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独立学院物理实验教学改革
本人从事大学物理实验教学十多年,也参与了几年大学物理实验课程教学管理工作.在此期间,参加过几次全省物理实验研讨会,聆听了很多大学物理实验教改方面的经验交流报告,进行了同事间的广泛交流,学习到了许多先进经验,受到了极大的启发；在此结合自己多年的教学经验,就独立学院大学物理实验教学存在的几个问题和几个层面需要改革的想法,与老师们一起商榷,希望能对独立学院物理实验教学的发展起到抛砖引玉的作用.
一、实际教学问题
对实际实验教学存在的不正常情况归纳一下,分成四个方面的问题.
1.教学课程安排问题.独立学院大学物理实验涉及到物理学中的力学、电磁学、光学、近代等内容,然而,由于教学计划安排难以做到实验内容与理论课程教学同步进行,而物理实验课一开始就必须要将一学期的全部内容同时开出,无论是从实验的原理上,还是从仪器的工作原理上,各个实验之间的难易程度会有差别,有的实验相对简单,有的则相对较难,难的部分在大学阶段也处在大学物理课的较后部分.由于受学生人数、实验场地、实验仪器设备数量等条件的限制,按先易后难顺序进行实验的学生,则符合了知识循序渐进的规律,学习收获大,实验效果好,因而成绩也好；而摊上难易顺序颠倒的学生,对难的部分无从下手,而对末尾易的部分又提不起兴趣,这显然是不公平的.
2.被动与主动的问题.为了顺利地完成每一堂物理实验课,在上绪论课时就向学生交代过要写预习报告,完成预习题,并反复强调预习的重要性,它是课前应该完成的任务,是调动学生主动学习的有效方法,预习效果的好坏直接关系到对实验原理的理解,关系到上实验课时仪器的使用、操作过程的质量等一系问题.作为一名实验教师不希望学生用两只发直的眼睛看着你或者看到他们无所适时的样子,甚至对上课时老师提出的问题十分茫然,对如何做好实验感到无从下手.少数学生由于没有写预习报告,完全不知上课内容,导致其实验效果非常差,实验数据也就只能抄袭.我们希望学生有主动学习的精神、强劲的动手能力、做事的麻利性、对实验现象的分析能力、实验数据的处理能力等,要当场搞懂搞通.
3.实验积极性的问题.物理实验课是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端,是理工科类专业对学生进行科学训练的重要基础.虽然每次上课时都再三强调物理实验课的重要性,物理实验是理工类大学生进入大学以来第一次接触的实验课,为了给学生建立良好的实验习惯和树立正确的实验理念,必须按照实验的规程和要求进行,为后续的基础实验课和专业实验课奠定良好的实验基础.但是,我们的学生对实验课始终不够重视,有少部分学生从一开始就没有动手实际操作过,只会抄写其他学生的实验数据,懒惰到极点,再加上学生间相互“照顾”和面子思想,由于老师的工作量大,反复制止也无济于事,再加上有的老师产生了“多一事不如少一事”的思想,只想着把任务完成了事,长此下去可想而知教学效果如何.
二、结合专业与多层次实验教学的建立
在适应独立学院人才培养目标和解决上述四个问题的前提下,多层次物理实验教学依照因材施教的原则主要分为三个教学板块.第一板块为工科专科专业和部分本科专业,如电子技术应用、园林工程等专业；物理实验教学计划为24学时、8个实验,合计1.5学分.该板块的教学注重以大纲规定的基本要求为教学主要目标,以正常进度完成基本实验内容,这个板块供一般的学生选择.在这个板块里,我们还是沿用传统的实验教学形式,训练学生正确记录实验数据、作图、列表、分析结果的误差以及结果的可靠程度的能力.在多年教学实践中发现,循序渐进的教学方式仍是必要的；因此,在这个层面里由于学时数少,误差理论和数据处理的内容是穿插在实验内容中进行的,让学生通过较为单纯的实例练习正确地处理实验数据和表达实验结果.因为实验中使用的游标卡尺、千分尺等,在许多实际场合仍使用这些量具,所以对于独立学院这样一个以工科为主的学校保留这些量具的使用项目是必要的.
第二板块为工科的本科专业,如机械工程、信息工程等专业；物理实验教学计划为40学时、12个实验,合计2.5学分.该板块的教学侧重从提高学生的科学实验能力上选择课程的教学内容.对于这部分实验教学内容,要尽可能使用在工程技术上已普遍使用的较新的仪器设备,如数字仪器、电子仪表和传感器,密立根油滴实验采用CCD技术等.
第三板块为本科“应用物理学”类的专业,物理实验教学计划为56学时、16个实验,合计3.5学分.安排综合性、设计性物理实验,改变过去由老师安排好实验,准备好仪器,学生来做实验的状态,过渡到学生在老师的指导下,自己设计实验、查阅资料、选择仪器,写出实验原理、实施方案,包括联接电路和调试仪器等每一个实验的环节,都由学生独立完成,符合学生的认识规律,以此培养和提高学生的综合思维和创新意识,最后完成实验论文报告.
三、现代教育与教材体系改革
大学物理实验早已被认定为是一门独立的课程.作为一门独立的课程应当有完善、系统的、反映现代科技的教材体系,这样的教材其知识结构应该是循序渐进、前后呼应、极少重复的,其选材应紧扣实验课的特点和实验教学的主要目的.据此合理的物理实验教材体系应由三部分组成：第一部分为理论基础部分,以老师讲授为主,数据处理和误差分析是得到合理实验结果的重要基础,它与学生的数学基础有密切关系；第二部分为结合计算机技术的仿真实验软件,并结合计算机网络技术平台,供学生预习用,并利用互联网由老师跟踪检查；第三部分为实验汇编,供学生独立完成实验用,尤其是实验原理和实验步骤要尽量详细些.目前,高校的物理实验教材的布局基本上是按照热力学、电磁学、光学、近代物理学进行.物理实验课程通过具体的实验项目,由浅入深、由简到繁地引导学生仔细观察物理现象,深入理解实验思想,定量研究变化规律,分析、评定实验结果,从而使学生学会基本的实验知识、实验方法和实验技能,培养和提高学生独立开展科学实验的素质和能力；因此,一本好教材对高等院校的理工科学生来讲十分重要.
四、实验表现与考核方式的改革
学生的物理实验表现主要体现在遵守时间观念的情况、实验进行的操作情况、实验报告的编写情况等,它是一个综合体系,需要老师仔细跟踪完成,并且有较详细的学生平时表现记录.首先,要严格考勤制度,增强时间观念,防止学生中途溜走等现象；实验中严格按要求操作,鼓励学生间相互学习、指导,积极性高、能力强的学生要带动积极性不高、能力差的学生,防止学生发懒；实验报告是实验工作的全面总结,要减少学生相互抄袭报告的现象发生.其次,考核方式要结合学生的考勤、操作、报告等情况综合评分,考核方式建议实验成绩考核改为五等级制进行.
独立学院以培养应用型人才为主要目标,大学生的行为习惯、良好素质和动手能力的培养是走向工作岗位的基本要求.以上是多年从事大学物理实验教学工作中反复缠绕自己的问题,现今的想法仅为粗框,有些方面很可能没有考虑到,从大方向看,如若可行,也非一两个人,甚至一两个学校能完成的,很有必要联合运作.
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