普通物理实验是工科院校的必修课,也是一门量大面广、实践性和应用性很强的课程。是培养学生学习能力、实践能力和创新能力的重要环节。所覆盖的知识面和包含的信息量大,对学生的基本训练也较为有效。为了培养专业基础厚、实践能力强的创新人才,必须对大学物理实验课程的教学内容、教学方法和手段、管理制度和方法等进行积极有效地改革。两年来,我们对大学物理实验课程教学改革提出了具体措施,进行了实践,并收到了良好效果。 1 实验教学内容体系改革 教学内容是实验教学的核心,因此实验教材是实验过程中非常重要的参考资料。近些年来,物理实验仪器的发展非常迅速,不同高校购置的仪器也有较大差异。更主要的是在实验内容方面,不同的学校有不同的程度要求。因此,一些现成的统编教材都无法直接使用。如,以前我院使用的教材是河北科学技术出版社的《大学物理实验》,其中有近40%的实验内容我们实验室没有配套仪器,像分光仪测三棱镜的折射率、法布里—白罗干涉仪的调节等等,这些实验内容也不是我们重点要求的。基于这种情况,2005年我们物理教研室根据我院本三学生的实际水平和需要,结合现有物理实验仪器的具体情况,编写了《大学物理实验讲义》。依据大纲要求和以往的教学经验,按照力学、电磁学和近代光学的顺序,确定了适合我院学生的12个实验,实现了与物理理论课的同步;在总体结构上,按照“加强基础,重视应用,提高素质,培养能力”的指导思想,培养学生的创造力和实验技能,使学生在实验研究方法、实验设计思想等科学素质方面得到锻炼和提高。 同时,我们还将实验室闲置的物理天平和游标卡尺、螺旋测微仪等测量仪器,用于长度及固体密度测定的实验,既节约实验室资源、经费,提高实验仪器的利用率,又为我们的学生以后从业工程测量打下基础。实验讲义经04、05级学生试用,效果很好。 2 实验教学方法和管理方法的改革 传统的实验教学方法是老师不仅告诉学生本次实验目的是什么,还详细地讲解实验原理、方法、步骤、仪器使用及数据记录、数据处理等等。 有的老师还在学生做实验之前把实验从头到尾演示一遍,让学生看得清清楚楚、明明白白,因此学生不用预习实验,也不用思考问题,按方配药,照猫画虎,实效甚微。有的同学实验数据都测完了还不知道用的什么仪器,更谈不上提高他们的动手能力和创新精神了。 基于这种现象,我们教研室从去年开始对实验课的教学方法进行了试探性改革,老师在课堂上讲解实验题目和要求,注意事项,进行启发性指导,而一些实验技术参数、测量方法由学生自己根据老师提供的实验仪器进行设计,教师只做启发式的教学指导,学生做完实验后把实验报告交给教师并做简单答辩。例如:在单臂电桥实验中,老师只给出箱式单臂电桥的实验原理图,让学生根据此图自己设计组装单臂电桥,并精确测量电阻。 这样通过设计性实验,增强了学生的学习兴趣,加深了学生的理解能力,激发了学生独立思考和不断创新的精神;又如:在对不规则物体测量其密度的实验中,几组同学分别从不同角度利用排水法对不规则物体的体积进行测量,有的老师都没有想到。这样的实践反而促老师认真研究实验,提高业务能力。学生思维活跃开阔,争相动手,气氛浓重。 另外,在教学管理上,我们要求学生每次课前必须写预习报告,课上要完成数据的测量和处理,在实验结束前交给老师,这样教师能够及时对学生进行指导和更正,使得实验课更具实效性和完整性。例如:《气垫转动惯量实验》中,学生们记录原始数据“通过光电门的时间”后,填入了表格,并利用了相关公式计算出了角加速度这个重要的物理量,学生们就认为完成任务了,并没有完全理解实验的目的是为了验证转动定律,课上收实验报告,即可及时发现学生们“时间”测定的正确性,又能让他们算出转动惯量,并验证转动定律。保证了实验的完整性,使动手实验操作真正起到增强学生独立思考问题,做事严谨认真的作用。 3 实验考核体系改革 改进实验考核方法,旨在提高教与学两方面的积极性,目前我校物理实验考核由两大部分构成,即平时成绩与课程考试成绩。平时成绩包括实验报告和出勤率,占60%,期末考试成绩占40%,按照传统的考核方式《大学物理实验(一)》是笔试,考核实验理论部分,主要包括学生对实验数据处理方法的掌握,而《大学物理实验(二)》以前根本就没有过考核。根据以往的教学经验,这学期《大学物理》理论课已结课,而且期末又不考试,因此,学生对实验课很不重视,经常出现迟到、早退的现象,实验课不认真,抄袭他人数据等情况严重。以前有的同学在做完物理实验以后做专业课实验时,连万用表都不会使用。为了保证实验课的教学质量,提高学生的动手操作能力,本着培养学生创新意识的想法,对《大学物理实验(二)》施行了动手操作的考核。每位同学抽签决定其考试内容,并单人进行操作,教师当场评分。对04级学生已经进行了一次考核,效果明显,自改革以来,由于有期末单人操作考试的压力,学生的实验学习态度发生了变化,由以往学生只注重实验结果向注重平时每个实验的操作步骤及实验报告转变,态度积极认真。 4 小结 改革后的课程体系和教学内容,以学生为主体,把学习的主动权交给学生.为学生主动学习提供了可能,调动了学生学习的积极性和主动性,有效地激发了学生学习热情,学生的综合能力得到了全面提高。 随着科学技术的迅猛发展和实验教学改革的不断深入,物理实验从实验内容到实验技术都在不断更新变化.我们只有不断地向其深度和广度进军,才能不断地激发学生的学生热情,使他们掌握打开知识宝库的钥匙,获得索取新知识的能力。
