導(dǎo)語：物理實驗教學(xué)實踐透析一文來源于網(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。

以培養(yǎng)綜合型、有素質(zhì)、有創(chuàng)新意識人才為目標的高等教育改革一直都在深入進行著，其中一個重要趨勢就是盡可能消除文理科的隔閡，在教學(xué)中體現(xiàn)技術(shù)、科學(xué)和人文社科類學(xué)科的融合，培養(yǎng)文理兼通的人才［1］。大學(xué)物理實驗是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習科學(xué)實驗設(shè)計思想、方法和技術(shù)的入門基礎(chǔ)課程，是大學(xué)生受到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端，是素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，有利于人文教育與科學(xué)教育的融合以及復(fù)合型人才的培養(yǎng)，也有利于學(xué)科的綜合發(fā)展及形成交叉學(xué)科［2－5］。東南大學(xué)很早就開始了這方面的建設(shè)和改革，1994年為文科學(xué)生開設(shè)了文科大學(xué)物理課程，隨后開設(shè)了文科物理實驗課程。這些課程很受文科學(xué)生的歡迎。通過這些課程的學(xué)習，文科學(xué)生擴大了知識面，提高了思維能力。

1多樣化、分層次的實驗內(nèi)容體系

我校是國內(nèi)較早開設(shè)文科物理實驗課程的高校之一，所以可借鑒的經(jīng)驗很少?？紤]到文科學(xué)生特點：物理理論知識相對薄弱，思維方式是靠直覺、靈感、頓悟，而物理實驗教學(xué)最基本的方法是有“物”才有“理”，幾乎所有的物理結(jié)論都是通過對“物”的思考和分析獲得的［6－7］，因此最初我們開設(shè)的是實驗原理相對簡單、實驗方法比較直觀、生活中會應(yīng)用到又能體現(xiàn)物理思想和規(guī)律的典型實驗，例如“長度測量基本儀器的使用”等。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，我們發(fā)現(xiàn)不少文科專業(yè)的學(xué)生是文理生兼有，這就導(dǎo)致文科學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識參差不齊，且不同專業(yè)的學(xué)生對物理實驗學(xué)習程度的需要也不一致，因此要求物理實驗內(nèi)容能夠滿足不同層次、不同能力學(xué)生的需求。在這個指導(dǎo)思想上，我們逐步為文科學(xué)生增開了一些具有一定設(shè)計性、創(chuàng)新性、提高性實驗內(nèi)容的項目，學(xué)生可根據(jù)自身的能力和興趣選做。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，豐富多樣化、分層次的實驗內(nèi)容體系已形成。

1．1開設(shè)定性、半定量測量實驗，提高學(xué)生興趣為了提高文科學(xué)生學(xué)習物理實驗的興趣，本著實驗原理易懂、操作簡單、現(xiàn)象有趣、結(jié)果直觀且學(xué)生在實驗后覺得有所收獲的原則，開設(shè)了一些定性、半定量測量的實驗項目。例如：“硬幣起飛實驗”———用硬幣起飛來模擬飛機起飛的過程，通過觀察實驗現(xiàn)象和一些簡單的實驗數(shù)據(jù)處理，加深對流體力學(xué)的認識；“駐波與克拉尼圖形實驗”———通過振動頻率的改變，觀察不同頻率下的一維和二維駐波圖形，深入直觀地理解駐波產(chǎn)生的原理；還有“利用鋼尺測定激光波長實驗”等。這些實驗具有新奇性，直觀、有趣，得到了廣大文科學(xué)生的喜歡，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習積極性，極大地增加了學(xué)生對物理實驗的興趣。

1．2開設(shè)內(nèi)容遞進、要求提高的系列實驗，因材施教為了更好地滿足不同層次文科學(xué)生的需求，我們將一些面向理工科學(xué)生開設(shè)的實驗原理簡單、物理概念清晰且內(nèi)容逐步提高，操作具有一定難度的系列實驗項目也同時向文科學(xué)生開放。這些系列實驗的基礎(chǔ)部分，大部分文科學(xué)生都能獨立完成，而那些物理基礎(chǔ)較好、動手能力較強的文科學(xué)生則能完成提高性內(nèi)容部分。這樣遞進的實驗教學(xué)取得了良好的效果，做到了因材施教。此外，文科學(xué)生選做理工科類實驗項目也符合我校“低選高”的選課政策。例如“利用氣墊導(dǎo)軌研究物體運動實驗”同時為我校文理科的學(xué)生開放選做。這個實驗的基礎(chǔ)性內(nèi)容為研究速度和加速度，驗證牛頓第二定律，大部分學(xué)生都能獨立完成，以及提高性內(nèi)容的小課題———物體的碰撞等，也有許多學(xué)生選做。小課題要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，學(xué)生根據(jù)自身能力大小選實驗項目。通過此類實驗的訓(xùn)練，大大提高了文科學(xué)生的觀察力和科學(xué)實驗?zāi)芰?，并充分滿足了不同能力文科學(xué)生的需求，也能夠?qū)W(xué)生的能力進行全面的評價和考核。隨著學(xué)生整體素質(zhì)的提高，提高性實驗內(nèi)容和項目的比例逐年提高，2011年我系面向文科學(xué)生開設(shè)的物理實驗項目中，提高性內(nèi)容已達到60％。

1．3引入近現(xiàn)代經(jīng)典物理實驗，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為了進一步提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)他們的物理精神和科學(xué)思想，我們引入了一些近現(xiàn)代物理史上有影響和意義的經(jīng)典物理實驗。例如“密立根油滴實驗”，雖然該實驗驗證的是電荷的不連續(xù)性，涉及到了量子物理理論的范疇，但是該實驗原理簡單易懂、實驗設(shè)計思想巧妙。通過對物理學(xué)史、物理學(xué)方法論的滲透介紹，對文科學(xué)生進行實事求是、嚴謹創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)的科學(xué)精神的教育。此外，該實驗操作步驟不繁雜，文科學(xué)生完全能獨立完成并得到理想的實驗結(jié)果。密立根油滴實驗自開設(shè)以來得到了文科學(xué)生的普遍喜愛，在學(xué)生課程論文中，他們都認為通過該實驗的學(xué)習，充分體會到物理實驗科學(xué)家的鉆研精神以及科學(xué)實驗的思想之美，充分認識到嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及科學(xué)思維的重要性。

1．4引入演示物理實驗，拓展學(xué)生視野我系在開設(shè)文科物理實驗早期就嘗試引入物理演示實驗，并很快受到廣大文科學(xué)生的歡迎和青睞。物理演示實驗主要由教師操作，通過教師的啟發(fā)指導(dǎo)，幫助學(xué)生對實驗進行觀察、思考，使學(xué)生認識物理概念和規(guī)律，達到“事半功倍”的教學(xué)效果。學(xué)生從魔術(shù)般的物理演示實驗中學(xué)習物理各主要領(lǐng)域的概念、定理和思想，認識到物理學(xué)是自然科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo)。學(xué)習物理學(xué)是提高文科學(xué)生基本科學(xué)素質(zhì)的重要途徑［8－9］。2006年東南大學(xué)搬遷新校區(qū)建設(shè)新物理實驗教學(xué)樓時，我系建設(shè)了中等規(guī)模的物理演示實驗室。演示實驗的內(nèi)容涉及到力、熱、電、光等各個方面，從體現(xiàn)高新技術(shù)的創(chuàng)新中揭示物理學(xué)的規(guī)律，使學(xué)生認識到物理學(xué)是如何改變世界的。比如電磁感應(yīng)實驗，由于演示發(fā)電，整個電機可以當場拆卸、組裝、運轉(zhuǎn)。這些實驗容易激發(fā)學(xué)生的興奮點，增強學(xué)生的興趣。同樣，海市蜃樓實驗、槍打猴子實驗、模擬麥克斯韋速率分布演示板等實驗，也很好地激發(fā)了學(xué)生的求知欲［10］。演示實驗室向我校全體學(xué)生開放，但專門為文科學(xué)生安排了開放時間，演示實驗課也是文科學(xué)生必選的實驗項目。

2開放的、“多重交互”的教學(xué)模式

東南大學(xué)實驗中心在創(chuàng)建“國家實驗教學(xué)示范中心物理實驗中心”的歷程中，創(chuàng)建了突出學(xué)生主體地位的物理實驗課程“多重交互”教學(xué)新模式［11］，并成功應(yīng)用于物理實驗教學(xué)。依托中心成熟的實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息平臺，文科物理實驗也由傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式提升到了一個嶄新的多方位開放、交互的新模式。

2．1計算機TA助學(xué)與教師指導(dǎo)的有機結(jié)合文科物理實驗教學(xué)引入了計算機輔助教學(xué)，即計算機TA。課前學(xué)生可以通過教學(xué)課件的圖片、動畫、視屏等形式，直觀地了解實驗原理和現(xiàn)象，進行遠程預(yù)習，課堂上可通過課件解決實驗中一些常識性的問題，而教師只要針對性地對學(xué)生進行個性化、深層次的指導(dǎo)。這種教學(xué)方式大大提高了教學(xué)效率，促進了信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合。圖1是傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式與引入計算機TA助學(xué)教學(xué)新模式的對比。

2．2開放的教學(xué)形式，網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)管理現(xiàn)在的教育改革是要求給學(xué)生提供更開放的項目和空間，最大限度地提高學(xué)生自主學(xué)習的能力。2007年，文科物理實驗改變了傳統(tǒng)的由教師設(shè)置固定的實驗項目、學(xué)生按部就班地完成實驗教學(xué)的模式，將實驗項目分為必做實驗和選做實驗2個部分。每個學(xué)生完成教學(xué)要求的3個必做和4個選做實驗項目。開放的10多個實驗項目中既有基礎(chǔ)性內(nèi)容，如電磁學(xué)基本儀器的使用等，也有提高性的內(nèi)容，如光電池特性的研究等，學(xué)生根據(jù)自身的理論基礎(chǔ)和專業(yè)需要，有針對地選擇感興趣的實驗項目，在實驗室開放時間進入實驗室獨立完成實驗。這種開放的教學(xué)形式極大地體現(xiàn)了學(xué)生的自主性，強化了學(xué)生學(xué)習的主體地位。圖1傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式與引入計算機TA助學(xué)教學(xué)新模式對比示意圖文科物理實驗教學(xué)管理全部依托實驗中心的網(wǎng)絡(luò)管理平臺。如圖2所示，學(xué)期初，根據(jù)全校文科學(xué)生總實驗項目人時數(shù)，實驗中心設(shè)置好實驗開放項目和時間，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行預(yù)約。學(xué)生在預(yù)約時間進入實驗室，刷校園卡獲知實驗桌號，同時開啟對應(yīng)桌號實驗儀器電源，實驗完成后再次刷卡關(guān)閉儀器電源。實驗結(jié)束3周后，教師將學(xué)生的實驗成績登錄到網(wǎng)上，學(xué)生可自行查看。這種全程開放的教學(xué)管理模式實現(xiàn)了教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化管理，提高了教學(xué)效率，充分利用了教學(xué)資源并提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

3適應(yīng)文科學(xué)生的物理實驗考核方式

作為一門擁有獨立學(xué)分的必修課程，必須通過一定的考核手段才能較為客觀地評價學(xué)生的實驗?zāi)芰κ欠襁_到教學(xué)目標。實驗課程考核目的就在于能夠正確反映學(xué)生掌握知識的實際水平、實際能力的狀況［12］。文科物理實驗課程教學(xué)更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生整體科學(xué)素養(yǎng)，而傳統(tǒng)的“筆試＋平時表現(xiàn)”的實驗考核方法不能體現(xiàn)該教學(xué)目的。在新形勢下，實驗教學(xué)越來越受到重視，實驗教學(xué)考核的改革也成為實驗教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一［13］。經(jīng)過多年的文科實驗教學(xué)實踐，我系已初步形成了適合文科學(xué)生的物理實驗考核制度。

3．1多元化的實驗考核借鑒理工科物理實驗的考核經(jīng)驗，我們將文科物理實驗的考核模式多元化、考核內(nèi)容多樣化，形成多元化的考核模式。

（1）增加實驗課堂考核。比如光學(xué)組合實驗中透鏡的同軸等高的調(diào)節(jié)、如何判斷“假象”、透鏡焦距測定幾種實驗方法的比較等，使實驗的整個過程中都有探究活動參與，用發(fā)散思維多角度、多方向思考，在探究問題答案時，激發(fā)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維能力。

（2）與理論課考核相結(jié)合。在理論考試中出若干實驗題，讓學(xué)生根據(jù)實驗的現(xiàn)象設(shè)計題目、解答，并進行討論，從中看出學(xué)生的水平和對問題的處理方法。

（3）對于一些演示物理實驗及定性觀察、半定量測量的物理實驗項目，課堂上在教師指導(dǎo)下討論分析，課后由學(xué)生選擇最感興趣的實驗內(nèi)容寫一篇以敘述和設(shè)想為主的實驗報告。

3．2引入課程小論文

隨著學(xué)生整體素質(zhì)的提高，同時也為了更充分地體現(xiàn)文科學(xué)生的特點，2005年我們引入了實驗課程小論文。文科學(xué)生在完成一學(xué)期的物理實驗課程后，根據(jù)自己的學(xué)習情況及有興趣的方向，獨立撰寫一篇課程小論文。論文的內(nèi)容可以是本學(xué)期實驗總結(jié)性報告，也可以是就某實驗的深入思考、鉆研報告等。在寫作過程中，學(xué)生一方面深入鉆研實驗教材，并到圖書館查找相關(guān)文獻；另一方面相互討論，請教教師，并將相關(guān)的實驗綜合考慮。經(jīng)過這幾年的實踐證明，文科物理實驗課程小論文使學(xué)生對實驗思考進入了更深的階段，切實提高了學(xué)生從事科學(xué)研究所必需的總結(jié)、歸納及撰寫論文的能力［14］。

4結(jié)束語

文科物理實驗教育在當前受到的廣泛重視及應(yīng)用，說明它是一個富有生命力的課程。文科大學(xué)生涉及人數(shù)眾多，在今后的教學(xué)實踐中，我們要進一步加強對文科物理實驗的教學(xué)實踐摸索，把實驗課程開展得更加合理、更具規(guī)范性，使實驗更具有自主性和探索性，進而培養(yǎng)文科學(xué)生的理性思維和實踐能力，促進文科學(xué)生全面發(fā)展、和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。開展文科物理實驗對大學(xué)素質(zhì)教育有積極深遠的影響。