对大学物理实验课程教学改革的探究

摘要：传统的大学物理实验教学模式中存在教学模式僵化、创新性实验太少以及评价方式单一等问题，本文针对这些问题提出了新的教学改革措施，打破了传统教学中机械化的教学方式，可以有效提升学生实验的技能和科研素养，培养学生的实践能力和创新思维，激发学生对物理实验的学习兴趣，为大学物理实验教学改革提供了新思路。

关键字：大学物理实验；传统教学；实验能力；创新能力

大学物理实验课是理工科学生必修的一门基础课程，旨在使学生深化对物理知识的理解，培养学生的实验技能、提升实践能力，此外还要训练学生的科学思维，培养其创新能力和科学态度，为后续学习和科研奠定基础[1]。但传统的教学模式由于存在着许多问题，使其远没有达到预期的教学目标。本文将首先分析传统教学模式的问题，对改进措施进行分析，从而探究一种切实可行的方法，使大学物理实验课能更好地实现预期的教学目标。

一、传统教学模式的现状与问题

1. 教学模式僵化，机械式学习现象普遍。

传统的实验教学通常是以教师教为中心的教学模式，学生处于被动的学习状态，实验内容、实验步骤以及结果都被预先设定，学生只需根据教师的讲解来操作，然后按部就班的完成实即可。这种机械式的教学模式，虽然能够使学生观察实验现象，验证物理规律，一定程度上可以深化理论知识的理解，但抑制了学生的主动性和创造性。实验过程中学生常常以完成教师要求的实验目的为目标，体会不到独立思考和探索的乐趣，难以真正深入理解和掌握实验原理和方法，也就更谈不上创新能力的培养。

2. 验证性实验居多，综合创新内容太少。

许多高校的物理实验内容以基础性的验证实验为主，综合、创新性实验很少[2]。一些实验项目甚至过于简单，缺乏挑战性，并且教学过程给学生留出思考的空间很少，与学生的专业和现实应用脱节，更无法反映当今物理学发展的最新成果。这种脱离实际的教学内容，不仅无法满足学生的学习需求，也制约了学生科学视野的拓展和创新思维的培养。

3. 评价方式单一，重结果轻过程。

传统的物理实验教学通常只依据实验报告以及实验测量数据的准确性来评判成绩，而忽视了对学生实验操作技能、数据分析能力、创新能力和解决问题能力等的评估，这导致学生也常常只关注实验结果是否与预期相符，以及测量误差的大小，出了问题直接寻求教师的帮助，却不会分析出现问题的原因，甚至一些学生为了获得高分而篡改实验数据，这都是传统单一的评价方式所导致，这种重结果轻过程的评价体系，极不利于学生科学态度和科学精神的培养，更难以激发学生对大学物理实验课的学习兴趣。

大学物理实验课是培养学生科学素养和创新能力的重要环节，能为学生以后的工作及研究能力奠定基础。传统教学中存在的问题让许多学生对大学物理实验课感到乏味，参与度不高，致使大学物理实验课的教学目标大打折扣。要改变这种现状，必须对传统的教学方式进行改革，才能培养具有创新精神和实践能力的优秀人才。

二、改进措施

1、改革教学方法，构建多样化教学

现代教育技术的发展为实验教学改革提供了新的可能。教师可以利用信息技术，构建线上线下混合式教学模式。学生通过线上平台完成实验原理和操作流程的课前预习，线下实验室中则专注于实际操作和问题的解决[3]。对于一些实验条件跟不上的实验项目，还可配合虚拟仿真实验平台，拓宽实验范围。这种混合式教学模式不仅提高了课堂效率，也为个性化学习创造了条件，对物理基础较差、理解较慢的学生可通过反复观看虚拟演示来掌握要点，而对一些物理基础好、学习力强的学生则可快速进入拓展环节，这有利于学生个性化学习目标的实现。此外，参加物理实验竞赛也是实现个性化教学的一种方式，教师组织学生参加物理实验竞赛，能够激发学生的学习主动性，提高学生的实验创新能力。

2、拓展实验内容，鼓励学生设计与创新

僵化的传统教学模式不利于学生综合实验素质的培养，要打破这一现象，首先要明确大学物理实验课的教学目标不是简单的让学生重复实验步骤，验证已知的物理规律，而是要培养学生发现问题、设计实验、解决问题以及创新的能力。在基础实验课中教师课可通过提出开放性问题让学生思考，拓展学生的思路；完成基础性实验之后引入开放性或半开放性实验项目，让学生自己设计实验方案，自主完成实验。例如，在迈克尔逊干涉仪实验中，完成基础实验目的——测量激光波长后，引导学生自主设计一个测量透明薄膜的折射率或厚度的实验方案，加深学生对迈克尔逊干涉仪原理和应用范围的理解。另外，还可引导学生找出现实测量中的问题，对现有物理实验仪器或测量方法进行改进。例如，一些基础性实验由于上课人数众多，仪器的使用率高，导致实验设备磨损严重、精度不足等问题[3]，此时可让学生思考改善此类问题的方法，撰写改善方案，通过教师协助最终完成课堂实验验证。这种设计型实验能够激发学生的创造性思维，也更能反映真实科研中的探索过程。从教师演示到半开放实验，再到完全自主设计实验方案，这种“递进式”的教学策略，能够循序渐进地培养学生的实验能力，发挥学生的创造力。

3、建立多元化的考核评价体系，全面评估学生能力

单一的依据实验报告进行评估容易使学生只注重结果而忽视过程。多元化的考核不仅能够全面的评估学生各方面的实验能力，还能激发学生学习的动力与兴趣。全面的考核体系需将实验设计、实验操作、数据分析、团队协作和创新思维等都纳入考核范畴。尤其对综合创新性实验，学生可组队完成，既锻炼他们的创新能力也锻炼其团队协作能力。实验完成后可利用“答辩式”考核方式对实验的创新性、可用性、完成度等各方面进行评分，评分由教师和全班同学共同参与，这种“答辩式”考核让学生在完成实验后还要面对教师与其他同学的提问，这不仅能考察他们对知识的理解深度，也锻炼了科学表达能力与思辨能力。通过这种锻炼，学生再去参加各种物理实验竞赛也会得心应手，这对提高学生学习物理的兴趣以及增强创新能力都由极大的促进作用。因此，这种多元化的考核方式，不仅能够更全面地评估学生的实验能力和综合素质，还能提升学生的学习动力，是一种比较值得推广的考核方式。

三、总结

大学物理实验课的教学改革不是一蹴而就的，改革措施的实施还需要教师从“知识的传授者”向“学习的引导者”的角色转换。教师要改变以教为中心的教学模式，要善于引导，在实验中引导学生主动发现问题，鼓励学生提出问题，并协助学生解决问题。同时，要给予学生足够的自主空间，让其学会正确面对失败与挫折，懂得失败与挫折是研究中的常态，努力与坚持才是通往成功的捷径。通过这样多方面的教学改革，大学物理实验课才能真正摆脱机械性的教学模式，成为培养学生科学素养和创新能力的实践平台，实验教学的价值也才能得到充分体现。

[1] 张勇，李久会. 浅谈大学物理实验教学改革[J]. 辽宁工业大学学报（社会科学版），2015，17（4）：138-140.

[2] 刘妮，刘凯. 大学物理实验课程教学改革创新[J]. 创新创业理论研究与实践，2024（14）：17-19.

[3] 解玉鹏，王玉祥，盖啸尘. 以能力培养为导向大学物理实验教学改革[J]. 大学物理实验，2021，34（1）：139-140.

作者：刘瑞娟 青岛农业大学理学与信息科学 讲师

*通讯作者：袁淑立 青岛农业大学理学与信息科学 讲师

基金项目：青岛农业大学实验技术研究课题：迈克尔逊干涉仪测波长实验的改进（项目编号SYJS202218）；青岛农业大学实验技术研究课题：非良导体热导系数的测量实验的改进（项目编号SYJS202116）青岛农业大学实验技术研究课题：弦线驻波实验的改进（项目编号 SYJS202221）