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[摘 要] 大学物理实验是理工科学生的一门必选基础公共课程，大学物理实验的学习有助于培养学生的创新能力和科学素养。目前大学物理实验教学中存在教学模式单一、学生重视不够等问题，针对大学物理实验教学中存在的问题进行了分析研究，对转变教学模式的方向进行了探索和研究，提出了一些有效提升教学效果的方式方法。
[关 键 词] 大学教育；物理实验；教学模式；创新能力
[中图分类号] G652 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）10-0116-02
在当代社会，科学技术是第一生产力，国家之间的竞争在很大程度上是科学技术实力的竞争。大学教育作为培养高等人才的重要途径，加强和提高对理工科学生科学素养的培养具有重要的意义。科学实验作为自然科学发展的基础，对学生实验能力的培养一直以来都是大学理工科教育的重要方面。物理学科作为自然科学的重要基石，对非物理专业学生进行物理学科教育有助于夯实学生的理论基础，是培养复合型、创新型人才的必然要求，因而教育部规定对非理工科类学生实施大学物理实验基础教育。目前大学物理实验学科教育中存在教学方式死板、教学目的不明确的问题，使得大学物理实验教学在高等学生教育中不能发挥应有的作用。
一、大学物理实验课程的重要性
物理学是一门重要的基础科学，加强基础物理学的普及型教育有助于理工科学生对自身专业学科的理解和掌握。实验实证是自然科学的基础，强化物理实验教学不仅有利于提高学生的科学理论素养，还可以提高学生的动手实践能力。自然科学的发展和创新离不开大量的实验探索和发现，任何新的理论也需要实验数据的验证和支持。学会设计实验，完成实验并最后对实验结果进行分析处理是理工科学生进行科学探索的必备技能，也是掌握创新创造能力的重要前提。物理实验作为理工科大学生必修的一门基础课程，对学生科学思维的养成、科研能力的培养和创新创造能力的提高具有不可替代的重要作用。
物理实验教育对于工程类学生的教育也具有非常重要的意义。当代环境要求工程技术人员必须具备解决实际问题的能力和一定的科技创新能力。通过对物理实验仪器的操作和对物理实验过程的探索研究，学生的观察能力、动手能力和对数据的采集分析能力和实验报告的写作能力都得到了系统的提升。学生对科学问题的分析能力和理论联系实际的能力也会得到系统的训练。物理实验中所蕴含的逻辑思维方法和实验设计思想对于以后工程问题的判断和解决都大有裨益。因而，大学物理实验教学是培养高素质工程技术人才和科研人才的重要途径和渠道。
二、大学物理实验教学中遇到的问题
由于我国长期以来特别是在中学阶段应试教育的泛滥，学生的自主性和创新意识较为欠缺。学生往往依照老师的指导和课本的要求来进行试验的设计和实施，遇到问题只能通过老师的帮助来解决，对自身独立解决问题的能力不能进行有效的锻炼。此外，实验内容和实验方法千篇一律，缺乏创新性。实验步骤规定得过于详细，学生只需要按照步骤一步一步地操作，最后就可以得到预定的实验效果。学生对于实验的设计往往缺乏思考，对于每个步骤的作用和意义不甚了解，稀里糊涂中就完成了实验，不能达到思维锻炼的目的。教师的教学手段也较为单一，教学内容主要集中于实验步骤上，对实验的原理和目的不能进行有效的讲解，使得学生对实验理解不够深刻，只是机械地完成教师所要求的步骤。
还有些人认为物理实验教育与非物理类专业学生的研究方向相差甚远，在以后学生的学习工作中可能永远也不会接触到物理实验中所操作的设备仪器，因而没有必要花力气对物理实验进行钻研。这种观点“大有市场”，使得物理实验教育在学校不受重视，导致对学生的物理实验教学和考核流于形式，不能发挥物理实验课程在理工科大学教育中应有的作用。长期以来，物理实验教学模式单一死板，教学内容陈旧落后，实验主要停留在基于教材的验证性作用，缺乏实验设计和实验分析方面的培养。这是典型的应试教育体系下的产物，使得学生的实践动手能力和科研能力不能得到有效的提升。
三、大学物理实验教学模式的改革方案
鉴于目前大学物理实验教育中遇到的诸多问题，需要对教学模式进行改革优化，变被动学习为主动学习，变机械操作为探索发现，变全盘接受为创新创造。在实验教学中充分发挥学生的主观能动性，提升学生的自主意识和创新能力，达到培养创新型高等人才的目的。结合一些学校的实践经验，笔者认为大学物理实验教学可以从以下几个方面展开：
（一）建立新的实验课程体系
针对实验课程陈旧、学生学习积极性不高的特点，可以建立一套新的课程体系，根据实验的难易程度进行编排，满足学生的不同需求，激发学生的学习热情。目前，有的学校开展了“3+1”式大学物理实验课程改革，将大学物理实验课程分为“基础性实验、提高性实验、综合性实验和设计研究性实验”，形成了一套全新的大学物理实验教育体系。这种新体系为学生创新创造能力的培养提供了条件，激发了学生对科学世界的探索热情，是对大学物理实验课程设计的有益探索。
“3+1”大学物理实验模式将物理实验课程分为四个层次。首先是基础性实验，为了提高学生的基础实验能力，面向全校学生开设基础实验课程选修课。对学生的基础实验能力进行训练，让学生熟悉基础实验仪器的操作和使用，为后续实验课程的学习打下基础。其次是提高性试验，针对全校理工科学生安排提高性物理实验必修课。通过这部分课程的学习培养学生的实验技能，使学生获得对实验数据分析处理和完成实验报告的能力。再次是创新性实验课程，对全校理工科学生安排大学物理实验选修课。相对于提高性课程，综合性实验课程更加强调学生的主观能动性和综合创新能力的培养。学生必须综合物理学科中的多方面知识，对知识点进行灵活运用，着重训练学生自主分析问题和解决问题的能力。最后是创新性实验，针对一些研究方向面向有意向的优秀学生开展专题实验。实验设计上强调由学生自主完成，老师的作用更多的是进行指导，由学生进行具体的实验方案的编排规划和具体实施。在实施上实行导师制，具体的课题方向由导师和学生共同选定。学生可以自行组成实验小组合作完成实验任务。实验完成后实验小组需要提交实验报告，将研究内容和研究结果以论文的方式进行提交。之后由学校专家组成专家委员会，对学生的实验方案、实验内容和实验方案进行评定，对优秀学生颁发创新奖励。完成创新实验的学生可以获得创新学分，以鼓励学生踊跃参加。 （二）创新教学手段
大学物理实验中单一刻板的教学手段越来越难以满足时代的发展和素质教育的要求，因而需要对教学手段进行改革创新，满足不同层次学生的学习需要。丰富的教学手段可以将教学内容呈现得更加生动活泼，激发学生的学习积极性和主动性。随着新媒体的发展和进步，借助于仿真软件将虚拟实验环境引入教学已经在一些地区得以实践并取得了良好的应用效果。通过虚拟教学的开发，学生可以进行方便有效的实验学习，促进了理论学习与实践学习的融合。
另外，在实验的进行中教师应给学生更多的自主性，让学生自己动脑思考，并自主设计实验步骤，并对实验结果进行分析研究。在实验教学中多设置一些小问题，启发学生开拓思维、深入思考。注重对实验现象的分析探讨，引导学生用科学理论对实验现象进行合理的解释，同时用实验结果对科学理论进行有力的验证，做到实验过程中手脑并重，得到实践能力和科学思维的共同提升和锻炼。
（三）转变考核方式
传统的大学物理实验考核方式主要根据实验报告的结果来评定，这种方式存在许多弊端。由于对实验过程考核评价的缺失，学生对实验过程往往敷衍了事，甚至走过场。一些学生通过抄其他学生的实验报告照样可以蒙混过关，这严重影响了大学物理实验的教学效果。因而需要改变这种单一的考核方式为全面多元的考核方式。要重视对学生实验过程的评价，全面考核学生的思维能力、动手能力、创新能力及查阅文献的能力和设计实验的能力，充分调动学生的积极性和创新意识。将期末考试内容分为基础知识考查和实验动手操作两个部分，确保考核机制更加完善，并通过考核方式的转变来刺激学生学习态度的转变。
四、结语
目前，我国大学生物理实验的教育存在重视程度不够、教学方式单一等问题，对转变教学方式的探索成为一项重要的课题。大学物理实验教学的探索是一个复杂的系统性工程，需要各位业界同仁的共同努力和长期的实践积累和检验。本人根据自身的讲学经验，对大学物理实验教学模式的改革方案进行了探索，认为可以从建立新的课程体系、创新教学手段、转变考核方式等几个方面进行改革创新。以上是个人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不当之处还望相关专业人士批评指正。
参考文献：
[1]谢莉莎，肖苏，邓小玖.大学物理实验教学改革的思考与实践[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2009，23（1）：19-22.
[2]朱世坤，冯笙琴，王正清.地方综合性大学物理实验教学改革研究与实践[J].大学物理，2009，28（10）：54-57.
[3]张萍，曲艳玲，陈宝祥，等.适应创新教育的“3+1”大学物理实验教学模式的探索与实践[J].大学物理实验，2010，23（6）：108-110.
[4]张敏，何龙庆，张波.仿真实验在大学物理实验教学改革中的应用[J].南京晓庄学院学报，2009，25（3）：104-108.
[5]胡成华，史玲娜.大学物理实验教学创新模式的探索与实践[J].物理与工程，2012.
[6]吴建宝，张朝民.大学物理实验小学期制教学模式的探索与实践[J].大学物理实验，2014.
[关 键 词] 大学教育；物理实验；教学模式；创新能力
[中图分类号] G652 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）10-0116-02
在当代社会，科学技术是第一生产力，国家之间的竞争在很大程度上是科学技术实力的竞争。大学教育作为培养高等人才的重要途径，加强和提高对理工科学生科学素养的培养具有重要的意义。科学实验作为自然科学发展的基础，对学生实验能力的培养一直以来都是大学理工科教育的重要方面。物理学科作为自然科学的重要基石，对非物理专业学生进行物理学科教育有助于夯实学生的理论基础，是培养复合型、创新型人才的必然要求，因而教育部规定对非理工科类学生实施大学物理实验基础教育。目前大学物理实验学科教育中存在教学方式死板、教学目的不明确的问题，使得大学物理实验教学在高等学生教育中不能发挥应有的作用。
一、大学物理实验课程的重要性
物理学是一门重要的基础科学，加强基础物理学的普及型教育有助于理工科学生对自身专业学科的理解和掌握。实验实证是自然科学的基础，强化物理实验教学不仅有利于提高学生的科学理论素养，还可以提高学生的动手实践能力。自然科学的发展和创新离不开大量的实验探索和发现，任何新的理论也需要实验数据的验证和支持。学会设计实验，完成实验并最后对实验结果进行分析处理是理工科学生进行科学探索的必备技能，也是掌握创新创造能力的重要前提。物理实验作为理工科大学生必修的一门基础课程，对学生科学思维的养成、科研能力的培养和创新创造能力的提高具有不可替代的重要作用。
物理实验教育对于工程类学生的教育也具有非常重要的意义。当代环境要求工程技术人员必须具备解决实际问题的能力和一定的科技创新能力。通过对物理实验仪器的操作和对物理实验过程的探索研究，学生的观察能力、动手能力和对数据的采集分析能力和实验报告的写作能力都得到了系统的提升。学生对科学问题的分析能力和理论联系实际的能力也会得到系统的训练。物理实验中所蕴含的逻辑思维方法和实验设计思想对于以后工程问题的判断和解决都大有裨益。因而，大学物理实验教学是培养高素质工程技术人才和科研人才的重要途径和渠道。
二、大学物理实验教学中遇到的问题
由于我国长期以来特别是在中学阶段应试教育的泛滥，学生的自主性和创新意识较为欠缺。学生往往依照老师的指导和课本的要求来进行试验的设计和实施，遇到问题只能通过老师的帮助来解决，对自身独立解决问题的能力不能进行有效的锻炼。此外，实验内容和实验方法千篇一律，缺乏创新性。实验步骤规定得过于详细，学生只需要按照步骤一步一步地操作，最后就可以得到预定的实验效果。学生对于实验的设计往往缺乏思考，对于每个步骤的作用和意义不甚了解，稀里糊涂中就完成了实验，不能达到思维锻炼的目的。教师的教学手段也较为单一，教学内容主要集中于实验步骤上，对实验的原理和目的不能进行有效的讲解，使得学生对实验理解不够深刻，只是机械地完成教师所要求的步骤。
还有些人认为物理实验教育与非物理类专业学生的研究方向相差甚远，在以后学生的学习工作中可能永远也不会接触到物理实验中所操作的设备仪器，因而没有必要花力气对物理实验进行钻研。这种观点“大有市场”，使得物理实验教育在学校不受重视，导致对学生的物理实验教学和考核流于形式，不能发挥物理实验课程在理工科大学教育中应有的作用。长期以来，物理实验教学模式单一死板，教学内容陈旧落后，实验主要停留在基于教材的验证性作用，缺乏实验设计和实验分析方面的培养。这是典型的应试教育体系下的产物，使得学生的实践动手能力和科研能力不能得到有效的提升。
三、大学物理实验教学模式的改革方案
鉴于目前大学物理实验教育中遇到的诸多问题，需要对教学模式进行改革优化，变被动学习为主动学习，变机械操作为探索发现，变全盘接受为创新创造。在实验教学中充分发挥学生的主观能动性，提升学生的自主意识和创新能力，达到培养创新型高等人才的目的。结合一些学校的实践经验，笔者认为大学物理实验教学可以从以下几个方面展开：
（一）建立新的实验课程体系
针对实验课程陈旧、学生学习积极性不高的特点，可以建立一套新的课程体系，根据实验的难易程度进行编排，满足学生的不同需求，激发学生的学习热情。目前，有的学校开展了“3+1”式大学物理实验课程改革，将大学物理实验课程分为“基础性实验、提高性实验、综合性实验和设计研究性实验”，形成了一套全新的大学物理实验教育体系。这种新体系为学生创新创造能力的培养提供了条件，激发了学生对科学世界的探索热情，是对大学物理实验课程设计的有益探索。
“3+1”大学物理实验模式将物理实验课程分为四个层次。首先是基础性实验，为了提高学生的基础实验能力，面向全校学生开设基础实验课程选修课。对学生的基础实验能力进行训练，让学生熟悉基础实验仪器的操作和使用，为后续实验课程的学习打下基础。其次是提高性试验，针对全校理工科学生安排提高性物理实验必修课。通过这部分课程的学习培养学生的实验技能，使学生获得对实验数据分析处理和完成实验报告的能力。再次是创新性实验课程，对全校理工科学生安排大学物理实验选修课。相对于提高性课程，综合性实验课程更加强调学生的主观能动性和综合创新能力的培养。学生必须综合物理学科中的多方面知识，对知识点进行灵活运用，着重训练学生自主分析问题和解决问题的能力。最后是创新性实验，针对一些研究方向面向有意向的优秀学生开展专题实验。实验设计上强调由学生自主完成，老师的作用更多的是进行指导，由学生进行具体的实验方案的编排规划和具体实施。在实施上实行导师制，具体的课题方向由导师和学生共同选定。学生可以自行组成实验小组合作完成实验任务。实验完成后实验小组需要提交实验报告，将研究内容和研究结果以论文的方式进行提交。之后由学校专家组成专家委员会，对学生的实验方案、实验内容和实验方案进行评定，对优秀学生颁发创新奖励。完成创新实验的学生可以获得创新学分，以鼓励学生踊跃参加。 （二）创新教学手段
大学物理实验中单一刻板的教学手段越来越难以满足时代的发展和素质教育的要求，因而需要对教学手段进行改革创新，满足不同层次学生的学习需要。丰富的教学手段可以将教学内容呈现得更加生动活泼，激发学生的学习积极性和主动性。随着新媒体的发展和进步，借助于仿真软件将虚拟实验环境引入教学已经在一些地区得以实践并取得了良好的应用效果。通过虚拟教学的开发，学生可以进行方便有效的实验学习，促进了理论学习与实践学习的融合。
另外，在实验的进行中教师应给学生更多的自主性，让学生自己动脑思考，并自主设计实验步骤，并对实验结果进行分析研究。在实验教学中多设置一些小问题，启发学生开拓思维、深入思考。注重对实验现象的分析探讨，引导学生用科学理论对实验现象进行合理的解释，同时用实验结果对科学理论进行有力的验证，做到实验过程中手脑并重，得到实践能力和科学思维的共同提升和锻炼。
（三）转变考核方式
传统的大学物理实验考核方式主要根据实验报告的结果来评定，这种方式存在许多弊端。由于对实验过程考核评价的缺失，学生对实验过程往往敷衍了事，甚至走过场。一些学生通过抄其他学生的实验报告照样可以蒙混过关，这严重影响了大学物理实验的教学效果。因而需要改变这种单一的考核方式为全面多元的考核方式。要重视对学生实验过程的评价，全面考核学生的思维能力、动手能力、创新能力及查阅文献的能力和设计实验的能力，充分调动学生的积极性和创新意识。将期末考试内容分为基础知识考查和实验动手操作两个部分，确保考核机制更加完善，并通过考核方式的转变来刺激学生学习态度的转变。
四、结语
目前，我国大学生物理实验的教育存在重视程度不够、教学方式单一等问题，对转变教学方式的探索成为一项重要的课题。大学物理实验教学的探索是一个复杂的系统性工程，需要各位业界同仁的共同努力和长期的实践积累和检验。本人根据自身的讲学经验，对大学物理实验教学模式的改革方案进行了探索，认为可以从建立新的课程体系、创新教学手段、转变考核方式等几个方面进行改革创新。以上是个人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不当之处还望相关专业人士批评指正。
参考文献：
[1]谢莉莎，肖苏，邓小玖.大学物理实验教学改革的思考与实践[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2009，23（1）：19-22.
[2]朱世坤，冯笙琴，王正清.地方综合性大学物理实验教学改革研究与实践[J].大学物理，2009，28（10）：54-57.
[3]张萍，曲艳玲，陈宝祥，等.适应创新教育的“3+1”大学物理实验教学模式的探索与实践[J].大学物理实验，2010，23（6）：108-110.
[4]张敏，何龙庆，张波.仿真实验在大学物理实验教学改革中的应用[J].南京晓庄学院学报，2009，25（3）：104-108.
[5]胡成华，史玲娜.大学物理实验教学创新模式的探索与实践[J].物理与工程，2012.
[6]吴建宝，张朝民.大学物理实验小学期制教学模式的探索与实践[J].大学物理实验，2014.