以核心素养为导向的《大学物理实验》自主研究探索型教学实践路径

引言

大学物理实验,是高等学校理工科类本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端，其教学质量直接影响学生的物理素养与实践能力的培养。随着近年来上课学生规模不断扩大，传统物理实验教学面临诸多挑战。东北电力大学物理实验共42 学时，涵盖20 个实验项目，学时安排紧凑，普遍存在规定时间内学生难以自主地完成物理实验的问题，教师教学负担也相应加重。为了应对这一问题，依据《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》及近年来对物理实验教学现状反思，本文提出了一种以核心素养为导向的教学模式，该模式不仅关注知识传授，更注重学生综合实验能力培养，致力于提升学生适应未来学习和职业发展的关键素养。通过优化实验项目、合理调整学时，强化自主探索环节，全面提升物理实验教学质量。

一、当前《大学物理实验》的教学问题与挑战

1.学生人数与实验项目数量

《大学物理实验》课每年面向四千余名学生，学生规模大，实验项目多，单个实验学时短，加之设备有限，导致实验课安排紧张。有些实验存在部分内容重复，实验报告环节被推迟到课外——课前写预习报告，课后进行数据处理，导致抄袭较多。这种设置难以保障学生有足够时间自主完成实验操作和撰写实验报告，严重制约了学生实践和探究能力的培养，影响了学生对实验的理解与反思以及学习积极性的下降。

2.学生与教师的双重负担

因实验项目多且课时短，学生课前、课后均需花费大量时间学习，有限的课堂时间使学生难以在实验过程中深入探究思考。这也会导致教师作业批改繁重，教师难以针对每位学生的错误与不足进行有效反馈，在实验过程中难以兼顾每位学生的学习情况，教学质量受到影响，亦不利于培养学生自主学习与探究能力。

3.现有实验课程的改进需求

现有实验课程面临诸多问题，急需改革。部分实验内容具有一定的重复性，学时安排不合理。教学方法过于传统，缺乏对学生实际操作能力与思维能力的培养。课程内容单一，难以满足学生个性化发展需求。在这种教学模式下，学生的批判性思维和创新能到充分培养。部分学生对实验产生畏难情绪，实验中的探究性学习被忽视。基于现有问题，需要对实验课程进行优化，减少实验项目数，延长学时，调整实验内容，增强自主研究和探索的元素。这不仅能减轻教师和学生的双重负担，还能提升教学效果，培养学生的实践能力和创新思维。

二、以核心素养为导向的教学模式设计与实施

1. 优化实验项目与学时安排

《大学物理实验》课原有20 个实验项目，时间安排过于紧张。经过充分的调研与论证，课程设计进行了科学调整与优化。对项目进行了精简与整合：第一学期由原来的10 个实验精减为6 个基础性实验，单个实验的学时由2 学时增加至3 学时；第二学期则通过合并相似实验、扩展实验内容，将项目压缩至 5 个综合研究型实验，实验学时为4 学时。通过优化学时安排，增加了学生自主探究的时间，学生有充裕的时间理解、掌握实验原理和操作技能。教学模式从“任务完成型”转变为“自主研究型”，学生不再局限于机械性完成实验任务，而是能在课堂内完成实验操作、分析数据、整理报告，有效减少了抄袭现象，促进了学术诚信建设。这种学时结构的调整，进一步保障了实验教学的深度与实效性，显著提升了教学质量。

2.强化自主研究与探索性学习

课程内容调整的核心在于强化学生的自主研究与探索性学习，培养学生的科学探究能力和实践创新精神。在实验设计中，教师不再单纯提供“操作步骤”，而是通过“现象引导—问题发现—方案设计—验证分析”的模式，引导学生主动思考、独立探索。比如，学生在进行实验时，会遇到许多不确定性和难度，需要通过查阅资料、与同学讨论等方式来寻找答案。对于复杂实验，学生需根据实验现象独立设计实验方案，进行实验验证。课程的改革鼓励学生进行实验前的预习和实验后的总结，提升了学生的分析思维和实际操作动手能力。

3.教学模式实施与效果分析

新教学模式实施后，教师和学生的反馈均表明，实验教学质量得到了明显提升。学生的实验报告不再是任务式的填写，而是基于他们的实验过程和思考所得出的成果。每个实验结束后，学生当堂将实验结果进行深入分析，撰写总结报告。教师在课堂中更多地扮演引导者的角色，帮助学生理解实验中的关键概念。这种以核心素养为导向的教学模式不仅提升了学生的实验能力，还激发了学生的探索兴趣和创新能力。通过这种改革，学生的实践能力得到了显著提高，课堂教学也变得更加生动与有意义。

结论

通过对《大学物理实验》课程的优化与改革，基于核心素养为导向的教学模式得到了有效实施。这一模式的核心在于优化实验项目与学时安排，减少个实验的学时，使学生能够深入理解实验原理，掌握实验操作技能。通过将传统的型教学，学生不再仅仅是执行实验任务，而是通过自主探究和实验分析，思维能力和创新能力。教学模式的改革也减轻了教师的工作负担。教师不再需要为大量学生批改实而是能够更多地在课堂上进行指导与互动，帮助学生解决实验中的实际问题。

参考文献

[1] 教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会.《理工科类大学物理实验课程教学基本要求》，高等教育

出版社，2023。

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