深化大学物理实验教学改革提高大学物理实验教学质量

2012-07-04葛向红王秀杰

科技视界 2012年4期

葛向红王秀杰

（中原工学院理学院河南郑州 450007）

大学物理实验是工科院校独立开设的一门必修课程，是学生进入大学后首次接受动手能力系统训练的一门实践课程，通过物理实验对学生进行实验技能的系统训练，可使学生学到许多在实际工作中有用的知识和技能，同时物理实验还有益于培养学生科学的工作态度和工作作风。从而为后续专业课程的学习、毕业设计以及以后的工作打下良好的基础。为全面提高大学物理实验教学质量，中原工学院物理实验中心的老师们刻苦追求、辛勤探索，在许多方面进行了改革和探索，取得了丰硕的成果，概况起来主要表现在以下三个方面。

1 加强综合性、设计性实验，提高学生的动手能力和创新能力

1.1 综合性、设计性实验的开发与实践

综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验；设计性实验是指给定实验要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。综合性、设计性实验可以充分调动学生的学习积极性，大大提高其独立解决实际问题的能力及创新能力。

经过中原工学院物理实验中心部分老师的辛勤工作，在现有实验仪器和设备的情况下，开发了多项综合性、设计性实验项目，并在实验教学中加以运用，取得了良好的教学效果。近几年开发的综合性、设计性实验项目见表1。

1.2 设计性实验教学方式及考核方式

设计性实验在实验难度、教学方法、考核方式都与其他实验有明显的不同。设计性实验做实验时间在大学物理实验课表中没有编排，设计性实验室全天候开放，其做实验时间采用预约制。预约实验要求以组为单位、提前一周左右到实验室，预约实验时要在预约记录本上填写班级、姓名及做实验时间，同时了解该实验的要求、实验室所提供仪器的种类、数量及功能。

表1 综合性、设计性实验项目

预约实验后按实验要求及实验室所提供仪器设计实验方案，也就是撰写预习报告，内容包括:实验名称、实验目的、所选择实验方案的实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据记录表格等，并回答有关思考题，做实验时首先要将所设计的实验方案交实验指导老师审阅，合格后方可做实验，若不合格，则需要重新撰写实验方案并重新预约实验时间。

学生按照预约的时间到实验室做实验，做实验时老师不再进行详细的讲解，学生按照自己设计的方案（经老师认可）做实验，实验结束时，老师根据学生完成设计方案情况、课堂操作情况、实验数据准确程度等方面情况按百分制在成绩单上打下设计性实验的第一个成绩，课后完成实验报告。

收到实验报告后，老师按照实验报告要求进行批改，然后按照百分制在成绩单上打下设计性实验的第二个成绩。将这两个成绩取平均为设计性实验的成绩。

2 改革传统的实验教学方式，调动学生的积极性和主动性

为了充分调动学生做实验的积极性和主动性，物理实验中心的实验指导老师与有关任课老师经过充分协商和调研，在中原工学院应用物理专业的力学、电磁学、光学实验三门课的教学方法上进行彻底的改革，经过几届学生的实践，取得了明显的成效。

上述三门课所开设实验项目均为工科学生大学物理实验常设项目，每个实验项目都有专职老师负责，应用物理专业每学期学习上述三门课的学生可在理论教学进行到三分之一以上内容时到实验室熟悉、操作、讲解实验，具体步骤为:

2.1 预习实验

通过实验教材认真预习该门课程所开设的实验，了解该实验有关内容，写出预习报告，内容包括:名称、目的、原理摘要、主要步骤、数据记录表格等项内容。

2.2 熟悉实验

在大学物理实验上课期间到相关实验室跟着实验老师听课，了解该实验的实验目的、实验仪器、实验原理、实验步骤、数据处理方法等项内容，可与实验指导老师探讨有关问题，但不参与做实验，每个实验听课一到两次。

2.3 做实验

在实验室开放的任意时间到实验室做已经熟悉过的实验，做实验期间老师不再讲解，有问题可向老师提问，实验应在一般应在2课时内完成，若不能完成可另找时间来实验室继续做，实验做完后持实验数据经老师签字后方可离开实验室。

2.4 撰写实验报告

按照有关要求认真撰写实验报告，并在做下一个实验时交到该实验的指导老师处。

2.5 讲解实验

通过以上几个环节，学生应对实验项目有较深的了解，为了考核学生的掌握情况，要求学生在工科学生做大学物理实验时，在所做过的5个实验中选择1个实验进行讲解并参与辅导，实验指导老师在学生讲解并辅导后将学生讲解及辅导情况进行评议并给出成绩。

2.6 成绩考核

实验成绩分三部分:课堂成绩（含预习报告）、实验报告成绩、讲解实验成绩，每一项都按百分制打分。每门课程有5个实验项目，每个实验项目的课堂成绩（含预习报告）和实验报告成绩取平均为该实验项目的成绩，5个实验项目取平均占总成绩的60%，讲解实验成绩占40%。

在以上几个环节中，实验室在每一个环节上对学生都是全面开放的，学生听实验时一次听不懂，可以听第二次，做实验时，一次做不好，可以做第二次，甚至第三次。本次实验教学改革的最大亮点是让学生讲解实验，这使学生既有压力，也有了动力，为了讲好某一个实验，有些学生会到实验室反复做实验，详细了解实验的每一个细节，并与老师认真探讨如何讲好讲清实验的每个环节，然后怀着激动而又兴奋的心情去讲解实验，通过这样的过程，一个实验从原理到仪器，从实验操作到数据处理，学生全方位得掌握了这个实验，同事是也为学生提供了一个展示自我的舞台，锻炼和提高了自己的能力，取得了突出的教学效果。

3 完善成绩评估体系，全面考核实验教学各个环节

为了全面、系统的考察实验教学的各个环节，经过多年的探索和实践，中原工学院大学物理实验已经形成了一整套考核全面、操作性强的成绩评估体系。

中原工学院大学物理实验分上、下两门课，分两学期完成，各1.5学分，共计50课时，是考察课。其中大学物理实验（上）共计9次课，每次3课时，包括1次绪论课和8次实验课，其中1次为设计性实验，大学物理实验（下）没有绪论课，包括8次实验课，其中1次是设计性实验。

成绩考核包括两个方面:平时成绩和设计性实验成绩，其中平时成绩包括预习报告、课堂操作、实验报告，设计性实验成绩考核方式前文已述，具体考核内容如下:

3.1 预习报告

实验前必须认真阅读教材，阅读时要以实验目的为中心，搞清楚实验原理、操作要点、数据处理及其分析方法等。在此基础上写出预习报告，内容包括:名称、目的、原理摘要、主要步骤、数据记录表格等项内容。每次做实验时要向实验教师出示预习报告。

3.2 课堂操作

进入实验室首先根据教材或仪器说明书熟悉仪器，特别注意仪器使用的注意事项，在实验操作前要认真听老师的讲解，在老师的指导下了解仪器的使用方法。进行实验时，应合理操作、集中精力、仔细观察、认真思考，把实验数据和观察到的实验现象及时细心记录下来，实验结束时经实验指导老师签字认可方可离开。

每次实验结束时，实验指导老师根据学生预习报告完成情况、课堂操作情况、实验数据准确程度等方面情况按百分制在成绩单上打下本次实验的第一个成绩。

3.3 实验报告

实验报告内容及撰写要求如下:实验目的:要求逐条写清楚本实验的实验目的；实验原理:在理解的基础上，用简短的文字扼要地阐述实验原理，力求做到图文并茂，用图表示原理图、电路图或者光路图；实验仪器:列出实验中实际使用的仪器的名称、规格、型号、编号和数量；实验步骤:根据实际操作过程写出主要的实验步骤和安全注意事项；实验数据:将实验中测量的数据以表格的形式罗列出来，在标题栏内要注明单位；数据处理:按照实验要求计算有关物理量，计算时要有计算过程。按照规范形式写出完整的实验结果。误差计算要预先写出误差公式。需要画图时必须画在坐标纸上；思考题:完成实验指导教师规定的思考题，必要时还需写出对该实验的体会和建议。

实验指导老师收到实验报告，按照以上要求进行批改，然后按照百分制在成绩单上打下本次实验的第二个成绩。这样每次实验就有两个成绩，将这两个成绩取平均为本次实验的成绩。