首页 -> 2008年第2期

中美大学物理实验教学的比较与分析

作者：李　静　王祖源

设计性、综合性的实验少，且多为验证性实验。并且教材改革滞后于当今经济发展和科技进步，诸如以信息技术、数控技术、遥感技术等高端科技已广泛应用到各个领域而且进入家庭，但有些高校的物理实验课程仍然开设黑白影像、电子管晶体管电路等。古老的传统教育要培养能适应自主创新形式下的创新型人才，必须更新实验内容，既要关注科技发展的前沿，又要考虑学生的专业实际，充实一些与现代生产联系密切的实用性实验，并且有一定比例的设计性和综合实验项目。即使学生开阔眼界，又能将物理理论与现代技术和生活融合起来，因此能充分调动学生的积极性和主动性，激发学生的自主创新精神。
　　
　　四、现代化教学手段
　　
　　计算机在美国高校物理实验教学中使用十分广泛。美国大学的近代物理实验中几乎100％都用计算机，而普通物理实验中约1/3使用计算机。有的学校写实验报告、批阅报告也都用计算机。大学中有许多为教学服务的CAI软件，质量很高，学生可以随时通过校园网络，提前进行实验预习；学生在实验学习中可以利用计算机进行实验仪器设备的控制、数据采集和处理等工作。实验报告也基本上是在计算机上完成的，并通过校园网络传递给教师；利用计算机模拟，开发高新科技相关的物理实验，进行仿真实验教学，开阔学生的眼界：用CAI介绍和模拟更新的实验方法、技能和实验应用等。从美国高校中可以体会到计算机技术和网络技术在教学中的普及和应用程度之高，已成为高等工程教育中不可缺少的重要工具。显然，我国高校物理实验的计算机使用比例远远偏低，这不能满足学生适应今后在信息社会的工作要求。可喜的是我们在这方面已经做出了有益的尝试，例如建立了仿真物理实验室，通过计算机网络把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书；将多媒体、CCD和录像等手段引入实验教学：建立物理实验教学网站，实行网络化教学。例如同济大学物理CAI中心就是网络和多媒体教学的结合产物，在实验教学中，中心以网络为载体，积极开发网络资源，使得网络这一现代化的教育资源在实验室的管理、实验室的开放式教学、学生学习的积极性提高和能力素质的培养等方面发挥了很好的作用。但计算机并非越多越好，因为许多基本的物理思想的掌握、物理现象的观察、操作能力的培养以及基本的数据处理的思路与能力等，都不能也不应由计算机来完全代替。美国各实验室的计算机使用十分方便，但他们也认为只有用了计算机能加深对物理原理的理解、对实验方法的掌握和对测量精度的提高时才用计算机，而让学生实际动手去观察真实的现象，学会基本的操作，仍然是十分必要的手段。
　　
　　五、结语
　　
　　综上所述，我国高校物理实验教学质量和水平与美国大学的情况相比，有较大的差距。美国的大学对于物理实验的教学安排以及教学过程都十分重视学生创造性综合能力的培养。国外的物理实验教学模式使教学目标由单一(帮助理解、掌握物理学原理)向多元(实验技能、综合素质和创新能力)发展。物理实验的教学过程由封闭向开放发展。开放层次由一维(时间开放)向多维(教学内容、教学方法、教学手段和观念意识上的开放)发展。
　　我们应当借鉴国外的先进经验，积极进行教育思想和观念的更新，增强教师和学生的创造思维和能力培养意识把学习自主权交给学生。丰富和加强选修实验课程，拉开教学层次，动态调整教学计划和教材内容；改进教学方法，更新教学手段和技术适当压缩传统的验证性实验，增加综合性、设计性实验项目供学生选择，以利于个性化的学习将实验教学与学科建设和发展紧密结合起来，将学科前沿的研究成果不断转化，才能使物理实验内容与时俱进。
　　
　　责任编辑　文和平

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