普通物理實驗是工科院校的必修課,也是一門量大面廣、實踐性和應用性很強的課程。是培養學生學習能力、實踐能力和創新能力的重要環節。所覆蓋的知識面和包含的信息量大,對學生的基本訓練也較為有效。為了培養專業基礎厚、實踐能力強的創新人才,必須對大學物理實驗課程的教學內容、教學方法和手段、管理制度和方法等進行積極有效地改革。兩年來,我們對大學物理實驗課程教學改革提出了具體措施,進行了實踐,并收到了良好效果。

1　實驗教學內容體系改革

教學內容是實驗教學的核心,因此實驗教材是實驗過程中非常重要的參考資料。近些年來,物理實驗儀器的發展非常迅速,不同高校購置的儀器也有較大差異。更主要的是在實驗內容方面,不同的學校有不同的程度要求。因此,一些現成的統編教材都無法直接使用。如,以前我院使用的教材是河北科學技術出版社的《大學物理實驗》,其中有近40%的實驗內容我們實驗室沒有配套儀器,像分光儀測三棱鏡的折射率、法布里—白羅干涉儀的調節等等,這些實驗內容也不是我們重點要求的。基于這種情況,2005年我們物理教研室根據我院本三學生的實際水平和需要,結合現有物理實驗儀器的具體情況,編寫了《大學物理實驗講義》。依據大綱要求和以往的教學經驗,按照力學、電磁學和近代光學的順序,確定了適合我院學生的12個實驗,實現了與物理理論課的同步;在總體結構上,按照“加強基礎,重視應用,提高素質,培養能力”的指導思想,培養學生的創造力和實驗技能,使學生在實驗研究方法、實驗設計思想等科學素質方面得到鍛煉和提高。

同時,我們還將實驗室閑置的物理天平和游標卡尺、螺旋測微儀等測量儀器,用于長度及固體密度測定的實驗,既節約實驗室資源、經費,提高實驗儀器的利用率,又為我們的學生以后從業工程測量打下基礎。實驗講義經04、05級學生試用,效果很好。

2　實驗教學方法和管理方法的改革

傳統的實驗教學方法是老師不僅告訴學生本次實驗目的是什么,還詳細地講解實驗原理、方法、步驟、儀器使用及數據記錄、數據處理等等。

有的老師還在學生做實驗之前把實驗從頭到尾演示一遍,讓學生看得清清楚楚、明明白白,因此學生不用預習實驗,也不用思考問題,按方配藥,照貓畫虎,實效甚微。有的同學實驗數據都測完了還不知道用的什么儀器,更談不上提高他們的動手能力和創新精神了。

基于這種現象,我們教研室從去年開始對實驗課的教學方法進行了試探性改革,老師在課堂上講解實驗題目和要求,注意事項,進行啟發性指導,而一些實驗技術參數、測量方法由學生自己根據老師提供的實驗儀器進行設計,教師只做啟發式的教學指導,學生做完實驗后把實驗報告交給教師并做簡單答辯。例如:在單臂電橋實驗中,老師只給出箱式單臂電橋的實驗原理圖,讓學生根據此圖自己設計組裝單臂電橋,并精確測量電阻。

這樣通過設計性實驗,增強了學生的學習興趣,加深了學生的理解能力,激發了學生獨立思考和不斷創新的精神;又如:在對不規則物體測量其密度的實驗中,幾組同學分別從不同角度利用排水法對不規則物體的體積進行測量,有的老師都沒有想到。這樣的實踐反而促老師認真研究實驗,提高業務能力。學生思維活躍開闊,爭相動手,氣氛濃重。

另外,在教學管理上,我們要求學生每次課前必須寫預習報告,課上要完成數據的測量和處理,在實驗結束前交給老師,這樣教師能夠及時對學生進行指導和更正,使得實驗課更具實效性和完整性。例如:《氣墊轉動慣量實驗》中,學生們記錄原始數據“通過光電門的時間”后,填入了表格,并利用了相關公式計算出了角加速度這個重要的物理量,學生們就認為完成任務了,并沒有完全理解實驗的目的是為了驗證轉動定律,課上收實驗報告,即可及時發現學生們“時間”測定的正確性,又能讓他們算出轉動慣量,并驗證轉動定律。保證了實驗的完整性,使動手實驗操作真正起到增強學生獨立思考問題,做事嚴謹認真的作用。

3　實驗考核體系改革

改進實驗考核方法,旨在提高教與學兩方面的積極性,目前我校物理實驗考核由兩大部分構成,即平時成績與課程考試成績。平時成績包括實驗報告和出勤率,占60%,期末考試成績占40%,按照傳統的考核方式《大學物理實驗(一)》是筆試,考核實驗理論部分,主要包括學生對實驗數據處理方法的掌握,而《大學物理實驗(二)》以前根本就沒有過考核。根據以往的教學經驗,這學期《大學物理》理論課已結課,而且期末又不考試,因此,學生對實驗課很不重視,經常出現遲到、早退的現象,實驗課不認真,抄襲他人數據等情況嚴重。以前有的同學在做完物理實驗以后做專業課實驗時,連萬用表都不會使用。為了保證實驗課的教學質量,提高學生的動手操作能力,本著培養學生創新意識的想法,對《大學物理實驗(二)》施行了動手操作的考核。每位同學抽簽決定其考試內容,并單人進行操作,教師當場評分。對04級學生已經進行了一次考核,效果明顯,自改革以來,由于有期末單人操作考試的壓力,學生的實驗學習態度發生了變化,由以往學生只注重實驗結果向注重平時每個實驗的操作步驟及實驗報告轉變,態度積極認真。

4　小結

改革后的課程體系和教學內容,以學生為主體,把學習的主動權交給學生.為學生主動學習提供了可能,調動了學生學習的積極性和主動性,有效地激發了學生學習熱情,學生的綜合能力得到了全面提高。

隨著科學技術的迅猛發展和實驗教學改革的不斷深入,物理實驗從實驗內容到實驗技術都在不斷更新變化.我們只有不斷地向其深度和廣度進軍,才能不斷地激發學生的學生熱情,使他們掌握打開知識寶庫的鑰匙,獲得索取新知識的能力。