初探物理 高校非物理专业基础物理实验教学初探
时间：2019-01-12 03:35:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
为了实现物理实验教学内容的现代化，加快物理实验教学体系和结构改革的步伐，促进物理实验教学改革中创新教育的实施，推动物理实验教学手段的不断改革，提高教学质量，迎接2006年的教学水平评估工作，我校实验物理教研室的教师对哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、黑龙江大学和哈尔滨理工大学四所高校的物理实验室进行了参观学习，现将有关非物理专业基础物理实验教学的几点体会总结如下。
一、课程设置的目的
物理学是一门重要的基础科学，是整个自然科学的基础。物理理论来源于实验，物理实验是物理学的基础。大学物理实验课是培养高素质人才的重要基础课。通过大学物理实验教学可以使学生获得丰富的感性认识，加深学生对物理概念、原理和定理的理解，激发学生的学习兴趣，发展学生智力，培养学生实事求是的科学态度以及强化素质教育，培养创新人才。这些重大的意义，在教育界早已取得共识。那么，自1997年高校教育由“精英教育”向“大众化教育”转型以来，各高校根据不同的教学条件和各自的学生状况，应该如何定位非物理专业基础物理实验课的教学目的呢？高校物理学教学指导委员会物理实验教材建设组制定的“非物理专业基础物理实验基本要求”指出非物理专业基础物理实验课程设置的目的是使学生在物理实验的基础知识、基本方法和基本技能方面受到一定的训练，培养学生具有初步的实验能力，良好的实验习惯和严谨求实的科学作风，为有关各专业后继课程和今后从事科技工作打下基础。我国高校物理实验与管理考察团2002年赴美考察时，斯坦福大学的Douglos D. Osheroff教授指出，物理实验课在传授知识和技能的基础之上，应着眼于培养学生用实验方法解决物理问题的能力。 可以说，基础物理实验课的目的的这两种表述在本质上是一致的。基于这样的教学目的，各高校可以考虑针对各专业有选择地开设基础物理实验课，哪些专业必须开设基础物理实验课，哪些专业可以选开基础物理实验课，而哪些专业又可以不开设基础物理实验课，这些都需要各高校根据本校的专业设置、学生层次、实验仪器以及师资力量的具体情况自行决定。
二、课程内容的选择
一门好的实验课不应该满足可开出多少实验课，应在可开出实验的范围内，根据本校的实际情况，考虑开哪些实验课更合适，甚至应克服困难为学生需要的实验的开设创造条件，开设学生需要的实验，而不是开设需要学生的实验。对于非物理专业的基础物理实验题目的选择，高校物理学教学指导委员会物理实验教材建设组提供了52个参考题目，各高校可以根据本校实验室的条件自行组合。但是这些题目几乎全部都有着比学生大得多的年龄，涉及到近代工程技术应用的内容很少，缺乏时代感，更不用说贴近前沿科研的发展了。虽然不断有不同版本的大学物理实验教材出版，但从课程体系、教学内容、目录到编写思路上看，这些实验教材都是本着验证18世纪以来创建的物理定律和物理常数为内容，看不出实质性的变化与差异。与我们目前实验内容基本上还是做一些经典的、传统的实验相比，美国的物理实验教学就显得更有生气和活力。他们不断的更新实验内容，及时地将一些前沿科研成果转化为新的物理实验，使得实验课既有广度又有深度。只有将实验教学与学科建设和发展紧密结合起来，将前沿科研成果不断转化，才能使物理实验内容不断发展和进步。同时，实验题目的选择还应该注意本校专业的设置和学生的层次，基础物理实验课应提倡实验的趣味性，将深奥的物理原理寓于趣味之中，进一步激发学生的学习兴趣，使学生学起来可以更轻松。
三、实验仪器的选择
不可否认，传统大学物理实验的教学方法和教学仪器在培养学生的创新能力和综合设计能力方面存在不足。随着国家对教育经费投入的增加，全国各高校的物理实验室建设都有了较快的发展，教学条件得到了改善，教学中应用了多种现代化教学手段。但是，高科技电子产业的发展与崛起，使得实验仪器得以集成化和模块化，学校在实验教学中大量使用计算机采集处理数据，像“黑匣子”那样只须拨动几个开关的集成式教学仪器越来越多。这虽然在一定程度上改善了教学手段落后的现状，促进了实验教学内容的现代化，但是一定程度上它也不利于学生对仪器结构和实验原理的理解和掌握，不利于培养学生的实际动手能力，限制了学生的差异和个性的发展，有悖于因材施教，培养有创新能力的高素质综合型人才的教育宗旨。传统的教学方法虽然有其不足的地方，但是经过这么多年的积淀，也必然有着不可替代的优势。物理实验教学的现代化应是有目的的，有方向的，不可以盲目从众。实验设备中的工具性仪器（如：示波器、信号发生器、万用表等）可采用集成化产品，而很大一部分原理性仪器应该选用非集成化且透明度高的仪器，一些简单的器件甚至可以自行制作。这样一方面可以帮助了解和理解仪器构造和实验原理，另一方面也可以以身示教，启发学生的创造性，全面提高学生的综合素质。同时还能节省教育经费，提高仪器的利用率，使一种仪器适用于多个实验操作。
同时，计算机应用于实验教学的作用是为了丰富和深化教学内容，而不是代替学生动手，所以各种多媒体教学手段的应用要适当。首先，计算机辅助教学手段，运用多媒体技术对物理实验及过程进行模拟及示范，对教学过程中出现的一些比较枯燥、抽象的物理概念或在课堂上不易演示的操作，可通过计算机绘图技术和动画技术，使其变得直观和形象化，从而提高教学过程中的表现力和感染力。其次，普通物理实验形象化教学录像片，作为一种重要的教学辅助手段，具有超越时间、空间的限制，直观、动态和多信息地表现物理学运动规律微妙细致过程的特点，可很好地促进教学，提高教学效果。
四、教学模式
基于上述各方面，实验教学模式也有必要进行改革，每学期可以规定部分必做实验和部分选做实验。其中“必做实验”着重于培养每个学生的综合实验能力，而“选做实验”则是每个学生根据自己实际动手能力和兴趣爱好自主选择。这样既能进一步激发学生的兴趣又能为每个学生提供一套最适合自己的学习方案。
至于实验课的开课时间，可以由学生根据自己的时间通过网络系统与老师提前预约。这样可以充分发挥学生的主观能动性，让学生带着问题进实验室，克服了传统实验教学模式中学生角色被动的弊端，突出学生的个性，形成以学生为主体的自主学习机制，既调动了学生的学习积极性，又提高了学生对实验的兴趣。
结束语
在当今科技竞争激烈的时代，人们在注意探索自然界基本规律的同时，对客观物质世界的广泛性和复杂性，认识层次在不断加深，为从事物理教学进行高素质人才培养提供了大有可为的领域。在目前的教育形势下，物理实验教师只要根据本校的实际情况，在物理实验教学改革中突出创新应用，一定能使学生具有“主动掌握新技术，主动跟踪新发展，主动创造新应用的品质”，从而适应社会和科技高速发展的需要，成为肩担祖国宏图建设重任的预备型人才。
