面以我院交流電實驗為例進(jìn)行初步探索和簡要討論：

（一）課程設(shè)計上，本院大一大二學(xué)生高中基礎(chǔ)扎實，但平時學(xué)習(xí)時間有限，加上大學(xué)物理內(nèi)容較高中多且復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)生理論課下來往往理不清頭緒，有的甚至撿了芝麻丟了西瓜，所以在三個課時的實驗過程中必須合理安排時間，內(nèi)容要嚴(yán)格按照教案把握重點。首先，對必須的理論知識、設(shè)備及元器件的功能進(jìn)行簡單介紹，并盡量和理論課的內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)，緊接著，學(xué)生根據(jù)理解完成幾個基本整形濾波電路的連接，并通過觀察和測量，熟悉示波器交流電箱的主要功能，在把握好重點、熟悉設(shè)備元器件基本功能的基礎(chǔ)上，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計，簡單介紹設(shè)計流程和一些簡單設(shè)計的成果，提升其設(shè)計興趣。

（二）具體分析了以下幾個方面：

第一，本實驗?zāi)康氖峭ㄟ^電路連接和結(jié)果觀察，加深學(xué)生對交流電的認(rèn)識，尤其是整流濾波概念的認(rèn)識，培養(yǎng)其動手能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力，在實驗設(shè)備上選擇了功能較全且操作簡潔的數(shù)字示波器和交流電箱，這樣為學(xué)生留出了更多自主設(shè)計的時間

第二，考核不能只以最后提交的報告為準(zhǔn)，而應(yīng)該從預(yù)習(xí)到操作到最終的提交報告，形成更科學(xué)完整的標(biāo)準(zhǔn)：

1.實驗預(yù)習(xí)除了完成基本的預(yù)習(xí)報告，還可以根據(jù)實驗?zāi)康倪M(jìn)行針對性提問，比如整形、濾波元器件有哪些，基本原理是什么？畫出幾個典型整形、濾波、綜合設(shè)計、個性設(shè)計電路等，盡量結(jié)合理論課堂將要求和重點貫穿始終。

2.實驗操作中對每個小組進(jìn)行編號登記，實時觀察每個成員和小組參與和完成進(jìn)度，設(shè)備器件的使用情況，本著自由自主的理念，多和學(xué)生溝通交流，了解其基礎(chǔ)掌握情況和設(shè)計想法，鼓勵積極提問、大膽設(shè)想和嘗試。

3.實驗報告堅決避免單從書寫工整度上進(jìn)行評價，而應(yīng)采用多角度的方式完善考核方式。比如基本內(nèi)容的完成情況，針對重點加入提問環(huán)節(jié)，實驗結(jié)果要求學(xué)生進(jìn)行必要的誤差分析，寫出自己遇到的問題、實驗感受、啟發(fā)等，報告中能多呈現(xiàn)學(xué)生個人的思考成果，才是有個性有意義的報告。選取優(yōu)秀報告張貼展覽，激發(fā)學(xué)生上進(jìn)的動力。

四、最后，大學(xué)物理基礎(chǔ)實驗課對于學(xué)生動手能力和思維發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，其行之有效的改革是當(dāng)前時代形勢發(fā)展的需要，必須本著“重視基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新”的原則，加快實驗課程建設(shè)，培養(yǎng)有強大的堅實基礎(chǔ)、實操能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力的新時代人才。

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