大学物理实验教学改革的研究进展
白亚乡，唐茂勇，王丽娜
（大连海洋大学 理学院，辽宁 大连）
摘 要： 为了提高大学物理实验教学水平，提高学生的创新能力，本文统计了近年来我国大学物理实验教学改革研究的文献量，并对这些文献进行了分析总结。统计结果显示近年来我国大学物理实验教师主要从教学内容、教学方法、教学手段、考核制度等方面进行了改革与探索，通过更新教学内容、增加设计型创新型实验题目、实验室开放、实验课网上预作与演示，教学中采用多媒体、Flash动画、采用灵活多变的实验考核制度等来提高大学物理实验教学水平。本文所做的统计分析将为促进我国大学物理实验教学改革提供参考依据。
关键词： 大学物理实验；教学改革；教学内容；教学方法
一 引言
大学物理实验课是高等学校的一门重要的公共基础实践课，根据教育部发布的本科专业目录显示，目前在全国本科专业中电子、计算机、土木、建筑、工程、通讯、机械、材料、能源、数学等300多个专业开设了大学物理实验课程。大学物理实验作为大学生实践教学的重要环节，它对高素质创新人才的培养有着不可替代的作用，在理工科专业中的重要性地位不言而喻，尤其是在理工科为主的学校，物理实验课作为理工科专业学生的一门必修课，是学生进入大学接受高等教育系统的实验技能训练和实验系统方法的开端。
在上个世纪，物理实验课程曾经为培养优秀人才作出了卓越的贡献，而进入二十一世纪后，随着各产业之间的相互融合逐步加强，社会对毕业生的综合能力与创新能力要求也越来越高，而与此同时，随着高校的扩招，高校学生层次的区别与专业的广泛性明显提高，大学物理实验教学状况不容乐观,“重结果、轻过程”现象越来越明显, 同时，在大学物理实验的教学内容方面虽基础全面但相对陈旧，与各行业的实际应用与发展脱节比较严重。因此，很多高校对大学物理实验教学从教学内容、教学方式、教学手段等多方面进行了改革[1-6]，并取得了很多成绩，这些教学改革的研究已被越来越的应用于课堂教学中，成为提高大学物理教学质量、教学效果的有利手段。为了使其在大学物理实验教学中发挥更大的作用，笔者查阅了《知网》等数据库，统计了近年来的文献，从文献研究内容分析总结了十年来我国大学物理实验教学改革的研究进展与取得的成就。以期收到抛砖引玉的效果。
二 教学内容的改革方面
通过上述分析可以看出10年来我国的教育工作者主要进行了以下改革：在教学内容改革方面主要是通过更新实验内容：淘汰落后、简单和验证型实验题目，增加新型的综合性、创新性实验内容，学以致用，加强实验内容的前言、实用性。
(1) 通过BIM建模软件建立 BIM 模型,并对BIM模型进行简化处理,例如删除模型中非主要构件,简化gbXML文件，设置模型详细程度等；
例如，长春工程学院的李素文等人将实验内容划分为三个层次，即：基础性实验、演示实验和创新性设计研究实验，并根据每个学生的学习能力不同，采用不同的教学计划和教学方法。通过基础与验证性实验来提高学生的实验操作能力。通过演示性实验内容来增加实验的趣味性，调动学生的学习热情与学习兴趣，并为后续开设创新性实验做铺垫。所设计出的研究性实验的题目既开拓了学生的视野，又激发学生的潜能，还使学生对学科发展的前沿有一定的了解，形成专业的基本素质和基本技能。在进行研究性创新实验教学时，他们改变了传统的教学模式，让学生根据已了解的问题，查阅相关科技前沿发展动态，通过独立选题、独立研究、独立设计、独立操作、独立分析问题和解决问题的方法，实现学生自主学习、自由发挥、自主创新，充分施展个人才能，培养提高他们的创新意识，创新素质和创新能力[7]。
三 教学方法的改革
在教学手段改革方面，黑龙江科技大学张晓鹏等人建立了学校的物理实验电子系统，开设了实验背景、实验技巧要领、实验要求、实验步骤和实验相关思考题等模块[11]。学生不仅能够通过这一平台对实验提前进行了解，还可以下载相关资料，与任课教师进行网上交流互动，他们还利用Flash 软件，开发出了虚拟仿真实验.放在网上供学生进行远程操作，这些可以进一步加深学生对实验要领的掌握、实验步骤的理解，提升学生物理实验的积极性，提高教学效果。李颖将信息技术应用于物理实验教学，不仅丰富了实验教学内容，也使一些教学内容变得直观、易懂，从而有效的提高了学生的学习兴趣、创新思维和创造能力[12]。
（2）内部流程方面：部门承担创新任务程度实际值通过年末对各部门所完成的任务数汇总得出，各部门未完成的任务数不得计入该项目。得分=（完成数/目标数）×权重；创新人才数量实际值通过年末对企业实施高层次人才引进战略所拥有的专业高级职称和硕士研究生以上学历人员数汇总得出，得分=（实际数量/去年已有数量）×权重；企业各种大小会议的召开或多或少都与实施创新绩效管理战略相关。因此，集体讨论学习有关创新工作的会议次数实际值为全年会议召开总时间。得分=实际数量×权重×40%；技术创新中所申请的专利数实际值由汇总企业年末申请的专利数得出。得分=实际值×权重×60%。
四 教学手段的改革
在教学方法改革方面也有许多突出的成就，延边大学在实验教学中针对同一个实验题目，根据不同专业学生的学习能力的差别，采用不同的授课模式和教学方法进行教学，做到因材施教，调动了学生的学习积极性，提高了教学效果[8]。大连海洋大学把实验内容体系按循序渐进、由浅入深的认识规律分四阶段进行，采取梯次推进的教学方式[9,10]，并将“启发式”、“引导式”、“构想式”、“研究讨论式”等多种教学方法引入实验教学，第一阶段为“预备实验”，着重物理实验的预备知识和技能的训练，主要采用“启发式”的教学方法，如在学习长度的测量实验时，让学生通过对比普通米尺、游标卡尺、螺旋测微器、到利用光的干涉测量微小长度的变化，来启发学生只要不断创新才能进步。对第一阶段的实验通常采用先由教师指导上课，后面再作为开放实验开出。第二阶段是“基础性实验”，重点在于使学生了解和掌握各种基本物理量的测量和基本测量方法。主要采用“引导式”教学方式，使学生对实验设计的指导思想和实验原理都清楚。第三阶段为“综合性实验”，目的是培养学生综合实验能力和实验设计创新能力，加强知识的深度和广度。在实验内容上突出综合性、多层次的特点.主要采用“讨论式”教学方法，体现多种仪器使用的综合和学科分支知识与实验方法的综合。第四阶段是“设计性实验”，采用“构想式”、“研究讨论式”教学方法，培养学生分析问题解决问题的能力，调动学生的积极性和实验兴趣，例如，对于“电桥法测量电阻”这一实验，他们打破了传统的教学方法，先提出如何测量一未知电阻的阻值这一问题，让学生自己思考并设计出测量方法，然后让学生对他们设计的方法进行讨论，分析不同方法的优缺点，最后再将“用电桥法测量电阻”介绍给学生并让他们与其它方法进行比较。这对培养学生科学实验素质和创新能力有重要作用。
五 考核制度的改革
在实验考核改革方面主要是通过将学生遵守实验室规章制度情况；预习及撰写预习报告情况；动手能力及仪器操作使用情况；数据测取、记录及实验报告撰写情况独立分析和解决实际问题情况；作为平时的考核依据；同时加入期末考核，通过学生抽签形式现场进行实验并给出实验结果，同时，有些学校为鼓励学生探索创新还规定，对在实验中有所发明、创新或在综合性、设计性实验中有较大突破的学生给予一定的实验加分,甚至免于实验考试,另外，有些学校为了克服物理实验的评分主观因素影响大的缺点，要求每个实验室的实验教师都应该把实验操作细则列出，并根据学生课堂表现，如原理是否清楚、观察是否仔细，操作正确与否、遇到问题是否能独立解决、获得数据可信度等给出课堂表现分。对于实验报告的评分，有些学校要求学生不仅要有实验结果还要对实验结果进行适当分析，尤其是对于误差较大的实验结果要分析产生原因，并调整了以往只注重实验结果是否正确和实验报告是否规范的评定标准，把学生对实验结果的分析作为一个给分点，对于数据不好的实验报告如果学生能进行合理的分析讨论，明确误差产生的原因、知道如何改进或对实验能有实实在在的体会、想法也同样给以好的分数,张道清等对不同年级的学生采取不同考核方式，通过让学生进行科技制作、拍实验微课和完成创新设计实验等多种形式来对学生进行考核，取得了较好的教学效果[16]。
贵州省科技厅立项支持的“山地特色高效紫苏新品种示范与产业化”项目实施初见成效，项目依托省科技特派员，采用“公司+科技特派员+农户”的模式实施成果转化，应用奇苏2号、奇苏3号分别在德江县、思南县、黎平县等地建设示范基地示范带动1000余亩。
六 其它方面的改革
除了教学内容、教学方法和考核制度改革外，还有很多教师在实验室开放、教学模式等方面进行了改革与探索[17,18]，例如，张晓鹏等人建立了学校的物理实验电子系统，开设了实验背景、实验技巧要领、实验要求、实验步骤和实验相关思考题等模块。学生不仅能够通过这一平台对实验提前进行了解，还可以下载相关资料，与任课教师进行网上交流互动，他们还利用Flash 软件，开发出了虚拟仿真实验.放在网上供学生进行远程操作，这些可以进一步加深学生对实验要领的掌握、实验步骤的理解，提升学生物理实验的积极性，提高教学效果。有些学校将PPT和微课小视频用于实验教学也取得了很好的教学效果。
参考文献
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The Progress in Research of College Physics Experiment Teaching Reform
BAI Ya-xiang, TANG Mao-yong, WANG Li-na
(School of Science, Dalian Ocean University, Dalian, Liaoning Province, China)
Abstract: To improve the teaching level of college physics experiment and improve students’ innovation ability, this paper conducts statistics regarding the volume of literature of the research of our country’s physics experiment teaching reform in the recent years, and conducts analysis and conclusion regarding these literatures. The statistics results show that in the recent years, our nation’s physics experiment teachers mainly conduct reform and exploration from teaching content, teaching methods,teaching means, evaluation system, etc.； they attempt to improve college physics experiment teaching level via updating teaching content, increasing design type and innovative type experiment subjects, opening laboratory, online preparation and demonstration of experiment lessons, using multimedia and Flash animation in teaching, using flexible experiment assessment system, etc.
Key words: College physics experiment； progress in research； Teaching reform； Teaching content； Teaching methods
本文引用格式： 白亚乡,等.大学物理实验教学改革的研究进展[J]. 教育现代化,2019,6(71):126-128.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.71.042
标签：大学物理实验论文; 教学改革论文; 教学内容论文; 教学方法论文; 大连海洋大学理学院论文;