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大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的論文
摘要：基于對(duì)當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的不足，提出幾點(diǎn)關(guān)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的構(gòu)想。靈活的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、多樣的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)機(jī)制、參與校際間的實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，以及鼓勵(lì)學(xué)生主持或參與大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目，將有助于提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣。
關(guān)鍵詞：大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絼?chuàng)新
基礎(chǔ)物理學(xué)歷經(jīng)三四個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)完備的學(xué)科�；A(chǔ)物理學(xué)中的知識(shí)也已經(jīng)運(yùn)用到人們生活中的方方面面。相比于基礎(chǔ)物理學(xué)，大學(xué)物理課程則做了相當(dāng)多的簡(jiǎn)化。對(duì)于工科這些非物理學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，大學(xué)物理作為公共基礎(chǔ)課程，課程的簡(jiǎn)化是合理的，為學(xué)生學(xué)習(xí)其本專業(yè)的課程節(jié)省了更多的時(shí)間。物理學(xué)有理論物理學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)。同樣，大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中也分為理論講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。實(shí)驗(yàn)是一門非常重要而且是必須需要掌握的科學(xué)，然而在大學(xué)物理的教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分通常是被老師和學(xué)生忽略的一部分。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是非�；A(chǔ)的一門實(shí)驗(yàn)課程，它是連接理論教學(xué)過(guò)程中學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的感性認(rèn)知到實(shí)際可操控的實(shí)驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的橋梁[1－2]。更深層次的科學(xué)研究也分理論研究和實(shí)驗(yàn)探索，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是將來(lái)更深層次實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)。筆者結(jié)合近一年來(lái)對(duì)大學(xué)物理課程的講授與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，以及課下與學(xué)生的交流、探討、思考，提出幾點(diǎn)關(guān)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革與創(chuàng)新的構(gòu)想。
1大學(xué)物理課程與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀
1.1理論與實(shí)驗(yàn)的脫節(jié)
目前，大學(xué)物理的理論講授和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分開，而且理論授課的老師和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的老師是不同的老師。理論授課老師在課堂上把相關(guān)知識(shí)講授完，學(xué)生再去實(shí)驗(yàn)室由實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的完成，而且期間相隔了很久。這會(huì)出現(xiàn)兩方面的問(wèn)題：其一，理論講授與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的脫節(jié)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)老師不能很好掌握學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)老師在講授實(shí)驗(yàn)知識(shí)時(shí)沒(méi)有針對(duì)性和側(cè)重點(diǎn)。其二，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間的脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)課的安排通常要比理論課程的講授晚上幾周，這就導(dǎo)致學(xué)生不能及時(shí)把學(xué)到的知識(shí)加以運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效率將大大折扣。
1.2實(shí)驗(yàn)課程的機(jī)械重復(fù)
目前在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和實(shí)踐過(guò)程中，很大程度上是不斷地機(jī)械地重復(fù)和驗(yàn)證已有的定理和定律，加上實(shí)驗(yàn)老師在講述實(shí)驗(yàn)原理的千篇一律，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)覺得枯燥無(wú)味。實(shí)驗(yàn)儀器的老化和數(shù)量不足，也會(huì)使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理上，有統(tǒng)一印制好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，千篇一律的固定格式。學(xué)生把相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抄進(jìn)去，記錄數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、誤差分析。而老師也是機(jī)械地批改，對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)壳按嬖诘牟蛔�、有哪些需要改進(jìn)的地方等卻很少也學(xué)生交流。這將嚴(yán)重影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
1.3教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的不重視
筆者了解到，老師對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視。老師在實(shí)驗(yàn)室講授完實(shí)驗(yàn)原理后，學(xué)生開始自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。基本上是老師講老師的，學(xué)生做學(xué)生的，之間沒(méi)有互動(dòng)。至于為什么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)、誰(shuí)發(fā)明的這個(gè)實(shí)驗(yàn)、這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在在哪些方面有著重要的應(yīng)用等老師很少涉及。學(xué)生不知道為什么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，只是為了學(xué)分而學(xué)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣也就可想而知。
2大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的構(gòu)想
如何有效地提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣以及加強(qiáng)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視是目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。筆者結(jié)合在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和從學(xué)生那里得到的反饋信息，談幾點(diǎn)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的幾點(diǎn)構(gòu)想。
2.1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革
如何調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，首先要從根本上著手。大學(xué)物理的理論和實(shí)驗(yàn)是有區(qū)別而又密不可分的。有時(shí)理論走在了實(shí)驗(yàn)的前面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)理論的正確性；有時(shí)實(shí)驗(yàn)走在了理論的前面，通過(guò)理論分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而形成理論定理定律。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以從根源上著手，從實(shí)驗(yàn)的歷史背景做簡(jiǎn)潔的介紹，比如，物理學(xué)中哪個(gè)物理學(xué)家第一次做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)、期間遇到了哪些困難、初期得到了什么結(jié)果、后來(lái)哪些物理學(xué)家對(duì)該實(shí)驗(yàn)做了修正、最終得到了我們書本上以該物理學(xué)家命名的定理，以及該實(shí)驗(yàn)原理在我們的生活中有哪些重要的應(yīng)用。老師在講授實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)該簡(jiǎn)明扼要的把該實(shí)驗(yàn)的歷史背景、發(fā)展歷程、和實(shí)驗(yàn)背后的物理學(xué)家小故事介紹一下，這樣學(xué)生首先對(duì)該實(shí)驗(yàn)有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，也會(huì)引起學(xué)生想自己動(dòng)手證實(shí)一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的興趣。更重要的是物理學(xué)家的名人小故事對(duì)學(xué)生也是一種激勵(lì)作用。此外，目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式是理論講授與實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分開的，可以把與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)帶到實(shí)驗(yàn)室去講授，老師講授完理論的基本原理后學(xué)生開始做實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)該以學(xué)生為主，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題，老師應(yīng)該作為指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自己解決問(wèn)題，分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因。實(shí)驗(yàn)完成后，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程做一個(gè)簡(jiǎn)短總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。
2.2靈活的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制
實(shí)驗(yàn)報(bào)告不應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)考核的唯一標(biāo)準(zhǔn)。目前的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是統(tǒng)一印刷制訂的，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是千篇一律。筆者在批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有雷同的成分，至于某些學(xué)生是否真正掌握實(shí)驗(yàn)的原理、操作、數(shù)據(jù)分析就不得而知�？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組來(lái)避免該問(wèn)題的產(chǎn)生，讓每個(gè)學(xué)生都有獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。每次實(shí)驗(yàn)中對(duì)組員中的成員進(jìn)行分工，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的某項(xiàng)事情，也能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。此外，鼓勵(lì)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)完成要做的實(shí)驗(yàn)，用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)驗(yàn)證大學(xué)物理中的定理定律。一方面，能激發(fā)學(xué)生的興趣，鍛煉學(xué)生自己動(dòng)手自制實(shí)驗(yàn)儀器的能力，另一方面，也能促使學(xué)生把學(xué)到的理論知識(shí)加以運(yùn)用，學(xué)生在學(xué)理論知識(shí)的時(shí)候就不會(huì)覺得枯燥，學(xué)習(xí)效率也能提高。對(duì)于這部分學(xué)生，考核機(jī)制應(yīng)區(qū)別對(duì)待和加以鼓勵(lì)。實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽也是一條激發(fā)學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚興趣的有效途徑。筆者了解到每年不同省份的學(xué)校都會(huì)舉行大學(xué)物理方面的實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽。參加這種比賽的經(jīng)歷對(duì)學(xué)生在以后的繼續(xù)深造中會(huì)有很大的幫助，讓學(xué)生了解到實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的初步認(rèn)知，也提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
2.3大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目的參與
目前，學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目的政策越來(lái)越多，越來(lái)越多的學(xué)生也在積極的參與其中。通過(guò)實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能促進(jìn)教育思想觀念轉(zhuǎn)變，改革人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化創(chuàng)新能力訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終的目的是為國(guó)家建設(shè)培養(yǎng)高水平創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。然而創(chuàng)新是需要有基礎(chǔ)的，大學(xué)期間的基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)課程正是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。拋開基礎(chǔ)創(chuàng)新也就成了無(wú)源之水和無(wú)本之木。對(duì)于理工科的學(xué)生，教師可以指導(dǎo)學(xué)生積極申報(bào)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目，比如，一些與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)的簡(jiǎn)單的APP開發(fā)應(yīng)用、適用型的專利申請(qǐng)、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等項(xiàng)目。創(chuàng)新項(xiàng)目的參與過(guò)程不僅能讓學(xué)生靈活運(yùn)用之前學(xué)到的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，也能激發(fā)學(xué)生對(duì)困難問(wèn)題的挑戰(zhàn)和問(wèn)題解決思路的培養(yǎng)。此外，教師在指導(dǎo)過(guò)程中應(yīng)該以學(xué)生為項(xiàng)目的主要承擔(dān)著，由學(xué)生自己獨(dú)立完成，教師只作為指導(dǎo)者。
3結(jié)論
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式應(yīng)該是靈活的、開放式的，而不是一成不變的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式。應(yīng)該以學(xué)生為主導(dǎo)地位，教師作為指導(dǎo)者應(yīng)該以提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣為主要目標(biāo)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在大學(xué)中最先接觸的最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，它是讓學(xué)生從之前的理論認(rèn)知走向?qū)ξ锢肀举|(zhì)的探索的重要的一條環(huán)節(jié)，也是學(xué)生在之后大學(xué)學(xué)期期間參與科技實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，最重要的是為學(xué)生將來(lái)在科學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)探索基本物理學(xué)規(guī)律的必須的經(jīng)歷。因此，目前傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是亟待改革和創(chuàng)新的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
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