大学物理实验教学问题探讨
大学物理实验教学问题探讨 【内容摘要】针对大学物理实验应付式教学的现状，采 用以培养学生科研思维为中心的教学改革模式，激发师生的 积极主动性，同时提高学生的动手能力和科研思维能力。【关键词】大学物理实验;科研思维;教学改革 大学物理实验作为理工科专业必修的一门基础课程，旨 在提高学生的动手能力、理论与实践结合能力以及创新意识 和创新能力。当今科技的进步要求学生具有相应的科研思维 能力，而当前的大学物理实验教学模式缺乏学生科研思维的 培养。随着教学改革的推进，如何在教学中培养学生的科研 思维是满足学生将来继续深造和提高物理实验教学质量的 有效途径之一。因此，改革现有的实验教学模式，培养学生 的科研思维能力是实验教学中需要解决的问题。
一、目前大学物理实验教学存在的问题 (一)教学模式僵化。在目前的物理实验教学中，教学过 程固化为三步曲:学生预习、教师讲解实验原理并做演示实 验、学生重复实验并完成实验报告。这种僵化的实验教学模 式就不可避免地使实验教学变得枯燥，无法激发学生对实验 的积极思考和兴趣，在很大程度上抑制了学生的主动性、积 极性和创造性。
(二)教师实验教学应付式。在当前创建世界一流大学的 背景下，各高校对科研和创新能力的培养提出了更高的要求。
但是一些教师不顺应时代潮流，依旧采用僵化的教学模式，得过且过地应付式教学，既不花时间去提高自己的实验动手 能力，也不愿花精力去提高科研能力。师生也普遍认为:大 学物理的理论教学才是教学的重点，物理实验只是对理论的 补充而已。这种观念在很大程度上降低了学生对物理实验重 要性的认识，使学生重视理论知识学习，轻视实践能力的培 养。这种教师对物理实验的应付式教学严重制约着教学质量 和人才培养质量的提高。
(三)教学改革难以推进。每个学校都要求教师申请并参 与教学改革课题研究，将教改成果应用到教学实践中去。可 是没几个教师潜心研究教改，都是写文章发表就结题了事。
真正的教改成果很少，更谈不上应用了。这种付诸实践的“可 有可无”的教改及其成果无助于教学效果的提高，学生科研 思维能力的提高也成为无源之水。其结果是使大学物理实验 的教学质量停步不前。
二、培养学生科研思维的大学物理实验教学改革 (一)提高预习质量的改革。预习是做好物理实验的一个 重要环节，学生的预习效果往往直接影响了物理实验的教学 效果。当前学生的课前预习方式是写好预习实验报告。学生 的习惯做法是通过大学物理实验教材，将相应的内容照搬照 抄到实验报告上。这种应付式的预习没有效果，对学生的预 习一问三不知，实验做完了，都不知做了什么，为什么这么 做。这种对理论知识没有完全理解的实验过程不会对学生的 科研思维的培养起任何作用。只有通过有效的预习，然后在教师的讲解下透彻理解实验原理等知识，并引导学生在实验 过程中多加思考，才能使学生的科研思维得以不断训练。针 对预习现状，预习方式以照抄书本为主变为以微课为主。目 前，微课作为一种新的教学模式，通过其丰富的图片和视频 等更加形象且具体的手段展示实验仪器和实验现象，比教材 更能集中学生的注意力和引起学生的兴趣。建立微课网络教 学平台，将微课应用于物理实验的课前预习，要求学生在课 前登录这个平台，观看相关实验的视频，并要求学生通过查 阅相关资料，拟定可行的实验方案。这种要求学生积极思考 的预习过程也在一定程度上促进了科研思维的训练。
(二)物理实验课堂教学改革。当前的课堂教学模式是应 付式教学，要培养学生的科研思维能力，必须对这种课堂教 学方式进行有效的改革。1．以学生为中心的积极的实验教 学。课堂教学应该是以学生为中心，教师为主导的教学模式。
一个好教师，重要的不是在上课传授给学生多少知识，而是 要教会学生获取知识的思维方式，思考问题的方法。改变应 付式教学，关键是教师。教师要从自身加强师德、知识和能 力的修养，要有奉献精神和教书育人的责任感并付诸教学实 践活动中。教师要在教学中起积极的主导作用，让学生在自 己的引导下自主学习，自主探索和积极思考。教师在了解学 生的思维能力程度的基础上加以引导以培养学生的科研思 维。教师要有针对性地增加开设设计性和创新性实验，让学 生把理论、操作和思维相结合。如果有条件，可以把科技前沿的一些成果与实验教学相结合，可以培养学生的科研思维 和创新能力。教学离不开学生主动积极的参与，参与性是培 养思维能力的重要特征，创造有效的参与性课堂是教学成败 的标准之一。学生的参与是以学生为中心的基础，在这个基 础上的教师主导的课堂讲授、小组讨论、实验研究等教学活 动才得以顺利进行。课堂教学内容要与应用相结合。要培养 科研思维的创新应用型人才必须把教学内容与当今的应用 和需求结合起来，这就要求教师针对不同专业背景的学生， 开设不同领域的有助于培养科研思维能力的创新性实验，保 证各个专业人才的实用性。2．进行有效的讨论与交流。讨 论可以让许多未知问题得到解决，加深对所探究问题的理解。
让学生分组讨论问题，特别每次实验开始前，对学生的实验 方案进行讨论，得出正确可行的实验方案。讨论相同的实验 方案还可测量什么，怎么改进，让学生加强科研思维训练。
讨论哪种数据处理方法可以使计算更容易，结果更好，也鼓 励学生学会利用Mat-lab、Mathematica等重要数学软件进行 数据处理。在设计性实验中，由于学生的知识储备不足、能 力不强、经验不丰富等，一些问题如果不多讨论，不与别人 及时交流就难以解决，甚至出现重大错误。因此，开展激烈 的讨论和有效的交流是及时纠正错误，提高研究效率，激发 创新灵感，进行科研思维能力培养的一个有效环节和方法。
同时，通过交流和讨论不仅能加深对一些重要问题的理解， 厘清一些模糊的理解，还可以博取众长，提高自己的各种能力，切实加强自己的科研思维能力。3．积极探索培养科研 思维的新途径。要培养学生的科研思维单单靠有限的课堂时 间的学习是不够的，必须探索新的有效途径。为了支持有兴 趣的学生进行科学研究，鼓励学生在课余时间参加开放式实 验教学和科学研究活动，切实提高物理实验的教学水平，安 排科研教学水平高的教师在开放实验室轮流坐班来指导学 生。根据因材施教确定并公布设计性研究性实验，或小发明、 小论文等课外科技研究活动。指导老师在教学中应注意加强 对学生实验创新能力、创造性的科研思维方法和严谨的治学 态度的培养。在学生实验完成后，要求学生向开放实验室提 供实验报告或研究论文，实验室教师则相应地做好收集、整 理以及论文的推荐发表等工作。在开设开放实验室的基础上， 每年举办一次大学物理实验竞赛。实验竞赛可以激发大学生 对物理学的兴趣与潜能，培养、提高学生的实践能力、创新 能力和科研意识，也在一定程度上促进物理实验教学改革， 提高实验教学的质量。另外，对在开放实验室和实验竞赛中 表现突出的学生个人或学生团队在物理实验成绩的评定中 可以破格评为“优秀”等级，这一点举措对激发学生学习实 验的积极性起到很好的效果，特别是在培养学生的科研思维 和科学态度方面起到了很好的作用。
(三)提高教师的科研业务水平。要想通过物理实验的教 学提高大学生的科研思维能力，必须使学生的科研思维在教 学过程中得到不断的训练，这种训练自然离不开教师的主动积极的引导，这就对物理实验教师提出了更高的要求。一是 教师必须积极、主动、有奉献精神。杜绝应付式教学，使其 肩负起培养应用型人才的社会责任感。二是提高教师的科研 素质。这就要求教师进行技能培训、申请课题研究、参加大 学物理实验教学研讨会和继续深造等途径提升科研业务能 力，也要求教学科研水平高、经验丰富、实践指导能力强的 教师对指导能力弱的教师进行帮助和指导。三是组建物理实 验创新教学团队。要求教师主动参加创新团队可以使教师在 团队中互相学习，提高自己的理论、科研水平。也可使学生 加入其中，如对实验的开发，仪器的改进和研制，让学生了 解相关的科研方法，在潜移默化中得到科研思维的训练。四 是落实教学改革成果。要摒弃旧的应付式教学模式必须进行 教改，必须把好的教改成果应用到教学实践中去。这就要求 教学团队做到思想统一、态度坚决、不怕麻烦、自始至终地 贯彻执行以培养科研思维为中心的新的教学模式。这样才会 适应新的形势，根据新要求不断创新，也使参与其中的学生 的科研思维得到更多的训练。
三、结语 通过对大学物理实验采用新的教学模式和组建实验创 新教学团队的教学改革和实践，使师生从原来的应付式教学 向自主积极式教学转变。在教师积极主动指导下，以培养学 生的科研思维为中心的教学改革激发了学生的学习兴趣和 做实验的主动性和创造性，提高了学生的动手能力和科研思维能力，达到了较好的教学效果。
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