工科物理实验教学的改革与实践

杨 军

(中北大学理学院，山西 太原 030051)

大学物理实验课是大学生入学后第一门实验操作课，是学生学习实验方法和掌握基本实验技能的必修课。因此，根据当代科学技术的发展及社会对人材的多样性需求，迫切需要改革与社会需求不相适应的实验内容、实验方法、实验教学过程及对不同专业学生的基本要求。

一、优化教学体系，改革教学方法

在工程专业学生培养要求中，如何以学生为主体，在大学物理实验教学中和实际应用紧密结合，渗透工程观点[1]。在实验中不仅让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力。为此我们结合本校实际对物理实验教学从教学体系、上课形式和上课方法上进行了改革尝试。

(一)实验教学存在的问题

(1)物理实验涉及力、热、电磁、光等多门类，实验项目数量多，实验中用到的仪器、设备、元件也多。在新专业建设中需开设新实验，实验指导工作量增大，实验内容变多、范围变宽，从而和有限的学时数产生矛盾[2]。(2)我校招生有一本、二本，全国招生，学生入学时的基础不同，入学后所学专业不同，所以导致不同层次学生对传统实验的兴趣和要求不同。(3)现在学生中学实验普遍做的少，学生动手能力普遍不强，对实验操作兴趣不大不够重视，甚至有的学生认为实验没用。

(二)改革措施

大学物理实验课是大学生入学后第一门实验操作课，是学生学习实验方法和掌握基本实验技能的必修课。开放式实验教学可以充分利用现有的实验资源使学生成为学习的主体，引导学生去主动地学习物理实验系列课程，是创新精神培养的根本保证。针对高校扩招，学生进校分数差距大，两极分化突出的特点，物理实验应根据不同入学层次，不同专业分层次开设不同要求的课程，即按不同专业学生对不同实验的兴趣，开设多层次、难易程度和要求不同的系列课程。为此我们开设了予修实验、必修实验、选修实验、提高实验(主要是设计性实验和研究性实验)，这样有利循序渐进，逐步提高。根据大学物理实验课程教学基本要求，结合实际，合理安排实验项目，建立以基础实验(必做)、提高实验(选做)、高级选修实验组成的新的实验课程体系，这样既可以满足实验基础和动手能力差的学生，又可以为有兴趣、有能力的学生提供条件。每一级物理实验学时不同，不同层次的实验要求具备不同的实验技能和科学思维水平。同时物理实验的开设与要求必须与实际应用紧密联系，特别要与现代科技的发展接轨[3]。如我们开设了用计算机采集数据并通过自编程作图观察、分析实验结果的“RLC暂态过程研究实验”、“光纤光学与半导体激光的电光特性”、“黑体辐射规律研究”、“扫描隧道显微镜”等现代技术用于学生物理实验之中。同时利用校园网建立大学物理实验网上选课系统，原来一学期只能开10个实验，现在我们开设出20个实验，可以让不同专业、不同兴趣的学生根据自己的需求选修不同实验，使学生的上课时间和所学内容得到延伸。为此我们购买中国科技大学物理仿真实验系统(光盘)一套，学生可以网上下载并模拟做实验，满足不同层次、不同专业需求的学生学习需求，培养学生自学能力。教学方式上也进行改革，第一学期主要培养学生基本实验技能和实验数据处理方法，为此采用教师辅导为主，按计划课时完成相应实验。第二学期采用学生独立学习为主，学生可以通过选课系统选取自己喜欢的实验，同时完成基本学时还可以多选，教学中以教师辅导为辅，重点培养学生科学思维、分析解决问题能力。

二、改革实践的体会

按照主体与主导并重、开放与约束并重的原则，实行分段教学。学生按照自己的兴趣和所学专业需要，在网上自主选课，打破一个班的学生一张课表的传统作法，做到一个学生一张课表，使每个学生个性充分释放，从而全面激发学生主动学习的热情。当然在实施过程中，教师必须不断总结经验改进实验教学方法，精选基础实验，淘汰陈旧的实验，拓宽综合性、探索性的实验，提高自身能力，做到精益求精。