吉莉　丁俊玲

【摘 要】物理学是自然学科的带头学科，是各个自然科学学科的研究基础。在理论结构上它的工作语言是以数学为基础，以实验作为检验理论正确性的唯一标准。在20世纪，物理实验课程为优秀人才的培养做出了突出贡献。实验是物理学的基础。随着信息技术的发展，人类社会又经历了一次重大的变革。在新时代背景下，如何促进大学理工科的发展，大学物理实验室教学改革是培养大学生创新精神，提高学生创新能力的关键。

【关键词】自主创新;大学物理实验室;教学改革

【中图分类号】G642  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）22-0001-02

1   当前大学物理实验室存在的问题

长期以来，大学物理实验室的基础设施较为落后，大学的基础实验教学也相对封闭。多年来，中国的教学体系和教学内容创新不足，与尖端科学和技术的快速发展出现脱节。古老而落后的教学实验设备，已经使用多年的传统教学模式，远远落后于科技进步的步伐。

就中国大学物理实验室的教学而言，大学的基础物理实验分为两个部分，即一般物理和现代物理两个独立的课程。基本物理实验实际上只是课堂教学的从属部分。它的内容只是简单地重复了物理学的基本定律和物理教科书上的方法。20世纪末科学技术的发展很少出现在教科书中。因此，学生对基础物理实验越来越厌烦，严重阻碍了学生现代科学思维的形成与发展。

物理学是一门以实验为基础的学科，它的概念和规律来自一般的实验。在我国本科大学中，本科生的实验教学课时比较少，对于一些较为复杂的物理实验，在一个如此短的时间内，学生不可能理解实验原理，不可能做到熟悉实验仪器的使用并顺利的完成实验。导致许多教师在实验教学中只能尽力解释实验的步骤和方法，但学生却失去了自己的思维和操作。另一个原因是许多学生只是在实验室里走个过场，这是一种刻板的模仿式教学。

实验室是世界现代科技创新的地方，实验室在深化物理概念、发现和总结物理规律以及解释物理规律性质方面做出了重要的贡献。

但在当前的物理实验教育中，并没有对实验室的重要性做太多的讲解，学生对这种具有突破性的实验设计不清不楚，不明白为什么会设计这样的一个实验，科学概念和规律是怎么产生的。在教学中，并没有关于这方面的介绍和说明，而这些方面是培养学生科学素质和创新意识的重要素材。

2   大学物理实验室教学的改革

2.1  实验项目的优化

进入21世纪，新科技革命的快速发展将带来重大的新突破，从根本上改变了经济和社会的发展面貌。在我国颁布的“国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020）”中，明确指出以“自主创新，重点跨越，支撑发展和引领未来”作为未来科技发展的指导原则，这一原则适用在中国未来的技术发展中[1]。科学技术是第一生产力，是先进生产力的集中体现和主要标志。随着自主创新的实施，我国的科学技术进入了飞速发展时期。

随着社会经济的发展，我国物理实验室设备的投入也在进步一增加，如位移传感器、交流电气、几何光学等项目。通过实验室的改良和优化，开发了一些新的实验项目。如线性电阻的伏安特性的测试、对于腐蚀性液体密度的测量、金属杆的线胀系数测量、声音和语音频道谱测量等项目。

2.2  发展教育技术、革新教学模式

教育资源短缺一直是困扰我国教学质量、制约我国教学改革发展的难题。自主创新战略对教育提出了新的要求，过去一般性的教育资源已经不能满足现代创新思维和人才实践能力的培养[2]。只有通过教育技术和创新教育的发展，才能进一步提高教学质量和教学效果，在这些方面，教师可以利用科技技术和网络的力量，研制和开发一些新的教学软件。

如开发大学物理实验课程网上选课系统，实现实验项目和时间的开放，优化教学项目和教学内容。利用计算机系统，开设网上虚拟物理实验选修课，开创远程实验教学模式，让各个专业的学生都可以根据自己的时间、兴趣爱好、专业特长等，选择不同的实验项目，在不同的时间地点学习，为学生的自主学习提供全面的教学服务，营造创新型人才培养的多元化环境。培养学生的特长项目和自学能力，激起学生的创新能力，充分体现“以学生为主体”的教学理念。

2.3  完善教学方法与教学手段

当前大学物理实验课中，教学内容相对陈旧，缺乏创新性。在教学条件允许的情况下，教师应利用现代信息技术，满足学生的需求，改进实验教学手段，充分利用多媒体技术，演示实验视频，提供好国家级大学物理实验的视频链接，让学生对一些难度高、复杂的实验，有充分的思考和分析時间，真正的消化实验内容，在课外也可以进行自我学习。这种教学方法集成了实验设备、教学内容、教师指导，以及学习者思维和功能的有机结合，引导学生进行个性化和标准化的学习。

如果教学条件不允许，教师也可以通过改进教学方法提高学生的实验兴趣。如调整基础性实验教学内容。以往教师都会详细地强调实验的每一个步骤，或者强调注意事项等内容，学生只需要按照老师的方法来进行实验。这样不利于学生独立思考，在一定程度上扼杀了学生的创新能力。教师应该在教学内容上做出调整，在教学过程中多讲原理和实验理念，让学生自己思考进行实验，学生在实验中边思考边动手，这样可以提高学生的动手

能力。

2.4  拓展实验内容

针对目前对实用性人才的培养目标，基于现有大学物理实验课程的教学条件和师资水平，对大学生的实验项目、内容进行优化和拓展是有必要的[3]。教师应该构建基础性必做实验和拓展性实验等多层次的教学内容，鼓励成绩优秀的学生进行拓展性实验。如在扭摆法测定物体转动惯量的实验中，除了了解扭摆的构造、原理、使用方法以及转动惯量测试仪的使用方法外，还应该用扭摆测定几种不同形状物体的转动惯量和弹簧的扭转常数，并与理论值进行比较。可以用塑料圆柱测定扭摆的仪器常数（弹簧的扭转常数）K;并且测定塑料圆柱、金属圆筒、木球与金属细长杆的转动惯量并与理论值比较的实验中。实践表明，扩大实验内容有利于提高学生的竞争意识，增强学生的学习能力和热情，同时还可以提高学生的动手能力和独立创新的能力。

2.5  改革实验教学内容

物理学是一门符合现代科学技术的科学。在物理实验教学中，有必要使之与现代科学技术接轨，注重它的时代性与先进性，只有这样才能激发学生的积极性和主动性。也只有这样，现代科学技术的研究成果才能渗透到传统的课程内容中，开阔学生的视野，拓展他们的认知。求知的欲望将刺激学生寻求知识、探索和创新的能力，将被动学习转变为主动学习。

2.6  注重物理基础概念的理解

物理概念是物理知识的重要组成部分，是构建物理规律、建立公式和完善理论的前提和基础，对概念的正确理解是学好物理的前提条件，因此对概念的理解和掌握是物理学习的关键。建立物理概念的过程不是对概念的简单理解，它应该建立在物理量化的基础上。所谓定量结论，就是要用具体的数据或者数量关系来表达、描述。如阿基米德原理： 浸没在液体中的物体被液體垂直浮起，这等于被物体移动的液体的重力。这就是定量描述的物理结论。

物理是抽象的，所以说物理量的观察和测量对学生来说是很重要的，它能够帮助学生更好的认识物理规律。物理实验注重真实性和科学性，教师在实验中应该培养学生养成记录的习惯，真实的记录数据。在实验中应该给学生独立动手的机会，让学生进行观察现象和记录实验数据，培养学生的动手能力，独立自主解决问题的能力，这样做有助于学生体验科学的过程，增加学生对于实验仪器的熟悉程度，并且形成良好的习惯。教师在实验中要鼓励学生对物理现象背后隐藏的规律总结出自己的结论，在实验中有自己的思路，勇敢的提出针对性的问题，独立的思考问题，并提出自己对问题的看法，并在交流中形成正确的见解。要在实验中养成批判的精神，并且要主动与他人交流探讨，形成良好的氛围。

为了实现“致力于培养高素质的、具备创新能力的复合型人才”的目标，要不断的进行物理实验课程的改革，大学院校物理实验教学改革的道路是长远的。在大学物理实验教学中，教师应该优化实验项目，转变教学观念，完善教学方法和教学手段，对学生的实验内容进行拓展，还要改革教学实验内容，注重物理基础概念的理解，积极开展创新竞赛活动，为国家培养出创新能力较高的

人才。

【参考文献】

[1]袁泉，敬晓丹，李义，等.自主创新背景下的大学物理实验教学改革[J].吉林化工学院学报，2016（8）.

[2]笪诚.工程化背景下大学物理理论及实验课教学改革初探[J].巢湖学院学报，2016（3）.

[3]张映辉.适应新工科的大学物理、物理实验课程改革方向与路径初探[J].物理与工程，2018（5）.

【作者简介】

吉莉（1982～）女，汉族，辽宁省大连市人，硕士，大连科技学院副教授，主要从事大学物理和大学物理实验相关教学工作。

丁俊玲（1987～）女，汉族，吉林省吉林市人，硕士，大连科技学院讲师，主要从事大学物理和大学物理实验相关教学工作。