大学物理实验需求调查研究
大学物理实验需求调查研究 一、现状分析与问题 在调查中笔者就学生的实验基础、实验心理、实验内容、 实验教学方式等方面的情况和需求进行了调查，并分别对物 理专业和非物理专业及非物理专业不同专业之间的调查结 果进行了对比，发现物理专业和非物理专业及非物理专业不 同专业之间对实验的需求有其不同之处，但更多的是有共同 的需求。下面分别对其不同需求和共同需求加以分析说明。（一）不同专业对实验的不同需求 1.物理专业学生对物理实验课的认识。调查得知，大多 数物理专业学生都认为物理实验是与本专业联系紧密不可 缺少的的基础课程，认为物理实验可以加强专业基础知识的 理解和认识，提高学生的专业技能与动手能力，激发对科学 探索的兴趣。对物理专业的学生来说，物理实验不仅提供了 一种验证理论知识的方法，也是在传导一种探索物理规律的 科学方法，是一个很好的学习与丰富感性认识和训练抽象思 维能力的平台。2.非物理专业学生对物理实验课的认识。调 查发现，非物理专业学生普遍对物理实验课有较深的认识和 理解。部分学生认为物理实验与生活和专业紧密相联，对于 做物理实验有很大的兴趣；
部分学生认为大学物理实验是基 础课程必不可少的一部分，它对于专业基础的学习起到巩固 知识的作用，激发学生的探索热情。大部分学生认为物理实 验课是加强理论知识的一个很好的平台，它提高了学生的动手能力和综合能力，有利于创造思维的发展。学生对于学校 物理实验教学的硬件设施、教学方式、课题选择等不同专业 仍有不同的需求。例如，机电专业对于物理实验有着更大的 热情和要求，而设计专业很多学生则认为物理实验不重要甚 至“与专业好像没什么联系”，因此，对物理实验热情不高， 甚至存在很大的排斥心理。而物理非师范专业的学生则希望 就他们的发展方向开设更多的设计性实验，增加自主实验的 机会。调查也发现、很多学生对实验课存在应付心理，表现 为上课不认真思考，依赖他人，编造或抄袭实验数据；
课后 不认真处理实验数据，只为完成任务，态度消极等。
（二）各专业对物理实验的共同需求 根据调查结果分析，笔者就学生的实验基础、实验心理、 实验内容、实验教学等方面分别进行分析说明。1.实验基础。
调查显示，中学阶段做过10个实验以上者为90%,10%的学生 未做过任何物理实验。这说明大多数学生还是有一定的物理 实验基础，具备一定的实验基本知识，但是相对于中学物理 实验来讲，大学物理实验难度更大，复杂性更强，无论是理 论基础还是实验操作能力对学生的实验技能都有更高的要 求。2.实验心理。调查显示约78%的学生对物理实验有兴趣， 然而，约58%的学生表示做实验的目的只是因为课程要求， 完成任务而已。这种奇怪的现象说明，学生对物理实验存在 矛盾心理，学校的物理实验教学方式和教学理念与学生对于 物理实验的需求存在偏差。58%的学生认为物理实验与实际运用应紧密联系，然而，笔者就这个问题访谈过物理实验教 师，教师却认为其实物理实验与实际运用联系不大，这就说 明学生对物理实验的教学目的“掌握从感性到理性的科学思 维方法，逐步培养学生运用自己所掌握的物理知识、物理实 验方法和技能进行科学研究的创新能力”存在认识偏差。25% 的学生认为物理实验对于就业无帮助，尽管物理实验在实际 运用方面较少，但是不可否认开办物理实验在激发学生的求 知欲、培养学生的实践能力和创新能力有着非同寻常的意义 和作用，说明物理实验教学效果在部分学生身上仍有待体现。
3.实验内容与教学。调查发现，在实验内容和实验教学等方 面，在一定程度上不能满足学生对实验的需求，主要存在以 下几个问题。（1）大多数是验证性实验，实验模式大体相 同。学生做实验大多只是照着书本做，虽然学生对理论知识 有了更深的理解，但很少能发现问题，不能达到实验的教育 目标。现有的物理实验总是在规定的时间内做规定的内容， 实验过程不仅枯燥且灵活性差，限制了学生的思维发展。因 此，很多学生希望做实验能够更灵活更自由，能够有更多的 想法和空间让自己发挥。从某种意义上讲，发现问题比解决 问题更重要，解决问题可能仅仅只是数学技巧或是实验技能 的灵活应用，而发现新问题则能使学生从新的角度去思考问 题。有些专业的学生，例如机电和物理非师范专业，则认为 实验多为验证性实验，希望就他们的专业能开设更多的设计 性试验，实验课题应根据专业的不同而有所侧重。（2）理论课与实验课不同步导致教学质量差。调查中得知，很多时 候实验课与理论课并不同步，学生对所要做的实验毫无理论 基础，即使试验成功后也一无所获，达不到巩固知识、培养 能力的目的。因此，很多学生强烈要求应该学习相应的理论 知识再做物理实验。这样学生才会有扎实的理论基础知识做 铺垫，而不会造成只是机械地完成实验内容，即使顺利完成 实验仍“不知所云”的状况。（3）教学仍采用传统方式， 课堂教学枯燥沉闷。目前学校物理实验基本采用传统方式教 学，即学生预习抄写实验报告，上课时教师讲实验原理及步 骤，实验注意事项、学生动手操作等。调查中大部分学生觉 得这种方式过于死板，很多学生做完实验感觉一无所获，这 样很难调动学生的实验兴趣，很多学生甚至逐渐失去对做实 验的兴趣。做实验时，很多学生都知道如何完成实验，即使 遇到不懂的也只是问如何“做”实验，而很少有学生会主动 问为什么要这样做，换个方法如何呢？因此，学生不仅希望 实验能够具备更多的趣味性，也希望教师对实验仪器进行详 细的讲解，使得每一步实验均“有理有据”。（4）关于实 验报告的想法。调查发现，学生对于实验报告有很多“牢骚”， 不少学生认为抄实验报告浪费时间。笔者认为归根到底，学 生会有这种想法还是和我们的教学方式有关。由于很多的物 理实验课与理论课并不同步，而实验报告中的实验原理有很 多的专业性术语，导致学生预习时一头雾水，这样预习效果 欠佳，达不到预习的目的。有些学生则反映学校应该将实验报告发回给学生，学生才能够从实验报告中看到自己的不足， 处理实验数据的能力才会提高。
二、问题产生的原因分析 （一）社会原因 社会急速发展，就业与学业压力逐年上升使得学生在高 校学习中带着急功近利的心理，学生只埋头于与就业联系较 大的各种考级考证学习中，这种情况在非物理专业的学生中 尤为明显。
（二）应试教育的影响 中学阶段，教育均以分数来衡量学生能力，受高考指挥 棒的影响，注重巩固理论知识，着眼点在于保证高考升学率， 实验能力的培养一直处于被忽略的地位。即使考试中出现实 验题，也只是纸上谈兵，与动手做实验的思维方式不一样， 解决问题的方式也不一样。久而久之，就造成了学生发展的 不平衡。学生的实验基础十分薄弱，大学物理实验几乎是从 零开始。
（三）大学教育制度弊端的体现 由于我国大学教学制度严进宽出的特点，使得大多数学 生表现对学习的懒惰，对物理实验态度冷漠，得过且过。许 多物理实验都需要抄大量的实验报告，做完实验还要处理实 验数据，是一个比较枯燥的过程，造成大部分学生对物理实 验不感兴趣，甚至存在排斥心理。
（四）物理实验教学方式存在的不足广东石油化工学院有着多年的物理实验教学经验，无论 师资队伍还是实验仪器等硬件设施都具有一定的教学优势， 物理教师对工作的态度更值得学生们肯定与赞扬。但是教学 模式单一，求异性差，容易使学生感到枯燥乏味，形成僵化 的思维定式。其中影响较普遍的是从众心理，随大流。在现 行物理实验教学中，往往是一个班的学生，用同一种方法， 相同的仪器，在规定的时间做完，得出同一验证性结论。为 发展学生兴趣，培养学生健康积极的为学习态度，广东石油 化工学院物理实验教学模式需要有所改进。
（五）学生自身对于物理实验的认识不到位 物理实验教学存在着不足，也有学生自身的原因。经过 调查，笔者发现学生虽然对物理实验具有一定的看法和理解， 但是对物理实验某些方面的认识还是比较肤浅的。例如，开 设大学物理实验课并不仅仅在于提高专业知识或者动手能 力，更重要的是培养学生对于学习、研究的严谨性，这对学 生今后的工作学习都有很大帮助。对于每一个实验，不仅要 重视其物理原理，更应该着重了解其物理思想，这样我们才 能在积极学习中对知识有更深层次的领悟，才能逐渐克服自 己的惰性，激发探索知识的兴趣与热情。
三、解决问题的对策 （一）加大对实验的投资建设 学校应重视物理实验课并加大对物理实验课的建设投 入，及时更新一些陈旧的实验仪器设备及改善实验环境。学校需要加大实验设备的投资力度，物理实验需要一定的仪器 设备作为基础，而仪器设备的配套需要投入相应的资金。由 于仪器的可靠性和精密度直接影响实验结果的分析，一般仪 器超过使用年限应当报废，进行仪器的更新换代，保证学生 实验时有充足的实验仪器，有充分的动手机会。
（二）制定教学大纲，逐步完善教学计划 一般说来，理工科物理实验共60学时，分两个学期完成。
第一学期主要是基础性的实验，第二学期主要是综合性实验， 两学期的实验项目应根据学生的理论知识水平和学时的要 求有所侧重，第二学期可以侧重或增加设计性实验，实验内 容要有所创新，要适量增加一些新方法和新技术的使用。更 重要的是学校应该合理安排理论课程与实验课程的时间，物 理学理论和物理实验是物理中既紧密又相互独立的的两门 课程，学生应该先通过物理理论课的基础知识学习，从而可 以在实验室中动手组建测量系统，得到被测量的量值及变化 规律，加强对物理概念和规律的理解和认识，使实验效果得 到体现。
（三）优化实验方案，展现最佳效果 同一实验内容，一般有几套实验方案。笔者认为，没有 完美无缺的设计，只有相对合理的方案。有了这种意识，才 有不断实践、探索的勇气和动力，实验方案才能日臻完善。
我们发现，同一个实验，同一个班的学生只用一种方法去解 决，这就很容易造成实验内容单一枯燥且给某些懒惰的学生造就了在课堂上不思考抄袭实验结果的现象。因此我们需要 不断优化实验方案。一是改革实验内容。实验内容和方法上 的新颖和陈旧对学生兴趣的影响很大，所以对实验教材要不 断地完善和更新，要经常地补充一些新的内容并且增加一些 新的科学发展成果和信息，以激发学生的思维和想象力。二 是改变教学理念。教师在整个实验过程中，要充分发挥学生 的主动性和创造性，给学生足够的动手时间及充足的思考、 感悟的空间。
（四）在所做的实验基础上拓宽系列实验，丰富学生感 知 教师完成某实验后，若以此实验为基础，适当地改变实 验条件或操作步骤，则能产生一系列相关实验，这些实验能 拓宽学生视野，帮助学生更深入地理解物理规律、概念，发 挥出独特的教育价值。例如，对于某些对物理实验要求较高 的专业我们可以从实验类型和选题入手，适当选择超出所学 范围来进行选题，鼓励学生通过查阅资料和自学方式完成实 验。尽可能采用一个题目多种实验方法，由学生自选或自行 设计。
（五）传统教学模式与现代化教学手段结合 首先，教学手段方面可以采取诸如CAI系统等先进的教 学系统，充分发挥多媒体在物理实验中的作用；
其次应营造 多样化的教学环境，开创物理实验教学的新模式，通过计算 机把实验设备、教学内容、教师指导和学习者的思考、操作有机触合成一体，形成一部可操作的活的教科书。为物理实 验提供有力工具，克服实验教学长期受到课堂、课时限制的 困扰。
（六）引导学生对物理实验课的学习特点和要求有正确 认识和定位