大学物理实验课程教学改革的探索与实践研究

赵保强

（朔州师范高等专科学校，山西 朔州 038500）

物理科目不仅探究物质的内部构成，还研究物质与物质间的作用力，有助于提高人类的生活质量，推动科教的进步，所以，教师需要采取有效的教学方式加深学生对物理知识点的理解，并培养学生的实验意识与实验能力。其次，实验不仅是检验物理猜测的重要方法，还是科学认识物质的基本方式，因此，教师需要加强对实验教学的重视，增加学生进行物理实验的机会，进而提高学生的创新意识和创新能力。

一、物理实验教学改革与高校物理教学的关联性

很多文献显示，加强实验教学改革能够在增加学生对物理重要性认知的同时，完善学生物理知识体系及物理教学体系，还在很大程度上强化了学生的物理自主学习能力和实践能力，更促进了高校物理教学发展，所以不断改革高校物理实验教学是非常必要和重要的，理应得到重视及关注。

首先，实验教学是高校物理教学重要组成部分，更是实现物理实践性教学的关键，因此能够强化学生的物理实践能力及综合素质；其次，实验教学改革是提高高校物理教学质量的关键举措，更在该基础上强化了学生的物理创造能力，使得学生成长为对社会各大领域都有积极作用的物理人才，更为物理相关技术研发奠定良好的人才基础；再次，能够强化学生的物理观察能力、实验能力，使得学生得到全面发展。因为实验教学中需要老师坚持“以学生为主”原则，将课堂留给学生，让学生自主学习、探究和实验，整个过程都对学生自主学习能力、观察能力及实验能力等强化起到积极作用，更完善了学生物理知识体系和技术系统；最后，能够促进高校物理教学发展，实验教学本身就是物理教学主要内容，更是打造高效物理课堂的关键性教学手段，几乎所有的物理教学都开展了物理实验活动，所以加强实验教学改革势必能够促进高校物理教学发展[1]。此外，实验教学改革还对高校物理教学体系完善、教育健康发展、物理科学研究等产生积极作用。

二、当前大学物理实验存在的问题

大学物理实验是大部分理工科专业的学生必须要学习的一门基础课程，这门课程主要培养学生动手操作、制定实验步骤以及观察思考的能力。可以说，它是高等院校人才培养的重要方式，但是，现阶段的大学物理实验教学仍然存在诸多不足。

（一）教学方法落后

众所周知，学生才应该是教学的主体，但在实际教学过程中，这一原则并没有被贯彻落实，“以教师为中心”的现象并不少见。在大学物理实验的教学过程中，主要的教学方式还是传统的“填鸭式”教学，教师花费大量时间来讲述实验原理，这样一来，留给学生用来实际操作的时间就会相对减少。久而久之，这种“填鸭式”教学方法会导致学生在实验教学中十分被动。

（二）学生的基础知识储备不足

大学生一般来自不同的城市，而且，学生的基础知识水平也有不同程度的差别。很多学生在高中时期并不经常接触物理实验，以至于这部分学生在刚刚学习物理实验时会显得力不从心。除此之外，很多学生总沉迷于玩乐，在课前没有认真预习过教材上的内容，不了解实验器材的作用。如果教师在课堂上直接讲述实验原理，就会导致学生缺少对实验器材的了解，只能被动地跟着教师的思路走，实际动手操作时也会十分茫然。这就会导致很多学生在实验结束后也仍然没有真正了解实验的内容。

除以上问题外，大学物理实验教学还面临着其他问题。如实验仪器更新率较低，实验内容陈旧，难以与新技术结合，而且大部分地方高校在引进人才时都是通过校园招聘进行，到岗教师一般是刚从学校毕业就进入高校就业，没有工作背景及经历，难以胜任转型形势下对应用型人才培养的要求。

三、高校物理实验教学改革措施及方法

（一）与时俱进，转变陈旧的实验教学观念

首先，高校物理老师尤其是物理专业的老师，必须与时俱进，不断转变自己的实验教学观念，以保证自己的教学思路及方法跟上时代步伐，从而能够及时有效地改革和创新实验教学，提高物理实验教学有效性；其次，要积极引进先进的教学理念，诸如“以学生为主”教学原则、“公平教育”原则、小组合作及互动交流等等教学理念，以更新物理实验教学观念的同时，为完善和创新物理实验教学方法奠定良好基础；最后，物理实验教学改革必须走向世界，即必须结合世界各国物理实验教学现状、物理技术研发情况等，不断转变和更新实验教学观念，以保证物理实验能够帮助学生完善知识或者提高老师物理教学有效性，最终促进高校物理教学发展。

（二）构建“互联网+”师生交流互动平台

大学的学习和生活比较自由，学生可以在校园内使用手机等移动设备，教师可以利用这一点构建师生互动平台。比如，教师可以在QQ、微信、钉钉等移动平台建立群聊与学生进行互动，方便学生交流实验学习中的问题以及想法。除此之外，在物理实验教学过程中，教师可以将一部分实验按照实验要求拍摄成微课视频，让学生可以通过移动平台提前观看学习。当学生真正进行实验操作时，就会对实验器材的用法以及作用有一定的了解，也就不需要教师再花费时间来讲解实验仪器以及步骤。这样一来，教师就可以有更多时间来观察并指出学生操作中出现的问题。

（三）合理选择实验教学内容

第一，在开展物理实验教学前，必须深入研究教材内容，并在该基础上确定实验教学内容、目的及原理等，以保证物理实验教学的针对性及有效性；第二，一定要结合学生实际选择实验内容和实验难度，避免实验难度和内容与学生实际差距太大，导致学生失去实验兴趣；第三，必须认真筛选实验内容，并吸取其精华，然后在该基础上确定具有普及性、新颖性和实用性的物理实验目的，同时还需要设置各种趣味生动的实验小活动，以激发学生实验兴趣及积极性，还能够保证学生能够正确围绕目的开展实验；第四，要做好实验准备工作，即根据实验内容选择实验设备、工具等，并核实实验原理、实验步骤是否与实验内容相匹配，保证学生能够顺利进行物理实验操作。

（四）创新和完善实验教学模式

不能盲目向学生灌输实验理论，而是要结合学生的物理学习能力、实验操作能力等，调整和完善实验原理及方法等，然后对学生进行针对性实验操作指导。实验教学中要尽量留取时间及空间给学生自主实验和讨论，让学生通过这种自主的启发式、讨论式、问题式教学方法克服各种问题，并营造出良好学习氛围，提高实验教学有效性。此外，还需要不断增设和开放实验室，并不断优化实验教学结构，例如增加多媒体教室数量，以便于将多媒体技术更好地应用于实验教学中，还可以利用计算机技术来开展仿真物理实验，以便于学生能够更加直观、具体和形象地观察各种物理现象，从而加深对各种物理知识的理解和记忆。

（五）切实加强学生运用知识解决实际问题的能力

拓展新实验内容，重视实验原理、方法的理解与应用。每个实验涉及的侧重点和应用范围各不相同，因此，可以结合不同实验项目给学生提供具体测量物品，加强学生运用实验思想和技能解决问题的能力。比如液体表面张力系数的测定实验，可以将液体替换成磁铁，每月更换不同的案例，要求学生讲解出自己的测量方法和步骤，注重实验思想的运用；以赛促学，成立创新小组，将各级别物理实验竞赛的成果加以改造应用到物理实验教学；邀请学生参加到仪器维修、旧仪器改造、新仪器研制等工作中，通过这些活动，一方面提高学生的实践能力和创新能力，另一方面可以实现教学资源再利用。将演示实验与课堂物理实验结合，激发学生学习兴趣和求知欲，提高物理实验教学质量。

（六）融入多种方式的辅助教学手段，促进实验教学稳步展开

充分利用网络教学资源和硬件环境。利用MOOCs、精品资源共享课等网络资源、大学物理实验课程网站或者大学物理仿真实验室，进行实验项目预习，让学生对实验有初步了解，进入实验室后，教师通过提问等方式了解学生的薄弱点，有针对性地讲解实验知识点。[2]

将情景教学方法引入大学物理实验，比如认知学徒制教学方式，学生通过小组讨论的方式在课前熟悉实验内容与操作，在课堂上学生轮流讲解各自负责部分，其他同学参与提问与讨论，教师在教学过程中仅仅是引领作用，反馈学生在知识学习和掌握过程中的强项或者弱项，此种教学方式能有效促进学生学习的主动性以及实验知识的远迁移，促进学生运用知识解决实际问题的能力。[3]

（七）建立多元实验考核方法，提高学生实验能力和自主学习能力

现行成绩考核方式单一，借鉴国外大学物理实验的考核模式，单个实验可以增加口试部分，实验结束后，要求学生叙述本实验的实验思想和方法，根据个人表述列入单次实验成绩考核，巩固学生对实验知识和技能的掌握；也可以采用课题制，即实验结束后，根据实验室现有设备和技术，由学生自己设计题目，列出实验方案，测量出实验数据或者制作成展品，培养学生理论联系实际的能力和创新能力。

总之，高校物理教学对于整个高校教育事业发展来说都起到了不可代替的影响作用，所以提高高校物理教学质量成为很多物理老师的主要工作任务及目标，而实验教学则是提高高校物理教学质量的关键，故越来越多老师开始重视并积极开展了各种物理实验教学。实验教学改革能够在提高物理教学质量的同时，促进高校物理教学发展，所以不断促进物理实验教学改革对于高校物理教学发展来说是必经之路，高校物理教师需引起高度重视。