研究性创新物理实验论文

［摘要］设计性物理实验是一种较高层次的综合实验训练，它有助于提高设计性物理实验教学的水平。文章讨论了在新课改条件下，设计性物理实验教学的教学模式、教学设计等内容。［关键词］设计性实验教学模式教学设计物理实验［作者简介］文军（1962-），男，陕西铜川人，渭南师范学院物理系副教授，研究方向为实验教学理论。今天小编为大家推荐《研究性创新物理实验论文 (精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

研究性创新物理实验论文 篇1：

新工科背景下地方本科高校大学物理实验室建设研究

摘 要：面对新工科建设的目标和要求，大学物理实验室建设也急需创新改革。本文以湖州师范学院为例，分析了当前地方本科高校大学物理实验室存在的不足，重点探讨了新大学物理实验室的建设改革，主要体现在：优化实验室仪器资源配置，引进先进实验设备;建设先进实验项目，开展分层次实验教学;建立培养实验教师队伍的长效机制和实验平台信息化条件提升建设，通过建设拟达到将大学物理实验室建设成为提升学生实践能力和创新能力的基地。

关键词：大学物理实验室 新工科 实验室建设 创新

为应对新一轮科技革命和产业变革，提高国家未来战略竞争力，2017年教育部正式提出建设和发展新工科建设，旨在加快培养新兴领域工程科技人才服务于以新技术、新业态、新产业为代表的新经济发展。[1]对地方高校来说，新工科建设既是挑战，更是机遇。湖州师范学院新工科建设正围绕“复旦共识”[2]、“天大行动”[3]理念和浙江省新工科建设行动倡议——“浙八味”，结合地方办学特色和优势对新工科专业及人才质量培养进行地方道路的实践探索。

大学物理实验是理工科各专业的基础课程，是学生接受系统的实验方法和实验技能训练的开端，是学生以后从事各项科学探索和工程实践的基础。随着新工科发展和教学内容的调整，大学物理实验对新工科创新型人才的培养发挥着更加重要的作用，更加需要适应新一轮科技革命对培养学生动手能力和科学精神的要求，因此在新工科的背景下，建设好大学物理实验室至关重要。本文分析地方高校大学物理实验室中软硬环境建设方面存在的一些问题，结合问题及新工科建设要求，介绍湖州师范学院大学物理实验室建设情况，希望能夠对地方高校的大学物理实验室建设提供一定的参考。

1 研究现状分析

湖州师范学院物理实验教学中心是浙江省“十三五”省级重点建设实验教学示范中心，其中大学物理实验室主要承担物理、化学、光电信息科学与工程、新能源材料与器件、电子信息工程、机械设计制造及其自动化、材料化学等20多个理工科专业的大学物理实验。由于受到地方办学条件影响，在“新工科”背景下，大学物理实验室的状况仍存在不少问题，主要体现在以下几个面：

1.1 基础实验仪器设备陈旧落后

搞好实验室硬件建设，是培养创新人才的重要物质基础和必要条件。[4]随着高等教育的快速发展地方高校的规模也在扩大，但由于对基础物理实验重视程度不够，学校将大量经费投入到科技楼、公共设施等建设中，而对传统的基础实验室的建设资金投入有限，从而导致基础实验室陈旧、落后的实验仪器仍在使用，这将严重影响教学质量，不利于对学生创新能力培养。

1.2 实验项目设置不合理

由于缺乏实验设备和实验教材的及时更新，导致大学物理实验项目内容陈旧过时，且实验项目仍以验证性的实验居多，以光电信息科学与工程专业开设的大学物理实验项目为例，共开设12个实验项目其中5个为验证性实验，而该类实验项目一般操作过程简单，缺乏不确定性，通过对学生的调查和课堂反应效果来看，学生对验证性实验缺乏兴趣，其结果对学生实验技能和创新能力的培养也成效甚微，不利于新工科创新型人才的培养。

1.3 实验人员队伍建设不够合理

在国内地方高校由于受传统思想的影响，存在对物理实验教学在素质教育中的地位和作用认识不足的问题。部分教师也存在重理论轻实验的现象，不愿对实验教学研究投入过多的精力。而对那些有理论扎实功底且有技术经验的实验技术人员，由于政策或待遇问题一直得不到重视，严重的挫伤了他们的积极性，从而影响了实验技术人员队伍的稳定性，同时也制约了实验技术人员队伍的高质量发展。[5]以我校物理实验中心为例，前几年引进技术人员4人中就有2人考取博士毕业后离校或转专任教师。

1.4 实验室信息化建设不足

实验室信息化水平相对落后，缺乏先进的实验管理系统和实验信息共享平台。传统的实验管理主要是较为繁琐的人工操作，工作效率低下，如实验室开放、教师预约排课、设备使用、设备维修记录等工作。此外，实验教学网站建设不到位，缺少实验资源共享信息平台，学生预习实验主要通过实验教材进行，而对实验仪器情况及如何操作需要在课堂中进行讲解，这些都不利于学生学习效率的提高。

2 新工科背景下大学物理实验室建设的探索

新工科背景下的大学物理实验室建设需要致力于根据“新工科”建设要求，结合本校专业的建设与发展，以学生创新能力培养为主线，改革实验室存在的不足，建设一个实验设施齐全、仪器设备精良、实验队伍结构合理、物理实验教学分层次与多模式、拓展与创新型有机结合的大学物理实验室。

2.1 优化实验室仪器资源配置，引进先进实验设备

传统大学物理实验室中力学、热学、电磁学和光学实验室都是各自独立的实验体系，不利于学生进行创新实践。为了让其更好的服务于学生专业学习和创新实践，需对现有实验室进行整合并优化现有实验室资源配置。此外，积极争取更多实验室经费投入，引进先进实验设备。

我校物理实验中心与时俱进，致力于实验室建设的创新改革，近几年对传统大学物理实验室进行新功能模块建设。建设后的大学物理实验室具体包括大学物理课程的基础实验模块、科技创新功能模块（含创客教育实验室、大学生科创作品中心）和大学生创新实践基地模块（含电子制作实验室、模型制作实验室和综合探究融合创新实验室）。在建设过程中对利用率不高的实验仪器设备或由于实验教学内容调整而处于闲置的仪器进行优化整合，并结合对学生创新能力培养要求，按需重新分配到各功能模块实验室。

积极争取更多经费投入，大学物理实验室仪器设备的更新必须根据新工科建设要求进行充分的论证，实验室建设中应使新建的实验项目和实验设备具有先进性。近两年我校大学物理实验室投入300余万元购置了先进的综合性、设计性、创新性等现代实验教学设备和虚拟仿真实验系统，在购置这些设备的同时对1人1套的仪器设备力求配置性能最好的最新型号，对2-3人1套的仪器尽量考虑数字化、自动化，从而让学生在学校就能接触到当前最新的实验设备和较前沿的技术测量工具。此外，积极鼓励实验教师和实验技术人员申报自制仪器项目进行仪器设备的改进与研发。近三年中心人员获自制仪器项目“光敏器件特性测试教学仪”、“新型焦利氏秤的创新设计、研制与应用”等4项并用于实验教学中，此外通过科技创新实验室和创新实践基地的建设，鼓励学生积极参加国家、省级、校级各类竞赛、申报各类科研项目和实验室开放项目，并以项目为依托改进和开发新实验设备。近三年学生依托新大学物理实验室平台以物理实验教学仪器的开发及改进为内容申请并获批国家级大学生创新创业训练计划项目1项，浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划项目3项。此外，近两年以物理实验教学仪器的开发及改进为内容参加浙江省大学生物理科技创新竞赛、浙江省大学生物理实验与科技创新竞赛和全国大学生物理实验竞赛（创新）获奖10项。

2.2 建设先进实验项目，开展分层次实验教学

新工科教育的核心是学科交叉，需对学生进行复合型专业培养，[6]而目前的物理实验教学项目内容对不同专业学生的训练上没有太大的区分，且实验项目内容陈旧过时，缺少学科交叉和综合。因此为了新工科创新人才的培养，需要根据学校工科专业特点，进一步优化实验项目内容。我校由理学院牵头组织任课教师论证大学物理实验项目建设，紧密结合各专业特点和当代实验新技术[7]，丰富大学物理实验内容。如利用计算機技术、传感器技术等现代科研成果用于大学物理实验之中拓宽学生的知识面，培养学生的综合实验能力。同时下大力气研究实验课程体系和教学内容的改革，精选验证性实验，增加综合性、设计性、探究性及前沿性等创新型物理实验项目，注重创新能力的培养，适应科技发展的需要。同时改变传统的多学时实验课依附理论课的课程设置，形成相对独立的物理实验课程体系，课程内容体现基础技能训练和研究性实验相结合原则。

实验教学中改进教学方法，改革传统的实验教学思想，把提高学生的实验技能放在第一位，授课教师采取精讲多练的教学方法，多给学生自我探索、自己动手的机会，使学生在实验活动中由被动变为主动，从而有助于培养学生的自主能力。同时实验教学上采用验证、设计、综合相结合的实验类型模式，采用必做、选做实验相结合的实验项目选题模式，并在实验项目内容实施过程中开展分层次教学，由浅而深逐步开展实验。此外，改革实验教学大纲模式，针对不同专业进行分层制定实验教学课程学时和实验模块。从而通过分层次的实验教学体系，提升大学物理实验对不同专业学生的实践能力培养。

2.3 建立培养实验教师队伍的长效机制

物理实验教学中心实行专职和兼职相结合的组织形式，依托学科优势，通过建立多种形式培养实验教师及实验技术人员的长效机制，提升与应用型人才培养相适应的实验教师队伍，从而建设满足人才培养要求的实验教学团队。

一是制定相关激励政策吸引高水平青年教师，尤其是有工科背景的教师和高水平技术人员充实到实验教师队伍，并担任实验教学课程的责任人，从而提升整个物理实验教师队伍水平;二是进一步明确实验教师的职责。既要根据教学计划、实验教学大纲规定的内容全面完成授课任务，又要引导和指导学生开展实验室开放项目、毕业设计以及其它学生科研项目;三是激励实验教师和实验技术人员参与网络培训、实验教研活动、科研活动和学术交流等。只有不断吸收新知识，研究新问题和学习最新教育教学文件，才能树立新工科背景下的最新教学理念，把新的教学手段、新的实验方法及技术和新的成果引入到物理实验教学中去。四是鼓励实验技术人员参加学历提升计划，并制定相关政策激励技术人员返岗工作。此外，提高实验技术人员待遇和地位，保证实验技术人员队伍的相对稳定。五是在全面完成实验教学任务的同时，建立起对外开放的管理机制。通过政策鼓励教师利用中心的设施设备开展科研和服务地方工作，扩大实验中心的影响力。

2.4 实验平台信息化条件提升建设

实验室信息化、网络化建设是当前先进实验室重要特色和发展趋势。在新工科背景下需要充分利用信息化、网络化资源优势对大学物理实验课程的实施体系和传统教学模式进行改革，进一步提升大学物理实验教学和实验室管理信息平台。我校从以下几个方面进行物理实验平台信息化提升：（1）建设实验资源共享信息平台和实验教学管理平台。近三年物理实验教学中心投入近60万元建设有物理实验教学资源库系统、物理实验预习系统、实验考试系统和实验报告智能评阅系统。通过这些系统平台既可以为教学的有效开展提供各类素材;也可以方便教师出题、准备预习资源、安排实验预习及学生在线预习，让学生通过课前预习、模拟操作完成对仪器的直观认识、实验原理及仪器原理的理解;还可以完成学生作业管理，实现设置实验模板、安排学生报告、教师评阅报告等功能，从而提高实验教学效率。（2）建设大学物理虚拟仿真实验平台。物理实验教学中心已建有包含力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验的大学物理实验虚拟仿真网站平台，能实现大学物理实验课程辅助教学网站的功能。（3）在物理实验中运用虚拟仪器。在传统实验教学中实验数据、手绘波形由学生用笔记录，在实验数据采集和处理上处于落后模式。为推进实验课堂信息化，在新大学物理实验项目中，对部分实验项目的实验过程中采用虚拟测试系统，如采用虚拟示波器通过连接电脑或手机对信号进行显示和处理，即可替代传统示波器有效降低成本，又可帮助学生生成电子实验报告。（4）加强仪器信息化管理水平建设。随着科学技术的发展，二维码技术具有信息容量大、制作简易、扫描和识读方便的特点，可以比较好的应用于实验室信息化管理中。在实验室建设过程中对现有仪器实现进行二维码识别，达到可以通过电子说明书帮助学生在预习和实验过程中所用，同时基于信息化可以随时将产品问题实时推送给厂商，缩短故障排除时间，从而减少仪器故障对课堂效率的影响。此外，进一步加大实验资源信息化建设，通过制作仪器操作视频教程并共享，实现可让学生完成实验预习和实验教学指导功能。

3 结束语

以培养学生实践能力和创新能力为核心，在“新工科”背景下对大学物理实验项目进行创新改革，通过整合实验室资源构建大学物理实验室新模块，以“物理实验技能与专业及科学研究相融合”的创新型人才培养思路改进实验教学方法，构建大学物理实验课的分层次的实验教学体系，进行强化基础训练、培养科学素质与创新能力的分层次培养模式，同时通过建立培养实验教师队伍及稳定实验技术人员队伍的激励机制和积极利用信息化技术与资源提升实验室平台信息化水平。建成的新工科背景下的大学物理实验室，能为新工科创新型人才的培养起到积极的促进作用。

基金项目：浙江省高校实验室工作研究项目（YB202008）;教育部产学合作协同育人项目（202101154030）。

参考文献：

[1] 吴爱华，杨秋波，郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究.2019，（01）：1-7+61.

[2] “新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究.2017，（01）：10-11.

[3] “新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J].高等工程教育研究.2017，（02）：24-25.

[4] 李红阳，王立峰，高永丰，等.高校实验教学示范中心建设与创新型人才培养[J].实验技术与管理.2010，27（09）：111-114.

[5] 饶永超，王树立，嵇炜，等.关于高校实验室队伍建设的分析与设想[J].教育教学论坛. 2019，（34）：18-19.

[6] 林健.多学科交叉融合的新生工科专业建设[J].高等工程教育研究.2018，（01）：32-45.

[7] 王青.近代物理和高新技术物理与“新工科建设”—《物理与工科》“新工科建设”栏目开篇语[J].物理与工程，2017，27（6）：3.

作者简介：

简荣华：（1982—），男，江西高安人，硕士，物理实验中心副主任。研究方向：凝聚态光学性质、物理实验技术及实验室建设与管理。

作者：简荣华 毛俊雯 沈彩万 庞涛 刘兆亮

研究性创新物理实验论文 篇2：

建构适应新课改的设计性物理实验教学设计

［摘要］设计性物理实验是一种较高层次的综合实验训练，它有助于提高设计性物理实验教学的水平。文章讨论了在新课改条件下，设计性物理实验教学的教学模式、教学设计等内容。

［关键词］设计性实验 教学模式 教学设计 物理实验

［作者简介］文军（1962- ），男，陕西铜川人，渭南师范学院物理系副教授，研究方向为实验教学理论。（陕西 渭南 714000）

［

一、引言

当前科学技术的高速发展对人的创新能力的要求越来越高，加强学生创新能力的培养，已成为高校教育教学改革的重要任务，也是师范院校适应新基础教育课程改革的需要（以下简称“新课改”）。为了培养具有创新能力且适应新课改要求的高素质人才，必须使学生具备综合运用知识去发现问题、解决问题的能力。物理学是以实验为基础的学科，它的发展和创新与物理实验密切相关，因此，物理实验教学成为培养学生创新能力、学习探索新知、养成实验素养的重要环节，是学生毕业后能够胜任新课改的重要的职前训练。

设计性物理实验是一种较高层次的综合实验训练，设计性实验教学是一项创造性的教学工作。它不同于一般的实验教学，它要求学生自己查找和阅读各种资料，并根据实验要求，自行选择实验仪器、设计实验方案、观察记录实验现象和数据，学会探究与解决实验过程中的突现问题，完成实验并形成实验素养。如何进行适应新课改的设计性实验的教学设计，笔者总结教学实践，对这个问题进行了探讨。

二、设计性物理实验的教学模式

设计性物理实验不同于已往的实验教学，要很好地完成这一层次的教学，教师必须建立适合设计性物理实验要求的教学模式。设计性物理实验的教学模式，就是教师在实验教学中，应用模式方法，分析设计性物理实验教学中的诸因素，排开次要的、非本质性的部分，抽取主要的、有特色的部分进行研究，凸现设计物理实验中重要的关系、状态和过程，以获得对设计物理实验教学规律的深刻认识，实现设计性物理实验教学的高效、优化。笔者在物理实验教学实践中总结出以下两种教学模式：

1.协同合作教学模式。协同合作教学模式是基于问题的一种探索式设计性物理实验教学模式，即在设计性物理实验教学中围绕实验选题，发挥学生各自的认知特点，相互帮助，分工合作，共享集体智慧，逐步形成对“设计”内容的深刻理解和领悟，最终掌握技能形成探索能力。教师在“设计”中始终以“导演”的身份出现，通过建立反馈体系，及时了解和掌握学生的实验情况，评价和修正实验教学。

协同合作教学模式分为四个阶段，即确定设计性物理实验题目、检索资料、实验探索、反馈。确定设计性物理实验题目，教师根据设计性物理实验教学的要求，提出具有一定探索性的实验选题。检索资料，教师提供完成该实验课题所需的资料清单，学生自己查阅资料。实验探索，学生根据相关资料相互讨论，提出并独立完成实验。反馈，发生在设计性实验教学过程的始终，一是教师要及时了解学生占有资料的信息，教会学生利用资料；二是了解学生实验探索阶段存在的问题，给学生指出解决的方法，修正自己的教学策略。四个阶段加以科学、合理地组织，便能达到良好的实验效果。

2.交互式物理实验教学模式。交互式物理实验教学模式是基于物理实验资源的一种教学模式，它通过实验仪器的中介作用，使教师和学生直接进行交流与沟通，其特点是以物理实验资源为媒介，以问题探索为中心，以问题讨论为手段的物理实验教学。该模式从提供背景、发现问题、讨论交流、延伸启迪等几个方面组织和实施设计性物理实验教学，发挥学生自主学习的能动作用，通过发现问题来诱发学生“学会”设计性物理实验过程中的思考，体验知识、技能的形成，从而由“学会”到“会学”。

物理实验教学的交互式模式分三个过程：一是教师准备过程，教师确定适合学生实际的物理实验选题，准备与该实验相关的资料和有关仪器等；二是学生操作与发现问题（学生学习实验的过程），学生通过这个过程完成设计性物理实验训练，掌握该实验的知识；三是交流讨论过程，这个过程中，教师要引导学生总结实验，使学生由“学会”到“会学”。

三、设计性物理实验的教学设计

1.设计性物理实验教学目标设计。设计性物理实验教学目标是指设计性物理实验教学活动所要达到的预期结果，它规定了通过设计性物理实验教学过程，学生应该掌握什么操作、学会什么设计方法、如何形成实验素养，它是设计性物理实验教学活动的出发点和归宿。一旦确定了设计性物理实验教学目标，教师就可以选用适当的教学方法指导学生进行设计性物理实验学习。学生完成设计物理实验之后，教师根据设计性物理实验教学目标是否达到，对设计性物理实验教学进行评价。设计性物理实验教学目标设计通过两个步骤完成。

第一，列写设计性物理实验内容和学生行为二维表（见108页表1）。该表中将所期望的学生行为和设计性物理实验内容整合起来，明确学生通过设计性物理实验要达到的具体目标。表的第一个维度是学生的行为，如获得物理实验知识、实验操作技能、实验数据记录与处理、实验误差分析等；第二个维度是设计性物理实验内容，即覆盖该设计性物理实验的所有方面。

表中某个特定的行为和某个特定的内容范围相交叉于一个方格，在这一方格中，我们可以表述为一个设计性物理实验的教学目标。

“理论——知识”设置2个目标，一是与设计性物理实验相联系的物理学理论知识；二是完成设计性物理实验的专门知识。“理论——操作”设置1个目标，完成设计性物理实验所需要的操作技能理论。“理论——数据处理”设置1个目标，实验数据处理的理论与方法。“理论——误差分析”设置2个目标，一是误差传递的理论；二是实验误差知识。“理论——评价”设置1个目标，是否掌握了与该物理实验相关的理论。

“方法——知识”设置1个目标，即关于物理实验方法（方案）设计的知识。“方法——数据记录”设置1个目标，正确记录数据的方法。“方法——数据处理”设置1个目标，数据处理的正确方法。“方法——误差分析”设置2个目标，一是操作方法引入的误差；二是仪器误差以及理论（公式）误差。“方法——评价”设置一个目标，评价设计性实验操作的优劣。

“步骤——知识”设置1个目标，正确的实验步骤。“步骤——操作”没有设置目标。“步骤——数据记录”设置1个目标，正确读取与记录数据的步骤。“步骤——数据处理”设置1个目标，正确处理数据的方法。“步骤——评价”设置1个目标，评价实验结果的优劣。

“总结报告——知识”设置2个目标，一是实验总结报告所反映实验的质量，二是实验总结报告的规范性。“总结报告——数据记录”设置1个目标，总结报告中原始数据记录及规范性。“总结报告——数据处理”设置1个目标，总结报告中数据处理的规范。“总结报告——误差分析”设置1个目标，有无详细的误差分析。“总结报告——评价”设置1个目标，能够正确评价实验。

设计性物理实验教学目标（行为——内容）是动态的，要根据学生的实际情况进行调整，以更合逻辑的顺序去组织设计性物理实验教学，以确保设计性物理实验教学的质量，使之真正起到指导设计性物理实验教学的目的。

第二，任务分析。一旦列写了设计性物理实验教学目标表，就要对设计性物理实验教学目标进行任务分析。所谓任务分析，就是将设计性物理实验目标分解成各级任务、再将各级任务逐级划分为各个亚目标的过程。任务分析使教师在设计性物理实验教学过程中明确了该做什么，怎样做，何时做，采用何种最优化的方法等问题，有利于实现设计性物理实验教学目标（行为——内容）表中的每个实验教学目标，有利于搞清实现最终目标的各个步骤的逻辑顺序。

２.设计性物理实验教学的内容设计。设计性物理实验教学内容是设计性物理实验教学目标的具体化，是实现设计性物理实验教学目标的保证。设计性物理实验教学内容设计，主要是选择符合学生实际、切实可行的实验选题。（1）确定实验方法或实验思想的设计性物理实验题目。实现这类物理实验课题的实验方法有很多种，应要求学生从经济可行的原则出发，保证实验精度要求，确定最佳实验方案。（2）操作性设计实验题目。这主要针对只能用特定仪器或特定的方法完成的实验。如迈克尔逊干涉仪的实验研究、望远镜与显微镜的组装等题目。（3）数据处理方法与误差分析为目的的设计性物理实验题目。数据处理和误差分析是实验训练的重要内容，随着科技的发展，许多成套仪器应用以及实验数据的实时采集，就需要学生掌握一定的数据处理方法，学会判断实验中误差的来源，把实验控制在误差许可的范围内。

3.设计性物理实验教学的环境设计。（1）设计性物理实验教学的物理环境设计。实验室被划分成一个个相对分离的小区域，每个区域属于学生个体从事实验的活动范围，这就形成了实验教学的物理环境。实验台一般都根据实验室空间大小放置，实验台之间保持一定的距离，以形成有利于学生独立进行实验操作的空间，不受其他因素的干扰，如相邻实验仪器产生的背景干扰，相邻实验之间的干扰等。同时，有利于教师的巡察指导。实验仪器是完成实验的必备物质基础，其在实验台上的摆放必须整齐划一，易于操作，易于读数。对于有危险性的实验（如高电压方面的实验），要有明确的警示标志。（2）设计性物理实验教学的心理环境设计。设计性物理实验教学心理环境是通过一定的教学组织形式、教学方法而形成的教师“指导”与学生接受“指导”的心理状态。设计性物理实验教学进行中形成的师生的心理状态，表现出设计性物理实验教学中人的因素以及个体占有操作空间的大小等，这是物理实验教学中的心理环境。设计性物理实验教学的组织形式是以个别化教学方式进行的，个别化教学是指每个学生都以按照自己的设计完成物理实验的教学方法。学生不受教师思想的禁锢，独立地进行实验操作，这完全是一种由探索需要驱动的自主学习，同化物理实验知识并形成实验技能，获得的经验是直接的。但是，独立实验操作不是意味着学生不再需要教师，而是需要教师宏观调控实验，在学生出现疑难时，采用恰当的方法对学生进行个别辅导，也可以针对实验组存在的普遍问题有的放矢地进行讲解。这样，不但师生之间的心理距离缩小了，而且也增强了学生自由思考的氛围，并愿意主动接受教师的指导。

4.设计性物理实验教学评价设计。设计性物理实验教学评价分为质的评价和量的评价。质的评价是教师对学生设计性物理实验学习情况做出鉴定，肯定学生的优点，指出存在的不足以及努力的方向；量的评价是通过分数来反映学生设计性物理实验的学习情况。

［参考文献］

［1］文军.论实验教学中常用的教学模式［J］.廊坊师范学院学报，2002，18（4）.

［2］李伯黍，燕国材.教育心理学［M］.上海：华东师范大学出版社，2001：267-299.

作者：文　军

研究性创新物理实验论文 篇3：

我校大学物理实验教学的现状及对策探究

【摘要】“大学物理实验”已成为一门独立课程，与大学物理具有同等的地位。是理、工、农（林）科各专业必修的公共基础课。纵观历届学生对该课程认识及教学效果的反馈是：“走马观花，敷衍了事，兴趣不高”；实验教学内容和方式沿袭着多年来不变的模式，通过对多届学生的调研分析、总结，提出相应的对策。

【关键词】大学物理实验 现状 问卷调查 对策

一、引言

大学物理实验是学生接受专业实验方法和实验技能训练的开端。是培养学生严谨的科学思维、发现与提出问题、解决问题和创新能力的一门必修基础课程。我校大学物理实验室超负荷承担了多个专业学生实验教学任务。大学物理实验是集物理思想和实验技术于一体， 是培养学生科学思维、实践能力、创新意识的基础。本文通过对我校大学物理实验课教学现状提出相应的对策进行探讨。

二、目前我校大学物理实验教学的现状及存在的问题

1.教学仪器设备陈旧，实验内容及形式单一

（1）实验内容及形式单一

按照高等学校大学物理实验课程教学基本要求的指导思想和基本要求及教学大纲的限制，实验教学内容主要还是以验证性实验为主。以实验前预习，教师讲解、演示之后，学生按实验操作步骤进行数据测量、完成实验报告，整个教学过程忽略了以学生为主体的指导思想，不利于学生能力的培养。

（2）实验室仪器设备陈旧

在本次本科教学审核性评估中，专家明确指出我校教学实验仪器设备经费投入不足。目前，多数实验仪器多年没有更新，部分实验项目使用的仪器有两三个型号，给实验教学过程带来不少困难，致使物理实验内容多年不变。

2.专职实验教师严重不足

大学物理实验是相关专业进行专业实验的基础。自学校扩招至今，我校每届有3600多学生必修《大学物理实验》课程。从实验室到每位教师都承担着繁重的实验教学任务。根据专家在本次本科教学审核性评估意见反馈，我校师生比严重比例失调。特别是实验教师编制多年来不变，专职实验教师太少，学校把实验员与专职实验教师混为一起，大学物理实验课主要由理论任课教师承担理论讲解和实验指导任务，重理论轻实验指导思想至今未能改观。

3.开设综合性、設计性、创新性实验比例偏低

目前我校开出的基础性实验17个，综合性实验3个，近代物理实验1个，设计性实验2个，创新性实验0个，仿真实验1个。

从上表可以看出：开设的实验内容比例失调，综合性、设计性、创新性、近代物理实验和仿真实验所占的比例太少，不利于培养学生科学思维、创新意识和分析与解决问题的能力。

4.实验学时偏少

48个学时的大学物理实验只能蜻蜓点水。没扎实的科学实验基础，对接触专业实验的方法和技巧就难于上手和思考。2学时的实验根本无法达到教学目的和效果，一则造成学生对实验的应付；二则无法完成仪器调节有难度的实验（如光学实验）；三则降低了学生对实验的兴趣和耐心。

5.无差别实验教学

目前24个实验只是分成大学物理实验Ⅰ和大学物理实验Ⅱ两类实验，势必造成一些思维活跃且有精力的优秀学生无法触及到感兴趣的综合性、设计性、近代物理实验和仿真实验。无形扼杀了这些优秀生的创造性思维和求知探索精神。

6.考核制度及教学方式单一

主要以实验报告和一次误差理论开卷考试或一个简单的二极管特性研究作为平时和理论成绩，且多年不变。这就无形降低和弱化了大学物理实验课的要求及重要性，引起的后果是学生轻视该门实验课程。

学生在做每个实验之前，都是在教师详细讲解、具体演示之后再按实验步骤进行实验操作。过细的讲解和演示，对学生实验过程中出现一些实验现象的及时指导，其结果是学生按步骤机械地重复实验操作。导致学生在思想上轻视实验，缺乏独立思考，动手能力明显不足。

7.大学物理实验课程安排不合理

我校大学物理实验课程是在学生大一第二学期与大学物理课并行进行，85%的实验内容是在学生还没有学习理论知识时完成。实验前的预习如同虚设，学生预习报告、实验数据的测量和数据处理只能在教师指导下按部就班完成，造成学生无法去思考每个实验的目的和经典实验设计思想。理论与实验的脱节，严重影响了学生独立思考的积极性，每个实验不但没有激发学生科学兴趣，反而成了学习负担。作为独立开设的一门课程，应在学生具备基本的理论基础知识后开设，才会避免课前预习敷衍了事和完全依赖的思想。

8.实验室缺乏人性化管理

人性化管理就是在尊重人和人性的基础上，更有效地实现预期目标，实现集体与个人的协调发展与共同成长。根据我校实验室管理现状，经对5个不同专业班级（共计170人）从以下四个方面进行了问卷调查。

（1）实验室环境

对实验桌椅、设备整体布局、照明、窗帘、通风、卫生及实验室环境对实验效果的影响进行问卷调查显示很满意占7%，较满意占33%，一般46%，较不满意占10%，很不满意占4%。

（2）实验室设备仪器

对实验设备符合实验要求度、设备新旧程度与先进性、清理及维护、配备投影仪等多媒体教学设备进行问卷调查显示很满意占5%，较满意占31%，一般52%，较不满意占10%，很不满意占2%。

（3）实验教学

对实验时间安排、学时数、报告提交方式、开放情况、教师授课态度和方式、教师的专业水平、实验中遇到问题最先考虑的做法、课外时间与师生交流机会、实验中是否获得成就感和乐趣、是否感受到自己能力提升进行问卷调查显示很满意占5%，较满意占25%，一般33%，较不满意占22%，很不满意占15%。

（4）实验室管理

对进入实验室的管理制度、座次安排、日志的记录方式等进行问卷调查显示很满意占27%，较满意占40%，一般25%，较不满意占7%，很不满意占0%。

从实验室环境、设备、实验教学和实验室管理四个方面问卷调查数据统计可看出目前我校大学物理实验室人性化管理还存在多方面不足。如：同一个實验项目就有两三种型号不同的实验仪器，势必给学生和教师带来讲解上的不便和实验数据测量上的差异。

尤其实验室管理工作没有让人获得更多乐趣和成功感。没有定期对实验室工作人员进行培训，没有为实验室工作人员提供个人发展规划的指导。

9.学生轻视大学物理实验课程学习

根据多届学生实验课学习情况及反馈和调查，学生轻视大学物理实验课程学习。

（1）大一学生还不具备一定的基础知识和自学能力，大部分学生实验前预习报告照抄教材，不会提炼实验原理内容。

（2）经对多届学生观察，一些实验每个实验班不能独立操作完成实验的学生占17.5%。

（3）实验报告中部分学生对数据处理和误差分析敷衍了事，甚至抄写别组数据处理结果。有相当一部分学生对数据处理过程中基本单位换算不够熟悉。不会使用计算器的统计功能和数据处理软件等方法去处理数据；不习惯采用计算机应用软件作图，创新思维能力明显不足。

（4）大学物理实验课程成绩主要以学生实验课的操作表现、物理量数据测量以及实验报告的撰写情况为依据进行考核。所以实验过程中对学生的合作精神未能得到体现。

三、我校大学物理实验课程教学改革对策

1.优化人才培养方案

随着我校2017级学分制的实施，为培养复合型人才，优化实验教学内容，制定综合性较强的基础性力、热、光、电实验。减少基础性实验比例，提高综合性、设计性和创新性实验比例。对不同的实验项目，合理分配实验时数。

2.合理设置大学物理实验课程教学内容

实验教学内容的设计应顺应时代的发展。实验内容、设备和方法应不断更新，以适应教育科学发展。减少一些实验内容陈旧和相近的验证性实验项目，增加综合性和设计性实验的比例。对基本型、提高性和创新设计性实验项目按照2：5：3的比例进行设置，根据现有课时可减少实验项目数量，增加实验项目的实验学时，这样才能实质性提高学生完成每一个实验质量，避免学生因学时限制敷衍实验的思想。

通过基本型实验，让学生掌握一些设备的基本操作方法和一些基本的实验理论知识；通过综合性提高性实验锻炼，培养学生具有一定的创新能力，这对于其专业学习和将来的工作往往能够起到潜移默化的作用；在教师的指导下自主完成设计性实验过程和操作，可激发学生对实验的兴趣，会使学生有一种成就感。

3.合理安排大学物理与实验课程的衔接

实验是培养学生动手能力、实践能力的主要方法。没有一定的理论知识支持，学生所做的每一个实验犹如蜻蜓点水，所以，大学物理实验课程应安排在学完大学物理理论课程之后开设，才会使学生做实验有思考，才会进一步领会经典物理实验的设计思想，提高实验兴趣，激发学生的创造性思维。

4.培养结构合理的专业实验教师队伍

针对专职实验教师少、管理实验人员多及业务水平参差不齐情况，学校可采取年度进修学习、培训计划，也可在专业教师中进行调整充实专职教师等措施，提高实验教师的专业素质，建立结构合理的师资队伍。在政策上突出实验教学和管理人员的待遇和地位，工作中充分体现多劳多得、优质优酬，激发他们的工作热情和敬业精神。

5.改变教学形式和教学模式

（1）在实验教学形式上，采用网络、录像和多媒体教学课件辅助实验教学手段，进行演示讲解，优化实验教学过程，提高实验教学效果。

（2）在教学模式上，通过实验开放，让学生由书本预习转为到实验室或中心网站资源库进行预习，提前了解实验所需主要仪器设备及原理，数据记录和处理要求。最终将实验教学的主动权归还给学生，激发学生学习的兴趣和主动性。

为了使学生综合思维和创新能力得到锻炼，一些实验项目可在教师指导下由学生自己设计方案来完成实验，正确指导学生进行实验操作。课堂上采用“讨论式”的方法，正确引导学生达到动手动脑的目的。对实验过程中出现的问题，教师应引导学生分析，找出原因，而不是直接帮助调试，充分发挥学生主动性，分析解决问题。

（3）引入选修学分机制，达到差别式教学目的。

在实验教学内容、方法、手段上进行开放。可借鉴其他院校的经验，采取教学内容上的开放，培养方案中可引入选修学分机制。除开设各专业的学生必须完成的实验外，同时开设一定数量的选做实验，从而达到差别式教学的目的。

6.升级、维护好实验仪器设备

因大学物理实验室使用频率非常高，加上部分学生的不当操作，造成仪器设备经常出现故障与损坏。几个实验管理人员维护工作量太大，因此，在现有条件下，除合理利用实验室资源以外，学校应定期请有经验的专业设备维修人员及时维护设备。并加强对学生爱护实验仪器设备的教育。

7.改革考核方法

除了将课前预习实验的效果、课上实验操作的熟练程度和正确性、课后实验报告的规范化和分析问题的准确性等都纳入考核记分外。

（1）可选出综合性较强的多个基础实验项目，由学生抽选进行实验考核。

（2）为了充分利用实验室资源，在开放的前提下，鼓励学生多选实验项目，并在没有缺课的情况下，进行成绩计算。通过这些改革，以激发学生学习物理实验的兴趣， 促进学生学习的主动性。

（3）提高实验报告要求

通常实验报告只是简单的按要求对数据进行处理、误差分析及回答几个实验思考题。为了让学生真正的理解实验，要求实验教学最后环节可以让学生谈谈实验过程中哪个步骤容易出问题，该如何解决，能不能想到其他的实验方法，对当前实验方法有没有改进意见等。

（4）增加实验口试考核

在实验结束时分组对所有学生进行口试，是引起学生对大学物理实验课重视的关键一环。对做过的实验随机抽签回答设定的问题（如：实验目的、采用的主要仪器、原理及实验过程主要注意事项等）。

四、结语

针对目前我校大学物理实验课程教学现状，借鉴国内一些院校好的经验，结合自身的办学定位、师资力量、等因素，通过对大学物理实验课程体系、内容、方法和模式进行改革，淘汰内容陈旧，不能有效提高学生动手操作能力的教学内容，充实、补充体现前瞻性、综合性、设计性实验比例，激发学生兴趣和主动性；才能更好地体现以学生为本，能力培养、素质提高协调发展的教育理念。

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[5]杨小红，叶建忠.大学物理实验教学的现状调查及对策研究[J]. 赤峰学院学报（自然科学版），2014，16.

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[7] 高苏娟.关于提高大学物理实验教学质量的几点建议[J].《教育教学论坛》，2014年第05期.

作者简介：张海康（1963-），男，山西运城人，副教授，研究方向为大学物理教材教法研究。

作者：张海康　师文庆　熊正烨　李永强　黄存友　王文华　赖学辉