大学物理实验课程专业模块化教学探索

民营科技
２ １ 年第 １ 期 ００ １
文化教 芳 曹 晴 （ 南农 业 大 学理 学院 ， 南 郑 州 ４ ０ ０ ） 河 河 ５ ０ ２
摘 要： 大学物理是一 ｆ重要 的必修 基础课 ， ］ 现以 高素质人才培养的需求为 出发点 ， 讨 了大 学物理 实验教 学中存在 的ｆ题 ， 出了大学物理 探 － 提 － Ｉ 实验 教 学 改革 的一 些 思 路 和 办 法 。
关键词 ： 大学物理 ； 实验教 学； 才培养 人
物理学是一门实验科学 ， 是理论和实验高度结合的精确科学。它研 ２３ 改进革实验教学方法和手段。先进的教学模式和教学方法是提高 ． 究物质的结构 、 性质 、 基本运 动规律及其相互作用 。 物理学 的基本理论和 教学质量的根本保证 。实行以学生为主体的教 学理 念 ， 在一些 实验课程 方法 渗透在 自 然科 学的各个领域 ，物理 学对 化学的渗透产生 了物 理化 中采用 “ 目驱动” 项 的教学模式 ， 即把教师 和学生选定 的问题或课题作为 学、 量子化学等 ； 物理学对生命科学的渗透产生了分子生物学 、 生物 进行研究 型的教学项 目， 量子 让学生 自主选题 ， 自己组织 团队 ， 并有 明确分 学等 。物理实验课 程是高等学校各学科各专业 学生开设 的一门重要 的 、 工 ， 以解决问题为 目标 ， 自主地进行 学习 、 研究 、 设计 、 组织设备和材料 、 必修 的基础课程 ，在高素质人才的培养 中发挥着 不可 替代 的重要作用 。 实施 实验 、 据分析处理 、 数 总结报告 等 ， 以培养学 生发现问题 、 分析问题 然 而 ，现 行 实 验教 学 中 的一 些 弊 端 限制 ｊ物理 教 育功 能 的 完全 发挥 ， 和解决 问题 的兴趣和能力。 － 从 教学 内容到教学方法都 比较 陈旧 ， 走的依然是应试 教育的老路 ， 和素质 另外 ， 可以采用灵活多样 的实验教学手段。 例如 ， 可以组建大学物理 教育 的要求还有很大差距 。因此 ， 对现行 的物理实验教学模式进行改革 虚拟实验室 ， 在构建物理模 型和数学模型的前提下 ， 利用计算机的计算 、 势在必行。 声音 、 图像 、 动画等功能来模拟物理现象 ， 诠释物理规律 ， 演示运动过程 ， １ 现 行 大 学 物 理 实验 教 学方 式 存 在 的 弊 端 并 由此构建学生 自主探索 问题和解决问题的平台。 １ 教学模式陈 旧。目前 ， ． １ 大学物理的实验教学大多仍然采用比较 陈旧 ２４ 扩大实验室开放 。开放性 实验室 可以实现 因人而异的教学方式 ， ＿ 有 的教学模式 ， 即老师讲解实验 内容和实验步骤 ， 然后学生照本宣科 ， 按照 效保护学生 的学 习兴趣 ， 使学生 由被动学 习转变为主动学 习 ， 为学生 还 规定的内容完成实验 ， 撰写实验报告 。这种实验教学方法只是对实验 内 提供 了更多 自己动手做实验 的机会 ， 有利于他们根据各 自的专业有 目的 容的～种机械 的重复和验证 ， 只是让学生按部就班地学习 了如何使用仪 选择相应的物理实验 。开放实验室的形式可以多种多样 ， 可采用兴趣小 器设备 ， 仅仅教会了学生实验 的方法 和手段 ， 并不能使学 生通过实验真 组的形式 ， 学生 自行组织 ， 让 自行设计实验内容 ， 在老师的指导下进入开 正了解 物理的真谛 ， 学会通过实验去探索真理 ， 发现真理 。因此 ， 这种实 放实验室 ； 也可采用课题 引导的形式 ， 教师和学生选定 的问题或课题 将 验教学方法不符合学生创新能力 的培养和高素质人 才培养 的要求。 作为实验项 目， 让学生 自主地进行实验； 还可以采用基本训练的形式 ， 让 １２ 学生实践动手 能力差 。长期 以来 ， ． 由于受到应试教育 的影 响 ， 使得 学生进入 开放实验室 ， 熟悉－ 些仪器设 备的操作和使用等 。 － 一 学生在学习过程中过 多地注重理论知识的获取 ，对实验 则重视 不足 ， 造 除此之外 ，还可以引导学生组建一些类似 于兴趣 小组 的社 团组织 ， 成学生理论和实践脱 节， 实验技能差 ， 思维滞后后 ， 对于实验中存在的问 充分利用 “ 挑战杯” 等大学生科技创新大赛 的平 台， 引导学 生在老师 的指 题缺乏必要的分析 和、 解决的能力。 对实验数据 的分析处理能力差 ， 敏 导 下开展一些创新型的实验。 对 感 的实验数据不能及 时发 现 ， 对于实验结果缺乏 预见 ， 实验报告完成 的 ２５ 实施多样性的实验 考核办法 。从激 发学生实验兴趣 ， ． 促进实验 能力 质量较差。 培养 目标 出发 ， 改革实验考核方 法， 探索实验考核方式 ， 建立与实验教学 １ 实验教学设备短缺。对于大多数高校来说 ， ． ３ 特别是非物理专业 的学 体 系相适应的实验教学考核方式 。 核方式要能够榆验出学生的学 习情 考 生来讲 ， 物理是一 门基础课程 ， 不可能像专业课程那样 和科研 紧密结合 ， 况 、 映出学生 的实验水平和 实验 素养 ， 反 并有助 于提 高学生的学习 主动 因此 ， 到教学经费等客观条件的限制 ， 受 造成实验教学仪器设备 的短缺 。 性和积极探索精神。例如 ， 大学物理实验对课程实验考核按平时成绩和 特别是一些先进 的设备 ， 由于价格昂贵 ， 再加上连年扩招 ， 更是难 以满足 考试成绩按 比例记入 总分 ， 平时成绩按实 验预习 、 操作 ， 报告 三个方面 ， 教学的需要 ， 严重影响 了实验教学的效果 。 分别按不同的权重综 合考核 ， 记人成绩 ； 实验考试可以是操作考试 ， 进行 １ 考核方式不科学。目前 ， ． ４ 大多数高校对于学生实验成绩 的考核还都 基本技能实际操作考核 ， 考核 的内容可以是所开设的实验题 目中必须掌 停留在对实验报告的批改和实验理论知识的考试上面 ， 这种考核方式显 握的基本技能和常用仪器 的使用 。对设计 、 研究型实验 ， 可以按选题 、 方 然是不科学的 ，不能全 面反映学生的实践动手能力和创新思维能力 ， 也 案设计 、 实验报告或小论文和答辩等方式综 合考核。对于在大学生创新 在一 定 程 度 上 影 响 了 学 生 的学 习积 极 性 。 基地 中的活动 ， 以采 用设 计作品或研究报 告综合考查 ， 可 计入学生课外 ２ 大 学物 理 实 验 教 学 模 式 改 革 的 思路 学分 。这样 即保证 了基本的训练 ， 又满足了不 同专业 学生 的学习兴趣和 ２１ 改革实验教学体 系。要钳‘ ． 对学生的 同层次与个人兴趣 ， 进一步改 需 求 。 善实验教学环境和条 件 ， 激发学生对探索 未知的兴趣和渴望 ， 提高 学生 小 结 的创新思维和从事原始创 新的研究能力 。可以将 物理实验分为基本 实 总之 ， 大学物理实验教学改革必须牢 固树立知识 、 能力 、 素质和谐发 验、 提高性实验 、 综合设计性 实验 ， 当减少验证性 的基本实验 ， 适 加强综 展的教学理念 ， 坚持以教师为主导， 以学生 为主体 ， 探索激励学生兴趣和 合设计性和研究性实验的项 目， 形成 “ 分层次 、 模块化 ” 的物理实验课程 个性发展 的教学模 式 ， 重视学生基本 实验技能 的训 练和培养 ， 养成 良好 体系 。 分层次” “ 即根据认识规律和不同层次学生 的特点 ， 从低到高 、 从基 的科学实验习惯 ， 使学生的实践能力和创新能力得到充分的提高 。 础到前沿， 接受知识型到培养综 合能力型逐级提高 。“ 从 模块化 ” 是根据 参 考 文 献 实验项 目之间的物理思想 、 测量对 象 、 实验手段方法等 内在 的联系 ， 将物 ［ １ ］张新友 ． 关于高校创新性 实验教 学的思考『 ． Ｊ 实验室研 究与探 索， １ ２ ０ ，４ ６ ：８ ６ ． ０ ５ ２ （ ）６ — ９ 理实验教学内容有机重组 ， 按照物理课程 “ 热 、 光 ” 力、 电、 的教学体系 ， 分 成 ４ 教学模块 ， 个 每个模块都有 一组相 应的基本性实验 、 综合设 计性实 『］陈晓林 ， ２ 王稼军 ， 北京大学物理 学本科人才培养模式改革的探 索 等． 验、 研究性实验 。以综合型取代单一型 ， 以自主型取代限制型 ， 以创新型 ＩＩ 理 ，０ ５ ３ （ ）８ ８ ８ ０ ｌ Ｊ物 ２ ０ ，３ １ ：４ — ５ ． 取代验证型 。 李广伟 ， 胡留现． 实验教 学改革与创新人才培养的探 索与实践 １ ． 实验 ２２ 完善实验教学内容。把先进科学技术溶于物理实验 内容 中， ． 以推进 室研 究 与探 索 ，０ ８ ２ （ ） １０ １２ ２ ０ ，７ ９ ：１ — １． 实验技术 和内容的改革 ， 现现代化 。 实 例如 ： 激光技术 、 光纤技术 、 电子 ｆ］焦桂珍 ， 光 ４ 邵惠芳． 对高校实践教 学的探索Ⅱ． １ 实验室科 学，０ ７３ ：２５ ． ２ ０ （）５－ ６ 测量技术 、 计算机数 据处 理技术 、 仿真实验 等 ， ��

１物理实验开放体系建设
１ １ 构建 技术 先进 、层次 分 明 、模块 丰富 ． 的物 理 实 验 教 学 体 系 物理实验 本着 以 “ 强基础 、重视 应用 、 加 开 拓思 维 、培 养能 力、 提高 素 质” 为指 导思 想， 为满 足 不 同 层次 人 才 培养 的需 要面 向全 校， 从一 年级 到 高年 级构 建分 层次 、 模块 化 、 点 面结 合 、全面 开 放 的 物理 实 验 课程 体 系 。
设 置基 础 实 验项 目 ８个 ， 重 训 练 学 生 着 正 确使用 力学 、热 学 、光 学和 电磁 学 基本 实 验 仪 器 ， 握 基本 的 实 验 方 法 和 技 能 ； 习 掌 学 基 本 的误 差理 论 及 实验 数 据 处 理 方法 ， 后 为 继课程 的 学 习打下 坚实 的 基础 。综 合性 、设 计性实验项 目 １ ６个 ， 重 训 练 学 生 的 动 手 着 能 力和 培养 学 生 的 创新 能 力 ， 大 学 生 的 知 扩 识面 ， 使其 有 机 会接 触 到近 代先 进 的 测试 方 法 和 测 试 手 段 。 教 师 在 实 验 中 进 行 针 对 性 指 导 ， 体 实验 内容 和 实验 数 据 的 处 理 由学 具 生 自己完 成 。为 了适 应 现 代 科 学 技 术 发 展 的 需要 ， 设 了面 向全 校 的 选修 课 一实用 与 开 高 新技 术 实 验 ， 括 真 空镀 膜 等 ２ 包 ４个 实验 ， 主 要 面 向对 物 理 实 验 有 浓 厚 兴 趣 、 学 有 余 力 的 学 生 。 着 重 提 高 学 生 对 物 理 前 沿 的 认 知 和 利 用 物 理 知 识 解 决 现 实 物 理 问题 的应 用能力， 学生进行科学研究的初步训练。 对 新 的课 程 体 系 使 实 验 内容 的 设 置 由浅 入深， 由简 单 到 复 杂 ， 将 实验 设 计 的教 学 并 思 想 贯 穿 于 整 个 教 学 中 ， 学 生 由 被 动 模 使 仿 到 主 动 设 计 的 综 合 应 用 ， 更 符 合 认 知 这 规 律 和 教 学 规 律 ， 得 了 良好 的教 学 效 果 。 取 １ ２ 建设 具有 先进 实验 方 法和 技术 手段 的 ． 物 理 实 验 课 程 实 验 中心 注 意 采 用 数 字 存 储 技 术 、 计 算 机 数 据 实 时 采 集 技 术 和 各种 先 进 传 感 器 技 术 改 进 实 验 方 法 ， 教 学 更 贴 近 科 学 研 使

一
ห้องสมุดไป่ตู้
、
１ ． 模块化教学 我 院的办学特色是加强社会实践能力 、 加强专业操作技能能力 。 为 保证教学效果 ， 实现教学 目标 ， 我院采取 物理 实验的模 块化教学。针对 不同的专业 ， 开设不同的实验 项 目。本科 共分为四个模 块 ， 分别是石油 系及城建系 ， 机械系 ， 信息系， 化学 系。专科 分为两个模块 ， 分别是采油 专科 ，机 电专科。不同的专业 开设 的实验项 目是根据该专业 的特 点而 来， 比如机械系不开光学及 近代物理 实验而 开设 力学及 电学实验 ， 化学 系 不开 设 近 代 物 理 交验 及 力学 文 验 而 开 设热 学 实验 。 ２实 验 课 与理 论 课 相 结 合 ． 我 们 在 安 排课 程 的时 候 ， 量 让 实 验 课 与理 论 课 保 持 步调 一 致 ， 尽 这 样 做 的 目的 有 以 下 两点 ： 其 一 ，学生 在 做 实 验 的时 侯 可 以将 理 论 课 上 所 学 的知 识 应 用 在 实 验 上 ， 加 深 了 对理 论 知 识 的 印象 ， 培 养 了学 生 将 理 论 应 用 在 实 际 上 既 也 的能 力 。 比如 温 差 电动 势 ， 生 在 充 分 了解 了温 差 电动 势 的成 因后 ， 学 在 实验的时候， 电动势随温度的变化会更加深刻 。 对 其 二 ， 些 在 课 堂 上 比较 晦 涩 难 懂 的 内 容 ， 果 在 实 验 课 上 辅 助 讲 某 如 解 的话 ， 起 到 事 半 功 倍 的 效 果 ， 如 光 学 中 的 偏 振 ， 以 在 实 验 课 上 会 比 可 拿 出偏 振 片 ， 给学 生 演 示 偏 振 现 象 ； 响转 动 惯 量 的各 因 素 比 如 转 轴 ， 影 质 量 分 布等 可 以用 茹 科 夫斯 基 凳来 演 示 。 ３培养 学 生 的 实 践 能 力及 创 新 能 力 ． 根据 物 理 实 验 的 实 验 性 质 ，我 院 的 大学 物 理 实 验 主 要 开 设 有 验 证 性和设计性实验。验证性 实验 主要是要求学生 利用 现有的实验器 材对 某 物 理理 论 进 行 验 证 。 如光 电效 应 就 是 要 求学 生验 证 普 朗克 常 量 。 比 设 计性 实验 要 求 学 生 运用 学 过 的 物 理理 论 及 实验 方 法 ， 自行 设 计 一 个 新 的实验方案 。 它要求学生设计实验原理 ， 选择实验器材 ， 安排实验步骤 ， 设计数据处理的方法及分析实验误差 。主要考查学生 是否理 解实 验原 理 和实验仪器的工作原则 ， 是否具有灵活运用实验知识 的能力 ， 是否具 有在不同情况下迁移知识的能力 ， 这些 对学生 的能力要求都较高。比如 《 电表的改装》 实验 ， 们就要求学生利用所学的 电学知识 ， 我 结合实验器 材， 设计出一个三用表 ， 并焊接制造出来 。 在上实验课的过程中， 我发现 学生普遍对设计性 的实验 比较感兴趣 ， 实验过程 比较认真。 今后我们在 实验课的设 置上会增加设计性实验的项 目。以利于提高学生 的动手能

２ ＇ ＮＯ ３ ００ ２ Ｃ ｈｎ Ｅ ｏａ ｏｎ Ｉｎｏ ｔ ｏｎ ｌａ ｄｕ ｔｌ ｎ ｖａ Ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
科 教实 验 教 学新 平 台 的探 索
刘雪梅 高亚妮 （ 南理工 大学理 学院物 理系 广 州 华 ５ ６ ０ １ ４ ） ０ 摘 要 ： 对大学物理 实验教 学中存在 的一 些弊端 ， 出 了综合性设计性物 理实验教 学新 平 台探 索的三 点思路 即对耪理实验教 学内容， 针 提 教 学 环 境 和 教 学 方 法 给 出 了新 的 思 路 和 建 议 。 关键 词 ： 物理实验 教学新平 台 开放 实验 室 创新 中图分类 号 ： ４ Ｇ ２ ６ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ３ ９ ９ （ ｏ ） ｌ ｂ－ ０ ０ １ ７ — ７ ２ １ １ （） Ｏ １ － ｌ ６ ５ ０ ２
手 能 力 、 调 能 力 、 造 能 力等 ， 协 创 由此 大 学 物 理 实 验 课 越 来 越 受 到 各 高 校 的重 视 。 但 目前 物 理 实 验 课 的教 学 方 法 、 学 内容 和 教 教学 条 件 仍然 存 在 很 多 问题 。 主要 表 现 在 ： （） 学 内容 陈 旧 ， １教 基础 性 、 演示 性 实 验 内容 较多 ， 合性 、 计性实 验教学内容较少 ； 综 设 （） ２ 教学 方法 过 于 死 板 机 械 ， 师 对 实 验 内 教
３结语
大 学 物 理 实 验 课 对 于 培 养 大 学 生 的 动 手 能 力 是 其 他 学 科 无 法 替 代 的 ・ 综 合 性 而 设 计 性 实 验 对 培 养大 学 生 的 创 新 能 力和 思 维 能 力 更 是 其 他 实 验 无 法 取 代 的 。 何 改 如 善 大 学 物 理 实验 中综 合 性 设 计 性 实 验面 临

根 据 基 础 性 实 验 训 练 学 生 基 本 实 验 技 能 的 特
点， 我们 对全 校理 工 、 农林 专业学 生 开设 了统一 的实 验项 目（ 公 共 平 台” ， 中包括 分 光 计 的调 节 和 即“ ）其
导轨 验证机 械能 守恒 或 动 量守 恒 等 设计 性 实 验 ； 对
高校 大类招生 的趋势下 ， 如何 在农 林 院校建立起合 适
的“ 大学物理实验” 的教学模 式 ， 已成 为我们十分 关注 并 投入 了巨大劳动进行研 究和探索 的课题 。
一
学 过 程 中 ， 师结 合 Ｃ 教 ＡＩ课 件 和 实 物 讲 解 实 验原 理 、 作要点 等 。在实验 过程 中 ， 操 我们 旨在 培养学 生
主动学 习 的能力 。学生 遇到原 理 、 操作 疑 问时 ， 基本
、
第一课 堂与第 二课 堂教育 有效结合
上通 过查询 课件 内容就 可 以 自行解 决 。如果 遇 到查 询课件 后还 难 以解 决 的 问题 ， 教师 再 对 学生 加 以引 导 ， 求学生 再结 合课件 自行 解决 。这样 ， 教学 过 要 在 程 中培养 了学生分 析 问题 、 解决 问题 的能力 ， 实现 了
学物理实验” 为一 门课 时较 少 的基础课 程 ， 作 对学 生
时 ， 们根据 理工 、 林 专业 的不 同特 点 ， 一 些 基 我 农 对
础 性实 验还 采取 了分专业 分模块 的教 学方式 。考 虑
到基础 性实 验 的操 作技 能相对 复杂 、 懂 ， 难 我们实行
了基 于 Ｃ 课 堂实 时指导 课 件 的教学 模 式 。“ ＡＩ 大学
电子 信息类 学生 开设 了组装 整 流 器 、 极 管特 性 曲 二

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第 ２ 第 ３期 ４卷 ２０ 年 ６月 ０８
山西大同大学学报（ 自然科学版） Ｊｕ ａ ｏ ｈ ｎｉ ａｏｇＵ ｉ ｒｔ（ ｔｒｌ ｃ ｎｅ ｏｒ ｌ ｆ ａｘ ｔ ｎｖ ｓｙＮａ ａ Ｓ ｉ ｃ） ｎ Ｓ Ｄ ｎ ｅｉ ｕ ｅ
利于 学 生创 新 能力 的培 养 ．
２ 优化实验教材 ， 改革实验 内容
传统 的实验教学体系 ， 以体现创新教育 的理 难
念 ， 优 化 实验 教 材 ， 革 实验 内容 ． 学 物理 实 验 需 改 大
作 为 面 向理 、 、 工 文科 开 设 的公 选课 ， 难 度 把握 上 在
验 教 学 内容 ：） 行 模 块 化 组 合 ， 基 础 型 实验 模 块 、 合 应 用 型 实 验 模 块 和 设 计 创 新 型 实验 模 块 ；２以 及 采 用 开 １实 即 综 ）
放式 实验教 学模 式 ， 即开放 实验教 学 内蓉 ， 采用 多媒体 模拟物理 实验 ， 实行 网络化教 学和开发 学生思维 空间． 并介
ａ ． 长度的测量（ 游标卡尺 、 螺旋测微计等 ） ；
ｂ长 度微 小 变化 的测 量 （ 杠杆 法 ） ． 光 ；
ｃ时间的测量 （ ． 周期 、 频率 、 数字 毫秒 计 、 周期 测定仪 、 秒表等 ） ； ｄ ． 质量的测量（ 物理天平 、 分析天平等 ） ；
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ５ ２０ — ２ ０
１ ． 电流 、 电压 、 电阻 的 测 量 （ 用 表 、 位 差 计 、 万 电
用电器 、 数码影像等方面的内容 ， 不断增加综合性 设 计性实验． 形成从注重传 授知识到注重能力培 养 ，循序渐进逐级提高 的大学物理实验教学新体 系， 使得实验教学 内容呈现多元化 、 模块化．