普通物理實(shí)驗(yàn)是工科院校的必修課,也是一門量大面廣、實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。所覆蓋的知識面和包含的信息量大,對學(xué)生的基本訓(xùn)練也較為有效。為了培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)厚、實(shí)踐能力強(qiáng)的創(chuàng)新人才,必須對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、管理制度和方法等進(jìn)行積極有效地改革。兩年來,我們對大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革提出了具體措施,進(jìn)行了實(shí)踐,并收到了良好效果。

1　實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革

教學(xué)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心,因此實(shí)驗(yàn)教材是實(shí)驗(yàn)過程中非常重要的參考資料。近些年來,物理實(shí)驗(yàn)儀器的發(fā)展非常迅速,不同高校購置的儀器也有較大差異。更主要的是在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面,不同的學(xué)校有不同的程度要求。因此,一些現(xiàn)成的統(tǒng)編教材都無法直接使用。如,以前我院使用的教材是河北科學(xué)技術(shù)出版社的《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》,其中有近40%的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容我們實(shí)驗(yàn)室沒有配套儀器,像分光儀測三棱鏡的折射率、法布里—白羅干涉儀的調(diào)節(jié)等等,這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不是我們重點(diǎn)要求的。基于這種情況,2005年我們物理教研室根據(jù)我院本三學(xué)生的實(shí)際水平和需要,結(jié)合現(xiàn)有物理實(shí)驗(yàn)儀器的具體情況,編寫了《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)講義》。依據(jù)大綱要求和以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),按照力學(xué)、電磁學(xué)和近代光學(xué)的順序,確定了適合我院學(xué)生的12個實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了與物理理論課的同步;在總體結(jié)構(gòu)上,按照“加強(qiáng)基礎(chǔ),重視應(yīng)用,提高素質(zhì),培養(yǎng)能力”的指導(dǎo)思想,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和實(shí)驗(yàn)技能,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)研究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想等科學(xué)素質(zhì)方面得到鍛煉和提高。

同時,我們還將實(shí)驗(yàn)室閑置的物理天平和游標(biāo)卡尺、螺旋測微儀等測量儀器,用于長度及固體密度測定的實(shí)驗(yàn),既節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源、經(jīng)費(fèi),提高實(shí)驗(yàn)儀器的利用率,又為我們的學(xué)生以后從業(yè)工程測量打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)講義經(jīng)04、05級學(xué)生試用,效果很好。

2　實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和管理方法的改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是老師不僅告訴學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?還詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)原理、方法、步驟、儀器使用及數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等等。

有的老師還在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前把實(shí)驗(yàn)從頭到尾演示一遍,讓學(xué)生看得清清楚楚、明明白白,因此學(xué)生不用預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),也不用思考問題,按方配藥,照貓畫虎,實(shí)效甚微。有的同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都測完了還不知道用的什么儀器,更談不上提高他們的動手能力和創(chuàng)新精神了。

基于這種現(xiàn)象,我們教研室從去年開始對實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法進(jìn)行了試探性改革,老師在課堂上講解實(shí)驗(yàn)題目和要求,注意事項(xiàng),進(jìn)行啟發(fā)性指導(dǎo),而一些實(shí)驗(yàn)技術(shù)參數(shù)、測量方法由學(xué)生自己根據(jù)老師提供的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行設(shè)計(jì),教師只做啟發(fā)式的教學(xué)指導(dǎo),學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后把實(shí)驗(yàn)報(bào)告交給教師并做簡單答辯。例如:在單臂電橋?qū)嶒?yàn)中,老師只給出箱式單臂電橋的實(shí)驗(yàn)原理圖,讓學(xué)生根據(jù)此圖自己設(shè)計(jì)組裝單臂電橋,并精確測量電阻。

這樣通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深了學(xué)生的理解能力,激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立思考和不斷創(chuàng)新的精神;又如:在對不規(guī)則物體測量其密度的實(shí)驗(yàn)中,幾組同學(xué)分別從不同角度利用排水法對不規(guī)則物體的體積進(jìn)行測量,有的老師都沒有想到。這樣的實(shí)踐反而促老師認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn),提高業(yè)務(wù)能力。學(xué)生思維活躍開闊,爭相動手,氣氛濃重。

另外,在教學(xué)管理上,我們要求學(xué)生每次課前必須寫預(yù)習(xí)報(bào)告,課上要完成數(shù)據(jù)的測量和處理,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前交給老師,這樣教師能夠及時對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和更正,使得實(shí)驗(yàn)課更具實(shí)效性和完整性。例如:《氣墊轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn)》中,學(xué)生們記錄原始數(shù)據(jù)“通過光電門的時間”后,填入了表格,并利用了相關(guān)公式計(jì)算出了角加速度這個重要的物理量,學(xué)生們就認(rèn)為完成任務(wù)了,并沒有完全理解實(shí)驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證轉(zhuǎn)動定律,課上收實(shí)驗(yàn)報(bào)告,即可及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生們“時間”測定的正確性,又能讓他們算出轉(zhuǎn)動慣量,并驗(yàn)證轉(zhuǎn)動定律。保證了實(shí)驗(yàn)的完整性,使動手實(shí)驗(yàn)操作真正起到增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考問題,做事嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的作用。

3　實(shí)驗(yàn)考核體系改革

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核方法,旨在提高教與學(xué)兩方面的積極性,目前我校物理實(shí)驗(yàn)考核由兩大部分構(gòu)成,即平時成績與課程考試成績。平時成績包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤率,占60%,期末考試成績占40%,按照傳統(tǒng)的考核方式《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(一)》是筆試,考核實(shí)驗(yàn)理論部分,主要包括學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法的掌握,而《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(二)》以前根本就沒有過考核。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),這學(xué)期《大學(xué)物理》理論課已結(jié)課,而且期末又不考試,因此,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課很不重視,經(jīng)常出現(xiàn)遲到、早退的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)課不認(rèn)真,抄襲他人數(shù)據(jù)等情況嚴(yán)重。以前有的同學(xué)在做完物理實(shí)驗(yàn)以后做專業(yè)課實(shí)驗(yàn)時,連萬用表都不會使用。為了保證實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的動手操作能力,本著培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的想法,對《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(二)》施行了動手操作的考核。每位同學(xué)抽簽決定其考試內(nèi)容,并單人進(jìn)行操作,教師當(dāng)場評分。對04級學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了一次考核,效果明顯,自改革以來,由于有期末單人操作考試的壓力,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生了變化,由以往學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果向注重平時每個實(shí)驗(yàn)的操作步驟及實(shí)驗(yàn)報(bào)告轉(zhuǎn)變,態(tài)度積極認(rèn)真。

4　小結(jié)

改革后的課程體系和教學(xué)內(nèi)容,以學(xué)生為主體,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生.為學(xué)生主動學(xué)習(xí)提供了可能,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,學(xué)生的綜合能力得到了全面提高。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的不斷深入,物理實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)技術(shù)都在不斷更新變化.我們只有不斷地向其深度和廣度進(jìn)軍,才能不斷地激發(fā)學(xué)生的學(xué)生熱情,使他們掌握打開知識寶庫的鑰匙,獲得索取新知識的能力。