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如何提高大学物理实验课程的教学效益
如何提高大学物理实验课程的教学效益
胡建明
（重庆师范大学物理与电子工程学院，重庆401331）
摘要：大学物理实验课程不仅能锻炼学生的实践操作能力，还能培养学生的创造性思维、科学的研究方法和严谨的学习态度。教师应在教学内容、教学手段和教学方法等教学策略上下功夫，才能激发学生学习的兴趣，取得令人满意的教学效益。
关键词：大学物理实验课程；教学策略；教学效益
作者简介：胡建明，重庆师范大学物理与电子工程学院副教授。
大学物理实验课程作为本科院校理工科专业学生的一门必修课，不仅能锻炼学生的实践操作能力，还能培养学生的创造性思维、科学的研究方法和严谨的学习态度。在教学过程中，若使用传统的、一成不变的教学模式，必定会使学生失去学习兴趣，因此，教师应在教学内容、教学手段和教学方法等教学策略上下功夫，才能激发学生的学习兴趣，以取得令人满意的学习效益。
一、教学内容应有侧重点
大学物理实验课程的主要学习内容有力学、热学、光学、电磁学、近代物理实验、综合性实验和设计性实验。其中，综合性实验和设计性实验属于提高型实验，其余的属于基础型实验。在实际教学过程中，由于学生在所学专业、掌握的物理知识、动手能力、兴趣等方面存在着差异，教师在教学内容上要根据学生的具体情况做出选择，要有侧重点，切忌“大锅饭”型的教学模式。例如，对于非物理专业的学生，教学目的主要是普及物理知识、辅助其所学专业的学习，则基础型实验是主要的教学内容。而对于那些物理专业的学生，除了掌握基础型实验之外，还应涉及一些提高型实验。在物理专业学生内部，学生的学习水平也参差不齐，因此，提高型实验中也应划分层次。教学内容要因人而异、要有侧重点，才能有效地提高学生的学习效益。
二、教学方法和手段应多样化
1.形成实验小组和团队。在科技日新月异的时代，没有任何一项伟大的科研成果是在个人的单枪匹马下取得的。目前，高校培养理工科大学生动手实践、科研意识和创新能力的重要方式是实验课，实验课的教学效益需要一些传导机制去激发，其中，实验小组和团队协作就是实验教学的重要组成部分和有效机制之一。促进小组团队协作，提高实验教学质量，不仅可以激发学生的学习兴趣和创新意识，还能提高锻炼学生的任务分配和团队合作能力，为今后能更好地适应社会做准备。因此，在大学物理实验课程教学中，教师可以改变传统的学生单独实验的模式，把学生分成小组或团队，并在实验团队中分配任务和角色，如组长、实验方案设计员、实验步骤操作员、实验数据统计员、数据分析员、误差测量员、实验报告撰写人员等，在完成这些角色的过程中，学生逐渐培养团队合作意识。当然，这些实验团队的存在是长期的，课内外都要有，才能使学生们互相帮助、互相监督、互相激励，形成科学实验的常态化。另外，这些实验团队的角色应根据不同的实验内容定期更换，让学生适应各种角色和任务，熟悉科学实验的各个环节和步骤。
实验教学效益的体现和有效的实验小组和团队密不可分。组建有效的实验团队，必须从成员的能力构成、考评方式等方面对团队进行精心设计，最大限度地减少平均分配和吃大锅饭行为。在组建团队之前，教师应熟悉对学生的智力、技能、学习态度的情况，把不同的水平层次的学生组合成若干个实验小组。各小组在整体学习能力上应该大致相当，这样彼此才有比较的基础。小组内部成员在学习能力、知识水平、性格等方面应具有显著差异性，这样在将来的学习过程中才能体现出互补性和分工合作的必要[1]。确定了小组成员，组长的选择也非常重要，因为组长能在团队中、团队和教师之间起到协调和沟通的作用。组长可以小组内民主推选。根据成员的实际情况，组长把实验任务进行分解，形成实验设计任务书。教师对任务书给出反馈意见。小组根据最终确定的任务书开展实验，由团队成员协商，对实验任务进行合理分工，明确每个成员的职责。最后，各小组以团队为单位提交实验分析结果报告。这种以小组为单位，合理分工、明确职责、协同合作的实验教学形式有利于提高学生主动学习、思考和交流合作的能力。
2.采用学生主导型教学。传统的大学物理实验教学过程以教师为主导，学生在教师的指导下按部就班地进行实验，学生在教学中失去主动性，从而妨碍其创新性思维的培养。(fanwen.weiyujianbao.cn)大学物理实验课程的主要目的是教会学生使用各种仪器设备，在掌握实验方法和手段的基础上，通过实践真正领会物理规律，学会用实验方法去验证理论[2]。因此，在大学物理实验教学过程中，教师应该鼓励和指导学生学会自己去设计实验方案、在实验过程中分析问题和解决问题。
激发学生的学习兴趣、培养学生的创造性思维和动手能力，就应抛弃传统的教师主导型教学方式，形成学生全面参与，积极发挥学生主观能动性的讨论式教学模式。讨论式教学法是指在教师的启发引导下，学生围绕学习目标主动学习，发现问题，提出问题，解决问题，通过学生与学生之间，教师与学生之间的相互交流，共同探讨、展示结果，使学生主动地获得知识，提高能力的方法[3]。
3.改变单一的评价模式。大学课程的考核方式向来比较单一，期末理论知识考核是主要的评价模式，存在着“一锤定音”、片面的弊端。除了期末理论知识考核、实验操作考核之外，大学物理实验课程的评价方式应该朝着多样化发展。如以上提到的实验小组和团队的合作效果、课堂讨论的效果、课外实践的成果、比赛获奖的成果等都可以纳入考核的项目。这样，才能对学生的学习表现做出客观公正的评价，从而进一步激发学生的学习兴趣和学习动力，有效提高学习效益。由此可见，学习和评价是相互联系、互为动因的。
此外，应将实验成绩的评定由原来的个人实验分析报告向团队综合表现转移。我们应注重考查学生的实际知识掌握能力和运用情况，不仅要考查学生的个人能力，更要考查团队的整体实力。同时，尽可能让学生也参与到考评中来，以此提高考评的透明度和公正性。
4.坚持科研与教学相结合。科研源于教学，科研促进教学[4]。科研与教学的互动是本科院校的重要特征。科研是新知识和新技术的源泉，是高校提高教育质量的推进器。只有不断地进行科学研究，才能丰富学科内涵，拓展学科知识，提高教学水平。教师应加强自身的理论和实验基础，及时了解和掌握物理学方向的最新动态，与时俱进，不断地研究科学的教学方法，在努力培养高素质、创新型人才，形成常态化的科学的育人机制的同时，提升自己的教学和科研水平。
其次，学校应加强科研设施对改善实验教学的支持力度。加强科研经费对改善实验教学条件的支持力度。保证在科研中改善教学条件在教学中促进科研，做到教学和科研的一体化，使其相互促进，相得益彰。为提高学生实验教学和科研的积极性，学校也可以在科研经费预算中设立大学生科研创新基金预算项目，用于支持学生的实验创新和科学研究。组织具有科研潜力的学生结合专业学习确立或参加教师科研课题研究，开展学生结合专业学习进行科研立项活动。对学生提出的科研课题经院专家评审通过就可以获得大学生创新基金支持，并在教师指导下完成课题研究，指导教师由负责课题的学生自行聘请。同时要求教师在确立课题时要吸收部分学生参加课题的研究过程，要让学生在课题研究过程中了解科研，培养学生的科研能力。给学生创造机会，让学生参与大型的学术科研交流活动，拓宽学生的视野，培养学生的创新精神和实践能力。
这样，实验教学才能常态化，实验教学的效益才能最大化，最终为科研服务。
三、结语
安排合理的教学内容，运用有效的教学方法手段，才能切实地激发学生对大学物理实验课程的学习兴趣，提高教学效益。在实际教学中，应注意理论和实践相结合，根据具体情况，不断改进教学策略。
参考文献：
[1]张宏勋，李晨，龚彦文，张雷。构建学习型实验团队提升工科大学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011，（6 ）：86.
[2]刘静，刘国良，赵涛。大学物理实验[M].沈阳：东北大学出版社，2009：5-30.
[3]王旗，刘静，娄晓燕。讨论式教学在大学物理实验中的应用[J].大学物理实验，2012，（2 ）：84-85.
[4]李启成，刘明明，缪正华。激发学生学习大学物理实验兴趣的方法浅析[J].实验科学与技术，2011，（6 ）：154.
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