【摘要】大学物理实验是理工科学生第一次有机会将数学和物理的专业理论知识与自然界的真实世界联系起来，通过动手实际操作体验理论与实践的联系。同时，大学物理实验课程在培养学生科学实验能力、提高科学素质和培养学生理论联系实际能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。采用分层教学提高资源利用率，加强物理实验思想教学提高学生学习兴趣，开放实验室提高学生学习的自觉性及探究能力。

【关键词】大学物理实验 分层教学 物理实验思想 开放实验室

物理实验是物理知识的先驱，物理实验的思想和方法、实验手段等是其他学科实验的基础。大学物理实验在培养创新型人才的科学素养、科学方法、科学思维和科学精神等科学素质方面具有不可替代的作用。在提出创新教育和素质教育的新课改要求后，大学物理实验教学中的教学内容、教学方法和教学评价得到了进一步的深化。但我校的大学物理实验依然存在以下几个方面的问题：第一，实验内容还是以基础性和验证性实验为主，探索性和设计性实验偏少.由此导致学生的学习兴趣不足，课堂不够活跃.第二，教学方法还是教师讲，学生听;教师示范后，学生重复操作，或是学生按实验指导用书的指示一步步进行操作的传统模式。这样的教学方法使学生缺少独立思考的空间，不利于培养学生的科学探究能力和创新能力;第三，实验成绩还是以书面呈现的实验数据和實验报告为主.书面的成绩评定方式不能综合反应学生在实验中创造性地解决问题的能力。为了适应素质教育的要求，我们尝试了教学内容、教学方法的改革，并取得了一定的成效。

一、教学模式的改革

大学物理实验室主要由力学实验室、热学实验室、电磁学实验室、光学实验室四个基础实验室组成，为全校理工科学生提供大学物理实验和基本实验技能训练。结合本校专业设置情况以及学生的学习能力和基础，依据我校现有实验设备及师资，我们提出分层教学和模块化教学方案。

物理学专业的大学物理实验共设置为三个层次教学：《普物实验一》《普物实验二》《普物实验三》，第一层次实验目的是学生熟悉物理实验常用的测量仪器及使用方法，如常用测量仪器的使用，分压与分流电路，薄透镜焦距的测量等;第二层次实验主要以培养学生掌握基础测量方法和数据分析处理能力，如固体均匀线振动的研究，多普勒效应的研究，RLC稳态特性研究，液体表面张力系数的测定，双棱镜干涉测钠光的波长等，通过实际操作提高实验技能;第三个层次为综合设计性试验，这一层次的目的是培养学生综合运用知识的能力。第三层次的教学中，实验项目及实验方案完全由学生自己拟定，学生通过查阅文献资料的方式进行实验准备。整个实验过程都以学生为主体，做实验的方式由学生想，学生自己操作，困难由学生自己解决，教师主要负责提示学生实验中的安全注意事项.学生解决不了的问题，可以采取课上讨论的方式，也可以课余指导，教师从旁引导。整个实验过程都体现出了研究性大学物理实验的自主性、合作性、研究性和开放性的教学特色.在实验成绩考核上，采取多种方式相结合.依据探究性实验教学的方式，将实验考核依据培养学生科学探究能力和科学素养所占的权重，分为实验设计、实验操作和实验处理三个部分，部分实验提交实验报告，让学生自主选择探究性实验和综合性实验提交实验论文，让学生提前了解论文的格式和撰写的过程.多种考核方式的结合能够充分调动学生学习的主动性和积极性。

其他专业的大学物理实验采用模块化教学。根据专业情况和教学实践，我们提出以下模块化安排原则。（1）对于电信和电子专业，根据其专业特点以及后续课程的要求，应重点突出电学方面的内容。在教学过程中，引导学生熟练掌握与电学相关的物理量的测量方法和仪器操作方法，这样不仅有利于提高学生的动手能力，而且也有助于学生通过具体的实验过程建立直观的物理图像，为后续专业课程学习提供有力的帮助。（2）对于土木工程专业，重点强调力学部分的内容。结合专业课程的特点，引导学生把握力学知识的基本概念和分析方法，并能通过实际测量过程理解动力学原理，为学生进一步学习工程力学打下坚实的理论基础。（3）对于化学、化工、数学及其它专业，应根据具体情况突出力学、热学、电磁学部分的内容。对于专业性较强的模块，可以在内容和结构上做灵活调整，在保证基础理论体系的前提下，突出重点，适当且合理地精简和组织模块体系。在学生已经初步掌握了适应专业要求的大学物理实验能力的基础上，设置一定数量具有综合性的实验项目。

二、加强物理实验思想教学

为了激发学生对物理实验课程的兴趣，我们要求任课教师加强物理实验思想的教学。纵观物理学的发展历程，每一项重大的科学创新都是和科学思想的应用与发展紧密相关，从古到今，物理学的产生和发展，都是科学前辈们运用创造性思维的成果。牛顿创立了万有引力定律得益于他造诣颇深的数学思维，爱因斯坦创立相对论得益于理想化思维方法，卢瑟福提出原子的“行星模型”是基于他灵活的类比思维等。在物理学的发展长河中，几乎每一个物理实验的诞生都有一定的历史渊源和时代背景，尤其是历史上一些重大的物理实验所蕴含的丰富物理思想。在实验教学中向学生充分展示物理学家设计实验的思考过程、物理学家所散发的科学精神、物理学家们的团体合作精神及在此基础上完满解决科学难题的事例给学生，这对于培养他们的团队合作意识和创新意识是大有益处的。物理实验的思想方法不但适用于自然科学的研究，也适用于其他科研探究。

素质教育的核心要求是创新教育，“授人鱼，不如授人渔”。在物理实验操作中常用的分析、综合、抽象、概括、演绎等思维方法，这些思维方法更是学生进行思维活动所不能缺少的，学习实验的物理思想方法在培养学生的科学素质方面有更加长远的意义，远比仅仅学习实验的操作步骤受益深远。如实验中常用的控制变量法，可以培养学生初步分析问题、研究问题的能力，转换法有利于培养学生思维的灵活性，替代法有利于培养学生思维的变通性，模拟法有利于培养学生的科学想象力。物理实验中的科学思想、科学方法、科学精神和科学态度，将会影响着他们未来的事业和生活，不管他们将来在什么样的工作岗位，即使忘记了具体的物理实验，但掌握的物理思想方法可以指导他们作为社会人，应用他们已经内化了的物理思想方法形成善于分析、归纳、分类、综合等的工作思维，从而思考并解决问题。实验思想方法的学习和掌握是他们在汲取科学研究中最有迁移价值的财富。

三、开放物理实验室

为了适应多元化人才培养目标，大学物理实验也由传统的封闭式教学变为开放式教学。开放式教学不仅是实验管理形式上的开放，而且是实验教学内容和实验教学方法的开放，开放物理实验室是根据学科特点设置多种层次的实验教学目标，让学生独立探索、开拓思维、突出创新、提高素质和能力，强调教学对学生的自由发挥，实验题材的选取、资料的搜集、研究方案的确定、实验过程的实施，直到最终阶段性成果的获得，都要求学生积极、主动参与到实验中来，并积极、主动地探索问题的解决方案。开放实验时间可以让学生根据自己对实验项目的新想法、新思路和新实验方案的出现来预约实验时间。开放实验仪器，可以让学生充分使用所有仪器自己组合，来完成设计的实验方案。教师通过对原有实验的改进，新实验的开发，构建开放式教学体系，推动课程内容的更新、教学方法的改进、教学管理模式的完善。为学生主动学习和个性发展创造一个较好的外部环境，让学生根据自己的知识水平和丰富的想象力，有效解决当前实验教学中存在的不足。开放式教学从教学方法上来说，是一种探究式的学习过程，教师的作用是引导，是对学生的实验过程与进展的宏观控制与正确评价，是对学生操作技能的培养实现一种正向迁移。总之，要调动一切积极因素，鼓励科研，服务科研。为了提高学生的学习兴趣，我们还开展了以下活动：1.结合学科建设，开展科技活动。实验室的建设是学科建设的重要内容，在实验室的建设过程中，让学生参与实验室的某些工作与活动，使得学生在课堂上获得的学科知识在实验室里得到实践深化;2.鼓励、支持学生参加各种科技竞赛，培训学生的竞争意识和竞争能力;3.结合教师科研项目，设置科研助手。教师的科研能力提高了，就会让更多的学生有机会参加到科研活动中去，这不但可以将科研与教学结合起来，促进教学质量的提高，更可以实现培养特色人才的目的。开放实验室既是师生科研探讨课题的地方，又是学生的课外科技探究活动的场所，它能促使教师不断研究、更新实验教学方法，为祖国培养更多高素质的人才。

四、结语

大学物理实验课有助于学生掌握科学实验的技术与知识，也有助于学生个性能力的发展。这就需要教育者与受教育者共同的努力，探索培养现时代需要的人才更有效的途径。只有从每个个体做起，从每个教育環节做起才能真正实现创造性人才的培养。教育改革必须转变教育观念，从教学管理体制、教学课程的设置，教学方法到教育评价体系的全面改革，互相协调才能真正实现多元化人才的培养目标。教育是一项庞大、复杂的系统工程，我们在推进和深化对现有教育、教学模式的改革中，必须理清人才培养过程中的主线，才能收到一系列改革带来的实效。