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摘 要 ：大学物理实验课程建设,是提高课程教学水平和教学质量的基础性工作,需要课程团队成员相互协作,细致工作,制定合理的课程教学大纲和课程体系,确立适合培养学生科学实验一般能力的教学模式和教学方法,在实验教学过程中不断补充和完善教学内容,逐步灌输物理实验的方法与思想,提高学生的物理实验技能和独立工作能力.
关 键 词 ：物理实验 课程建设 课程体系 教学模式 教学效果
中图分类号：G423.07 文献标识码：B DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.156
大学物理实验是基础性实践课程,其作用和目的在于使学生通过实验观察、分析和对物理量的测量,培养学生的基本科学实验技能,提高学生的科学实验基本素质,初步掌握实验科学的思想和方法[1].同时,培养学生的科学思维和创新意识,使学生掌握实验研究的基本方法,提高学生的分析能力和创新能力.
结合沈阳工业大学辽阳校区物理实验中心条件,对物理实验内容进行认真研讨,确立了“夯实基础,循序渐进,适度重复,巩固提高,有所创新”的指导思想.并修订了物理实验教学大纲,删减了部分内容,出版了与指导思想和教学大纲相适应的实验教材.
1.课程体系的完善
1.1 分层课程体系的建立
新建立的物理实验课程分为预备性、基础性、综合性、设计性与创新性实验,形成从基础训练到综合能力,逐步提高的四级物理实验课程体系.
预备性实验的目的,是使学生对物理实验的基本知识和基本方法有一个概括性的认识与了解,学会识别常用仪器的基本技术参数、使用方法与操作规程,学会简单物理量的测量方法,正确处理实验数据,为后续实验打下良好基础,起到承上启下的作用[2].
基础性实验涉及力、热、电、光、量子等物理内容.通过基本物理量的测量,学习基本实验仪器的使用、基本实验技能和基本测量方法、误差与不确定度及数据处理的知识与方法等内容,了解实验的主要过程.
综合性实验的内容包括大学物理与物理实验课程的知识或与之相关的知识,每一个综合性实验涉及多个知识领域,是应用多种方法和技术的实验.此类实验的目的是提高学生对实验方法和实验技术的综合运用能力.
设计性实验是根据给定的实验题目、要求和条件,由学生自己设计实验方案并独立完成的实验.其目的是让学生逐步掌握科学思想与科学方法,培养学生独立实验的能力和解决给定问题的能力[3].
1.2 实验内容的确定
根据物理实验课程指导思想,确定10个预备性实验项目,在第二学期实施,间插物理实验基础理论教学.15个基础性实验项目在第三学期第一轮开设.
为了体现“巩固提高,有所创新”的指导思想,10个综合性实验在第三学期第二轮开设,集中训练学生对实验方法、实验思想和实验技术的综合运用能力.
根据2008年以来的教学实践,由于实验设备和师资的限制,设计性实验不宜面向所有学生开设,只适宜部分学有余力的学生.为此建立了“创新实验室”,设计性实验项目拓展为科技小制作、物理活动项目、挑战杯和创业杯等多种形式[4].
1.3 教学方法的改进
教学方法是实现教学目标的重要保证.在实验内容和时间有限开放的基础上,注重学生基本实验技能的训练和基本实验知识的积累与巩固.在学生选课时,指导他们选择自己感兴趣且有密切联系的项目作为选课内容,以提高对实验方法的掌握程度.比如,选择“电桥法测电阻”与“电位差计的使用”,除了学习平衡法和补偿法原理外,更能学会和巩固“黄金分割法”或“逐渐逼近法”[2][5]；选择“棱镜折射率测定”与“光栅衍射”,可以学会并巩固分光计的调节和使用,等等.
2.教学模式的完善
2.1 开放模式的扩充
自2007年9月至2008年9月实验室开放试点,经过一年的教学实践,总结并制定了实验室开放方案,即紧扣教学大纲,最大限度开放实验内容,最大限度发掘物理实验中心的教学资源,尽可能为学生提供较多选择项目的机会.
开放方案表达了合理、高效、服务的理念,充分体现了开放模式对物理实验教学的现实意义.在过去三年的开放教学实践中,约有5100名学生受益.
2.2 考试体系的建立
为了强化学生对仪器的规范使用和数据处理知识的掌握,在预备性实验和基础性实验两个层次教学结束后,及时组织上机考试.
“物理实验机考”内容为实验基础知识和实验基本方法,4种题型（选择题、填空题、判断题、简答题）,共计47道题.通过“物理实验机考”,学生巩固了在前两个层次的实验基础知识和实验基本技能,较好地掌握了所学过的内容.
2.3 教材体系的完善
经过几年的教学,积累并出版了《物理实验》.又经过近三年的增补,于2012年出版了《物理实验与实训》.并在“物理实验中心”校园网上添加相应的实验内容,供学生学习和复习.
3.教学效果
通过几年的物理实验教学改革与实践,培养了学生的实际操作能力和应用能力,激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性和主动性.同时,学生对物理实验课的兴趣和热情,也激励教师对进一步搞好实验教学,充满了信心.
在对学生的问卷调查中,大多数学生认为物理实验教师讲解熟练、指导耐心、负责,课堂教学气氛活跃,学生参与程度高,师生互动效果好.
4.结论
物理实验课程建设是一项需要长期持续投入、多方协调、细致工作、不断积累的系统工程,需要在教学实践过程中予以及时评价和总结,并做出相应的调整与完善[6].