導(dǎo)語：大學(xué)物理實驗課程改革研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：根據(jù)“新工科”建設(shè)的需要，對現(xiàn)有大學(xué)物理實驗課程的內(nèi)容及教學(xué)方法進行分析，對存在的問題進行了討論，提出了基于“新工科”背景下的大學(xué)物理實驗教學(xué)和實驗評價體系的新模式。

關(guān)鍵詞：新工科；大學(xué)物理實驗；課程；教學(xué)方法；改革

為適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新趨勢，服務(wù)國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展的需要，新工科理念就是在這個大背景下提出的。新工科首先是指新興工科專業(yè)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算和機器人等，同時也是對傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。新工科提倡注重實踐，倡導(dǎo)交叉學(xué)科，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)貫穿到人才教育全過程。強調(diào)協(xié)同育人，持續(xù)改進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案、課程體系和教學(xué)要求。目前，新工科發(fā)展理念已經(jīng)深入到國內(nèi)各大專院校［13］。大學(xué)物理實驗作為高等學(xué)校理工科院校必修的一門通識教育課程，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要課程，在高等學(xué)校理工科專業(yè)教育中占有極其重要的地位。大學(xué)物理實驗是以實踐為基礎(chǔ)，培養(yǎng)具有科學(xué)思維、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的人才為目標。以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新工科建設(shè)對人才培養(yǎng)的標準提出了更高的要求，要達到更高的標準，也更具體化了。因此，對于大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)就提出了新要求，也是大學(xué)物理實驗課程教學(xué)改革的契機，是當今教學(xué)研究的一個熱點問題［46］。但是，目前大學(xué)物理實驗教學(xué)中還存在諸多問題，還不能完全適應(yīng)新工科建設(shè)對人才培養(yǎng)的要求，本文以我校大學(xué)物理實驗教學(xué)為例，分析教學(xué)中存在的問題及產(chǎn)生的原因，并提出了大學(xué)物理實驗課程教學(xué)改革的方向和具體實施方案。

1大學(xué)物理實驗課程現(xiàn)狀分析

大學(xué)物理實驗課程是一門實踐性很強的基礎(chǔ)課，主要是以鍛煉學(xué)生的實驗動手能力為目的，為后續(xù)專業(yè)實驗和科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，因此，大學(xué)物理實驗課程在高等教育中占有極其重要地位，是其他課程無法取代的。但目前教學(xué)過程中還存在很多問題，難以體現(xiàn)學(xué)生在實驗中的主體地位，也很難達到滿意的學(xué)習(xí)效果，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1．1教學(xué)內(nèi)容挑戰(zhàn)度不足

目前，大學(xué)物理實驗教學(xué)內(nèi)容主要是以一些基礎(chǔ)性實驗為主，大都是一些經(jīng)典的物理理論，然后通過簡單的實驗儀器多以驗證性的操作完成規(guī)定的實驗內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容相對單一且簡單，挑戰(zhàn)度不夠。致使學(xué)生對大學(xué)物理實驗的興趣難以提升，也不利于新工科對于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)，與新工科教育目標不符。

1．2教學(xué)方式相對單一

當前一些實驗課主要還是以教師講授為主，通常是由教師講解實驗題目對應(yīng)的物理原理，實驗對應(yīng)的操作步驟，而往往這些步驟都是固定的順序，有的老師還會在實驗儀器上進行演示操作。但是，對于沒有做好預(yù)習(xí)的同學(xué)一般不能很好地理解實驗原理，做實驗時也只是機械地重復(fù)老師的演示操作過程，并沒有真正學(xué)到本實驗的相關(guān)知識。另外還有一些學(xué)生直接抄襲他人的數(shù)據(jù)，實驗效果難以保證。

1．3實驗成績評定片面化

部分高校的大學(xué)物理實驗課評價體系較為片面，往往只是通過實驗報告核定實驗成績，而對于學(xué)生實驗預(yù)習(xí)，整個實驗過程中的參與度和實驗效果很少評價。雖然有些高校還加入了考試環(huán)節(jié)，但無論是理論形式的考試還是動手實驗操作考試，考試內(nèi)容相對固定，通過考試取得高分相對簡單，學(xué)生掌握知識的程度不高，流于形式。因此，很難提起學(xué)生學(xué)學(xué)物理實驗的興趣，影響了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2大學(xué)物理實驗教學(xué)改革

針對大學(xué)物理實驗教學(xué)中存在的上述問題，通過整合資源，建立大學(xué)物理實驗教學(xué)模塊化的方式進行由基礎(chǔ)到高階，由線上、線下融合，再到與生產(chǎn)科研相結(jié)合的遞進式新的教學(xué)體系。

2．1建立大學(xué)物理實驗教學(xué)模塊

整合原有大學(xué)物理實驗題目，改變以往單純以力、熱、電磁和光學(xué)不同類型分類的模式，按照不同類型、難易程度和學(xué)生知識能力相結(jié)合的方式提出大學(xué)物理實驗?zāi)K化教學(xué)新思路，具體實驗?zāi)K如下：（1）基礎(chǔ)實驗?zāi)K：包括實驗題目有示波器的調(diào)整與使用、分光計的調(diào)整與使用、楊氏模量的測量、交流電橋?qū)嶒灐⒕€圈互感系數(shù)測量、金屬線熱膨脹系數(shù)的測量、光柵常數(shù)的測量和透鏡成像規(guī)律及焦距的測量。（2）綜合設(shè)計性實驗?zāi)K：氣墊導(dǎo)軌上的實驗、核磁共振實驗、非線性電路的混沌實驗、RLC電路實驗、超聲定位及成像綜合實驗、音叉受迫振動實驗、電表的改裝與校準溫度傳感器特性實驗、光學(xué)平臺上的實驗、磁光調(diào)制實驗、反射式單色儀的定標和光強分布實驗。（3）演示實驗?zāi)K：包括偏振光實驗、光速測量、白光反射全息、智能白度測定、比色儀、夢幻時鐘、真實的鏡子和錯覺畫，目前對前面提到的四個新工科專業(yè)的學(xué)生全面開放，作為選做實驗，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間和專業(yè)特點預(yù)約實驗。（4）虛擬實驗?zāi)K：包括設(shè)計萬用表實驗、檢流計的特性研究、示波器實驗、交流諧振電路及介電常數(shù)測量、光強調(diào)制法測光速、橢偏儀測折射率和薄膜厚度、整流濾波電路實驗設(shè)計、太陽能電池的特性測量、干涉法測微小量和霍爾效應(yīng)實驗，現(xiàn)虛擬實驗可以實現(xiàn)校內(nèi)網(wǎng)開放登錄，學(xué)生可以隨時注冊登錄虛擬實驗平臺自由探索，不受時間和空間的限制。（5）物理競賽實驗?zāi)K：以大學(xué)生物理實驗競賽為依托，為了給學(xué)生創(chuàng)造一個更為方便的實驗環(huán)境，特設(shè)立單獨一個實驗室作為物理實驗競賽和創(chuàng)新實驗室。該實驗室給學(xué)生提供了一個可以自主學(xué)習(xí)、自主利用的創(chuàng)新實踐平臺，學(xué)生課余時間可隨時到這里做各種實驗，為競賽做準備。教師會隨時對實驗室內(nèi)的學(xué)生進行指導(dǎo)，有時也參與到學(xué)生的實驗操作和討論中。

2．2針對不同模塊采用不同的教學(xué)方式

基礎(chǔ)性模塊實驗以驗證性為主，可以采用如學(xué)生預(yù)習(xí)、老師講解學(xué)生按步驟獨立完成、教師個別指導(dǎo)的方法；綜合設(shè)計模塊主要由學(xué)生根據(jù)給定的物理原理和實驗儀器要求進行整個實驗方案的設(shè)計，一般采用2－3人為一個小組的團隊合作形式完成實驗，教師在這個過程中可以只負責(zé)答疑，也可以參與到討論中，主要突出學(xué)生的主體地位；演示實驗?zāi)K可以老師講解原理或?qū)W生講解原理，然后動手操作來觀察實驗現(xiàn)象的方式進行；虛擬實驗主要是以線上方式進行實驗，不受時間和空間的限制，學(xué)生可以隨時登陸進行實驗的預(yù)習(xí)、操作等，達到融會貫通的目的；實驗競賽模塊主要是以大學(xué)生物理實驗競賽為依托，對于有意愿和能力的學(xué)生進行指導(dǎo)，單獨提供實驗場地、實驗設(shè)備和一定的經(jīng)費，對參加校級、省級和國家級的大學(xué)生物理實驗競賽參賽學(xué)生提供相對開放的探索空間，另外，一些對大學(xué)生物理實驗感興趣的學(xué)生也可以申請進入到實驗競賽模塊，以提高對大學(xué)物理實驗的興趣，培養(yǎng)自己的實踐動手能力。

2．3不同實驗?zāi)K的教學(xué)評價體系

改變以往學(xué)生成績的評定中只根據(jù)實驗操作和實驗報告單一評價方式，如基礎(chǔ)實驗換塊加大學(xué)生預(yù)習(xí)和課堂實驗過程的成績比重，加強對實驗預(yù)習(xí)和實驗過程的管理，提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗課的重視，也強化了實驗?zāi)芰?；對綜合設(shè)計實驗?zāi)K可以采取現(xiàn)場展示或者PPT答辯的形式進行。以小組為單位展示本團隊實驗完整過程，老師和其他小組可以提問，以此加深和完善對實驗的認識和理解程度，達到提高學(xué)習(xí)效果的目的；演示實驗?zāi)K和虛擬實驗?zāi)K可以根據(jù)課堂綜合表現(xiàn)進行成績評定。

3結(jié)語

本文對現(xiàn)有大學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題進行分析和討論，提出了基于“新工科”背景下的大學(xué)物理實驗教學(xué)新體系，建立大學(xué)物理實驗?zāi)K化教學(xué)由基礎(chǔ)到高階，由線上、線下融合，再到與生產(chǎn)科研相結(jié)合的遞進式教學(xué)模式。通過強化實驗過程中的各環(huán)節(jié)教學(xué)過程，提高學(xué)生參與度、實驗動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，為新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供強大的支持。

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作者：徐瑛 王思涵 李海軍 陳長波 劉俊杰 單位：長春理工大學(xué)