大学物理实验教学模式改革

摘 要：大学物理实验教学是大学物理课程中的重要组成部分.目前,我国很多院校存在物理实验教学内容陈旧,体系结构不合理,教学手段单一、落后等问题.从分析大学物理实验教学现存的问题入手,对现行的大学物理实验教学模式改进提出具有针对性的建议.

关 键 词：大学物理；实验教学；问题分析；模式改革

大学物理是理工科大学生进入大学后的一门基础性课程,大学物理实验是大学物理课程的主要组成部分,是在课堂教学之外培养学生实践能力,提高学生理论与实践相结合能力的重要教学内容,因此大学物理实验教学模式的改进是提升大学物理课程教学质量的重要环节.但是,就我国高校的现状看来,长期以来一直存在着限制大学物理实验教学水平提高的很多影响因素.一方面,很多学校,尤其是一般的理工类院校,由于实验条件、教学条件和师资力量等方面的限制,大学物理实验教学内容陈旧、手段落后,起不到培养新时代具有较高综合素质的高等人才的目的；另一方面,大学物理实验教学的创新程度有限,特别是由于传统的实验教学中习惯于把大学物理实验分为力、热、电、光等独立性较强的部分,实验内容和实验技术的内部交叉转变的关系很难得到充分的体现和重视,二者共同作用,导致目前的大学物理实验教学水平还停留在20世纪末的水平,特别是实验内容更是陈旧.尽管自20世纪80年代以来,我国高等教育改革中也十分重视大学物理实验教学的改革,但是上述问题并没有得到根本上的解决.随着现代科学技术的发展,各种新的研究成果和教学手段层出不穷,特别是20世纪末的一些物理研究成果和电子计算机技术的发展为我国大学物理实验教学提出了新的要求,也提供了新的改革方向.本文从分析大学物理实验教学现存的问题入手,对现行的大学物理实验教学模式改进提出具有针对性的建议.

一、大学物理实验教学现存的问题分析

1.教学内容陈旧

当前的大学物理实验,特别是一般的理工类院校,由于在实验器材、经费等方面与重点大学之间存在一定的差距,因此在课程内容上大多选择较为传统、经典的大学物理实验,或者选择源于经典物理的一些验证性和仿效性测量实验.尽管这些是基础性的实验内容,能够提高学生物理实验的基本操作能力,并使这些学科辐射性较强的知识内容在实验的过程中得到知识强化,但是,随着20世纪末新型学科和新研究成果的涌现,有些实验内容已经显得不合时宜.

2.教学结构不合理

由于长期不进行实验项目的更新,导致现有实验项目的综合性和系统性程度较低,即便是有一些综合性的实验,也难以体现物理学科各个分支之间的有机联系.特别是现行的大学物理实验课程的体系结构大多按照通行教材的体系结构设置,采用“轮回式”的教学模式,将力学、热学、电磁学和光学实验等各个部分切割开来,内容分散杂乱,即便是各个分支的内部也很难形成体系化的实验教学体系.

3.教学手段落后

当前,一般院校的教学手段落后也是限制大学物理实验教学发展的关键因素.由于不具备有条件的实验表示、实验器材等硬件设施,一些不可为实验、具有较强危害性的实验和过程性实验、原理性实验无法开展,只能运用抽象的物理理论和概念对这部分知识进行讲解.这样就容易造成物理教学缺乏必要的直观认识,知识本身认知的难度就进一步加大.

二、大学物理实验教学模式的改革建议

1.调整更新物理实验课程内容

首先,做好基础性实验的竞选工作,将内容陈旧、技术水平较低的传统实验淘汰,吸收一些基础性强、学科辐射面强的近代物理实验,提高现有基础性实验的水平.

其次,提升经典实验教学的科技含量,特别是一些确实能够提升学生基础实验能力、与理论知识结合较为紧密的经典物理实验,应当积极研究利用先进技术手段改造的途径,为传统实验内容注入新的活力.

最后,根据自身条件,将资金集中到引进一些反应物理科学最新进展的实验内容、实验器材,提升物理实验教学内容的整体质量.

2.构建系统性较强的课程体系

在课程体系的构建方面,首先应当打破大学物理实验课程内容,按照力、热、电、光的分散模块组织实验课程的传统方式,而是应当以提升物理实验课程内容的整体性与系统性为目的,将不同模块中重复或类似的实验项目相互合并,在缩减冗余课程的同时,将各门实验课程内容相互融合,由易到难、由简单到复杂,建立一个循序渐进的体系结构.

3.引进先进技术,更新教学手段

针对当前由于教学设备等硬件设施和师资力量等软件条件的限制造成的某些实验教学无法开展的问题,笔者认为,引入计算机技术,以多媒体等形式模拟物理实验是目前为最为适当的解决方法.电脑模拟实验,一方面,能够克服条件不足的问题,使得学生有机会将书本上的知识以电脑模拟的方式进行实际操作,提升动手能力；另一方面,电脑模拟实验的系统性较高,纠错能力较强,能够减少因操作不当造成的仪器损坏,同时又可以使学生牢记操作流程中的易错环节,提高学习质量.

大学物理实验教学模式的优化改革,涉及物理实验教学的各个方面,是一个综合性较强的系统工程.因此,学校、院系和教师应当重视这一改革过程,通过教学内容和模式的改进,调动学生的积极性,提升有限资源的利用程度,促使大学物理学质量得到全面提升.